某燃煤采暖鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)設計1

1、精選文檔名目第一章 總論21.1 前言21.2 設計任務書21.2.1 設計題目21.2.2 設計目的31.2.3 設計原始資料31.2.4 設計內容和要求41.3 設計依據和原則4其次章 除塵器系統(tǒng)52.1 方案確定與認證52.2 工藝流程描述5第三章 主要及幫助設備設計與選型53.1 煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計算53.1.1 標準狀態(tài)下理論空氣量53.1.2 標準狀態(tài)下理論煙氣量63.1.3 標準狀態(tài)下實際煙氣量63.1.4 標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度73.1.5 標準狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算73.2 除塵器的選擇73.3 除塵器、風機、煙囪的位置及管道布置93.3.1 各裝置及管道

2、布置的原則93.3.2 管徑的確定錯誤！未定義書簽。3.4 煙囪的設計103.4.1 煙囪高度的確定103.4.2 煙囪的抽力錯誤！未定義書簽。3.5 系統(tǒng)中煙氣溫度的變化123.5.1 煙氣在管道中的溫度降123.5.2 煙氣在煙囪中的溫度降123.6 系統(tǒng)阻力的計算133.6.1 混合氣體產物的量，混合氣體的密度133.6.2 摩擦壓力損失133.6.3 局部壓力損失143.7 風機和電動機的計算錯誤！未定義書簽。3.7.1 風機風量的計算錯誤！未定義書簽。3.7.1 風機風壓的計算錯誤！未定義書簽。3.7.2 電動機功率的計算錯誤！未定義書簽。第四章 附圖錯誤！未定義書簽。4.1 脫硫除

3、塵工藝流程圖錯誤！未定義書簽。4.2 XL旋流式水膜除塵器工藝設備圖19參考文獻錯誤！未定義書簽。致謝錯誤！未定義書簽。第一章 總論1.1前言在目前，隨著工業(yè)的進展，大氣污染已經變成了一個全球性的問題，主要有溫室效應、臭氧層破壞和酸雨。隨著國民經濟的進展，能源的消耗量逐步上升，大氣污染物的排放量相應增加。越來越多的環(huán)境問題消滅在了人們的生活中，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生了影響。而就我國的經濟和技術進展就我國的經濟和技術進展水平及能源的結構來看，以煤炭為主要能源的狀況在今后相當長時間內不會有根本性的轉變。我國的大

4、氣污染仍將以煤煙型污染為主。因此，把握燃煤煙氣污染是我國改善大氣質量、削減酸雨和SO2危害的關鍵問題。除塵脫硫一體化是將高溫煤氣中的粉塵顆粒和氣態(tài)so2在一個單獨的捕集單元中脫硫。除塵脫硫一體扮裝置可概括為干法和濕法兩中目前國內外已開發(fā)了大量脫硫除塵一體扮裝置，主要有水膜除塵器、文丘里旋風水膜除塵器、噴淋塔除塵脫硫裝置、自激式除塵器、旋流板塔脫硫除塵一體扮裝置以及高壓靜電濾槽復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、運轉費用低、脫硫率適中、操作管理簡便、結構緊湊、占地面積小等優(yōu)點，近年來已被廣泛應用。我國大氣污染的特點是以煤煙型污染為主，主要污染物為粉塵、二氧化硫等，而

5、這些污染物的來源主要是鍋爐煙氣。因此，對燃煤工業(yè)鍋爐和電站鍋爐進行除塵脫硫成為國內外科研和管理部門關注的一個熱點，但一般是留意某一類型鍋爐的除塵脫硫爭辯。本課題擬從中小型燃煤工業(yè)鍋爐的除塵脫硫技術著手，主要依據國家大氣污染物排放標準和鍋爐房大氣污染物排放標準，爭辯開發(fā)適合中國國情的濕法除塵脫硫技術。期望能對我國燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫技術與裝置的爭辯開發(fā)有肯定參考意義。1.2 設計任務書 1.2.1 設計題目 某燃煤采暖鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)設計 1.2.2 設計目的通過課程設計進一步消化和鞏固大氣污染把握工程所學內容，并使同學的學問系統(tǒng)化，培育運用所學理論學問進行系統(tǒng)設計的初步力量。通過設計，了解工程

6、設計的內容、方法及步驟，培育同學確定大氣污染把握系統(tǒng)的設計方案、進行設計計算、繪制工程圖、使用技術資料、編寫設計說明書的力量。 1.2.3 設計原始資料鍋爐型號：SZL413A型，4臺(2.8MW×4)設計耗煤量：600kg/h（臺）排煙溫度：130標準狀態(tài)下煙氣密度：1.25kg / m3；空氣過剩系數(shù)：1.2飛灰占煤中不行燃成分比例：16當?shù)卮髿鈮毫Γ?7.86kPa煙氣在鍋爐出口前阻力：800Pa空氣含水(標準狀態(tài)下)0.01293kg / m3；煤的工業(yè)及元素分析值：CY=68%、HY5、SY=2%、OY5、NY=1%、WY=4%、AY=15%， 按鍋爐大氣污染物排放標準（G

7、B13271-2001）中二類區(qū)標準執(zhí)行。煙塵濃度排放標準（標準狀態(tài)下）：200mg/m3二氧化硫排放標準（標準狀態(tài)下）：900mg/m3凈化系統(tǒng)布置場地如圖所示的鍋爐房北側15m以內。圖1 鍋爐房平面布置圖圖2 -剖面圖1.2.4 設計內容和要求1.燃煤鍋爐排煙量及煙塵和二氧化碳濃度的計算。2.凈化系統(tǒng)設計方案的分析確定。3.除塵器的比較和選擇：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.管網布置及計算：確定各裝置的位置及管道布置。并計算各管道的管徑、長度、煙囪高度和出口內徑以及系統(tǒng)總阻力。5.風機及電機的選擇設計：依據凈化系統(tǒng)所處理煙氣量、煙氣溫度、系統(tǒng)總阻力等計算選擇風機種類、

8、型號及電動機的種類、型號和功率。6.編寫設計說明書：設計說明書按設計程序編寫、包括方案的確定，設計計算、設備選擇和有關設計的簡圖等內容。課程設計說明書應有封面、名目、前言、正文、小結及參考文獻等部分，文字應簡明、通順，內容正確完整，書寫工整、裝訂成冊。7.圖紙要求1) 除塵系統(tǒng)圖一張（2號圖）。系統(tǒng)圖應按比例繪制、標出設備、管件編號，并附明細表。2) 除塵系統(tǒng)平面布置圖或系統(tǒng)剖面布置圖1張（2號圖）。圖中設備管件應標注編號，編號應與系統(tǒng)圖對應，應按比例繪制。鍋爐房及鍋爐的繪制可以簡化，但應能表明建筑外形和主要結構型式。在平面布置圖中應有方位標志（指北針）。 1.3 設計依據和原則 鍋爐設備是燃

9、料的化學能轉化為熱能，又將熱能傳遞給水，從而產生肯定溫度和壓力的蒸汽和熱水的設備。鍋爐型號：SZL413型，SZ雙鍋筒縱置式，L鏈條爐排，4蒸汽鍋爐額定蒸發(fā)量為若干t/h 或熱水鍋爐額定供熱量為若干104kcal/h新單位制應為MW。燃料燃燒就是供應足夠的氧氣，也就是想爐膛內供應足夠的空氣。 冬季室外溫度：-1，設備安裝在室外，考慮在冬天設備的防凍措施，以及冬季排氣冷凝形成的水霧、煙霧等。 按鍋爐大氣污染物排放標準（GB 132712001）中二類區(qū)標準執(zhí)行，故建地應在二類區(qū)：城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農村地區(qū)。在設計過程中要考慮各除塵器的除塵效率，設備用

10、費等各項技術經濟條件。通過計算，依據工況下的煙氣量、煙氣溫度及達到的除塵效率選擇除塵器。我選擇的是XL型旋流式水膜脫硫除塵器技術工藝，具有結構簡潔、壓力損失小、操作穩(wěn)定、脫硫除塵效率高等優(yōu)點。其次章 除塵器系統(tǒng)2.1方案確定與認證 2.1.1 除塵器系統(tǒng)概述旋風除塵器是利用旋轉氣流產生的離心力從氣流中分別，用來分別粒徑大于515 以上的顆粒物。工業(yè)上已有100多年的歷史。特點：結構簡潔、占地面積小，投資低，操作修理乖、便利，壓力損失中等，動力消耗不大，可用各種材料只、制造，能用于高溫、高壓及腐蝕性氣體并可回收干顆粒物，效率可達80%左右。 2.1.2 脫硫裝置概述脫硫裝置按其結構不同主要有水膜

11、除塵器、文丘里旋風水膜除塵器、臥式旋風水膜除塵器、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扮裝置以及高壓靜電濾槽復合型臥式除塵器等濕式處理裝置。但基本上都由噴射裝置、罐(塔)體、旋流板、灰水池、清水池、循環(huán)泵及管路系統(tǒng)等部分組成。 脫硫裝置的折算阻力一般300 Pa以下, 依據國家標準規(guī)定,除塵器的折算阻力必需小于1 200 Pa,因此在多管除塵器后加裝脫硫裝置時,首先應對多管除塵器的阻力進行測試,如多管除塵器的阻力小于900 Pa,則可直接串聯(lián)脫硫裝置;假如多管除塵的阻力大于900 Pa,串聯(lián)脫硫裝置后,整個除塵、脫硫系統(tǒng)的總阻力就有可能大于1 200 Pa,

12、原鍋爐配套引風機就不能滿足正常運行要求,使鍋爐易產生正壓燃燒,這時只需在原有型號的基礎上將引風機的電機功率加大一號,即可滿足鍋爐運行要求。其次,在脫硫改造時,可依據鍋爐除塵室的實際狀況,機敏布置脫硫裝置,該裝置既可安裝在多管除塵器與引風機之間(負壓段),也可安裝在引風機之后(正壓段)。安裝在負壓段的優(yōu)點是:因脫硫裝置進一步去除了煙氣中的粉塵,可減輕粉塵對引風機葉輪的磨擦,延長風機使用壽命。安裝在正壓段的優(yōu)點為:可避開因脫硫裝置脫水不良,引起的風機及煙道腐蝕。兩者均有利弊。另外,由于組合式除塵脫硫系統(tǒng)先由多管除塵器去除了大部分粉塵,脫硫裝置所需的灰水沉淀池,比其他濕式除塵器的灰水沉淀池小得多,耗

13、水量也比其他濕式除塵器小。因此這種除塵脫硫系統(tǒng)既適合于場地窄小的鍋爐房的脫硫改造。也適合新建鍋爐房的除塵脫硫。 2.2 工藝流程描述鍋爐煙氣由引風機抽出，首先進入文丘里喉管，與霧化的循環(huán)脫硫液接觸進行降溫以吸取長霧滴，從脫硫吸取塔下部切線方向進入旋流塔內，再與水膜接觸降溫吸取，煙氣與脫硫液再次接的是煙氣通過旋流板上肯定角度的縫隙時所產生的旋流來切割連續(xù)的堿性水，使水分散成霧滴與煙氣充分接觸，液滴中的堿性物質與煙氣中的二氧化硫起化學反應，把二氧化硫的生成物由氣入液相，完成除塵脫硫過程，含有大量煙氣的脫硫液流入塔底液封池，自流出塔進入沉淀池，經過沉降池沉降，清液由循環(huán)池被送到旋流塔內循環(huán)吸取，經旋

14、流板除塵脫硫之后煙氣連續(xù)上升進入板，分別下霧滴，再進入除霧塔，經引風機排人煙囪。 第三章 主要及幫助設備設計與選型3.1 燃煤鍋爐煙量及粉塵和二氧化硫計算 3.1.1 煙氣量計算 1. 標準狀態(tài)下理論空氣量式中 分別為煤中各元素所含的質量分數(shù)。 2. 標準狀態(tài)下理論煙氣量（設空氣含濕量12.39）式中 標準狀態(tài)下理論空氣量，； 煤中水分所占質量分數(shù)，； 元素在煤中所占質量分數(shù)，。3. 標準狀態(tài)下實際煙氣量式中 空氣過量系數(shù) 標準狀態(tài)下理論煙氣量， 標準狀態(tài)下理論空氣量， 4. 標準狀態(tài)下煙氣流量 3.1.2 煙氣含塵濃度計算標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度式中 排煙中飛灰占煤中不行燃成分的質量分數(shù) 煤中

15、不行燃成分的含量 標準狀態(tài)下理論空氣量，則 3.1.3 煙氣中二氧化硫濃度的計算 1. 標準狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算式中 煤中可燃流的質量分數(shù) 標準狀態(tài)下燃煤產生的實際煙氣量 2. 除塵器應達到的除塵效率式中 標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度，； 標準狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標準中規(guī)定值。則 3.2 除塵器的選擇 1.常用除塵器的性能比較，見表3-1。表3-1 常用除塵器的性能除塵器名稱適用的粒徑范圍/效率/%阻力/設備費運行費重力沉降室>50<5050-130少少慣性除塵器20-5050-70300-800少少旋風除塵器5-3060-70800-1500少中沖擊水浴除塵器1-1080-95

16、600-1200少中下臥式旋風水膜除塵器>595-98800-1200中中沖擊式除塵器>5951000-1600中中上文丘里除塵器0.5-190-984000-10000少大電除塵器0.5-190-9850-130大中上袋式除塵器0.5-195-991000-1500中上大2.除塵器主要尺寸的確定確定入口截面A，入口寬度b和高度h A=Q/nu=5544/(1×3600×11.57)=0.133m2表二 幾種旋風除塵器的主要尺寸比例尺寸內容XLP/AXLP/BXLT/AXLT入口寬度b(A/3)1/2(A/2)1/2(A/2.5)1/2（A/1.75）1/2入口

17、高度h(3A)1/2(2A)1/2(2.5A)1/2（1.75A）1/2筒體直徑D上3.85b下0.7D3.33b/3.85b/4.9b/排解管直徑d00.6D0.6D0.6D0.58D筒體長度L上1.35D下1.00D1.7D2.26D1.6D錐體長度上0.5D下1.0D2.3D2.0D1.3D排灰口直徑de0.296D0.43D0.3D0.145D壓力損失(Pa)12m/s700(600)500(420)860(770)440(490)15m/s1100(940)890(700)1350(1210)670(770)18m/s1400(1260)1450(1150)1950(1150)990

18、(1110) 入口寬度 ：b=（A/3）1/2=( 0.133/3）1/2=0.21m 入口高度：h=（3A）1/2=（3×0.133）1/2=0.40m 筒體直徑分為上下兩個, 上筒體直徑為:D=3.85b=3.85×0.21=0.81m 下筒體直徑為:D下為0.7D=0.7×0.81=0.57m 參考XLP型產品系列，選取XLP-A-8.2-Y型。 排出管直徑： d0=0.6D=0.6×0.81=0.49m 筒體長度分為上下， 筒體長度上為：L1=1.35D=1.35×0.81=1.09m 筒體長度下為：L2=1.00D=1.00×

19、;0.81=0.81m 錐體長度分為上下， 錐體長度上：H1=0.5D=0.5×0.81=0.41m 錐體長度下：H2=1.0D=1.0×0.81=0.81m 排灰口直徑：de=0.296D=0.296×0.81=0.24mXLP 型除塵裝置示意圖3.3 除塵器、風機和煙囪位置及管道布置 3.3.1 各裝置及管道布置的原則 依據鍋爐運行狀況和鍋爐房的實際狀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。對各裝置及管道的布置應力求簡潔，緊湊，管路短，占地面積省，并使安裝、操作和檢修便利。3.3.2 管徑的確定工況下煙氣量的計算=8184=2

20、.27取煙氣流速為12（查手冊）則 圓整取由公式計算出實際煙氣流速： 3.4 煙囪的設計 3.4.1 煙囪高度確定 首先確定共用一個煙囪的全部鍋爐的總的蒸發(fā)量（t/h），然后依據鍋爐大氣污染物排放標準中的規(guī)定（表3-2）確定煙囪的高度表3-3 鍋爐煙囪高度表鍋爐總額定出力/（t/h）<1122661010202635煙囪最低高度/m202530354045鍋爐房總容量：4×4=16（t/h)，故選定煙囪高度為40m 3.4.2 煙囪直徑計算 1. 煙囪出口內徑可按下式計算 （m）式中 Q通過煙囪的總煙氣量，m3/h V按表3-3選取的煙囪出口煙氣量，m/s表3-3 煙囪出口煙氣

21、流速（m/s)通風方式運行狀況全負荷時最小負荷機械通風102045自然通風6102.53選定v=4m/s 取d=0.85m 2. 煙囪底部直徑計算 m 式中 d2煙囪出口直徑，m H煙囪高度，m i煙囪錐度，通常取i=0.020.03，選取i=0.025 3.4.3 煙囪軸力計算（Pa） 式中 H煙囪高度，m tk外界空氣溫度，,C tp煙囪內煙氣平均溫度，.C B當?shù)卮髿鈮海琍a3.5 系統(tǒng)阻力計算3.5.1 管道摩擦壓力損失取風管長度為66.7m，室內長度為39.2米，室外長度為27.5米。管內風速為11.57m/s，選擇使用一年的鋼管，查表得管內摩擦阻力系數(shù)為0.02式中摩擦阻力系數(shù)（實

22、際中對金屬管道可取0.02.對磚砌或混凝土管道可取0.04）。管道直徑,m煙氣密度，kg/m3管中氣流平均速率, m/s管道長度,m對于直徑500mm圓管：L=66.7m結果為:對于金屬管=0.02則 3.5.2局部壓力損失式中異形管件的局部阻力系數(shù)，與相對應的斷面平均氣流速率，m/s煙氣密度，kg/m3圖3.1中1為漸縮管。 圖3.1 除塵器入口前管道示意圖45度時，=0.1，取=45度，=11.57m/s結果為：L1=0.05×tan67.5=0.12（m）圖3.1中2為30°Z形彎頭H=2.985-2.39=0.595=0.6（m）H/D=0.6/0.5=0.12取=

23、0.157=0.157 （=1.0）結果為：圖3.1中3為漸闊管查大氣污染把握工程附表,并取=30° 則=0.19 （1）除塵器出氣管的計算圖3.2 除塵器出口至風機入口段管道示意圖漸擴管的計算45時,=0.1 設兩個均為90°彎頭D=500，取R=D，則=0.23 兩個彎頭管道共10個90°彎頭總阻力為P=13.08×10=130.8 Pa（2）T形三通管V1l1V2l2V3l3對于T形合流三通 =0.55 需要7個三通,其總阻力為31.29×7=219Pa（3）除塵器阻力 （Pa)式中異形管件的局部阻力系數(shù)，可在有關手冊中查到，或通過試驗獲

24、得； 與相對應的斷面平均氣流速率，； 煙氣密度，。分流管8.0（近似取值XLP/B）v=11.57m/s,=1.25kg/m3 Pa=669Pa系統(tǒng)總阻力（其中鍋爐出口前阻力為800Pa） =2068(Pa) 3.6 風機和電動機選擇及計算 3.6.1標準狀態(tài)下風機風量計算 (m3/h)式中 1.1風量備用系數(shù)； Q標準狀態(tài)下風機前表態(tài)下風量，m3/h； tp風機前煙氣溫度，若管道不太長，可以近似取鍋爐排煙溫度； B當?shù)卮髿鈮毫Γ琸Pa。風機分壓的計算 (Pa)式中 1.2風壓備用系數(shù)； h系統(tǒng)總阻力，Pa； Sy煙囪抽力，Pa； tp風機前煙氣溫度； ty風機性能表中給出的試驗用氣體溫度，；

25、 y標準狀況下煙氣密度，1.25kg/m3。依據Qy和Hy選型，選型為通風468 No4.5A 右 90°.性能表如下：表3-4 風機性能表機號轉動方式轉速/(r/min)工況序號流量/(m3/h)全壓/pa內效率/%內功率/kw所需功率/kw4.5A290069702211084.56.607.593.6.2 電動機功率的計算 (kW)式中 Qy風機風量，m3/h； Hy風機風壓，Pa； 1風機在全壓頭時的效率(一般風機為0.6，高效風機約為0.9)； 2機械傳動效率，當風機與電機直聯(lián)傳動時21，用聯(lián)軸器連接時2=0.950.98，用V形帶傳動時20.95；電動機備用系數(shù)，對引風機

26、，1.3。依據電動機的功率，風機的轉速，傳動方式選定Y132S2-2型電動機。3.7 系統(tǒng)中煙氣溫度的變化3.7.1 煙氣在系統(tǒng)中的溫度降式中 Q標準狀態(tài)下煙氣流量，； F管道散熱面積，； 標準狀態(tài)下煙氣平均熱容（一般為1.352-1.357）；取CV=1.354 q管道單位面積散熱損失。室內室外室內管道長：=39.2m，室外管道長：，3.7.2 煙氣在煙囪中的溫度降式中 H煙囪高度，溫降系數(shù)m; D合用同一煙囪的全部鍋爐額定蒸發(fā)量之和，t/h; A溫降系數(shù)，可由下表查的表3-5 降溫系數(shù)煙囪種類鋼煙囪（無襯筒）鋼煙囪（有襯筒）磚煙囪，H<50m(壁厚<0.5m)磚煙囪，H<

27、50m(壁厚>0.5m)A20.80.40.2總溫度降：3.8脫硫工藝設計計算3.8.1旋流板塔內煙氣流量計算假設旋流板塔內平均溫度為70，壓力為120KPa，則旋流板塔內煙氣流量為式中：Qv為噴淋塔內煙氣流量，m3/h Qs為標況下煙氣流量，m3/h K為除塵前漏氣系數(shù)，00.1代入公式得 m3/h=1.63 m3/s3.8.2旋流塔板塔徑計算依據濕法煙氣脫硫的操作條件參數(shù)，選擇旋流板塔內煙氣流速為2.5 m/s，則旋流塔板截面A為：則塔徑d為：取塔徑D=1000mm3.8.3旋流塔板高度計算1、旋流板塔的吸取區(qū)高度依據氫氧化鎂法煙氣脫硫的操作條件參數(shù)，選擇旋流板塔氣流反應時間t=2s

28、，則旋流板塔的吸取區(qū)高度為 2、除霧區(qū)高度：本設計中接受旋流板除霧器，其工作原理是使煙氣通過旋流板，氣流旋轉將液滴拋向塔壁，從而聚集落下。（1） 除霧器盲板直徑：除霧器盲板直徑可大些，即Dm/D0.4，可使霧滴易于甩上塔壁。本設計中取Dm=0.5D=500mm；（2） 除霧板葉片數(shù)：葉片數(shù)可適當削減，即m=1218左右。本設計中取m=14；（3） 徑向角：徑向角為20°，用作除霧板的塔板要求為“外向板”，即葉片外端的鈍角翹起，可將帶上的液滴拋向塔壁，從而聚集落下；（4） 除霧板塔段高度：依據化工設備設計全書，除霧器塔段的高度按閱歷不超過(0.81)（D-Dm）。故本設計中除霧板塔段高度h=0.8（D-Dm） =0.8×（1-0.5）=0.4m即取除霧區(qū)高度為：H2=0.4m3、旋流板塔頂部高度：依據閱歷值，本設計中取H3=0.5m 4、旋流板塔底部高度 ： 依據化工設備設計全書，依據閱歷值，若塔徑不大于1000mm，塔底高度一般為12001800mm，本設計中取H4=1500mm=1.5m則旋流板塔高度：3.8.4循環(huán)漿液池計算液氣比23L/m3，取值2L/m3，漿液在池中停留時間t1=（48）分鐘，取7min。漿池容量為V1，按液氣比和漿液在池中停留時間t1確定，式中：L/G為液氣比，取2 L/m3Q為標況下煙氣量，