大氣課程設(shè)計—袋式除塵器

1、莫燃煤站鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計摘要：此設(shè)計為主要是為了某小型燃煤電站鍋爐煙氣除塵設(shè)計的一套系統(tǒng)。根據(jù)燃煤煙氣中粉塵的特點，設(shè)計煤量392.3kg/h,排煙溫度160C,煙氣密度(標態(tài))1.37kg/m3,及排放要求初步選擇了除塵器類型。選才?LD14-56機械振打袋式除塵器。通過一系列除塵系統(tǒng)使最終排出的煙氣達到鍋爐大氣污染物排放標準(GB13217-2001)二類區(qū)標準一標準狀態(tài)下煙塵濃度排放標準：200mg/m。關(guān)鍵詞：燃煤站鍋爐煙氣；袋式除塵；機械振打一、設(shè)計題目某小型燃煤電站鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計二、設(shè)計資料當(dāng)?shù)卮髿鈮海?01.86KPa1）鍋爐型號：FG-35/3.82-M型（35t蒸氣

2、/h）;2）設(shè)計耗煤量：392.3kg/h;3）排煙溫度：160C；4）空氣過剩系數(shù)：a=1.2;5）煙氣密度（標態(tài)）：1.37kg/m36）室外空氣平均溫度；4C；7）鍋爐出口前煙氣阻力：1200Pa；8）煙氣其他性質(zhì)按空氣計算；9）燃煤組成：C=53.9%H=4.08%S=0.51%N=0.77%O=16.26%水分=19.03%灰分=5.46%,排灰系數(shù)28%10）按鍋爐大氣污染物排放標準（GB13217-2001中二類區(qū)標準執(zhí)行：標準狀態(tài)下煙塵濃度排放標準：200mg/nmo三、設(shè)計目的根據(jù)所學(xué)的知識，通過這次的設(shè)計對課程系統(tǒng)的理解與充分的消化。能更好的運用到理論上學(xué)到的知識，來解決此

3、次的課程設(shè)計問題。并且通過設(shè)計，了解到了工程中的設(shè)計內(nèi)容、方法與步驟，再加上大量的翻閱書籍來幫助我們更加的系統(tǒng)的完成計算，繪圖、編寫設(shè)計書，提高了自我獨立的能力。四、設(shè)計要求（一）編制一份設(shè)計說明書，主要內(nèi)容包括：1）引言2）方案選擇和說明（附流程簡圖）3）除塵（凈化）設(shè)備設(shè)計計算4）附屬設(shè)備的選型和計算（集氣罩、管道、風(fēng)機、電機）5）設(shè)計結(jié)果列表6）設(shè)計結(jié)果討論和說明7）注明參考文獻和設(shè)計資料（二）繪制除塵（凈化）系統(tǒng)平面布置圖、立面布置圖、軸測圖（三）繪制除塵（凈化）主體設(shè)備圖五、設(shè)計內(nèi)容5.1 引言目前，在國內(nèi)把大氣污染與空氣污染往往當(dāng)作同一詞使用，即指廠房內(nèi)部或其他勞動場所和活動場所的

4、空氣污染問題。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人類在大量消耗能源的同時，將大量廢氣、煙塵雜質(zhì)排入環(huán)境大氣，嚴重影響了大氣環(huán)境的質(zhì)量，尤其在人口稠密的城市和大規(guī)模排放源的附近區(qū)域更為突出。在燃煤的電廠中，生產(chǎn)性粉塵是指在生產(chǎn)中形成的，能較長時間飄浮在作業(yè)場所空氣中的固體微粒。主要有輸煤系統(tǒng)作業(yè)場所漂浮的煤塵，鍋爐運行中產(chǎn)生的、鍋爐檢修中接觸的鍋爐塵，干式除塵器運行、干灰輸送系統(tǒng)及粉煤灰綜合利用作業(yè)場所的粉塵，電焊操作產(chǎn)生的電焊塵，采用濕法、干法脫硫工藝的制粉制漿系統(tǒng)產(chǎn)生的石灰、石灰石粉塵及石膏干燥系統(tǒng)、脫硫廢渣利用拋棄系統(tǒng)產(chǎn)生的粉塵。對于其中產(chǎn)生的粉塵分散度越高，即粉塵粒徑越小，其在空氣中的穩(wěn)定性越高，在空

5、氣中懸浮越持久，工人吸入的機會越多，對人體危害越大。呼吸性粉塵可沉淀在呼吸性的支氣管壁和肺泡壁上。長期吸入生產(chǎn)性粉塵易引起以肺組織纖維化為主的全身性疾病。本設(shè)計為某燃煤電站鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計。5.2 方案選擇和說明5.2.1 除塵器性能指標表5-2除塵器性能指標除塵器名稱適用的粒徑范圍(Nm)效率(%阻力(Pa)設(shè)備費運行費20-5050-70300少少旋風(fēng)除塵器5-1560-90800少中水浴除塵器1-1080-95600少中下電除塵器0.5-190-981000多中上袋式除塵器0.5-195-9950中上大文丘里除塵器0.5-190-981000少大除塵器的主要性能指標還包括了除塵效率、

6、壓力損失、處理氣體量與負荷適應(yīng)性等幾個方面。5.2.2 除塵器的選擇在選擇除塵器時，要先完全考慮以下方面：(1)除塵器的除塵效率(各種除塵器對不同粒徑粉塵的除塵效率見表2);(2)選用的除塵器是否滿足排放標準規(guī)定的排放濃度；(3)注意粉塵的物理特性(例如黏性、比電阻、潤濕性等)對除塵器性能有較大的影響另外，不同粒徑粉塵的除塵器除塵效率有很大的不同；(4)氣體的含塵濃度較高時，在靜電除塵器或袋式除塵器前應(yīng)設(shè)置低阻力的出凈化設(shè)備，去除粗大粉塵，以使設(shè)備更好地發(fā)揮作用；(5)氣體溫度和其他性質(zhì)也是選擇除塵設(shè)備時必須考慮的因素；(6)所捕集粉塵的處理問題；(7)設(shè)備位置，可利用的空間、環(huán)境條件等因素；

7、(8)設(shè)備的一次性投資(設(shè)備、安裝和施工等)以及操作和維修費用等經(jīng)濟因素。綜合考慮對除塵效率的要求、燃煤的性質(zhì)及經(jīng)濟成本等直選用袋式除塵器。5.3 設(shè)計依據(jù)(1)除塵器手冊(張殿印王純主編-化工工業(yè)出版社)(2)除塵工程設(shè)計手冊(張殿印王純主編-化工工業(yè)出版社)5.4 設(shè)計計算和配套設(shè)備的選擇5.4.1 概述燃煤電站煙氣處理系統(tǒng)設(shè)計計算包括：各設(shè)備管道壓力損失及布置，除塵器,風(fēng)機等處理系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計。5.4.2 設(shè)計計算(1)基本數(shù)據(jù)燃煤電站日/&入配合煤392.3噸。從鍋爐排出煤氣經(jīng)冷凝洗滌除去焦油，奈,苯，氨等物質(zhì)，經(jīng)過換熱器后進入燃燒室進行燃燒，產(chǎn)生煙氣。煤氣的組成(質(zhì)量比)如下

8、：C=53.9%H=4.08%S=0.51%N=0.77%0=16.26%水分=19.02%灰分=5.46%,空氣過剩系數(shù)為1.2,煤氣燃燒后的煙氣溫度為160C。(2)煙氣排放量以及組成表5-4煙氣排放量及組成各組分體積(X10301)而虱里,3、(m)量(m5)COH2OSON2C53944.9244.9244.92000.00H40.840.8010.2020.400.00O162.610.16-5.081250000.00N7.70.5500000.28S5.10.160.16000.160.00H2O190.210.570010.5700.00灰分54.60理論需氧量：44.92+1

9、0.2+(-5.08)+0.16=50.19m3理論空氣量：50.19X(3.76+1)=238.93m3實際空氣量：238.93X1.2=286.72m3過乘U空氣量：286.72238.93=47.79m3理論煙氣量：44.92+30.97+0.16+0.28+188.7=265.04m3總煙氣量：(265.04+47.79)22.40.001=7.01m3乘以用煤量：7.01392.3=2750m3/h=0.76m3/s1kg煙氣中的灰分:40M0.28父203.8=2282.56g/h=0.63g/s煙氣含塵濃度：167=2.320.765.4.4確定除塵器、煙囪的計算及管道的計算和布

10、置（1）管道計算粉塵的性質(zhì)為粉煤灰。工藝流程圖如下:燃煤電站工藝流程圖已知在鍋爐中的溫度為160C,即T=433.15K情況下煤氣總流量為：Q=2750m3/h=0.76m3/s所以煤氣在標況下：管段（1-2）Qq=0.76父433.15=1.205m3273.15查設(shè)計手冊取管道中氣速v=12m/s,可得d1-2="=/4'1.205=0.357m根據(jù),二v，3.1412實際管道情況，管道內(nèi)為氣體如果速度小于12m,則有粉塵堵塞管道，為保證速度不小于12,取d1-2=0.34m實際流速4Q二d241.2053.140.342-13.28m/s管段（3-4）標況下溫度為1,1

11、50C,即T=423.15K-423.153Q34-0.761.177m273.15管道中氣速Mm/s,可得*居=E"357m根據(jù)實際管道情況,取d3-4=0.34m實際流速4Q41.17723.140.342=12.97m/s管段（5-6）標況下溫度為130C,即T=403.15KQSfi5-6=0.76403.15273.15=1.122m3根據(jù)實際管道情管道中氣速v=14m/s,可得d5-6=FQ卜xL2。5=0.357m，二v.3.1412況,取d5-6=0.34m實際流速4Q二d241.1223.140.342-12.36m/s管段（7-8）標況下溫度為130C,即T=40

12、3.15KQ7.8=0.76403.15273.15=1.122m3管道中氣速V,可得2舊='3=0.357m根據(jù)實際管道情況,取d7-8=0.34m實際流速4Q二d241.1223.140.342-12.36m/s5.5管道壓力損失的計算根據(jù)已知的數(shù)據(jù)：煤氣在標況下的密度P=1.37kg/m3160c時，煙氣密度0.86kg/m3150C時，煙氣密度P=0.88kg/m3130C時，煙氣密度P=0.93kg/m3130C時，煙氣密度P=0.93kg/m35.5.1 沿程壓力損失管段12,在操作條件下Pg=0.86kg/m3,L=10m,d=0.34m,v=13.28m/s,九=0.0

13、12（鍍鋅管）Pl2L:gV2100.8613.282-二0.012D20.342=26.8Pa管段34在操作條件下Pg=0.88kg/m3,L=15m,d=0.34m,v=12.97m/s,九=0.012（鍍鋅管）22LgV150.8812.972-=0.012D20.342=39.2Pa管段56,在操作條件下Pg=0.93kg/m3L=15m,d=0.34m,v=12.36m/s,九=0.012（鍍鋅管）：甲5上L'/uD215=0.012-0.340.9312.3622=37.6Pa管段78在操作條件下%=0.93kg/m3L:p5.6整理數(shù)據(jù)表格如下：=20m,d=0.34m,

14、v=12.36m/s/=0.012（銀20=0.0120.340.9312.362-二50.1Pa表5-5管道壓力損失管段標況下體積密度管道中摩擦阻力系數(shù)管道長度氣體流速摩擦阻力損失體積密度1-21.2050.860.0121013.2826.83-40.761.371.1770.880.0121512.9739.25-61.1220.930.0121512.3637.67-81.1220.930.0122012.3650.1總摩擦壓力損失為：P-¥P=26.839.237.650.1=153.75.5.2 局部壓力損失管段1-2查表可知：集氣罩。=0.11(a=903,彎頭J=0.

15、18(口=90口)LPwi2-v12二乙工=(0.110.18)0.8613.282-=21.99Pa管段3-4彎頭二=勺=0.18(a=90口)使用2個LpW3_42二0.1820.8812.972-26.65Pa-PW56彎頭5=：6=0.18(二90).Y上0.9312.362='-0.182=25.57Pa管段7-8風(fēng)帽選h/D=0.5,查表得:7-1.30Y上0.9312.362-8=1.30=92.35Pa5.6袋式除塵器的設(shè)計計算(D確定煙氣溫度為130C(2)濾料的選擇采用聚丙烯濾料(3)計算過濾面積:A-a60Vf3Q=2750m/hVf=1.0m/min所以有:八2

16、750“c2A=45.8m601.0(4)確定過濾袋數(shù)取單個濾袋直徑D=200mm單個濾袋L=3mn45.824.3二DL3.140.23為了布置方便取n=25,采用5X5排列，則實際的過濾速度:0.76253.140.23=0.016m/s(5)濾袋的排列和間距濾袋的排列采用長方形排列，每組5X5排列，濾袋間距選取250mm邊排濾袋和殼體距離也留有800mmg的人行道。(6)確定氣體分配室為保證氣體均勻地分配各個濾袋，氣體分配室應(yīng)該有足夠的空間，凈空高不應(yīng)小于1000-1200mm氣體分配室的截面積按下式計算:QF二Vi(3-8)Vi氣體分配室的進口氣速。一般取1.52.0m/s.止匕處取1

17、.5m/sQ袋式除塵器的處理氣量。nVs0.76F二1.52=0.51m2(7)確定排氣管直徑排氣管直徑按排氣速度為25m/s確定?；叶犯叨雀鶕?jù)粉塵的性質(zhì)而選取的灰斗傾斜角進行計算確定。取排氣管排氣速度V0=2m/s,則排氣管直徑:D。QV00.76=0.38m2(8)確定袋式除塵器的壓力損失袋式除塵器的壓力損失AP由通過清潔濾料的壓力損失Apf和通過粉塵層的壓力損失Apd和除塵器外殼結(jié)果的壓力損失&Pc組成除塵器的APc包括氣體通過除塵器時的進出口以及灰斗內(nèi)擋板等部位所消耗的能量，在正常運行下一般為200500pa。所以取APC=400Pa清潔濾料的阻力為為過濾粉塵前的濾料阻力，由于

18、氣體速度較低，氣體流量屬于粘性流所以其阻力和流速成正比：:Pf=；u名一清潔濾料阻力系數(shù)；N一氣體動力粘度；u一過濾速度；（使用的濾袋料為滌綸602）；=7.2107=2.0310-Vf=0.01675pf-；Ju=7.2102.03100.016=23.39pa濾料上積附的粉塵層的阻力APd大小與粉塵的性質(zhì)有關(guān)，可取Pd=1000pa,此時需消灰處理。（9）確定過濾周期：Pd-：Ju2Ct11其中Ci為除塵器進口氣體含塵濃度，單位為kg/m3,取a=3.2x10。從而過濾周期為：.pd1000t=一空=-72=259.2s=4.3min:Cv23.210112.3210，2.03100.01

19、62（10）除塵器清灰裝置選擇：機械振動清灰袋式除塵器這種除塵器是利用機械傳動使濾袋振動，致使沉積在濾袋上的粉塵層落入灰斗中。有三種不同的振動方式，（1）濾袋沿垂直方向振動的方式，既可采用定期提升濾袋的吊掛框架的辦法，也可利用偏心輪振打框架的方式；（2）濾袋沿水平方向振動的方式，可分為上部擺動和腰部擺動兩種，（3）扭轉(zhuǎn)一定角度，使袋上的粉塵層破碎而落入灰斗中。利用偏心輪垂直振動清灰的袋式除塵器具有構(gòu)造簡單、清灰效果好、消灰耗電小等特點，它適用于含塵濃度不大、間歇性塵源的除塵。當(dāng)采用多室結(jié)構(gòu)，設(shè)閥門控制氣路開閉時，也可用于連續(xù)性塵源的除塵。（11）清灰排灰系統(tǒng)設(shè)計排塵是與除灰聯(lián)系在一起的，排灰設(shè)

20、計也是比較重要的。排灰裝置不僅要保證順利排灰，而且還要保持最大限度的氣密性，它對除塵器運行及凈化效率有很大的影響。本設(shè)計采用星形排灰閥。是因為星形排灰閥是一種連續(xù)輸送粉塵的排灰裝置。它能在密封條件下連續(xù)排灰，適用于煙塵排放量大的除塵器上使用。星形排灰閥用電動機帶動，由星形葉輪、電動機、減速裝置組成，它的工作原理：電動機通過減速器帶動星形轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，依靠灰塵下落充滿上部葉輪間隔，當(dāng)上部葉輪轉(zhuǎn)到下面，將灰卸下，同時上部葉輪由灰柱密封。5.7煙囪的設(shè)計計算煙囪本身并不能減少排入大氣的污染物的數(shù)量，但它能使污染物從局部地區(qū)轉(zhuǎn)移到很大的擴散范圍，利用大氣的自凈能力使地面污染物的濃度控制在人們可接受的范圍內(nèi)

21、。煙囪越高，煙氣上升能力越強，污染物可以再離地面上擴散，再加上高空風(fēng)速大，稀釋能力強，可使得大氣污染程度減輕。煙囪直徑的計算：根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，煙囪底部直徑一般取2.5m煙囪出口內(nèi)徑可按下式計算:D=4Q二Vi(3-12)式中Q通過煙囪的總煙氣量,一3/m/sVj按表選取的煙囪出口煙氣流速，選定vi=5m/s40.76:3.145=0.44m此處D=450mm煙囪底部直徑di-D2i2.5-0.4520.05=20.5m(3-13)式中D煙囪出口直徑，mH煙囪局度，mi-煙囪錐度，取i=0.02,(通常i=0.020.3)則煙囪高度為:H=21m(3)煙囪的抽力煙囪的抽力取決于煙溫、空氣溫度及

22、煙囪高度，煙溫越高，周圍空氣溫度越低，煙囪的抽力越大；煙囪高度越高，其抽力也越大。_11P=0.0345H()B273t0273tf(3-14)式中心產(chǎn)生抽力的管道高度，mto外界空氣溫度Ctf計算管段中煙氣的平均溫度CB當(dāng)?shù)卮髿鈮篜a11P=0.034521()101325=65Pa273.1524273.151305.8風(fēng)機的選擇以及計算(1)風(fēng)量的計算：Qf=(1K1)Q式中：Qi為管道系統(tǒng)的總風(fēng)量，吊/h。K1安全系數(shù)，一般管道取00.1，除塵系統(tǒng)取0.10.15,取K1=0.1O為了保證系統(tǒng)能正常運行，確保安全，因此需要兩臺風(fēng)機都能允許通過除塵器之后的系統(tǒng)的最大風(fēng)量，即753787r

23、iT/h則Qf=(1+0.1)X2750=3025rr/h(2)風(fēng)壓的計算：PfK2P=1.21423.39166.5665)=1986Pa(3)電功率的計算：QfPf360010001式中：N風(fēng)機配用電動機的功率，KWQf風(fēng)機的風(fēng)量，m/hPf一風(fēng)機的風(fēng)壓，PaK電動機軸功率安全系數(shù)取1.2%一風(fēng)機運行時的效率，一般為0.50.7?！?一機械傳動效率，取1.0則電機功率N=302519861.2=3.34kw360010000.61.0(4)風(fēng)機型號的確定；根據(jù)系統(tǒng)要求和計算結(jié)果選型號C4-73型排風(fēng)機除塵常用風(fēng)機性能見表3-6。表3-6除塵風(fēng)機性能表全壓/Pa風(fēng)量/(m3/h)功率/kW用于含塵