DZL2-13型鍋爐中硫煤煙氣袋式除塵濕式脫硫

1、中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 20152016 學(xué)年第 二 學(xué)期 學(xué) 院： 化工與環(huán)境學(xué)院 專 業(yè)： 環(huán)境工程 學(xué) 生 姓 名： 張紅 學(xué) 號(hào)： 1304014104 課程設(shè)計(jì)題目： DZL2-13型鍋爐中硫煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)起 迄 日 期： 16.5.1516.6.24 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 中北信商 指 導(dǎo) 教 師： 劉侃侃 系 主 任： 張建忠 下達(dá)任務(wù)日期: 2016 年 4 月 29 日課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書設(shè)計(jì)目的：DZL2-13型鍋爐中硫煙煤煙氣袋式除塵濕式脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原始資料：鍋爐型號(hào)：DZL2-13 即，單鍋筒縱置式鏈條爐，蒸發(fā)量2t/h,出口蒸汽壓力1

2、3MPa設(shè)計(jì)耗煤量：390kg/h設(shè)計(jì)煤成分：C=64.5% H=4% O=3% N=1% S=1.5% A=18% W=8% V=15%；屬于中硫煤。排煙溫度：160空氣過剩系數(shù) =1.3飛灰率 = 16% 煙氣在鍋爐出口前阻力500Pa污染物排放按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中二類區(qū)新建排污項(xiàng)目執(zhí)行。連接鍋爐、凈化設(shè)備及煙囪等凈化系統(tǒng)的管道假設(shè)長度50m,90°彎頭10個(gè)。設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1） 根據(jù)燃煤的原始數(shù)據(jù)計(jì)算鍋爐燃燒產(chǎn)生煙氣量，煙塵和二氧化硫濃度。（2） 凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的分析，包括凈化設(shè)備的工作原理及特點(diǎn)；運(yùn)行參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)；凈化效率的影響因素。（3） 除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算（

3、4） 脫硫設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算（5） 煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算（6） 管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)，阻力計(jì)算，風(fēng)機(jī)電機(jī)的選擇。（7） 根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制設(shè)計(jì)圖，系統(tǒng)圖要標(biāo)出設(shè)備、管件標(biāo)號(hào)、并附明細(xì)表；除塵系統(tǒng)、脫硫設(shè)備平面圖、剖面布置圖若干張，已解釋清楚為宜，最少4張A4圖，并包括系統(tǒng)流程圖一張。前言在目前，大氣污染已經(jīng)變成了一個(gè)全球性的問題，主要有溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源的消耗量逐步上升，大氣污染物的排放量相應(yīng)增加。而就我國的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展就我國的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展水平及能源的結(jié)構(gòu)來看，以煤炭為主要能源的狀況在今后相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)不會(huì)有根本性的改變。我國的大氣污染仍將以煤煙型污染為主。因此，控制燃煤煙氣污

4、染是我國改善大氣質(zhì)量、減少酸雨和SO2害。人類不僅能適應(yīng)自然環(huán)境，而且還能開發(fā)利用自然資源，改造自然環(huán)境，使環(huán)境更加適合于人類生存。在人為活動(dòng)影響下形成的環(huán)境，稱為次生環(huán)境。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排放大量有毒有害污染物，嚴(yán)重污染大氣、水、土壤等自然環(huán)境，破壞生態(tài)平衡，使人類生活環(huán)境的質(zhì)量急劇惡化，人類生產(chǎn)和生活活動(dòng)排入環(huán)境各種污染物，特別是生產(chǎn)過程排放的污染物種類極多，而且隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境中污染物的種類和數(shù)量還在與日俱增。這些污染物隨同空氣、飲水和食物進(jìn)入人體后，對(duì)人體健康產(chǎn)生各種有害影響 。大氣污染是隨著產(chǎn)業(yè)革命的興起，現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，城市人口的密集，煤炭和石油燃料的迅猛增長而產(chǎn)生的。近百

5、年來，西歐，美國，日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家大氣污染事件日趨增多，本世紀(jì)50-60年代成為公害的泛濫時(shí)期，世界上由大氣污染引起的公害事件接連發(fā)生，例如：英國倫敦?zé)熿F事件，日本四日市哮喘事件，美國洛杉磯煙霧事件，印度博帕爾毒氣泄漏事件等等，不僅嚴(yán)重地危害居民健康，甚至造成數(shù)百人，數(shù)千人的死亡。我國隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，因燃煤排放的二氧化硫、顆粒物等有毒有害的污染物質(zhì)急劇增多?？諝馕廴疽悦簾熜蜑橹?，主要污染物是二氧化硫和煙塵。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1990年全國煤炭消耗量10.52億噸，到1995年煤炭消耗量增至12.8億噸，二氧化硫排放量達(dá)2232萬噸。超過歐洲和美國，居世界首位。 - 10 -目錄前言1.工藝流程及選

6、擇2.除塵器的設(shè)計(jì)及計(jì)算 2.1燃煤鍋爐煙氣量，煙塵和二氧化硫濃度計(jì)算.12.1.1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量.12.1.2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量.12.1.3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量.12.1.4煙氣含塵濃度.1.2.1.5標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣二氧化硫濃度計(jì)算1. 2.2除塵器選擇2.2.1除塵效率22.2.2工況下煙氣流量22.2.3除塵器的選擇.22.2.4管道布置及各管道管徑32.2.5煙囪的設(shè)計(jì).42.2.6系統(tǒng)阻力計(jì)算.62.2.7風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇和計(jì)算.8附圖參考文獻(xiàn)2.除塵器的設(shè)計(jì)及計(jì)算2.1燃煤鍋爐煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算2.1.1標(biāo)準(zhǔn)狀況下理論空氣量Qa=4.76*(1.867C+5

7、.56H+0.7S-0.7O)式中：C H S O分別為煤中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Qa=4.67*(1.867*0.645+5.56*0.04+0.7*0.015-0.7*0.03) =6.613(/kg)2.1.2標(biāo)準(zhǔn)狀況下理論煙氣量Qs=1.867*（C+0.375S）+11.2H+1.24W+0.016Qa+0.79Qa+0.8N式中：W煤中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； NN元素在煤中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。Qs=1.867*(0.645+0.375*0.015)+11.2*0.04+1.24*0.08+0.016*6.613+0.79*6.613+0.8*0.01 =7.10(/kg)2.1.3標(biāo)準(zhǔn)狀況下實(shí)際煙氣量

8、Qs=Qs+1.016*(a-1)*Qa式中：a空氣過剩系數(shù) Qs=7.10+1.016*(1.3-1)*6.613 =9.116(/kg)注意：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量應(yīng)以/h計(jì)，因此，Q=Qs*設(shè)計(jì)耗煤量 Q=Qs*設(shè)計(jì)耗煤量=9.116*380=3464.08/h2.1.4煙氣含塵濃度C=dsh/Qs*AA 煤中不可燃組分含量Dsh飛灰占煤中不可燃質(zhì)量分?jǐn)?shù)C=2.62（g/m3）2.1.5標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣中二氧化碳的濃度計(jì)算Cso2=2S/Qs*108CS02=2*0.015/9.116*108=3.29*103(mg/m3)2.2除塵器選擇2.2.1除塵效率=1-CS/C=1-100/2620

9、 =96.18%2.2.2工況下煙氣流量Q1=QPT/TP(m3/h) =3464*101.325*(273+160)/273*98 =5680.60(m3/h)2.23煙氣除塵器選擇根據(jù)工況下煙氣量、煙氣溫度及要求達(dá)到的除塵效率來確定除塵器（袋式除塵器） 袋式除塵器是使含塵氣體通過濾袋濾去其中離子的分離捕集裝置，是過濾式袋式除塵器中一種，其結(jié)構(gòu)形式多種多樣，按不同特點(diǎn)可分為圓筒形和扁形上進(jìn)氣和下進(jìn)氣，內(nèi)濾式和外濾式，密閉式和敞開式；簡易，機(jī)械振動(dòng)，逆氣流反吹，氣環(huán)反吹，脈沖噴吹與聯(lián)合清灰等不同種類,其性能比較如下表：除塵種類除塵效率凈化程度特點(diǎn)簡易袋式30中脈沖噴吹袋式90細(xì)清灰方式作用強(qiáng)度

10、很大，而且其強(qiáng)度和頻率都可以調(diào)節(jié)，清灰效果好機(jī)械振動(dòng)袋式90中要求濾料薄而光滑，質(zhì)地柔軟，再過濾面上生成足夠的振動(dòng)力。氣環(huán)式袋式99細(xì)適用高濕度、高濃度的含塵氣體，造價(jià)較低，氣環(huán)箱上下移動(dòng)時(shí)緊貼濾袋，使濾袋磨損加快，故障率較高通過我組比較最終決定選用袋式除塵器，根據(jù)處理煙氣性質(zhì)及不同型式的袋式除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)，最終決定選用MC6I型系列逆噴脈沖袋式除塵器。 脈沖袋式除塵器是一種周期性的向?yàn)V袋內(nèi)或?yàn)V袋外噴吹壓縮空氣來達(dá)到清除濾袋上積塵的袋式除塵器，它具有處理風(fēng)量大，除塵效率高的優(yōu)點(diǎn)，而且清灰機(jī)構(gòu)設(shè)有運(yùn)動(dòng)部件，濾袋不受機(jī)械力作用，損傷較小，濾袋使用周期長的特點(diǎn)。 用除塵器手冊中選取MC系列逆噴脈沖袋

11、式除塵 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):主要由上箱體，中箱體，下箱體，排灰系統(tǒng)與噴嘴系統(tǒng)等幾個(gè)主要部分組成。上箱體內(nèi)設(shè)有多孔板，濾袋，濾袋框架下箱體包括進(jìn)氣口、灰斗、檢查門排灰系統(tǒng)由減速裝置和排灰裝置組成控制儀、控制閥、脈沖閥、噴管與氣包等組成噴吹系統(tǒng)。工作原理含塵氣體由下箱體的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入除塵器內(nèi)經(jīng)過濾袋過濾。粉塵被阻留在袋外，凈化氣體進(jìn)入袋內(nèi)經(jīng)過文氏管，由排風(fēng)口排出機(jī)外，阻留在濾袋上的粉塵通過用電控；D、機(jī)控；J、或氣控；Q、中的一種方式，控制開啟脈沖閥定時(shí)分排，對(duì)濾袋進(jìn)行清灰，其主要性能與主要結(jié)構(gòu)尺寸見下表。型號(hào)過濾面積m2濾袋數(shù)量/條處理風(fēng)量m3/h脈沖閥個(gè)數(shù)/個(gè)外形尺寸/長、寬、高M(jìn)C36-I2736325

12、0648061425*1678*3600設(shè)備質(zhì)量/kg濾袋尺寸/mm設(shè)備阻力/Pa除塵效率入口含塵濃度g/m3過濾風(fēng)速m/min1116.80120*20001200150099%21424主要結(jié)構(gòu)尺寸：型號(hào)AA1BB1HMC36-I16781150134011003660影響因素:過濾風(fēng)速、濾料風(fēng)速、濾料種類、清灰方式、入口含塵濃度、處理氣體性質(zhì)、凈化物料種類等。 2.2.5管道布設(shè)及各管段管徑 1.各裝置及管道布置原則 根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況和鍋爐房現(xiàn)場的實(shí)際情況確定各裝置的位置，一旦確定了各裝置的位置，管道的布置也就基本可以確定了，對(duì)各裝置及管道的布置應(yīng)力求簡單，緊湊 ，管路短，占地面積小，并

13、使安裝，操作和檢修方便。2.管徑的確定d=(m)式中：v為煙氣流速m/s(對(duì)于鍋爐煙塵v=1015m/s)取v=13m/s則d= =0.393m圓整并取風(fēng)速外徑外徑允許偏差壁厚400±10.06內(nèi)徑d1=400-2*0.6=398.8m由公式d=(m)得 煙氣流速V=4Q/d2=12.05m/s由此可見，除塵器管徑計(jì)算合理2.2.6煙囪設(shè)計(jì)1煙囪高度計(jì)算根據(jù)鍋爐的蒸發(fā)量（t/h），然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定表確定煙囪高度。鍋爐煙囪高度鍋爐總額蒸發(fā)量（t/h）1122661010202035煙囪最低高度（m）202530354045 由于給定鍋爐型號(hào)DZL2-13蒸發(fā)量為2

14、t/h，所以選定煙囪高度為30m. 煙囪抬升高度 Qh=CPVa(Ta-T) =1.38*0.918*(160-20) Qh-煙囪的熱排放率 Cp標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣平均比定壓熱容，取CP=1.38kg/m3 Va標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣排放量m3/s Ta-煙氣出口溫度 T0當(dāng)?shù)仄骄鶜鉁厝?20由于177.36KW2100KW h=2*(15VSD+0.01Qh)/uVS煙出口速度D煙囪出口溫度Qh煙囪熱排放率u煙囪出口環(huán)境平均風(fēng)速m/s,取2.5m/sVS=Q/A=(0.918*4)/(3.14*0.62) h=2*=3.76煙囪總高度H為：H=Ha+h=33.76m2.煙囪直徑的計(jì)算 煙囪出口直徑計(jì)算

15、公式如下 d=0.695 圓整取d=0.7 煙囪出口煙氣流速通風(fēng)方式全負(fù)荷最小負(fù)荷機(jī)械通風(fēng)102045自然通風(fēng)682.53根據(jù)表格選煙氣出口流速w=4m/s煙從底部直徑：D1=d+2ih=0.70+2*0.02*33.76=2.05m d煙囪出口直徑h煙囪高度i煙囪錐度，取0.02煙囪的抽力Sy=0.0342*h*b() b當(dāng)?shù)卮髿鈮簆asy=0.0342*34*98*103(=125.7pa煙囪阻力計(jì)算采用磚砌煙囪，阻力可按下式計(jì)算 Pm=ll-摩擦阻力系數(shù)，0.04t管道長度，md管道直徑，p煙氣密度v管內(nèi)煙氣平均流速pm=0.04*(30*0.83*122)/2=91.91pa則最大地面

16、濃度pmax=2*0.6*2541)/3.14*2.5*2.72*36.472=0.11mg/m3可見地面最大濃度小于國家規(guī)定，煙囪高度設(shè)計(jì)合理 2.2.7系統(tǒng)阻力計(jì)算1.摩擦阻力損失PL=*V L管道長度 p煙氣密度 d管道直徑 v管道煙氣流速摩擦阻力系數(shù)，查表得混凝土管道取0.04對(duì)于400圓，L=50P=(1.36*273*98)/(433*101.325)=0.83 PL=(0.02*50*0.83*12.052)/0.4*2=150.65Pa2.局部壓力損失P=*v=6.026a.除塵器進(jìn)氣管的阻力損失漸縮管的計(jì)算45°時(shí)=0.1取=45°，v=12.05m/s

17、P=0.1*0.83*12.05/2=6.026設(shè)兩個(gè)均為90°彎頭D=400mm 取R=1.5D 則=0.175 P=0.175*0.83*12.052/2=21.09漸擴(kuò)管計(jì)算 查化工附表 則=0.25 PL=0.25*0.87*12.052/2=15.06L2=(0.5-0.4)tan67.5/2=0.12b除塵器出氣管的阻力損失計(jì)算漸擴(kuò)管計(jì)算 45° 時(shí)=0.1取=30 v=12.05 p=0.1*0.83*12.052/2=6.026LA=(0.5-0.4)*tan67.5°/2=0.12兩個(gè)90°彎頭 D=400mm 取R=1.5D 則=0.

18、175 P=0.175*0.83*12.052*2/2=21.09PaC對(duì)于T型三通 =0.55 P=0.55*0.83*12.052/2=33.14則系統(tǒng)總阻力其中鍋爐出口前阻力550pa,除塵器阻力1400pah=150.65+6.025+6.026+21.09+15.06+6.026+21.09+33.14+550+1300=2106.70pa2.2.8風(fēng)機(jī)和電機(jī)選擇1.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算1.1風(fēng)量備用系數(shù) B當(dāng)?shù)卮髿鈮篞標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前風(fēng)量，m/ht風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，若管道不長，可以近似取鍋爐排煙溫度2.風(fēng)機(jī)風(fēng)壓計(jì)算Hy= =2154.79pa1.2風(fēng)壓備用系數(shù) h系統(tǒng)總阻力，pat風(fēng)機(jī)前溫度， PY標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣密度1.36kg/m3 sy煙囪產(chǎn)生的抽力，Pa根據(jù)計(jì)算選擇風(fēng)機(jī)型號(hào)全壓風(fēng)量功率轉(zhuǎn)速Y8-392136-57262500-260003-3728503.電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 =8.14kwQY風(fēng)機(jī)風(fēng)量 HY風(fēng)機(jī)分壓Y1風(fēng)機(jī)在全頭時(shí)的效率，一般為0.6Y2機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)功率，用v行帶動(dòng)傳動(dòng)時(shí)=0.95電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)，對(duì)引風(fēng)機(jī)=1.3根據(jù)電動(dòng)機(jī)功率，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)方式，選定Y160L-6型電動(dòng)機(jī)（功率是11kw）參考文獻(xiàn)1