燃煤電廠煤粉爐電除塵器的選型課程設(shè)計(jì)

PAGEPAGE13徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院《燃煤電廠煤粉爐電除塵器的選型設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)姓名所屬系部化工班級(jí)環(huán)境監(jiān)治學(xué)號(hào)指導(dǎo)2013一、設(shè)計(jì)題目： 2二、設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求 2三、設(shè)計(jì)資料 2四、工藝選擇 21、機(jī)械除塵器 22、袋式除塵器 33、電除塵器 34、濕式除塵器 4五、電除塵器的設(shè)計(jì) 41、除塵器型號(hào)的確定： 42、電除塵器的臺(tái)數(shù) 53、電廠風(fēng)速（v）的確定： 54、電除塵器的截面積(F)： 55、除塵效率： 56、有效驅(qū)進(jìn)速度： 57、收塵極面積（A）: 68、比塵集面積（）： 69、電場(chǎng)數(shù) 610、電場(chǎng)高度h 611、同極距（2S）的確定 612、通道數(shù)： 713、電場(chǎng)斷面（F）： 714、每電場(chǎng)有效長(zhǎng)度: 7六、電除塵器總體尺寸的計(jì)算 7寬度方向上的尺寸 7電場(chǎng)有效寬度： 71、 電除塵器為雙室，內(nèi)壁寬為 7柱間距 8EQ高度方向上的尺寸 8從收塵器頂梁底面到灰斗上端面的距離 82、灰斗上端到支柱基礎(chǔ)面的距離 9長(zhǎng)度方向的尺寸 93、首尾的邊柱與壁的距離為X 94、進(jìn)氣箱 9出氣箱 10灰斗 10氣流分布板設(shè)計(jì) 10七、總結(jié) 13八、參考文獻(xiàn) 13一、設(shè)計(jì)題目：燃煤電廠煤粉爐電除塵器的選型設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求設(shè)計(jì)內(nèi)容：某電廠二期擴(kuò)建2臺(tái)2×1010W機(jī)組。進(jìn)行火電廠現(xiàn)役電除塵器運(yùn)行狀況調(diào)研。了解目前燃煤鍋爐電收塵技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r；2×1010W機(jī)組所配自然循環(huán)煤粉爐（蒸發(fā)量為670t/h）電收塵器選型和設(shè)備技術(shù)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)要求：標(biāo)況下電除塵器煙塵的排放濃度小于100mg/m3，除塵效率大于99%，漏風(fēng)率小于3%，允許布置尺寸要求長(zhǎng)乘寬小于46乘24米，高度不限。三、設(shè)計(jì)資料鍋爐型號(hào)：HG670/140-10型額定蒸發(fā)量670t/h最大耗煤量90.265t/h最大煙氣量150萬(wàn)m3/h最高溫度141.5攝氏度煙氣最大含塵量13.5g/m3煙氣露點(diǎn)溫度80攝氏度煙氣壓力3920Pa四、工藝選擇1、機(jī)械除塵器通常是指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心力等）的作用使顆粒物與氣流分離的裝置。它包括重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器等。機(jī)械除塵設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械除塵利用的力比較單一，且除塵裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單且沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件。所以除塵裝置故障少，容易操作和管理，投資、運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低。缺點(diǎn)：機(jī)械除塵分離細(xì)小粉塵的能力比較弱，對(duì)粒徑較?。ㄐ∮?μm）分離效果較差。機(jī)械除塵作用力單一，但設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)雜，而且設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)容易受到多種因素影響，對(duì)除塵效果影響特別大。2、袋式除塵器是含塵氣體從下部進(jìn)入圓筒形濾袋，在通過(guò)濾料的孔隙時(shí)，粉塵被捕集于濾料上，透過(guò)濾料的清潔空氣由排出口排出，沉積在濾料表面的粉塵，可以在機(jī)械振動(dòng)的作用下從濾料表面脫落，最終落入灰斗中的一種除塵凈化設(shè)施。袋式除塵設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：袋式除塵器可以捕集多種高比電阻干性粉塵；使用風(fēng)量廣，處理煙氣量可從幾到幾百萬(wàn)；除塵效率高微米或亞微米數(shù)量級(jí)的粉塵粒子的氣體效率較高，一般可達(dá)99%，甚至可達(dá)99.99%以上；運(yùn)行穩(wěn)定可靠，沒(méi)有污泥處理和腐蝕等問(wèn)題，操作、維護(hù)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：袋式除塵器不適于凈化含粘結(jié)和吸濕性強(qiáng)的溫度高的含塵氣體，否則將會(huì)產(chǎn)生結(jié)露，堵塞布袋；受濾料的耐溫和耐腐蝕等性能所影響，且會(huì)出現(xiàn)燒袋糊袋現(xiàn)象；據(jù)統(tǒng)計(jì)，用袋式除塵器凈化大于17000含塵煙氣量所需的投資要比電除塵器高，而用其凈化小于17000含塵煙氣量時(shí)，投資費(fèi)用比電除塵器省。3、電除塵器通過(guò)高壓電場(chǎng)，使塵粒荷電，并在電場(chǎng)力的作用下，使塵粒聚集在集塵板上將粉塵從含塵氣體中分離出來(lái)的一種除塵設(shè)備。電除塵設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：電除塵器可以凈化氣量較大且溫度較高的含塵煙氣。在工業(yè)上凈化105～106m3/h的煙氣，且用于凈化350℃以下的煙氣，可長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行；除塵效率高。如果設(shè)計(jì)合理，安裝施工質(zhì)量高，除塵效率可以達(dá)到99.9%；其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，氣流速度低，壓力損失??；除塵粒徑范圍較寬，對(duì)于0.1μm的粉塵粒子仍有較高的除塵效率；能量消耗比其他類(lèi)型除塵器低。如以每小時(shí)凈化1000m3煙氣計(jì)算，電除塵器的電能消耗約為0.2～0.8kw缺點(diǎn)：電除塵器的除塵效率受粉塵物理性質(zhì)影響很大，特別是粉塵比電阻的影響更為突出；不適宜直接凈化高濃度含塵氣體；對(duì)制造和安裝質(zhì)量要求很高，需要高壓變電及整流控制設(shè)備，且占地面積大。4、濕式除塵器是使含塵氣體與液體（一般為水）密切接觸，利用水滴和顆粒的慣性碰撞或者化學(xué)作用捕集顆粒，使粉塵從含塵氣體中分離出來(lái)的一種除塵設(shè)備。濕式除塵設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：濕式除塵器的除塵效率不僅能與布袋和電除塵器相當(dāng)，而且還可適用這些除塵器所不能勝任的除塵條件。表現(xiàn)在濕式除塵器對(duì)凈化高溫、高濕、高比阻、易燃、易爆的含塵氣體具有較高的除塵效率；在去除含塵氣體中粉塵粒子的同時(shí)，還可去除氣體中的水蒸氣及某些有毒有害的氣態(tài)污染物。因此，濕式除塵器既可以用于除塵，又可以對(duì)氣體起到冷卻、凈化的作用；設(shè)備投資少，構(gòu)造比較簡(jiǎn)單：在耗用相同能耗的情況下，濕式除塵器的除塵效率比干式除塵器的除塵效率高。缺點(diǎn)：濕式除塵器的粉塵回收困難，且排出的沉渣需要處理；不適用于凈化含有憎水性和水硬性粉塵的氣體；凈化含有腐蝕性的氣態(tài)污染物時(shí)，洗滌水（或液體）將具有一定程度的腐蝕性。因此，除塵系統(tǒng)的設(shè)備均應(yīng)采取防腐措施；含水運(yùn)行，在寒冷地區(qū)設(shè)備容易結(jié)凍，因此，要采用防凍措施。五、電除塵器的設(shè)計(jì)1、除塵器型號(hào)的確定：根據(jù)處理風(fēng)量可以確定選用板式電除塵器，板式電除塵器一般為臥式，其清灰方式一般為干式清灰方式；雙區(qū)電除塵器主要用在空調(diào)空氣凈化方面，因此選用單區(qū)電除塵器。本次設(shè)計(jì)選用臥式、板式、無(wú)輔助電極的寬間距400mm的電除塵器。2、電除塵器的臺(tái)數(shù)2×1010W機(jī)組單臺(tái)鍋爐的煙氣量是150萬(wàn)m3/h，采用兩臺(tái)電除塵器并聯(lián)使用。3、電廠風(fēng)速（v）的確定：煙氣在電除塵器內(nèi)流速大小的選取，視電除塵器規(guī)格大小和被處理的煙氣特性而定，一般在0.4-1.5m/s范圍內(nèi)。雖然從得意希效率公式來(lái)看，電廠風(fēng)速與收塵效率無(wú)關(guān)，但對(duì)具有一定尺寸收塵極板面積的電除塵器而言，過(guò)高的電場(chǎng)風(fēng)速不僅使電場(chǎng)長(zhǎng)度增加，占地面積加大；而且會(huì)引起大的粉塵二次飛揚(yáng)，降低除塵效率；反之，在一定的處理煙氣量條件下，過(guò)低的電場(chǎng)風(fēng)速必然需要大的電場(chǎng)斷面，這樣導(dǎo)致設(shè)備龐大，不經(jīng)濟(jì)，所以電場(chǎng)風(fēng)速的選擇應(yīng)適當(dāng)，設(shè)計(jì)按《電收塵器》電場(chǎng)風(fēng)速的經(jīng)驗(yàn)曲線確定，對(duì)于鍋爐，由于粉塵粒徑很小，一般在3-11微米之間，故不可取過(guò)高的電場(chǎng)風(fēng)速，以免引起二次揚(yáng)塵，故取0.90m/s。4、電除塵器的截面積(F)：（初定）=Q/V=1500000/(2×3600×0.9)=231.48(㎡)5、除塵效率：標(biāo)況下煙氣的含塵濃度：除塵效率：6、有效驅(qū)進(jìn)速度：電除塵器的除塵效率，%A電除塵器的收塵面積，㎡Q煙氣量，m/sw有效驅(qū)進(jìn)速度，m/sS煤的含硫量，%k平均粒度影響系數(shù)由經(jīng)驗(yàn)取得：w=6.5cm/s7、收塵極面積（A）:㏑（）㏑()=671.83(㎡)考慮各種參數(shù)的準(zhǔn)確性和電除塵器的結(jié)構(gòu)等方面的影響應(yīng)將極板面積增加5%左右8、比塵集面積（）：9、電場(chǎng)數(shù)n取4：（由于除塵效率較高故選4個(gè)電場(chǎng)）10、電場(chǎng)高度h取h=11m11、同極距（2S）的確定：加寬極間距，增加了絕緣距離，提高了火花放電電壓，還可以提高兩級(jí)工作電壓，粉塵的驅(qū)進(jìn)速度也相應(yīng)的提高，則在處理相同的煙氣量和達(dá)到相同的除塵效率的條件下，所需收集塵面積就減少了。故本次設(shè)計(jì)采用400mm同極距（2S）。12、通道數(shù)：本次設(shè)計(jì)采用Z型板，Z型板寬度為40mm，=0.02m取Z=56mm13、電場(chǎng)斷面（F）：實(shí)際風(fēng)速：14、每電場(chǎng)有效長(zhǎng)度:所需陽(yáng)極板數(shù)：則所需板塊數(shù)為8塊，則電場(chǎng)有效長(zhǎng)度為：六、電除塵器總體尺寸的計(jì)算寬度方向上的尺寸：電場(chǎng)有效寬度：電除塵器為雙室，內(nèi)壁寬為：取0.1m，最外層的一排極板中心線與內(nèi)壁間的距離中間柱子寬度，柱子寬取0.3m柱間距收塵器殼體鋼板的厚度，一般取0.005mEQ高度方向上的尺寸從收塵器頂梁底面到灰斗上端面的距離h電場(chǎng)高度h從收塵器頂梁底面到陽(yáng)極板上斷面的距離，取0.2mh收塵極下端至撞擊桿中心的距離,取0.04m，（30-50mm）h撞擊桿中心到灰斗上端的距離,取0.2m，（160-300mm）2、灰斗上端到支柱基礎(chǔ)面的距離根據(jù)除塵器的大小，取1.2m長(zhǎng)度方向的尺寸1、殼體內(nèi)壁長(zhǎng)電暈極吊干至進(jìn)氣箱入端的距離，一般取400mm-500mm，選取450mm；為集電極一側(cè)至距電暈極吊桿點(diǎn)距離一般在450mm-500mm，選取470mm；C為兩電框架間吊桿間距在380mm-440mm。選380mm2、沿氣流方向上的柱距3、首尾的邊柱與壁的距離為X4、進(jìn)氣箱采用水平引入式進(jìn)氣箱，在進(jìn)口時(shí)風(fēng)速取=10m/s；則進(jìn)氣口的面積（兩個(gè)進(jìn)風(fēng)口）10.4㎡每個(gè)室進(jìn)氣箱大口斷面積（）進(jìn)風(fēng)口上部距頂端的距離取350mm，進(jìn)風(fēng)口下部距灰斗上部取600mm，進(jìn)氣口長(zhǎng)方形的厚度取100mm，側(cè)部低梁的高度取850mm。進(jìn)氣箱長(zhǎng)度取4m進(jìn)氣箱中心高度出氣箱出氣箱長(zhǎng)度取4m出氣箱高度取6m灰斗采用角錐形灰斗，沿氣流方向設(shè)4個(gè)，垂直方向上設(shè)4個(gè)，故灰斗上口尺寸為m,灰斗下口取300mm×300mm，斗壁斜度60°，灰斗下口的邊長(zhǎng)B,則灰斗高：氣流分布板設(shè)計(jì)分布板層數(shù)的確定由于＜20,故分布板的層數(shù)取n=2。分布板的阻力系數(shù)，可由下式確定：式中，ξ是阻力系數(shù)；N0為氣流在入口處按氣流動(dòng)量計(jì)算的速度場(chǎng)系數(shù)。對(duì)于直管或帶有導(dǎo)向板的彎頭N0=1.2；對(duì)于不帶導(dǎo)向板的緩慢彎頭，當(dāng)彎管后面沒(méi)有平直段時(shí)N0=1.8—2。由于進(jìn)口處是不帶導(dǎo)向板的緩慢彎，彎管后設(shè)