燃煤采暖鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計

1、某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計目錄1前言2概述2.1設(shè)計目的與任務(wù)2.2設(shè)計依據(jù)及原則3設(shè)計鍋爐房基本概況3排煙量及煙塵和二氧化硫濃度計算3.1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量33標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量3.4標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度3.5標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算4除塵器的選擇4.1除塵器應(yīng)該達到的除塵效率4.2除塵器的選擇5確定除塵器、風(fēng)機和煙囪的位置及管道的布置5.1各裝置及管道布置的原則5.2管徑的確定6煙囪的設(shè)計6.1煙囪高度的確定6.2煙囪直徑的計算3煙囪的抽力7系統(tǒng)阻力計算7.1摩擦壓力損失2局部壓力損失8附圖9小結(jié)10參考文獻1前言大氣污染控制工程課程設(shè)計是大氣污

2、染控制工程課程的重要實踐性環(huán)節(jié)，是環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生在校期間第一次較全面的大氣污染控制設(shè)計能力訓(xùn)練，在實現(xiàn)學(xué)生總體培養(yǎng)目標(biāo)中占有重要位置。目前，越來越多的環(huán)境問題出現(xiàn)在了人們的生活中，其中包括水污染、環(huán)境污染、大氣污染、噪聲污染、固體廢棄物污染等等，這些污染在有形和無形中對人們的生活和健康產(chǎn)生了影響。其中危害性最大、范圍最廣就是大氣污染，他是潛移默化的，在人們不知不覺中使人們的健康受到影響，大氣污染對人體的的危害是多方面的，主要表現(xiàn)在呼吸道疾病與生理機能障礙，以及眼鼻等粘膜組織受到刺激而患病。對于植物而言，大氣污染物尤其是二氧化硫等對植物的危害是十分嚴(yán)重的。當(dāng)污染物濃度高時，會對植物產(chǎn)生急性危害

3、，使植物葉表面產(chǎn)生傷斑,或則直接使葉脫落枯萎；當(dāng)污染物濃度不高時，會對植物產(chǎn)生慢性危害，使植物葉片退綠，或則表面上看不見什么危害癥狀，但植物的生理機能受到影響，造成植物產(chǎn)量下降，品質(zhì)變壞。除塵脫硫一體化是將高溫煤氣中的粉塵顆粒和氣態(tài)S6在一個單獨的捕集單元中脫硫。除塵脫硫一體化裝置可概括為干法和濕法兩中目前國內(nèi)外已開發(fā)了大量脫硫除塵一體化裝置，主要有水膜除塵器、文丘里旋風(fēng)水膜除塵器、臥式旋風(fēng)水膜除塵器、噴淋塔除塵脫硫裝置、沖擊式水浴除塵器、自激式除塵器、旋流板塔脫硫除塵一體化裝置以及高壓靜電濾槽復(fù)合型臥式除塵器等濕式處理裝置。由于除塵脫硫一體化工藝具有投資少、運轉(zhuǎn)費用低、脫硫率適中、操作管理簡

4、便、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小等優(yōu)點，近年來已被廣泛應(yīng)用。2概述2.1設(shè)計任務(wù)與目的：通過課程學(xué)習(xí)，運用各種污染物的不同控制、轉(zhuǎn)化、凈化原理和設(shè)計方法，進行除塵、除硫、脫氮等大氣污染控制工程設(shè)計。運用所學(xué)知識設(shè)計某一燃煤釆暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)。通過設(shè)計進一步消化和鞏固本能課程所學(xué)內(nèi)容，并使所學(xué)的知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)運用所學(xué)理論知識進行凈化系統(tǒng)設(shè)計的初步能力。通過設(shè)計，樹立正確的設(shè)計思想，了解工程設(shè)計的內(nèi)容、方法及步驟,培養(yǎng)確定大氣污染控制系統(tǒng)的設(shè)計方案、進行設(shè)計計算、繪制工程圖、使用技術(shù)資料、編寫設(shè)計說明書的能力。2.2設(shè)計依據(jù)及原則：嚴(yán)格按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-2001）中二類區(qū)標(biāo)

5、準(zhǔn)執(zhí)行；煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）：200mg/m3；二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）：900mg/m3進行設(shè)計計算。3設(shè)計鍋爐房基本概況：鍋爐設(shè)備主要參數(shù)（共兩臺鍋爐）額定蒸發(fā)量主蒸汽壓力主蒸汽溫度燃煤量排煙量排煙溫度(t/h)(Mpa)(C)(t/h)(7/畑)(C)25010.055038.0450000150設(shè)計耗煤量：38000kg/h（臺）；煙氣密度（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：1.35kg/m3；空氣含水（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）按0.01296kg/m3;煙氣在鍋爐出口前阻力：850Pa：排煙中飛灰占煤中不可燃成的比例：18%；當(dāng)?shù)卮髿鈮海?7.86KPa；冬季室外空氣溫度：-1C；空氣過剩系數(shù)：a二

6、1.4；設(shè)空氣含濕量二12.93g/m3煙氣其他性質(zhì)按空氣計算煤的工業(yè)分析值：c=68%,肝二4%,S，二O二5%N二1%二6%二15%VY二13%應(yīng)用基灰分：13.38%；應(yīng)用基水分：16.32%；可燃基揮發(fā)分：41.98%；應(yīng)用基低位發(fā)熱量：16768kj/kg（由于煤質(zhì)波動較大，要求除塵器適應(yīng)性較好）按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-2001）中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：200mg/m二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：900mg/m3凈化系統(tǒng)布置場地如圖所示的鍋爐房北側(cè)15m以內(nèi)。3排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計算3.1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量建立煤燃燒的假定：煤

7、中固定氧可用于燃燒；煤中硫主要被氧化為S02；不考慮NOX的生成；煤中的N在燃燒時轉(zhuǎn)化為皿?？諝鈨H是由氮和氧組成，其體積比為3.78o標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量：；=4.76(1.867+5.56川+0.7S-0.7)耐)式中C、68%,日二4%,Si%,二5%一分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。結(jié)果為；二6.97(/畑)2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量：Qz=1.867(Cr+O.375Sr)+11.2Hy+1.24W+0.016g；+0.792；+0.8N陽kg)式中；一一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量3嘰wY一一煤中水分所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，6%；M一一N元素在煤中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，1%。結(jié)果為=7.42(

8、加/焰)3.3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量：2=0+l.Ol&a1)Q陽kg)式中&一一空氣過量系數(shù)；2，=一一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量，卅/畑；一一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，命畑;標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量Q應(yīng)以m/h計，因此，Q=x設(shè)計耗煤量結(jié)果為2二10.25（加”g）Q二389500（m/h）3.4標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度：C=d出A（kg/加）Q：式中一一排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，18%：川一一煤中不可燃成分的含量；15%一一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量，7/畑。結(jié)果為C=0.00263伙g/）=2630（加g/加）3.5標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算,2Sy

9、SOj(mg/m3)式中驢一一煤中含可燃硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù);1%2一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實際煙氣量,結(jié)果為（7g/屛）4除塵器的選擇4.1除塵器應(yīng)該達到的除塵效率G一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度c一一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，加o結(jié)果為n二92.4%2除塵器的選擇工況下煙氣流量：0=罕需/小式中Q一一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣流量，T一一工況下煙氣溫度，KT一一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度，273K結(jié)果為Qz=603511(,w37=167.6m3/s除塵器的選擇根據(jù)煙塵的粒徑分布和種類、工況下的煙氣量、煙氣溫度計要求達到的除塵效率定除塵器的種類、型號及規(guī)格。確定除塵器的運行參數(shù)，如氣流速度、壓力損失、捕集粉塵量等，選

10、用多管式旋風(fēng)除塵器。除塵器產(chǎn)品性能規(guī)格型號配套鍋爐容屋處理煙氣量除塵效率設(shè)備阻力分割粒徑質(zhì)量/(J/H)/(m3/h)/%/Pad/(50um)/kg430000092-95932-11283.06-3.32369除塵器外型結(jié)構(gòu)尺寸ABCDEFGHMN14001100300503501000298544607004235除塵器外型結(jié)構(gòu)尺寸5確定除塵器、風(fēng)機和煙囪的位置及管道的布置5.1各裝置及管道布置的原則根據(jù)鍋爐運行情況及鍋爐現(xiàn)場的實際情況確定各裝置的位置。一旦確定各裝置的位置，管道的布置也就基本可以確定了。對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，并使安裝、操作和檢修方便。

11、5.2徑的確定管道直徑由于流量太大我設(shè)計把一個鍋爐的流量分成8個管道排出:d=(m)V7VV式中Q一一工況下管道內(nèi)煙氣流量v煙氣流速m/s(對于鍋爐煙塵二10-15m/s)取=12m/s結(jié)果為d=1.48(m)圓整并選取風(fēng)道：表4.5風(fēng)道直徑規(guī)格表外徑D/mm鋼制板風(fēng)管外徑允許偏差/mm壁厚/mm15001100內(nèi)徑：dl=1500-2X100=1300mm由公式O)可計算出實際煙氣流速:V二11.8(m/s)6煙囪的設(shè)計6.1煙囪高度的確定首先確定共用一個煙囪的所有鍋爐的總的蒸發(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6.1)確定煙囪的高度。表6.1鍋爐煙囪的高度鍋爐總額定出

12、力/(t/h)11-22-66-1010-2026-35煙囪最低高度/m202530354045鍋爐總額定出力：250X4=16(t/h)，故選定煙囪高度為45m6.2煙囪直徑的計算煙囪出口內(nèi)徑可按下式計算：式中Q一一通過煙囪的總煙氣量，屛；3按表5.2選取的煙囪出口煙氣流速，m/s表6.2煙囪出口煙氣流速/(m/s)通風(fēng)方式運行情況全負(fù)荷時最小負(fù)荷時機械通風(fēng)10-204-5自然通風(fēng)6-102.5-3選定二4m/s結(jié)果為：d=5.86(m)圓整取d=5.8mo煙囪底部直徑：d二+2iH(m)式中d-煙囪出口直徑，m;H一一煙囪高度，m；i煙囪錐度（通常取i=0.02-0.03）。取i二0.03

13、結(jié)果為：dx=8.56(m)6.3煙囪的抽力式中H-一煙囪高度，m；*外界空氣溫度，-1C一一煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，150CB當(dāng)?shù)卮髿鈮海?7.86KPao結(jié)果為:Sy=198(Pa)7系統(tǒng)阻力計算7.1摩擦壓力損失(1)對于圓管:(Pa)式中幾一一摩擦阻力系數(shù)(實際中對金屬管道可取0.02.對磚砌或混凝土管道可取0.04)。d一管道直徑,mP一一煙氣密度，kg/m3“一一管中氣流平均速率，m/sL一一管道長度,mL二95ma.對于4)1300圓管JT“JIB“A=2x)=+(y)D=1300mm故B二1376mm則R=X式中,A為面積,X為周長7.2局部壓力損失”號(Pa)h=0.148xta

14、n67.5=0.36(7/7)式中E一異形管件的局部阻力系數(shù)可查到v一一與像對應(yīng)的斷面平均氣流速率,m/sP一一煙氣密度，kg/m31.除塵器進氣管的計算漸縮管的計算aW45C時，二0.1取a=45C,v=13.Om/s=0.1x086xl302=73(Pa)30CZ形彎頭h=2.985-2.39=0.595=0.6(m)/i/D=0.6/13=0.46,取了=0.157由手冊查得=1.0=1.0X0.157=0.157=0.157x0.86x11.422=8.77(Pa)漸擴管035x13.15x空空=1.79查大氣污染控制工程附表十一，并取a=300.19xQ-86xl3tf2則二0.19

15、=13&Pa)2.除塵器出氣管的計算漸擴管的計算aW45C時,1=0.1取a=30C,v=20m/sp=01x0.86xl3.tf=22設(shè)兩個均為90彎頭D二500,取R二D,則C=0.23p=今=0.23x叢：11=12.9(PJ兩個彎頭p1=2妙=2x12.9=25.8乙3.T形三通管g=0.780，0.86x11.42P=0.78x=43.遲)對于T形合流三通二0.55pv20.86x11.4P=七=0.55x-=30.7(Pa)V313T形三通管示意圖系統(tǒng)總阻力(其中鍋爐出匚HJ005a,廊土出阻力1400Pa)藝從=8x4x(172+7.3+11.4+13.8+7.3+25.8+43.6+30.7+850+1400=77027.2(Pa)8附圖工藝流程示意圖小結(jié)：這次大氣污染控制工程課程設(shè)計我主要設(shè)計一燃煤電廠的燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫系統(tǒng)，通過這次課程設(shè)計我進一步消化和鞏固課本中所學(xué)的內(nèi)容，這次課題讓我可以綜合利用所學(xué)到的大氣污染控制