大氣污染控制工程課程設(shè)計靜電除塵器

導(dǎo)課程設(shè)計說明書(論文)題目鍋爐煙氣靜電除塵器的設(shè)計課程名稱大氣污染控制工程生業(yè)環(huán)境工程 姓名朱盟翔 地點文理樓A404 教師李乾軍 一、燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計算 4 5.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算 5 3.確定除塵器、風(fēng)機、煙囪的位置及管道布置 16 煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)書通過課程設(shè)計近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，了解工程設(shè)計的內(nèi)容、方法及步驟，培養(yǎng)學(xué)生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)計說明書的煙氣密度(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))：1.34kg/m3空氣過剩系數(shù)：α＝1.4冬季室外空氣溫度：－1℃狀態(tài)下)按0.0l293kg/m3煙氣其他性質(zhì)按空氣計算元素分析值：C＝68％arN＝1％arH＝6.5％arW＝4％arS＝1.5％O＝6％ararA＝16％V＝14％arar按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GBl3271－2011)中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。煙塵濃度排放標(biāo)淮(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)：30mg/m3二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)：200mg/m3。6066061212406006288020402880378037802880378028802800布置圖(1)燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計算。(2)凈化系統(tǒng)設(shè)計方案的分析確定。(3)除塵器的比較和選樣：確定除塵器類型、型號及規(guī)格，并確定其主要運行參數(shù)。(4)管網(wǎng)布置及計算：確定各裝置的位置及管道布置；計算各管段的管徑、長度、煙囪高度和出機種類、型號及電動機的種類、型號和功率。(6)編寫設(shè)計說明書：設(shè)計說明書按設(shè)計程序編寫、包括方案的確定，設(shè)計計算、設(shè)備選擇和有關(guān)設(shè)計的簡圖等內(nèi)容。課程設(shè)汁說明書包括封面、目錄、前言、正文、小結(jié)及參考文獻等部分，文字應(yīng)簡明、通順、內(nèi)容正確完整，書寫工整、裝訂成冊。(7)圖紙要求：除塵系統(tǒng)圖一張(A3)。系統(tǒng)圖應(yīng)按比例繪制、標(biāo)出設(shè)備、管件編號，并附明細(8)如條件允許需附除塵系統(tǒng)平面、剖面布置圖2~3張(A3)，如圖3-1-1和圖3-1-2。圖中設(shè)化，但應(yīng)能表明建筑外形和主要結(jié)構(gòu)型式。在平面布置圖小應(yīng)有方位標(biāo)志(指北針)。靜電除塵器設(shè)計計算一、燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化硫濃度的計算1.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量aa.93g/m3)saaas3.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量ssa式中a——空氣過量系數(shù)，取1.4；sasss4.煙氣含塵濃度式中d——排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分數(shù)AY——煤中不可燃成分的含量s5.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算ss二．板式電除塵器的設(shè)計計算(1)電除塵器的特點電除塵器與其他種類除塵器的根本區(qū)別，在于實現(xiàn)被子與煙氣分離所需的力是直接作用在荷電粒子上的庫侖力。同其他類型的除塵器相比，它具有以下幾個特點：不轉(zhuǎn)彎，又不與其他物體碰撞，加之流速較低，氣體阻力很小，壓力損失一般為2MPa，串聯(lián)4個電場也不會超過300Pa。與袋式除塵器、旋風(fēng)除塵器或文丘里洗滌器相比，電除塵器的阻力僅僅是根據(jù)具體情況確定，追求過高的效率，在經(jīng)濟上是不合理的。例如將實際需要的效率98％提高到效率基本沒有降低。其他種類的除塵器由于零部件的壽命較短，雖然早期效率較高，但后期效率都較低。電除塵器的主要構(gòu)件基本上是靜止的，振打結(jié)構(gòu)也是在極低的速度下運行，相對運動面不會很快磨損。所以只要設(shè)計得當(dāng)．并能正常進行維護保養(yǎng)，電除塵器能長期高效運行。c.適用范圍廣。電除塵器甚至能捕集到0.1μm的細顆粒粉塵；粉塵濃度允許高達每立方米數(shù)十d.自動化程度高，運行可靠。電除塵器采用微機可以實現(xiàn)全盤自動化。由于其運動零部件少，在正常情況下維修工作量較小，可以長期連續(xù)安全運行。e.一次投資大。與其他除塵設(shè)備相比，電除塵器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜．消耗鋼材多、一次性投資費用較高。電除塵器對制造、安裝和維護管理水平要求較高。(2)電除塵器的分類電除塵器有多種類型，根據(jù)集塵極和放電極在電除塵器中配置不同，可分為兩大類：a.單區(qū)電除塵器。單區(qū)電除塵器：粒子的荷電和捕集是在同一個區(qū)域中進行的。即收塵極系統(tǒng)和放電極系統(tǒng)都在一個區(qū)域。工業(yè)煙氣除塵多用這種除塵器，因而“單區(qū)”兩字通常被省略。b.雙區(qū)電除塵器。雙區(qū)電除塵器：具有前后兩個區(qū)域。前區(qū)安裝放電極，稱為電離區(qū)，粉塵進入此區(qū)首先荷電。后區(qū)安裝收塵極，稱為收塵區(qū)，荷電粉塵在此區(qū)域被捕集。雙區(qū)電除塵器的電壓等級較低，通常采用正電暈放電。它主要用于空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的進氣凈化。近年來，利用雙區(qū)電防塵器的原理設(shè)計的電除塵器用于工業(yè)皮氣的凈化，例如用于瀝青煙塵和高爐煤氣的凈化，也都取得較單區(qū)電除塵器，按其結(jié)構(gòu)不同又可分為以下類型：按電極形狀可分為板式、管式和棒式電除塵器。板式電除塵器的收塵極呈板狀。為了減少粉塵的二次飛揚和增加極板的剛度，通常將極板軋制成不同的凹凸槽形。管式電除塵器收塵極由一根或一組截面呈圓形、六角形或方形的管子構(gòu)成，放電極位于管子中心，含塵氣體自下而上進入管內(nèi)。通常但自重大，耗鋼材多。一臺電除塵器由若干個電場串聯(lián)組成。為了防止熱彎曲。沿氣流方向的每個電場長度一般控制在3.5m左右。另外還需考慮煙塵通過電場的時間，為了使處理時間達到設(shè)計上的要求，必須設(shè)置數(shù)個長度相同的電場。在通常的情況下，一般設(shè)計3個電場。在處理煙氣量大的場合，還可以將電場在處理煙氣流方向上并行排列。(1)電除塵器型號的確定本次設(shè)計選用臥式、板式、無輔助電極的寬間距(400mm)電除塵器。(2)電除塵器的臺數(shù)采用一臺除塵器(3)電場風(fēng)速(v)的確定對于電爐，由于粉塵粒徑很小，一般在3~11μm之間，故不可取過高的電場風(fēng)速，以免引起二次揚塵，故取0.90m/s。(4)電除塵的截面積(F,)(初定)(5)除塵效率(n)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣的含塵濃NN所以(6)有效驅(qū)進速度的確定A化物(K2O和Na2O)的含量較高，但比電阻很高，所以最終導(dǎo)致驅(qū)進速度不高，故除塵比較困難。對于電廠鍋爐，雖然影響驅(qū)進速度的因素很多，但實際上媒含硫量和粉塵歷經(jīng)分布是影響驅(qū)進速度k，按下表確定k1a=1122nn平均100式中O,O,...粒度為a,a,...組成的百分比；1212則該電廠的a為平均平均100(7)收塵極面積(A)由意希公式有計算求得的極表面積后，在選擇電除塵器的實際極板面積時，適當(dāng)增加一些余量(也可稱為儲備參數(shù))一般按5%左右考慮。(8)比集塵面積(f)f===43.8(m2(9)電場數(shù)(n)的確定在臥式電除塵器中，一般可將電極沿氣流方向分為幾段，即通稱幾個電場。為適應(yīng)粉塵的特性，達到較好的供電效果和電極的清灰性能，單電場長度不宜過大，一般取3.5~5.4m，對要求凈化效率高的電除塵器，一般選擇3~4個電場。本次設(shè)計由于除塵效率較高，故(10)電場高度(h)h===2.5(22(11)同極距(2s)的確定一般電除塵器的極間距為250~300mm。但根據(jù)國內(nèi)外的實踐來看，電廠鍋爐尾部使用寬間距電除塵器可以獲得更高的除塵效率和更低的排放濃度。故本次設(shè)計采用FFF電場斷面(F)則實際風(fēng)速(14)每電場有效長度(l)l=A根據(jù)所選的陽極板來看，板寬480mm,根據(jù)上式計算的l，每電場長度方向需要的陽極板數(shù)為l1760n===3.671480480板的板數(shù)為4塊，則電場有效長度為(1)寬度方向上的尺寸有效m3HHc.柱間距Lkk1式中6—收塵器殼體鋼板的厚度，一般取5mm；1kh1hBhh 2h(2)高度方向的尺寸a.從收塵器頂梁底面到灰斗上端面的距離H=h+h+h+h12321b.灰斗上端到支柱基礎(chǔ)面距離(H2)根據(jù)電除塵器的大小，可取H=350mm(3)長度方向的尺寸ee2L=2l+2nl+(n1)C+nlHe1e2b.沿氣流方向的柱距將收塵極安裝在頂梁底面，每電場的荷重由兩根梁和柱承擔(dān)，立柱設(shè)計成等距，且柱距為mde222首尾的邊柱與壁的距離為lL9203050lL9203050e1ee1e22222口)FQ103924=0.7m20考慮到進氣口盡可能與電廠斷面相似，可取0Z12120KF—進氣箱大端面積。K故Z進氣中心高度(從進氣中心至側(cè)部底梁下端面)H4為4Z (2)出氣箱出氣箱最小面積為00出氣箱長度為WZ12(3)灰斗采用角錐形灰斗，沿氣流方向設(shè)4個，垂直于氣流也設(shè)4個，灰斗下口取7(41)(4)7(41)(4)(4)氣流分布板a.分布板層數(shù)的確定b.分布板的阻力系數(shù)0N00c.開孔率的確定多孔板的阻力系數(shù)與它的開孔率f由下式確定f2為避免高次方程，已知阻力系數(shù)，可以利用圖解法求解。查圖可知f=30%0d.氣流分布板的尺寸根據(jù)電廠斷面，進氣管出口到第一層多孔板的距離Hp應(yīng)滿足的條件H>0.8DPrr,,2F0n—F斷面的水力直徑。000DF0,0.8D=0.80.3=0.24rH=0.50mP22r相鄰兩層多孔板的距離l應(yīng)滿足條件為l22r2F式中D—進氣管的水力半徑，D=0；rrn0n—F斷面的水力直徑。00由取2根據(jù)圖，可以計算的寬度和高度分別為121212左右，上下焊以連接板，上下用螺栓懸吊于上部頂梁，下部與一撞擊桿相連，敲擊撞擊桿則可振落e.分布板的振打多孔分布板需要安裝振打機構(gòu)，以清除板上的積灰。分布板的振打控制應(yīng)是連續(xù)形板后，對粉塵有強烈的吸收作用，提高除塵效率。(6)電暈極系統(tǒng)及振打裝置不斷線，耐腐蝕；高溫下不變形；有足夠的剛度以及清灰性能好等。本設(shè)計采用BS系列魯奇型電電暈極排數(shù)和線間距的確定陰極排和通道數(shù)相等，故在臥式電除塵器內(nèi)極線間距大小會直接影響到電暈電流值和除塵效率。c.電暈線的固定放電極懸掛框架水平桿和垂直桿全部采用鋼管，用專用管卡進行固定，下部與框架連接的間距架用90°彎頭向上，整個懸掛假設(shè)計合理，堅固輕便，減少了內(nèi)部空間占用，現(xiàn)場安e.保溫箱及高壓進線箱在絕緣套附近需裝設(shè)管狀電加熱器，在管套外設(shè)保溫箱，保溫箱內(nèi)的溫度應(yīng)高于收塵器室內(nèi)煙氣露點溫度，并在保溫箱裝設(shè)恒溫控制儀，以便控制加熱器的工作。保溫箱的內(nèi)部尺寸在保證不發(fā)生電擊穿條件下尺寸越小越好，這樣既可以節(jié)省材料，減輕質(zhì)量，又有利于內(nèi)部清掃。保溫箱的殼體保溫層可采用100mm厚的礦渣棉，保溫箱的各部分尺寸按下式計0000(7)收塵極系統(tǒng)及其振打裝置a.板的選擇考慮到極板要有良好的性能，良好的振動加速度分布性能，沿極板高度方向版面的振打加速度分布基本上均勻，有較好的防止二次飛揚的性能，有較小的剛才耗量，有較大的剛度。b.極排數(shù)的確定陽極排數(shù)可由通道數(shù)確定，即M=Z+C1c.極板的懸吊極板被懸吊在殼體頂梁的小梁上。d.極板的振打形式收塵極的振打采用撓壁錘裝置。采用間斷振打，每分鐘6次，并按順序分開振(8)輸灰系統(tǒng)選用設(shè)備如下W④輸灰能力⑤功率5.供電系統(tǒng)的設(shè)計(1)供電裝置的選型11b.二次電流選取電流板密度為0.40mA/m2，取每一個電場用兩臺整流器，故每個整流器對應(yīng)的極連接，整流室所有金屬部分如控制柜、變壓器和電抗器及其外殼體的接地端、電纜頭支架、金屬隔離網(wǎng)，都必須十分可靠接地。電收塵器全部采用鋼結(jié)構(gòu)外殼。電收塵器的下部分排灰選用拉鏈機、刮板輸送機、回轉(zhuǎn)卸料器。為消除應(yīng)力，拉鏈機和殼體下部灰斗之間應(yīng)裝設(shè)伸縮節(jié)。電除塵器本體由安裝在地梁下的活動支座及固定支座支撐，以保證個支點在正常運行時格子膨脹方向上自由移動。鋪設(shè)保溫層前，應(yīng)將殼體外表面的鐵銹及塵土清除干凈，然后將保溫層固定螺栓按圖紙規(guī)定的間距焊接與殼體上，再涂上一層防銹漆。根據(jù)保溫層設(shè)計圖紙核實保溫層材料和輔助的種類和數(shù)量。保溫層材料容易吸收潮氣，應(yīng)采取措施防止其受雨水澆淋。保溫材料的拼接部分，不應(yīng)存在間隙，以免影響保溫效果，如有間隙，則應(yīng)用同樣的材料充填。設(shè)備防腐主要采用防腐涂料和防腐材料。(1)涂料應(yīng)有良好的耐腐蝕性；(2)涂料應(yīng)密實無孔，并且有良好的物力機械強度。(3)涂料應(yīng)有良好的附著力，附著力是確保設(shè)備、管道使用壽命的重要因素。(4)應(yīng)具有良好的耐熱性，選擇的涂料品種應(yīng)能滿足使用溫度的要求。(5)涂料施工方法必須切實可行。應(yīng)能耐紫外線日照等物理因素作用。涂料應(yīng)具有一定色澤，除起防腐作用外，還用具有裝飾、標(biāo)識作用。根據(jù)作用的地點和要求，選擇一定顏色的防腐蝕涂料。涂層應(yīng)能在室溫下固化。3.確定除塵器、風(fēng)機、煙囪的位置及管道布置計算各管段的管徑、長度、煙囪高度和出口內(nèi)徑以及系統(tǒng)總阻力。(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。一管路占地面積小，并使安裝、操作和檢修方便。(2)管徑的確定d.51(m)14圓整并選取風(fēng)道外徑Dmm鋼質(zhì)板風(fēng)管14Q由公式d由公式d=121.煙囪高度的確定首先確定公用一個煙囪的所有鍋爐的總蒸發(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3-1鍋爐煙囪高度)確定煙囪高度。煙囪總額定出力/(煙囪總額定出力/(t/h)煙囪最低高度/(m)20~35~10度為40m。2.煙氣直徑的計算出口內(nèi)徑可按下式計算：煙囪出口煙氣流速(m/s)通風(fēng)方式機械通風(fēng)運行情況最小負荷最小負荷~52.5~3~104式中d—煙囪出口直徑，m;213.煙囪的抽力tkpt—外界空氣溫度，℃；kt—煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，℃;p五、系統(tǒng)阻力的計算1.摩擦壓力損失Ld2d可以查手冊得(實際中對金屬管道值可取0.02，對磚砌或混凝土管道值可取0.04)。L0.52b.對于磚砌拱形煙道A2D2B2B222A則RX2.局部壓力損失AA1A000000一二三一二221查手冊得1.0圖中三為漸擴管A0.35111.79A0.351A0.498522A0.49852243