燃煤采暖鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計

1、某燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計 目錄1 前言2 概述 2.1 設(shè)計目的與任務(wù)2.2 設(shè)計依據(jù)及原則 2.3 設(shè)計鍋爐房基本概況3 排煙量及煙塵和二氧化硫濃度計算 3.1標準狀態(tài)下理論空氣量3.2標準狀態(tài)下理論煙氣量 3.3標準狀態(tài)下實際煙氣量3.4標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度3.5標準狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算4 除塵器的選擇4.1除塵器應(yīng)該達到的除塵效率4.2除塵器的選擇5 確定除塵器、風(fēng)機和煙囪的位置及管道的布置5.1各裝置及管道布置的原則5.2管徑的確定6 煙囪的設(shè)計6.1煙囪高度的確定6.2煙囪直徑的計算6.3煙囪的抽力7 系統(tǒng)阻力計算7.1摩擦壓力損失7.2局部壓力損失8 附圖9 小

2、結(jié)10 參考文獻1 前言大氣污染控制工程課程設(shè)計是大氣污染控制工程課程的重要實踐性環(huán)節(jié)，是環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生在校期間第一次較全面的大氣污染控制設(shè)計能力訓(xùn)練，在實現(xiàn)學(xué)生總體培養(yǎng)目標中占有重要位置。目前，越來越多的環(huán)境問題出現(xiàn)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(chǎn)生了影響。其中危害性最大、范圍最廣就是大氣污染，他是潛移默化的，在人們不知不覺中使人們的健康受到影響，大氣污染對人體的的危害是多方面的，主要表現(xiàn)在呼吸道疾病與生理機能障礙，以及眼鼻等粘膜組織受到刺激而患病。對于植物而言，大氣污染物尤其是二氧化硫等對植物的

3、危害是十分嚴重的。當(dāng)污染物濃度高時，會對植物產(chǎn)生急性危害，使植物葉表面產(chǎn)生傷斑，或則直接使葉脫落枯萎；當(dāng)污染物濃度不高時，會對植物產(chǎn)生慢性危害，使植物葉片退綠，或則表面上看不見什么危害癥狀，但植物的生理機能受到影響，造成植物產(chǎn)量下降，品質(zhì)變壞。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。除塵脫硫一體化裝置可概括為干法和濕法兩中目前國內(nèi)外已開發(fā)了大量脫硫除塵一體化裝置，主要有水膜除塵器、文丘里旋風(fēng)水膜除塵器、臥式旋風(fēng)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化裝置以及高壓靜電濾槽復(fù)合型臥式除塵器等濕式處理裝置。由于除塵脫

4、硫一體化工藝具有投資少、運轉(zhuǎn)費用低、脫硫率適中、操作管理簡便、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小等優(yōu)點，近年來已被廣泛應(yīng)用。2 概述2.1 設(shè)計任務(wù)與目的：通過課程學(xué)習(xí)，運用各種污染物的不同控制、轉(zhuǎn)化、凈化原理和設(shè)計方法，進行除塵、除硫、脫氮等大氣污染控制工程設(shè)計。運用所學(xué)知識設(shè)計某一燃煤采暖鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)。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，樹立正確的設(shè)計思想，了解工程設(shè)計的內(nèi)容、方法及步驟，培養(yǎng)確定大氣污染控制系統(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。2.2 設(shè)計依據(jù)及原則：嚴格

5、按照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（標準狀況下）：200mg/m3；二氧化碳排放標準（標準狀況下）：900mg/m3進行設(shè)計計算。2.3 設(shè)計鍋爐房基本概況：鍋爐設(shè)備主要參數(shù)（共兩臺鍋爐）額定蒸發(fā)量主蒸汽壓力主蒸汽溫度燃煤量排煙量排煙溫度（t/h）（mpa）（c）（t/h）（）（c）25010.055038.0450000150設(shè)計耗煤量：38000kg/h（臺）；煙氣密度（標準狀態(tài)下）：1.35kg/m3；空氣含水（標準狀態(tài)下）按0.01296kg/m3；煙氣在鍋爐出口前阻力：850 pa；排煙中飛灰占煤中不可燃成的比例：18%；當(dāng)?shù)卮髿?/p>

6、壓：97.86 kpa；冬季室外空氣溫度：-1c；空氣過剩系數(shù)：a=1.4；設(shè)空氣含濕量=12.93g/m3煙氣其他性質(zhì)按空氣計算煤的工業(yè)分析值：=68%，=4%，=1%，=5% =1% =6% =15% vy=13%應(yīng)用基灰分：13.38%；應(yīng)用基水分：16.32%；可燃基揮發(fā)分：41.98%；應(yīng)用基低位發(fā)熱量：16768kj/kg(由于煤質(zhì)波動較大，要求除塵器適應(yīng)性較好)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）：200mg/m3二氧化碳排放標準（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(cè)15m以內(nèi)。3 排煙

7、量及煙塵和二氧化硫濃度的計算3.1標準狀態(tài)下理論空氣量建立煤燃燒的假定：1. 煤中固定氧可用于燃燒；2. 煤中硫主要被氧化為 so2；3. 不考慮nox的生成；4. 煤中的n在燃燒時轉(zhuǎn)化為n2。5. 空氣僅是由氮和氧組成，其體積比為3.78。標準狀態(tài)下理論空氣量：4.76（1.8675.560.70.7）式中=68%，=4%，=1%，=5%分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分數(shù)。結(jié)果為=6.97 3.2標準狀態(tài)下理論煙氣量標準狀態(tài)下理論煙氣量：式中標準狀態(tài)下理論空氣量，；煤中水分所占質(zhì)量分數(shù)，6%；n元素在煤中所占質(zhì)量分數(shù)，1%。結(jié)果為=7.423.3標準狀態(tài)下實際煙氣量標準狀態(tài)下實際煙氣量：式中空氣

8、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，；標準狀態(tài)下煙氣流量應(yīng)以計，因此，結(jié)果為 =10.25 =389500 3.4標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度標準狀態(tài)下煙氣含塵濃度：式中 排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分數(shù)，18%；煤中不可燃成分的含量；15%標準狀態(tài)下實際煙氣量，。結(jié)果為 c=0.00263 =2630 3.5標準狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計算式中煤中含可燃硫的質(zhì)量分數(shù)；1%標準狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實際煙氣量, 。結(jié)果為 =1951 4 除塵器的選擇4.1除塵器應(yīng)該達到的除塵效率標準狀態(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，。結(jié)果為 =92.4%4.2除塵器的選擇

9、工況下煙氣流量：式中標準狀態(tài)下的煙氣流量，工況下煙氣溫度，k標準狀態(tài)下溫度，273 k結(jié)果為 =603511=167.6m3/s除塵器的選擇 根據(jù)煙塵的粒徑分布和種類、工況下的煙氣量、煙氣溫度計要求達到的除塵效率定除塵器的種類、型號及規(guī)格 。確定除塵器的運行參數(shù)，如氣流速度、壓力損失、捕集粉塵量等，選用多管式旋風(fēng)除塵器。除塵器產(chǎn)品性能規(guī)格型號配套鍋爐容量/(j/h)處理煙氣量/(m3/h)除塵效率/%設(shè)備阻力/pa分割粒徑d/(50um)質(zhì)量/kg430000092-95932-11283.06-3.32369除塵器外型結(jié)構(gòu)尺寸abcdefghmn14001400300503501000298

10、544607004235 除塵器外型結(jié)構(gòu)尺寸5 確定除塵器、風(fēng)機和煙囪的位置及管道的布置5.1各裝置及管道布置的原則根據(jù)鍋爐運行情況及鍋爐現(xiàn)場的實際情況確定各裝置的位置。一旦確定各裝置的位置，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。5.2管徑的確定管道直徑 由于流量太大我設(shè)計把一個鍋爐的流量分成8個管道排出：式中工況下管道內(nèi)煙氣流量，煙氣流速 m/s (對于鍋爐煙塵=10-15 m/s)取=12 m/s結(jié)果為d=1.48(m)圓整并選取風(fēng)道:表4.5 風(fēng)道直徑規(guī)格表外徑d/mm鋼制板風(fēng)管外徑允許偏差/mm壁厚/mm150

11、01100內(nèi)徑 :1500-2100=1300mm由公式可計算出實際煙氣流速：v=11.8(m/s)6煙囪的設(shè)計6.1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6.1）確定煙囪的高度。表6.1 鍋爐煙囪的高度鍋爐總額定出力/(t/h)11-22-66-1010-2026-35煙囪最低高度/m202530354045鍋爐總額定出力：2504=16（t/h）,故選定煙囪高度為45 m 6.2煙囪直徑的計算煙囪出口內(nèi)徑可按下式計算：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6.2煙囪出口煙氣流速/ (m/s

12、)通風(fēng)方式運行情況全負荷時最小負荷時機械通風(fēng)10-204-5自然通風(fēng)6-102.5-3選定=4m/s結(jié)果為 :d=5.86（m）圓整取d=5.8m。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）。取i=0.03結(jié)果為:d1=8.56（m）6.3煙囪的抽力式中煙囪高度，m；外界空氣溫度， -1c煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，150c當(dāng)?shù)卮髿鈮海?7.86kpa。結(jié)果為:sy=198（pa）7 系統(tǒng)阻力計算7.1摩擦壓力損失（1）對于圓管：式中摩擦阻力系數(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

13、速率, m/s管道長度,ma.對于1300圓管 l=9.5m p=22.7pab.對于磚拱形煙道 d=1300mmb 故b=1376mm 則r= 式中,a為面積,x為周長7.2局部壓力損失 (pa) 式中 異形管件的局部阻力系數(shù)可查到 v與像對應(yīng)的斷面平均氣流速率,m/s 煙氣密度, 1.除塵器進氣管的計算 漸縮管的計算45時,=0.1取=45,v=13.0m/s 30z形彎頭 由手冊查得 =1.00.157=0.157 漸擴管 查大氣污染控制工程附表十一,并取=30 則=0.19 2.除塵器出氣管的計算漸擴管的計算45時,=0.1取=30,v=20m/s 設(shè)兩個均為90彎頭d=500，取r=d，則=0.23 兩個彎頭 3.t形三通管 =0.78 對于t形合流三通 =0.55 v1l1v2l2v3l3t形三通管示意圖系統(tǒng)總阻力（其中鍋爐出口前阻力為850pa,除塵器阻力1400pa） =77027.2(pa)8 附圖 工藝流程示意圖9.小結(jié)：這次大氣污染控制工程課程設(shè)計我主要設(shè)計一燃煤電廠的燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫系統(tǒng)，通過這次課程設(shè)計我進一步消化和鞏固課本中所學(xué)的內(nèi)容, 這次課題讓我可以綜合利用所學(xué)到的大氣污染控制工程的知識，分析各種除塵器的優(yōu)缺點來確定除塵器的選擇，熟練掌握管網(wǎng)設(shè)計的方法來布置管道