某燃煤鍋爐房煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

前百在目前，大氣污染已經(jīng)變成了一個全球性的問題，主要有溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨。而大氣污染可以說主要是人類活動造成的，大氣污染對人體的舒適、健康的危害包括對人體的正常生活和生理的影響。目前，大氣污染已經(jīng)直接影響到人們的身體健康。隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國的二氧化硫污染越來越嚴(yán)重，必須通過有效的措施來進(jìn)行處理，以免污染空氣，影響人們的健康生活。一、題目某燃煤鍋爐房煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、目的通過課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步消化和鞏固本課程所學(xué)的內(nèi)容，并使所學(xué)的知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)理論知識進(jìn)行凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步能力。通過設(shè)計(jì)，了解工程設(shè)計(jì)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(jì)方案、進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制工程圖、使用技術(shù)資料、查閱有關(guān)設(shè)計(jì)手冊、編寫設(shè)計(jì)說明書的能力。三、原始資料鍋爐型號：SZL6-1.25-AII型，共2臺（每臺蒸發(fā)量為6t/h）所在地區(qū)：二類區(qū)。2006年新建。鍋爐熱效率：75%,所用的煤低位熱值：20939kJ/kg,水的蒸發(fā)熱：2570.8kJ/kg鍋爐出口煙氣溫度：160℃煙氣密度：（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）1.34kg/m3空氣過剩系數(shù)：a=13排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例：15%煙氣在鍋爐出口前阻力：800Pa當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?8kPa平均室外空氣溫度：15℃空氣含水率（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）按0.01293kg/m3煙氣的其它性質(zhì)按空氣計(jì)算

煤的工業(yè)分析：C：65% H：4% S：1% O：4%N：1% W：7% A：18%圖1鍋爐房平面布置圖圖2鍋爐房立面圖凈化系統(tǒng)布置場地如圖1所示的鍋爐房北側(cè)20m以內(nèi)。圖2為鍋爐立面圖。圖1鍋爐房平面布置圖圖2鍋爐房立面圖四、設(shè)計(jì)計(jì)算（一）、用煤量計(jì)算每臺鍋爐的所需熱量為：Q=蒸發(fā)量x水的蒸發(fā)熱=6X103X2570.8=1.54X107kJ/h所需的煤量為:長=獲淺%所需的煤量為:長=獲淺%=9822kg/hn熱CO2CO2:54.167H2O:20SO2:0.312554.167100.3125Hn——煤的低位熱值n熱一一鍋爐的熱效率（二）、煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算以1kg煤燃燒為基礎(chǔ)，則重量（g） 摩爾數(shù)（mol）產(chǎn)物摩爾數(shù)（mol）需氧數(shù)（mol）C 650 54.167H 40 40S 10 0.3125O402.5O2:1.25N100.714N2:0.357W703.889HO:3.8892標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)理論需氧數(shù)-1.250054.167+10+0.3125-1.25=63.23mol/kg=1.4163m3/kgN＞小卜旦0.01293x10322.4空氣中含水量： x =0.01609(體積分?jǐn)?shù))18 1000.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量V0aVo =1.4163X4.78=6.77mn/kg(干空氣)V0 = 9衛(wèi) =6.88m3/kg(濕空氣)a1-0.01609N.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量V0fgCO2:54.167mol/kgSO2:0.3125mol/kgN2:0.357+3.78X65.17=246.70mol/kgH2O:20+3.889+0.01609x6.77=24.0mol/kgV0=

fg(54.167+0.3125+246.70+24.0)x22.41000=7.28m3/kgN3.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量VfgVfg=V0+V0(a-1)=7.28+6.77X(1.3-1)=9.311m3/kgfga標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下每臺鍋爐煙氣流量Q總=Vgx設(shè)計(jì)耗煤量=9.311x982.2=9145.26m3/h4.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中含塵濃度p煙塵xA=15%x18%9.311=2.90x103mg/m3fg5.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度PsSO2

m(so)0.3125x64x1000,p=口2= =2.15X103mg/m3%V 9.311fg(三)、凈化設(shè)備的選擇.設(shè)備應(yīng)達(dá)到的凈化效率pn=1-J■p^煙塵式中ps——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙所排放標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定值，mg/m3；p——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣污染物濃度，mg/m3；由于鍋爐廠所在地區(qū)為：二類地區(qū)、2006年新建根據(jù)鍋爐表1鍋爐煙塵最高允許排放濃度和煙氣黑度限值可知道:鍋爐類別適用區(qū)域一類區(qū)煙塵排放濃(mg/m3)煙氣黑度I時(shí)段100II時(shí)段80自然通風(fēng)鍋爐燃(<0.7MW(1t/二、三類1150120煤h))區(qū)鍋一類區(qū)10080爐其它鍋爐二類區(qū)250200.1三類區(qū)350250一類區(qū)8080燃輕柴油、煤油二、三類1100100油區(qū)鍋一類區(qū)10080*爐其它燃料油二、三類1200150區(qū)燃?xì)忮仩t全部區(qū)域50501表1鍋爐煙塵最高允許排放濃度和煙氣黑度限值

II時(shí)段：2001年1月1日起建成的使用的鍋爐(含在I時(shí)段立項(xiàng)未建成或未使用的鍋爐和建成使用的鍋爐中需要擴(kuò)建、改造的鍋爐)。由于鍋爐廠所在地區(qū)為：二類地區(qū)、2006年新建，所以煙塵最高允許排放濃度為200mg/m3故叩=1工=1--200一=93.10%

p 2.90x1032.除塵器的選擇工況下的煙氣量TPQ=QTSpn=9145.26x =14505.12m3/h=4.029m3/sSnTp 273ns鍋爐出口煙氣溫度：160℃設(shè)備應(yīng)達(dá)到的凈化效率n=93.10%壓力降(阻力)=800Pa確定除塵器的種類、型號及規(guī)格表2WDL-II型濕式煙氣脫硫除塵凈化器產(chǎn)品性能規(guī)格型號噸位/(t/h)處理煙氣量/(m3/h)除塵效率/%脫硫效率/%氮氧化物去除率/%阻力損失(pa)林格曼黑度(級)煙塵排放濃度(mg/m3)耗水量(t/h)WDL-1161800095-9960-8060-80<=1200<1<2000.039表3WDL-II型濕式煙氣脫硫除塵凈化器外型結(jié)構(gòu)尺寸噸位/(t/h)外型尺寸L*F*H進(jìn)煙口內(nèi)徑尺寸a*b出煙口內(nèi)徑尺寸a*b1 1進(jìn)煙口高度H1通風(fēng)機(jī)(47NO)電機(jī)功率(KW)重量(t)61700*1600*3720630*630700*70032108C304.5表4WDL-II型濕式煙氣脫硫除塵凈化器基礎(chǔ)尺寸41

噸位/(t/h)EE1FF1617002100160020001—匯風(fēng)室2—主機(jī)體3—洗滌反應(yīng)槽4—水箱5—排污系統(tǒng)6—煙氣入口7—煙氣出口8—觀察口9一支架10—基礎(chǔ)圖3WDL-II型濕式煙氣脫硫除塵凈化器外型結(jié)構(gòu)尺寸第H時(shí)段燃煤鍋爐二氧化硫最高允許排放濃度為900mg/m3所以，設(shè)備應(yīng)達(dá)到的脫硫效率：P' 900"=1- =1-_900_=58.14%Pso 2.15x1032式中P1——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐SO2所排放標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定值，mg/m3；”——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度”（四）、確定設(shè)備、風(fēng)機(jī)和煙囪的位置及管道的布置.各裝置及管道布置的原則根據(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。.管徑的確定d=、:阿、二0,641(.). 兀v \‘3.14義12.5式中Q——工況下管內(nèi)煙氣流量，m3/s；v——煙氣流速，m/s；(可查有關(guān)手冊確定，對于鍋爐煙塵v=10-15m/s,取v=12.5m/s)對管徑進(jìn)行圓整：表5圓斷面風(fēng)管統(tǒng)一規(guī)格夕卜徑/mm鋼板通風(fēng)管外徑允許偏差/mm壁厚/mm650士12.0內(nèi)徑d1=650-2x2.0=646(mm)d二曲(rn)計(jì)算出實(shí)際煙氣流速:v二四二4*4，029=12.30(m/s)九d23.14x0.6462(五)、煙囪的設(shè)計(jì)1.煙囪高度的確定一個煙囪的所有鍋爐的總蒸發(fā)量為12t/h鍋爐房裝機(jī)總MW<0.70.7?<1.41.4?<2.82.8?<77?<1414?<28容量t/h<11?<22?<44?<1010?<2020?<40煙囪最低高度m202530354045表6燃煤、燃油(燃輕柴油、煤油除外)鍋爐房煙囪最低允許高度查上表可得：H煙囪=40m2.煙囪直徑的計(jì)算煙囪出口內(nèi)徑可按下式計(jì)算d=0.0d=0.01Q=0.01年02x3682二1.509m)4.5式中Q——通過煙囪的總煙氣量，m3/h；v——按表選取的煙囪出口煙氣流速，m/s(取4.5m/s)。通風(fēng)方式機(jī)械通風(fēng)自然通風(fēng)煙囪出口煙氣流速(m/s)全負(fù)荷時(shí)10~205~10最小負(fù)荷v——按表選取的煙囪出口煙氣流速，m/s(取4.5m/s)。通風(fēng)方式機(jī)械通風(fēng)自然通風(fēng)煙囪出口煙氣流速(m/s)全負(fù)荷時(shí)10~205~10最小負(fù)荷4~52.5~3煙囪底部直徑d1=d2+2?i-H=1.509+2x0.025x40=3.509(m)式中d2H-式中d2H-煙囪出口直徑，m；煙囪高度m；i——煙囪錐度通常取i——煙囪錐度通常取i=0.02~0.03。(選0.025)3.煙囪的抽力S=0.0342H273+S=0.0342H273+11 k273+1IpJ1=0.0342x40x(—1—— 273+15273+160)x98x103=155.88(Pa)式中H——煙囪高度，m；tktPtktPB-外界空氣溫度，℃;煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，℃;當(dāng)?shù)卮髿鈮?，Pa。（六）、系統(tǒng)阻力的計(jì)算1.摩擦阻力損失273 -，p= x1.34=0.84kg/m3433取管長L=1.524+1.401+0.692+0.577+1.61+3.801+2.028=11.633m對于圓管 Ap=k-.吧(Pa)1d211.6330.84x12.3020.65=0.02x x =22.74Pa0.65式中L 管道長度，m；d——管道直徑，m；p——煙氣密度，kg/m3；八一一摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)Re和管道相對粗糙度K的函數(shù)。可d以查手冊得到。（實(shí)際中對金屬管道人值可取0.02,對磚徹或混凝土管道人可取0.04）。2.局部壓力損失一處漸擴(kuò)管:生二比二0.85A0.65一處漸擴(kuò)管:生二比二0.85A0.6522二處漸縮管：則C=0.025A0.632一= =0.94A0.6522兩個90°標(biāo)準(zhǔn)彎頭：Q=0.75AP=AP=q吧=(0.025+0.066+2*0.75)0.84*12,302二101.09Pa除塵出口器三處漸縮管：a=0652=0.86則q=0.114A0.722三個90°標(biāo)準(zhǔn)彎頭：q=0.75AP=q磐=(0.114+3*0.75)0，84*12,302=150.21Pa21 ^2T形三通管q=0.78T形合流三通管q=0.55AP=q股=(0.78+0.55)084*12,302=84.51Pa2< 21H,

系統(tǒng)總阻力（其中鍋爐出口阻力為800Pa,除塵器阻力1200Pa）為EAh=22.74+101.09+150.21+84.51+800+1200=2358.55Pa式中自一一異形管件的局部阻力系數(shù)，可在有關(guān)手冊中查到，或通過實(shí)驗(yàn)獲得;v——和自相對應(yīng)的斷面平均氣流速率，m/s；P 煙氣密度，kg/m3。（七）、風(fēng)機(jī)和電動機(jī)的選擇及計(jì)算1.風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算Qy=1.1Q273+1 101.325x px 273=1.1x9145.26xB273+160101.325

x 27398=16877.98Qy=1.1Q273+1 101.325x px 273=1.1x9145.26xB273+160101.325

x 27398=16877.98(n3/h)式中1.1——風(fēng)量備用系數(shù);Q——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前風(fēng)量，m3/h；tpB-風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，℃，若管道不太長，可以近似取鍋爐排煙溫度;當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，kPa。2.風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算H=1.2&Ah—S產(chǎn)+\x101,325y273+tB

y273+160101.325 (^)=1.2x(2358.55一155.88) x =2501.77Wa)273+200 98式中1.2——風(fēng)壓備用系數(shù);EAh——系統(tǒng)總阻力，Pa；Syt-pt-y煙囪抽力，Pa；風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，℃；風(fēng)機(jī)性能表中給出的試驗(yàn)用氣體溫度，℃；引風(fēng)機(jī)為200℃計(jì)算出風(fēng)機(jī)風(fēng)量Q和風(fēng)機(jī)風(fēng)壓H后，可按風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本給出的性能曲線或表格選擇所需風(fēng)機(jī)的型號。計(jì)算結(jié)果，選擇了由浙江省上虞市建設(shè)風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的HL3—2ANO.11A1450工況序號為5的高效排煙風(fēng)機(jī)，其性能表如下:機(jī)號傳動方式轉(zhuǎn)速/(r