某公司火力發(fā)電廠鍋爐煙氣治理.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 建筑與測繪工程 學(xué)院課 程 設(shè) 計 報 告 本 題 目：某公司火力發(fā)電廠鍋爐煙氣治理 專業(yè)班級： 學(xué) 生： 指導(dǎo)老師： 2014年 01 月 04日此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流目 錄1 概述11.1設(shè)計目的11.2設(shè)計任務(wù)11.3設(shè)計依據(jù)及原則11.4鍋爐房基本概況11.5通風除塵系統(tǒng)的主要設(shè)計程序2 1.6火力發(fā)電廠污染摘要 31.7課題背景31.8大氣煙塵、灰塵排放與污染簡述31.9火電廠除塵系統(tǒng)流程圖42課題信息43 袋式除塵器的選擇5 3.1 濾料的選擇5 3.2 進口流量的確定5 3.3 過濾風速的確定53.4過濾面積計算6 3.5濾袋數(shù)量的計算6 3.6 除塵器型號的選擇7 3.6.1所選袋式除塵器圖83.7排灰系統(tǒng)設(shè)計8 3.7.1產(chǎn)灰量計算8 3.7.2 排灰裝置的選型與配置84 確定除塵器、風機和煙囪的位置及管道的布置104.1管道布置方案的確定10 4.2管徑的確定13 4.2.1管道的規(guī)格和壁厚13 4.2.2管道加固14 4.2.3 管道材質(zhì)14 4.2.4除塵管道內(nèi)的風速及壓力損失144.3煙囪設(shè)計14 4.3.1煙囪高度的確定14 4.3.2煙囪直徑的計算15 4.3.3煙囪的抽力165系統(tǒng)阻力計算175.1沿程阻力損失175.2局部阻力損失175.3煙囪的阻力計算185.4局部阻力構(gòu)件的計算解析19 5.4.1 90度彎頭19 5.4.2 60度三通19 5.4.3漸縮管19 5.4.4 漸擴管20 5.4.5 天圓地方20 5.4.6 帶擴散管的傘形風帽215.5:總局部阻力表：225.6系統(tǒng)總阻力計算：226系統(tǒng)中煙氣溫度的變化236.1煙氣在管道中的溫度降236.2煙氣在煙囪中的溫度降237 風機和電動機的選擇及計算257.1標準狀態(tài)下風機風量計算：257.2風機風壓計算257.3風機的選型257.4風機具體參數(shù)267.5電動機功率：267.6風機和管網(wǎng)的特性曲線288通風除塵系統(tǒng)布置圖289運行費用計算299.1運行費用估算29 9.1.1電耗29 9.1.2水費及人工費29 9.1.3 人工費用29 9.1.4維護費用29 9.1.5 總運行費用2910工程造價2911參考文獻3312致 謝34 1 概述1.1設(shè)計目的通過設(shè)計進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)確定工業(yè)通風與除塵系統(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)計說明書的能力。1.2設(shè)計任務(wù)運用所學(xué)知識設(shè)計某燃煤火力發(fā)電廠鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)。1.3設(shè)計依據(jù)及原則嚴格按照鍋爐大氣污染物排放標準（GB13271-2001）中二類區(qū)標準、煙塵濃度排放標準、二氧化碳排放標準進行設(shè)計計算。1.4鍋爐房基本概況鍋爐蒸發(fā)量為20t/h的燃煤鍋爐2臺,型號為.II爐排有效面積.（m2)，設(shè)排煙口為6.5（）鍋爐出口直徑為3.3m，離地面為6m煙氣密度（標準狀態(tài)下）：1.34kg/m3煙氣在鍋爐出口前阻力：50Pa當?shù)卮髿鈮海?01.325 Pa冬季室外空氣溫度：-1C空氣含水（標準狀態(tài)下）按0.01293kg/m3設(shè)空氣含濕量=12.93g/m3按鍋爐大氣污染物排放標準（GB13271-2001）中二類區(qū)標準執(zhí)行。煙塵濃度排放標準（標準狀態(tài)下）：150mg/m31.5通風除塵系統(tǒng)的主要設(shè)計程序1. 燃煤鍋爐排煙量的計算。2. 凈化系統(tǒng)設(shè)計方案的分析確定。3. 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。并計算各管道的管徑、長度、煙囪高度和出口內(nèi)徑以及系統(tǒng)總阻力。5. 風機及電機的選擇設(shè)計6. 編寫設(shè)計說明書7. 圖紙要求1) 除塵系統(tǒng)流程圖一張。2) 除塵系統(tǒng)平面圖、軸測圖。圖中設(shè)備管件應(yīng)標注編號，編號應(yīng)與系統(tǒng)圖對應(yīng)1.6火力發(fā)電廠污染摘要 ：火力發(fā)電過程產(chǎn)生的煙塵是我國大氣污染物的主要構(gòu)成部分，必須要達到國家要求的排放標準才能向外排放。目前火力發(fā)電廠、特別是已建成的火電廠的除塵工藝還較多的沿襲單級靜電除塵模式。其存在著功能單一、運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定而難以達到國家排放標準要求的弊端。針對較典型的300MW火電機組燃煤鍋爐煙氣除塵過程，可選擇二級預(yù)除塵與主力靜電除塵器組合的工藝設(shè)置。預(yù)除塵器選用傳統(tǒng)的、性價比較高的、非耗能的重力除塵器承擔大粒徑煙塵（30m）的凈化；再經(jīng)高效靜電除塵器凈化小粒徑煙塵（30m）。對所選傳統(tǒng)型多層重力除塵器的工藝結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)尺寸進行了設(shè)計計算；對靜電除塵器主要進行工藝尺寸的核算以進行了適當?shù)倪x型。這一方案對于火電廠煙塵除塵工藝是一有益的改進，特別對已建成的火電廠除塵改造或采取脫硫除塵一體改 造與設(shè)計，提供了積極的借鑒。1.7課題背景火力發(fā)電廠燃煤產(chǎn)生的煙塵排放，是我國大氣污染物的主要構(gòu)成部分。而我國能源資源的特點和經(jīng)濟發(fā)展水平，決定了以煤為主的能源結(jié)構(gòu)將會長期存在。我國火電廠站的建設(shè)發(fā)展建立在較為落后的工程技術(shù)基礎(chǔ)上。雖然近年來已經(jīng)逐步淘汰技術(shù)落后的300MW以下的小型火電，但較多的中型及部分中型以上的火電廠煙塵凈化技術(shù)和設(shè)備，仍難以符合國家相關(guān)排放標準的要求。況且對于電力日益上升的需求，勢必還會導(dǎo)致火力發(fā)電規(guī)模的穩(wěn)步提升。由此導(dǎo)致的煙塵排放量還會持續(xù)加大。隨著國家火電廠污染物排放標準GB13223-2003等相應(yīng)法規(guī)不斷的修訂，節(jié)能減排的環(huán)保措施日益嚴格，相應(yīng)的除塵工藝配置技術(shù)也會受到更大的關(guān)注。1.8大氣煙塵、灰塵排放與污染簡述目前，我國以燃煤煙塵排放造成的大氣污染已相當程度的危害了人們的身體健康，同時也造成了巨大的經(jīng)濟損失。嚴重的大氣污染狀況成為人們對社會不滿的因素之一，也在國際上造成了不良的影響，調(diào)查表明，我國大氣污染的特點主要是由能源結(jié)構(gòu)決定的，屬于煤煙型污染。我國能源結(jié)構(gòu)中有75%是由煤為原料組成的。全國城市主要污染物為可吸入顆粒物，全國近2/3的城市可吸入顆粒物年均濃度超過國家二級標準，并且近三成的城市超過國家三級，主要分布在華北北部和西北地區(qū)。這與當?shù)馗吣芎牡漠a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和荒漠化的環(huán)境條件有關(guān)。據(jù)環(huán)保部今年最新公布的信息表明，我國東部的一些城市和地區(qū)，由大氣中飄塵（10%阻力不平衡。所以減小管段13的管徑。當其變?yōu)?250mm時：（P2-3-P1-3）/P2-3=(10.1+50+7+15.02)-（10.1+50+12.5）)/(10.1+50+7+15.02)=11.5%10%。因為不是大很多，運行時加以閥門調(diào)節(jié)即可。4.2.1管道的規(guī)格和壁厚 因為除塵系統(tǒng)的管道內(nèi)含有較多的粉塵，且流速高，管道磨損大。所以除塵管道的壁厚遠大于通風管道的壁厚。另外在管道拐彎處應(yīng)予以加厚，加厚的幅度在20%-50%。所以在特殊除塵情況下，除塵管道可以自加工，不采用通風管道統(tǒng)一規(guī)格，通過自加工來滿足系統(tǒng)良好的運行。所以控制風速也會相應(yīng)提高來較少基建投資。（1） 低溫煙氣管道規(guī)格及壁厚如下：400mm以下，S=3-4mm400mm-800mm，S=4-5mm800mm-1500mm，S=5-6mm1500mm-3000mm，S=6-8mm（2） 高溫煙氣管道規(guī)格及壁厚如下：400mm-900mm，S=5mm900mm-2200mm，S=6mm2200mm-3000mm，S=8mm（3） 通風管道規(guī)格及壁厚如下：1300mm以下，S=4-5mm1300mm-2800mm，S=5-6mm2800mm-3500mm，S=6-8mm3500mm-4500mm，S=8-10mm4500mm-5000mm，S=12mm4.2.2管道加固 管道截面可采用圓形或矩形，考慮除塵系統(tǒng)的阻力損失和管道強度，一般情況下均采用圓形管道，對矩形或圓形直徑在2000mm，通常需設(shè)加強筋對管道進行加固。圓形管道當氣體溫度大于150度時加強筋宜取在1500mm處。4.2.3管道材質(zhì) 對于煙氣溫度不高于400的管道，一般采用Q235A鋼板制作或螺旋焊管，當管道直徑小于250mm時可選用螺旋焊管。4.2.4除塵管道內(nèi)的風速及壓力損失 除塵管道內(nèi)的風速 4.3煙囪設(shè)計 4.3.1煙囪高度的確定首先確定共用一個煙囪的所有鍋爐的總的蒸發(fā)量（t/h），然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標準中的規(guī)定（表5.1）確定煙囪的高度。表5.1 鍋爐煙囪的高度所以選擇煙囪高度為45m4.3.2煙囪直徑的計算煙囪出口內(nèi)徑按下式計算：=2.05m式中通過煙囪的總煙氣量，；按表5.2選取的煙囪出口煙氣流速，m/s 表5.2煙囪出口煙氣流速/ (m/s)通風方式運行情況全負荷時最小負荷時機械通風10-204-5自然通風6-102.5-3選定=15m/s圓整取d= 2m煙囪底部直徑式中煙囪出口直徑，m；煙囪高度，m；煙囪錐度（通常取i=0.02-0.03）。 =2+2*0.02*45=3.8m4.3.3煙囪的抽力式中 H煙囪的高度，m； 外界空氣溫度，10； 煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，150； B當?shù)卮髿鈮海?7860。= 0.0342*45*(1/(273+10)-1/(273+150)*97860=176.14pa5系統(tǒng)阻力計算5.1沿程阻力損失 （1）對于圓管：摩擦阻力系數(shù)（實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1400mm圓管：L=5m=n結(jié)果為: 7pa總沿程阻力：5.2局部阻力損失異形管件的局部阻力系數(shù)，與相對應(yīng)的斷面平均氣流速率，m/s煙氣密度，kg/m35.3煙囪的阻力計算經(jīng)計算，可得：煙囪局部阻力為： （0.04*45*122/2*2.9）*（273/（273+160）=236.96pa其局部阻力是一個90度彎頭，阻力系數(shù)為：0.175.4局部阻力構(gòu)件的計算解析5.4.1 90度彎頭：r/d=1.5，阻力系數(shù)=0.17。5.4.260度三通局部阻力系數(shù)=0.155.4.3:漸縮管i除塵器進口尺寸為800mm的圓形管。變徑管長度l=1200mm，所以可得：tga=0.5*（2000-800）/1200=1 a=45。 則局部阻力系數(shù)取0.1 5.4.4:漸擴管m除塵器出口尺寸為800mm的圓形管，變徑管長度為1200mm. tga=0.5*（2000-800）/1200=1 a=45得局部阻力系數(shù)為0.95.4.5:方變圓k： tga=0.5*（1550-1250）/400=0.375 a=20.5得局部阻力系數(shù)為0.1方變圓l： tga=0.5*（1550-1400）/400=0.00138 a=8得局部阻力系數(shù)為0.15.4.6:取帶擴散管的傘形風帽：取局部阻力系數(shù)為：0.6點3處的漸擴管：tga=0.5*（2000-1250）/1000=0375 a=20FT/F0=2000/1250=1.6得局部阻力系數(shù)為0.15.5:總局部阻力表：5.6系統(tǒng)總阻力計算： H= 274.91pa+ 437.58+ 150.00+1700+100= 2512.49即H=系統(tǒng)局部阻力+系統(tǒng)沿程阻力+風機預(yù)留阻力+風機阻力+鍋爐出口阻力 6系統(tǒng)中煙氣溫度的變化6.1煙氣在管道中的溫度降 （）式中標準狀態(tài)下煙氣流量，m3/h管道散熱面積，m2標準狀態(tài)下煙氣平均比熱容（一般為1.3521.357KJ/(m3C）管道單位面積散熱損失 KJ/(m3h)室內(nèi)=4187 KJ/(m3h)室外=5443 KJ/(m3h)室內(nèi)管道長： 流量為85000m3/h的有5m*2 流量為170000 m3/h的有8.5m F1=LD=3.14*1.25*5+3.14*1.4*5=41.605（m2) F2=LD=3.14*2*8.5=53.38(m2)室外管道長L=16.5(m)F3=LD=103.62 (m2) =4187*41.605/85000*1.353+4187*53.38/170000*1.353 +5443*103.62/170000*1.353=4.946.2煙氣在煙囪中的溫度降式中煙囪高度，m。溫度系數(shù)，可由表7-2-1查得。合用同一煙囪的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和，t/h；表7.1 煙囪溫降系數(shù)煙囪種類鋼煙囪（無襯筒）鋼煙囪（有襯筒）磚煙囪（H50m，壁厚小于0.5m）磚煙囪（壁厚大于0.5m）A20.80.40.2 =45*0.4/6.3 =2.86 總溫度降=4.94+2.86 =7.87 風機和電動機的選擇及計算7.1標準狀態(tài)下風機風量計算： 式中1.1風量備用系數(shù)，標準狀態(tài)下風機前表態(tài)下風量，m3/h風機前煙氣溫度，若管道不太長，可以近似取鍋爐排煙溫度, C當?shù)卮髿鈮?，kP因為用的是工況下的，所以計算時直接可以用Q=1.1*Q=187000m3/h7.2風機風壓計算式中1.2風機備用系數(shù)；系統(tǒng)總阻力，Pa；煙囪抽力，Pa風機前煙氣溫度，C風機性能表中給出的試驗用氣體溫度，C標準狀態(tài)下煙氣密度，kg/m3結(jié)果為Hy=2763.74(Pa)7.3風機的選型根據(jù)以上所得，根據(jù)除塵工業(yè)手冊?？蛇x定的風機為：選擇：G,Y4-73型鍋爐引風機。選該型號里面的NO.18D型，7.4風機具體參數(shù)7.5電動機功率：式中風機風量，m3/h風機風壓，Pa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）機械傳動效率，當風機與電機直聯(lián)傳動時=1，用聯(lián)軸器連接時=0.950.98，用V型帶傳動時=0.95電動機備用系數(shù)，對引風機，=1.3Ne=326.469 (kW)根據(jù)電動機的功率326.469kw、風機的轉(zhuǎn)速960r/min、傳動方式用聯(lián)軸器連接選定Y355L3-4型電動機。 風機特性曲線：根據(jù)風機系統(tǒng)風量Q=187000，p=2784.72，可得s=p/q2=2784.72/1870002Q2=8*10-8Q2所以可得管網(wǎng)的特性曲線為：P=8*10-8Q2。而風機的數(shù)據(jù)如下：7.6風機和管網(wǎng)的特性曲線如下圖所示：由圖可知，該風機是適合該除塵系統(tǒng)的，所以是合適的。 8通風除塵系統(tǒng)布置圖圖9.1 鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)立面圖 9運行費用計算9.1運行費用估算（行費用主要有：電費、水費、維護費用,人工費用等8000小時/年計算）9.1.1電耗序號貨物名稱規(guī)格型號單位數(shù)量合計電量（KW）1風機Y355M2-6臺13272螺旋排灰機GX300臺150配電量表按電費1元/kWh，年運行8000小時計，因為排灰機每小時處理的灰量和除塵器產(chǎn)生的灰量差不多，所以也按8000小時計算。則總的耗電費用為377*8000*1=301.6萬元電源采用380V,50HZ交流電。9.1.2水費及人工費 系統(tǒng)無需補水，所以無水費。9.1.3人工費用：3000*2*11=6.6萬元9.1.4維護費用：按總投資的10%計算，為636369.1.5總運行費用：3016000+66000 +63636= 3145636元 10工程報價（注：管道，三通，彎頭均由Q235A鋼版加工制成）1天圓地方：在鍋爐出口處需要設(shè)置天圓地方，兩個鍋爐，所以需要兩個天圓地方，管段1-3的重量為113.26kg，管段2-3處的為111.64kg總價格為：832元2漸擴管：連接管段1-3和3-4處的漸擴管重256.8kg，總價格為950元3三通：該系統(tǒng)只需要一個三通，重量為142kg，總價格為525元4彎頭：該系統(tǒng)總共需5個彎頭，一個重155kg，總造價2868元。5風機進口處漸縮管：進口處一個重145kg的漸擴管，造價為537元6風機出口處漸擴管：重量為154.2kg，造價為564元。7除塵器進口處漸縮管：重量為277.93kg，造價為1028元8除塵器出口處漸擴管：重量為277.93元，造價為1028元9管道：總有四段，重量分別為920.37kg，1031.33kg，2065.35kg，398318kg，價格分別為：3405元，3816元，7642元，14783元。10除塵器，風機，電機，螺旋排灰機，集灰罐：根據(jù)前面選的，他們的總造價為：354500元。11地腳螺栓：根據(jù)所選風機和電機，分別需要8個地腳螺栓，其中電機需m24*630的螺栓8個，風機需m30*1000的螺栓4個，需m32*800的螺栓4個，他們的總造價為840元。12風帽：在市場上直接購買，價格為500元。13磚：煙囪總高為45米，用圓臺的公式算的其體積，再算出所需磚的快數(shù)，加上風機，電機處的磚，共需32000塊，造價12800。14墊片：兩法蘭處，天圓地方處需要添加墊片，15管道支架：因為太高，所以需要特別的加固材料，單價為400元，總需要2400元。16法蘭：該系統(tǒng)有DN1250,DN1400,DN2000三種，總造價為11600元。17螺栓螺母：一個法蘭需要26個螺母，總的法蘭需要364個，加上備用的，其他地方的，估算為500個。造價150元。18水泥砂漿：用1：3的水泥砂漿，初步估計用20噸，單價為175元一噸，總需3500元19加工費用:按造價的50%算。序號設(shè)備名稱數(shù)量/重量（kg）單位詳細信息單價（元）總價（元）產(chǎn)地1天圓地方113.26+111.64千克Q235A鋼（密度7.85g/cm3 ）6mm厚3700/t832天津浩博聞達鋼材銷售有限公司2漸擴管256.8千克1250mm-2000mmQ235A鋼,6mm厚3700/t9503管道920.37千克管徑1250mm，5mQ235A鋼管道6mm厚3700/t34054管道1031.33千克管徑1400，5mQ235A鋼管道6mm厚3700/t38165三通142千克60度三通6mm厚3700/t5256管道2065.35千克管徑2000，7mQ235A鋼管道6mm厚3700/t7642790度彎頭155*5千克連接管道6mm厚3700/t28688漸縮管145千克風機進口處6mm厚3700/t5379漸擴管152.4千克風機出口處6mm厚3700/t56410漸縮管277.93千克除塵器進口處6mm厚3700/t102811漸擴管277.93千克除塵器出口處6mm厚3700/t102812除塵器1個LFSF-Z/ll-280-3360型25000025000013管道398318千克管徑2000，13.5m6mm厚Q235A鋼管道3700/t14738天津浩博聞達鋼材銷售有限公司14風機1臺G,Y4-73-18D型風機9000090000蘇州孟嵐機械設(shè)備有限公司15電動機1臺Y355M2-6型電動機5000500016風帽1個T609玻璃鋼傘形風帽500500德州亞通空調(diào)有限公司17地腳