DZL2-13型鍋爐中硫煤煙氣袋式除塵濕式脫硫講解

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)境二程學(xué)生姓名： 張紅學(xué)號： 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3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：DZL2-13即，單鍋筒縱置式鏈條爐，蒸發(fā)量2t/h,出口蒸汽壓力13Mpa 設(shè)計(jì)耗煤量:390kg/h設(shè)計(jì)煤成分：C=64.5% H=4% 0=3%

2、N=l% S=1.5% A=18% W=8% V=15%；屬于中硫煤。排煙溫度：160C空氣過剩系數(shù)=1.3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（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）

3、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、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

4、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)50-6

5、0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)白人，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鳎饕廴疚锸?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。目錄前言1 .工藝流程及選擇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)

6、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+5.56H+0.7S-0.7O)式中：CHSO分別為

7、煤中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Qa,=4.67*(l,867*0.645+5.56*0,04+0.7*0.015-0.7*0.03)=6.613(m/kg)2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)狀況下理論煙氣量Qs'= 1.867* (C+0.375S) +lL2H+L24W+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*6.61 3+0.8*0.01=7.10(irf/kg)2.1.3 標(biāo)準(zhǔn)狀況下實(shí)際煙氣量Qs=Qs,+

8、1.016*(a-l)*Qa,式中：a空氣過剩系數(shù)Qs=7.10+1.016*(1.3-1)*6.613=9.116( nf/kg)注意：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量應(yīng)以nf/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 m/h2.1.4 煙氣含塵濃度C=dsh/Qs*AA煤中不可燃組分含量4h飛灰占煤中不可燃質(zhì)量分?jǐn)?shù)C=2.62 (g/m3)21.5標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣中二氧化碳的濃度計(jì)算Cso2=2S/Qs*108Cso2=2*O.O15/9.116*1O8-1 -=3.29* 103(mg/m3)2.2除塵器選擇2.2.1 除塵效率D=l-Cs/C=l-100

9、/2620=96.18%2.2.2 工況下煙氣流量QQPTPXmVh)=3464*101.325*(273+160)/273*98=5680.60(m3/h)2.2.3 3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吠 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

10、式作用強(qiáng)度很大，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 -7 -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

11、器手冊中選取MC系列逆噴脈沖袋式除塵結(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，濾袋框架吠下箱體包括進(jìn)氣口、灰斗、 檢查門吠排灰系統(tǒng)由減速裝置和排灰裝置組成吠控制儀、控制閥、脈沖閥、噴管 與氣包等組成噴吹系統(tǒng)。工作原理念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。型號過濾面積m濾袋數(shù)量/ 條處理風(fēng)量 m3/h脈沖閥個(gè)數(shù)

12、/個(gè)外形尺寸/長、寬、 » 局MC36-I27363250-648061425*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/n?過濾風(fēng)速m/min1116.80120*200012001500>99%21424主要結(jié)構(gòu)尺寸:型號AAiBBiHMC36-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

13、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。2 .管徑的確定d= J4Q/W (m)式中：v為煙氣流速m/s (對于鍋爐煙塵v=1015m/s)取 v=13m/s 則d 二)4x1.58/3.14x13二0. 393m圓整并取風(fēng)速外徑外徑允許偏差壁厚400±10.06內(nèi)徑 di=400-2*0.6=398.8m由公式d=j4Q/W (m)得煙氣流速 V=4Q/ n d3=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

14、囪高度。鍋爐煙囪高度鍋爐總額 蒸發(fā)量 (t/h)<1122661010-2020-35煙囪最低 高度(m)202530354045由于給定鍋爐型號DZL2-13蒸發(fā)量為2t/h,所以選定煙囪高度為30m.煙囪抬升高度Qh=CpV a(Ta-T)=1.38*0.918*(160-20)Qh-煙囪的熱排放率Cl標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣平均比定壓熱容，取CP=1.38kg/m3Va標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣排放量m3/sTa煙氣出口溫度To當(dāng)?shù)仄骄鶜鉁厝?0由于 177.36KW<2100KW 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,

15、取2.5m/sVs=Q/A=(0.918*4)/(3.14*0.62) h=2*15*3.25*0.6 + 17736 =3. /O2.5煙囪總高度H為：H=Ha+Ah=33.76m2 .煙囪直徑的計(jì)算煙囪出口直徑計(jì)算公式如下=0.695d_ i'4*L2Q _ 14*1.2*1.58C = 7tV 3.14*4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)10-2045自然通風(fēng)682.5-3根據(jù)表格選煙氣出口流速w=4m/s 煙從底部直徑：D!=d+2ih=0.70+2*0.02*33.76=2.05md煙囪出口直徑h煙囪高度i一煙囪錐度，取0.02-5-煙囪的抽力S

16、y=0.0342*h*b(+273 + Z1 273 + 12b當(dāng)?shù)卮髿鈮簆aSv=0.0342*34*98*103(+)273 + 20 273 + 160=125.7pa煙囪阻力計(jì)算采用磚砌煙囪，阻力可按下式計(jì)算 Pn尸山” d 2九摩擦阻力系數(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*l 22)/2=91.91pa則最大地面濃度 pmax=2*0.6*2541)/3.14*2.5*2.72*36.472=0.llmg/nf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L摩擦阻力損失Pj旦匕*v2dL管道長度p煙

17、氣密度d管道直徑v管道煙氣流速A摩擦阻力系數(shù)，查表得混凝土管道取0.04對于中400圓，L=50P二( 1.36*273*98)/(433* 101.325)=0.83 Pl=(0.02*50*0.83*1 2.052)/0.4*2= 150.65Pa2 .局部壓力損失P=""'-v=6.0262d#a .除塵器進(jìn)氣管的阻力損失漸縮管的計(jì)算a W450 時(shí) e =0.1取 a =45c , v=12.05m/s P= =0,1 *0.83* 12.05/2=6.0262設(shè)兩個(gè)均為90°彎頭D=400mm 取 R= 1.5D 則 £ =0.175

18、P=0.175 *0.83* 12.052/2=21.09漸擴(kuò)管計(jì)算A. 0.3I4x0.39882 一八=0.30A2 0.5 x 0.5x4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a W45° 時(shí) £=0.1取 a =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 &#

19、163; =0.175 P=0.175*0,83* 12.052*2/2=21.09PaC對于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1400pa£ h= 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)算八 l.l(2(2.73 + r)xlO1.325 1.1x0.918x3600x433x101.325 /fQ, = 5961.47？/?2733273x981.1 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