火力發(fā)電廠鍋爐煙氣治理設(shè)計方案

10火力發(fā)電廠鍋爐煙氣治理設(shè)計方案概述設(shè)計目的術(shù)資料、編寫設(shè)計說明書的力量。設(shè)計任務(wù)運用所學學問設(shè)計某燃煤火力發(fā)電廠鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)。設(shè)計依據(jù)及原則中二類區(qū)標準、煙塵濃度排放標準、二氧化碳排放標準進展設(shè)計計算。鍋爐房根本概況2臺,型號為ＳＨＬ２０－２.４５－ＡII爐排有效面積２２.１９〔m2)，設(shè)排煙口為 6.5〔ｍ〕3.3m，離地面為6m〔標準狀態(tài)下〕：1.34kg/m3煙氣在鍋爐出口前阻力：50Pa當?shù)卮髿鈮海?01.325Pa-1°C設(shè)空氣含濕量=12.93g/m3按鍋爐大氣污染物排放標準〔GB13271-2023〕中二類區(qū)標準執(zhí)行。煙塵濃度排放標準〔標準狀態(tài)下〕：150mg/m3通風除塵系統(tǒng)的主要設(shè)計程序燃煤鍋爐排煙量的計算。凈化系統(tǒng)設(shè)計方案的分析確定。確定除塵器類型、型號及規(guī)格，并確定其主要運行參數(shù)。煙囪高度和出口內(nèi)徑以及系統(tǒng)總阻力。風機及電機的選擇設(shè)計編寫設(shè)計說明書圖紙要求除塵系統(tǒng)流程圖一張。除塵系統(tǒng)平面圖、軸測圖。圖中設(shè)備管件應(yīng)標注編號，編號應(yīng)與系統(tǒng)圖對應(yīng)火力發(fā)電過程產(chǎn)生的煙塵是我國大氣污染物的主要構(gòu)成局部，必需要到達國家要求的排放標準才能向外排放。目前火力發(fā)電廠、特別是已建成的火電廠的除塵工藝還較多的沿襲單級靜電除塵模式。其存在著功能單一、運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定而難以到達國家排放標準要求的弊端。針對較典型的300MW火電機組燃煤鍋爐煙氣除塵過程，可選擇二級預(yù)除塵與主力靜電除塵器組合的工藝設(shè)置。預(yù)除塵器選用傳統(tǒng)的、性價比較高的、非耗能的重力除塵器擔當大粒徑煙塵〔>30μm〕的凈化；再經(jīng)高效靜電除塵器凈化小粒徑煙塵〔<30μm〕。對所選傳統(tǒng)型多層重力除塵器的工藝構(gòu)造及其相應(yīng)尺寸進展了設(shè)計計算；對靜電除塵器主要進展工藝尺寸的核算以進展了適當?shù)倪x型。這一方案對于火電廠煙塵除塵工藝是一有益的改進，特別對已建成的火電廠除塵改造或?qū)嵭忻摿虺龎m一體改造與設(shè)計，供給了樂觀的借鑒。課題背景的特點和經(jīng)濟進展水平，打算了以煤為主的能源構(gòu)造將會長期存在。還會導(dǎo)致火力發(fā)電規(guī)模的穩(wěn)步提升。由此導(dǎo)致的煙塵排放量還會持續(xù)加大。隨著國《火電廠污染物排放標準GB 斷的修訂節(jié)能減排的環(huán)保措施日益嚴格，相應(yīng)的除塵工藝配置技術(shù)也會受到更大的關(guān)注。大氣煙塵、灰塵排放與污染簡述國際上造成了不良的影響，75%是由煤為原料組成的。全國城市主要污染物為可吸入顆粒物，全國近2/3要分布在華北北部和西北地區(qū)。這與當?shù)馗吣芎牡漠a(chǎn)業(yè)構(gòu)造和荒漠化的環(huán)境條件有關(guān)?！?lt;10形成陰霾天氣的天數(shù)，已占全年總天數(shù)的三到五成，呈現(xiàn)日益增多的趨勢，嚴峻的影響空氣質(zhì)量及其交通運輸?shù)冉?jīng)濟活動，對人體的安康也顯現(xiàn)出的危害源。5~1065%?；痣姀S除塵系統(tǒng)流程圖課題信息設(shè)計任務(wù)為某公司火力發(fā)電廠鍋爐進展煙氣治理。原設(shè)計有兩臺產(chǎn)生煙氣量為150mg/m3.除塵系統(tǒng)的除塵效98.5%，居民區(qū)位于工廠的東南面，工廠設(shè)在最小頻率風向上側(cè)。設(shè)計要求將灰送到集灰罐中，最終用汽車送到燒結(jié)配料倉綜合利用。袋式除塵器的選擇濾料確實定150進口流量確實定過濾風速確實定1.5m/min，2：取V=2*1*1**1.1*0.71*1=1.56m/minn過濾面積計算有效過濾面積：計算可得：s=1889m21S=1889+1889*7%=2023m2〔2〕單條濾袋面積〔圓形〕S=101m333.5濾袋數(shù)量計算 n=S/S3=2023/101=20除塵器型號的選擇綜上，查閱除塵工程設(shè)計手冊，選擇的除塵器是LFSF-Z/ll-280-336其進出口參數(shù)如下：3．6.1排灰系統(tǒng)設(shè)計產(chǎn)灰量計算G=150*10-3*170000=25500g/h=22.5kg/h排灰裝置的選型與配置機，一般與灰斗相連接進展排塵。ρ=ρn*273/(273+t)=1.34*273/(273+160)=0.845V=G/p=22.5/0.845=26.63m3/hGXGX300GX300型螺旋排灰機性能參數(shù)型號GX300

300

240

80

,t/h32.5確定除塵器、風機和煙囪的位置及管道的布置管道布置方案確實定路短、占地面積小，并使安裝、操作和檢修便利。選擇的方案有兩種。對于方案一：其阻力計算如下：2：其阻力計算如下：方案確實定：雖然方案一阻力比方案二更大，但方案21G,Y4-73型NO.18D案是方案一。管徑確實定

4Qd 4Q式中Qm3/sm/s=10-15m/s)v=11m/s水平風管最小風速v=13m/s阻力平衡：該管路，需對集合點3進展阻力平衡，〔P-P

〕/P

=((10.1+50+7+15.02)-〔10.1+50+7〕)/2-3

1-3

2-3

(10.1+50+7+15.02)=18.3%>10%1—3

-P〕/P

=((10.1+50+7+15.02)-2-3 1-3

2-3〔10.1+50+12.5〕)/(10.1+50+7+15.02)=11.5%》10%。由于不是大很多，運行時加以閥門調(diào)整即可。管道的規(guī)格和壁厚由于除塵系統(tǒng)的管道內(nèi)含有較多的粉塵，且流速高，管道磨損大。所以除塵管道20%-50%。來滿足系統(tǒng)良好的運行。所以掌握風速也會相應(yīng)提高來較少基建投資。Φ400mm，S=3-4mmΦ400mm-Φ800mm，S=4-5mmΦ800mm-Φ1500mm，S=5-6mmΦ1500mm-Φ3000mm，S=6-8mmΦ400mm-Φ900mm，S=5mmΦ900mm-Φ2200mm，S=6mmΦ2200mm-Φ3000mm，S=8mmΦ1300mm，S=4-5mmΦ1300mm-Φ2800mm，S=5-6mmΦ2800mm-Φ3500mm，S=6-8mmΦ3500mm-Φ4500mm，S=8-10mmΦ4500mm-Φ5000mm，S=12mm管道加固2023mm，通常需設(shè)加強筋對管道進展加固。圓形管道當氣體溫度大于150度時加強筋宜取在1500mm處。管道材質(zhì)Q235A250mm除塵管道內(nèi)的風速及壓力損失除塵管道內(nèi)的風速煙囪設(shè)計煙囪高度確實定〔t/h〕，然后依據(jù)鍋爐大氣污染物排放標準中的規(guī)定〔5.1〕確定煙囪的高度。表5.1 鍋爐煙囪的高度所以選擇煙囪高度為45m煙囪直徑的計算煙囪出口內(nèi)徑按下式計算：d0.0188

Q(m)v

=2.05m式中Qm3/h；5.2，m/s5.2/(m/s)通風方式

運行狀況全負荷時 最小負荷時機械通風10-204-5自然通風選定=15m/s6-102.5-3d=2m煙囪底部直徑式中H——煙囪高度，m；

dd1

2iH(m)i——煙囪錐度〔i=0.02-0.03〕。=2+2*0.02*45=3.8m煙囪的抽力

S 0.0342H( 1y 273t

1273tk

)B(Pa)H——煙囪的高度，m；t ——外界空氣溫度，10℃；kt ——煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，150℃；pB——當?shù)卮髿鈮海?7860Pa。=0.0342*45*(1/(273+10)-1/(273+150))*97860=176.14pa系統(tǒng)阻力計算沿程阻力損失

p

2

(Pa)L d 2——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 ——管道直徑,m ——煙氣密度，kg/md ——管中氣流平均速率,m/sL——管道長度,m對于直徑1400mm圓管：L=5m273 273n結(jié)果為: 力：

273160

1.34443

0.84

〔kg/m3〕= n局部阻力損失

p

2

(Pa)——異形管件的局部阻力系數(shù)，——與相對應(yīng)的斷面平均氣流速率，m/s——煙氣密度，kg/m3煙囪的阻力計算經(jīng)計算，可得：煙囪局部阻力為：〔0.04*45*122/2*2.9〕*〔273/〔273+160〕〕=236.96pa900.17局部阻力構(gòu)件的計算解析：r/d=1.5，阻力系數(shù)=0.17。5.4.260局部阻力系數(shù)=0.15i800mml=1200mm，所以可得：tga=0.5*〔2023-800〕/1200=1a=45。

0.1m800mm1200mm.tga=0.5*〔2023-800〕/1200=1 a=450.9k：tga=0.5*〔1550-1250〕/400=0.375 a=20.50.1方變圓l：tga=0.5*〔1550-1400〕/400=0.00138 a=80.1:取帶集中管的傘形風帽：0.63tga=0.5*〔2023-1250〕/1000=0375 a=20F/FT

=2023/1250=1.600.1:總局部阻力表：系統(tǒng)總阻力計算：H=274.91pa+437.58+150.00+1700+100=2512.49即H=系統(tǒng)局部阻力+系統(tǒng)沿程阻力+風機預(yù)留阻力+風機阻力+鍋爐出口阻力系統(tǒng)中煙氣溫度的變化煙氣在管道中的溫度降式中

t1

QCV

〔℃〕Q ——標準狀態(tài)下煙氣流量，m3/hF——管道散熱面積，m2CV——標準狀態(tài)下煙氣平均比熱容〔1.352—1.357KJ/(m3·°C〕Cqq——管道單位面積散熱損失KJ/(m3·h)室內(nèi)=4187KJ/(m3·h)q室外q=5443KJ/(m3·h)室內(nèi)管道長：85000m3/h5m*2F=∏L·D=3.14*1.25*5+3.14*1.4*5=41.605〔m2)1F=∏L·D=3.14*2*8.5=53.38(m2)2室外管道長L=16.5(m)F=∏L·D=103.62(m2)3t1

qFQCV=4187*41.605/85000*1.353+4187*53.38/170000*1.353+5443*103.62/170000*1.353=4.94℃煙氣在煙囪中的溫度降Dt D2

(C)式中H——煙囪高度，m。A7-2-1D——合用同一煙囪的全部鍋爐額定蒸發(fā)量之和，t/h；煙囪種類鋼煙囪〔無襯鋼煙囪〔有襯煙囪種類鋼煙囪〔無襯鋼煙囪〔有襯〔H<50m，〔壁厚大筒〕筒〕壁厚小于0.5m〕0.5m〕A20.80.40.2Dt D2

(C)=45*0.4/6.3=2.86總溫度降=4.94+2.86=7.8℃風機和電動機的選擇及計算標準狀態(tài)下風機風量計算：Q y

273tp273

101.325B

(m3/h)式中風量備用系數(shù)，Q——標準狀態(tài)下風機前表態(tài)下風量，m3/htp——風機前煙氣溫度，假設(shè)管道不太長，可以近似取鍋爐排煙溫度,°CB——當?shù)卮髿鈮?，kP由于用的是工況下的，所以計算時直接可以用Q=1.1*Q=187000m3/h風機風壓計算H

1.2( S

273t)

(Pa)y y 273t B y y式中1.2——風機備用系數(shù)； h——系統(tǒng)總阻力，Pa；Sy——煙囪抽力，Patp——風機前煙氣溫度，°Cty——風機性能表中給出的試驗用氣體溫度，°Cy——標準狀態(tài)下煙氣密度，kg/m3結(jié)果為風機的選型

H=2763.74(Pa)y依據(jù)以上所得，依據(jù)除塵工業(yè)手冊?？蛇x定的風機為：選擇：G,Y4-73選該型號里面的NO.18D風機具體參數(shù)電動機功率：

Ne

QHy y

(kW)式中

360010001 2Hy——風機風壓，Pa1——風機在全壓頭時的效率〔0.6，0.9〕2 2 ——機械傳動效率，當風機與電機直聯(lián)傳動時=1，用聯(lián)軸器連接時 2 2 —0.98V2=0.95=1.3Ne=326.469(kW)依據(jù)電動機的功率326.469kw、風機的轉(zhuǎn)速960r/min、傳動方式用聯(lián)軸器連接選定Y355L3-4 型電動機。風機特性曲線：依據(jù)風機系統(tǒng)風量Q=187000，p=2784.72，可得s=p/q2=2784.72/1870002Q2=8*10-8Q2P=8*10-8Q2。而風機的數(shù)據(jù)如下：風機和管網(wǎng)的特性曲線如以下圖所示：由圖可知，該風機是適合該除塵系統(tǒng)的，所以是適宜的。8圖9.1 鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)立面圖運行費用計算運行費用估算〔8000/年計算〕電耗序號貨物名稱規(guī)格型號單位數(shù)量合計電量〔KW〕1風機Y355M2-6臺13272螺旋排灰機GX300臺150配電量表1/kWh，8000377*8000*1=301.6電源承受380V,50HZ溝通電。水費及人工費系統(tǒng)無需補水，所以無水費。9.1.33000*2*11=6.69.1.410%636369.1.5：3016000++66000+63636=3145636工程報價〔Q235A〕：在鍋爐出口處需要設(shè)置天圓地方，兩個鍋爐，所以需要兩個天圓地方，管1-3113.26kg，2-3111.64kg：832漸擴管1-33-4256.8kg，950三通142kg，525彎頭：該系統(tǒng)總共需5個彎頭，一個重155kg，總造價2868元。風機進口處漸縮管：進口處一個重145kg的漸擴管，造價為537元風機出口處漸擴管：重量為154.2kg，造價為564元。除塵器進口處漸縮管：重量為277.93kg，造價為1028元除塵器出口處漸擴管：重量為277.93元，造價為1028元3405，3816，7642。地腳螺栓：8個地腳螺栓，其中電機需m24*630的螺8m30*10004m32*8004840元。風帽500磚：煙囪總高為45米，用圓臺的公式算的其體積，再算出所需磚的快數(shù)，加上風機，3202312800。墊片：兩法蘭處，天圓地方處需要添加墊片，管道支架：由于太高，所以需要特別的加固材料，單價為400元，總需要2400元。16DN1250,DN1400,DN202311600螺栓螺母：一個法蘭需要26個螺母，總的法蘭需要364個，加上備用的，其他地方500150水泥砂漿：用1：320噸，單價為175元一噸，總需3500元加工費用:按造價的50%算。序序號設(shè)備名稱數(shù)量/重量〔kg〕113.26+111.64單位具體信息單價總價產(chǎn)地1天圓地方千克Q235A〔密度7.85g/cm3〕6mm3700/t832天津浩博聞達鋼材銷售有限厚 公司2漸擴管256.83管道920.374管道2漸擴管256.83管道920.374管道1031.335三通1426管道2065.3

3700/t

9501250mm1250mm5m6mm3700/t3405Q235A6mm3700/t3816厚3700/t525Q235A6mm3700/t7642千克千克575790155*58漸縮管1459漸擴管152.410漸縮管277.9311漸擴管277.93千克千克克千克厚3700/t537千克厚3700/t564千克除塵器進口處6mm3700/t1028千克6mm3700/t1028

3700/t

2868除塵器 1 3983．千

LFSF-Z/ll-280-3360型2023，

2500003700/t

25000014738 天津浩博聞達鋼材銷售有限

18

13.5m6mmQ235AG,Y4-73-18D

90000

公司蘇州孟嵐機械風機 1

型風機

設(shè)備電動機 1

5000 500