某燃煤锅炉房烟气净化系统设计

1、、尸、 .刖言在目前，大气污染已经变成了一个全球性的问题，主要有温室效应、臭氧层破坏和酸雨。而大气污染可以说主要是人类活动造成的，大气污染对人体的舒适、 健康的危害包括对人体的正常生活和生理的影响。目前，大气污染已经直接影响到人们的身体健康。随着我国经济的高速发展，我国的二氧化硫污染越来越严重，必须通过有效 的措施来进行处理，以免污染空气，影响人们的健康生活。一、题目某燃煤锅炉房烟气净化系统设计二、目的通过课程设计进一步消化和巩固本课程所学的内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力。通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养学生确定大气污染控制系统的设计方

2、案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、查阅有关设计手册、编写设计说明书的能 力。三、原始资料锅炉型号：SZL6 1.25 AII型，共2台（每台蒸发量为6t/h）所在地区：二类区。2006年新建。锅炉热效率：75%,所用的煤低位热值：20939kJ/kg,水的蒸发热：2570.8kJ/kg锅炉出口烟气温度：160 C烟气密度：（标准状态下）1.34kg/m3空气过剩系数：a =13排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：15%烟气在锅炉出口前阻力：800Pa当地大气压力：98kPa平均室外空气温度：15C空气含水率（标准状态下）按0.01293kg/m3烟气的其它性质按空气计算N : 1% W

3、: 7% A : 18%四、设计计算（一） 、用煤量计算每台锅炉的所需热量为：0=蒸发量x水的蒸发热=6X 103X 2570.8=1.54 X 107kJ/hO1 54 107所需的煤量为： 一0一=- =982.2kg/hHnX。热2093975%Hn煤的低位热值T热-锅炉的热效率（二） 、烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算以1kg煤燃烧为基础，则重量（g）摩尔数（mol）产物摩尔数（mol）需氧数（mol）C 65054.167 CO 2:54.16754.167H 4040 H2O: 2010煤的工业分析：C: 65%H : 4%S: 1%O: 4%净化系统布置场地如图1所示的锅炉房北侧

4、20m以内。图2为锅炉立面图图1锅炉房平面布置图图2锅炉房立面图S100.3125SO2: 0.31250.3125O402.5O2: 1.25-1.25N100.714N2: 0.3570W703.889H2O: 3.8890标准状态理论需氧数54.167+10+0.3125-1.25=63.23mol/kg=1.4163N/kg空气中含水量:0.01293妇03空=0.01609（体积分数）1810001.标准状态下理论空气量V：Va0=1.4163 X 4.78=6.77 mN/kg(干空气)Va0=677=6.88 mN/kg1-0.016092.标准状态下理论烟气量Vf0（湿空气）C

5、O2: 54.167 mol/kgSQ : 0.3125 mol/kgN2:0.357+3.78 X 65.17=246.70 mol/kgH2O: 20+3.889+0.01609 6.77= 24.0 mol/kgV：=(弭167.3125,竺I0 24。)22.4=7.28 mN/kg10003.标准状态下实际烟气量VfgVfg=Vfg+Va0( a -1)= 7.28+6.77 X (1.3-1 ) =9.311 mN/kg标准状态下每台锅炉烟气流量Q总=Vfg x设计耗煤量=9.311x982.2=9145.26 m3/h4.标准状态下烟气中含尘浓度P烟尘P烟尘=dsA=15%妇8%

6、=2.90号03mg/m3Vfg9.3115.标准状态下烟气中二氧化硫浓度：SOOO?PSO=m(SO2)=0.31261000=2.i5 x 103mg/m32Vfg9.311(三)、净化设备的选择1.设备应达到的净化效率PI= 1 -_SP Lr烟尘式中p s-标准状态下锅炉烟所排放标准中的规定值，mg/n3；p 标准状态下烟气污染物浓度，mg/m；由丁锅炉厂所在地区为：二类地区、2006年新建根据锅炉表1锅炉烟尘最高允许排放浓度和烟气黑度限值可知道锅炉类别自然通风锅炉适用区域一类区烟尘排放浓3(mg/m )烟气黑度I时段100II时段80燃(0.7MW(1t/二、三类1150120煤h)

7、区锅一类区10080炉其它锅炉二类区2502001三类区350250燃一类区8080油轻柴油、煤油二、三类1100100锅区炉其它燃料油一类区100*801二、三类200150区燃气锅炉全部区域50501表1锅炉烟尘最高允许排放浓度和烟气黑度限值I时段：2000年12月31日前建成使用的锅炉；II时段：2001年1月1日起建成的使用的锅炉(含在I时段立项未 建成或未使用的锅炉和建成使用的锅炉中需要扩建、改造 的锅炉)。由丁锅炉厂所在地区为：二类地区、2006年新建，所以烟尘最高允许排放浓度为200 mg/m3200故=1一=1一2 92 103=93.10%2.除尘器的选择工况下的烟气量Q =

8、Q LB=9145.26273 160=14505.12m3/h=4.029m3/sQSQnTnPs273锅炉出口烟气温度：160 C设备应达到的净化效率T=93.10%压力降(阻力)=800Pa确定除尘器的种类、型号及规格表2 WDL-U型湿式烟气脱硫除尘净化器产品性能规格型号吨位/(t/h)处理烟气量/(m3/ h)除尘效率/%脱硫效率/%氮氧化物去除率/%阻力损失(pa)林格曼黑度(级)烟尘排放浓度(mg/m3)耗水量(t/h)WDL-1161800095-9960-8060-80=120012000.039表3 WDL-U型湿式烟气脱硫除尘净化器外型结构尺寸吨位 外型尺寸进烟口内出烟口

9、内进烟口高通风机电机功率重量(t)EiF61700210016002000吨位/(t/h)E1汇风室2主机体3一洗涤反应槽4一水箱5一排污系统6一烟气入口7烟气出口8观察口9一支架10基础图3 WDL-I型湿式烟气脱硫除尘净化器外型结构尺寸所以，设备应达到的脱硫效率:第n时段燃煤锅炉二氧化硫最高允许排放浓度为900mg/n3/(t/h)L*F*H径尺寸a*b径尺寸aW度H(47NO)(KW)61700*1600*3720630*630700*70032108C304.5表4 WDL-n型湿式烟气脱硫除尘净化器基础尺寸n1-= 1- =58.14%SO22.15 10式中p -标准状态下锅炉SQ

10、所排放标准中的规定值，mg/m；PSO2标准状态下烟气中二氧化硫浓度PSO2（四）、确定设备、风机和烟囱的位置及管道的布置1.各装置及管道布置的原则根据锅炉运行情况和锅炉房现场的实际情况确定各装置的位置。 一旦确定了 各装置的位置，管道的布置也就基本可以确定了。 对各装置及管道的布置应力求 简单，紧凑，管路短，占地面积小，并使安装、操作和检修方便。2.管径的确定=0.641 m式中Q工况下管内烟气流量，m/s；v-烟气流速，m/s；（可查有关手册确定，对丁锅炉烟尘v=1015m/s ,取v=12.5m/s）对管径进行圆整：表5圆断面风管统一规格外径/mm钢板通风管外径允许偏差/mm壁厚/mm6

11、5012.0内径d1=650-2 2.0=646 (mm)v=4QL=44.0292=12.30 (m/s)二 d 3.14 0.6462（五）、烟囱的设计1.烟囱高度的确定一个烟囱的所有锅炉的总蒸发量为12t/h锅炉房MW 0.70.7 1.4 2.8 7 714 1428（m）计算出实际烟气流速:1.42.84 4.0293.14 12.5装机总表6燃煤、燃油（燃轻柴油、煤油除外）锅炉房烟囱最低允许高度查上表可得：H烟囱=40m2.烟囱直径的计算烟囱出口内径可按下式计算Q4.029 3600 2d =0.0188Q=0.0188.45=1.509 m式中Q通过烟囱的总烟气量，m/h；v按表

12、选取的烟囱出口烟气流速，m/s（取4.5m/s）。表7烟囱出口烟气流速（m/s）运行情况通风方式 全负荷时最小负荷机械通风102045自然通风5102.53烟囱底部直径d1=d22 i H =1.509 2 0.025 40 = 3.509 m式中d2烟囱出口直径，m；i烟囱锥度，通常取i = 0.020.03。（选0.025）3.烟囱的抽力1_173+tk273+tp “,113= 0.0342 30 乂（- - ） 乂 98 乂 10 =155.88（Pa ）容量t/h11 22 44 10 10 2020烟囱最m 202530低高度 40354045Sy=0.0342H273 15 27

13、3 160式中H烟囱高度，mtk外界空气温度，c；tp烟囱内烟气平均温度，C；B-当地大气压，Pa。（六）、系统阻力的计算1.摩擦阻力损失= 273 1.34 = 0.84kg/m3433取管长L=1.524+1.401+0.692+0.577+1.61+3.801+2.028=11.633m.r 2对丁圆管.0 = LPad 2_._ _ 20 02些0.84号2.30=22.74Pa0.65式中L管道长度，m；d管道直径，mP 烟气密度,kg/m3;K入一一摩擦阻力系数，是气体雷诺数Re和管道相对粗糙度的函数。可 d以查手册得到。（实际中对金届管道入值可取0.02，对砖彻或混凝土管道入可取

14、0.04）。2.局部压力损失处渐扩管:24=_=0.85贝U匚=0.025A0.652-2=0.94贝U； =0.066A0.652两个90标准弯头：。=0.750 84 12 302= (0.025 0.066 2 0.75)=101.09PaA0.632A0.6520.86A 0.72则.=0.114三个90标准弯头：匚=0.75w2= (0.114 3 0.75)0.84 12.302= 150.21Pa除尘出口器T形三通管匚=0.78T形合流三通管匚=0.55_ 22.，v0.84 12.30P =(0.78 0.55)- =84.51Pa2系统总阻力（其中锅炉出口阻力为800Pa,除

15、尘器阻力1200Paj）为 h =22.74+101.09+150.21+84.51+800+1200=2358.55Pa式中匚一一异形管件的局部阻力系数，可在有关手册中查到，或通过实验获得;v与，相对应的断面平均气流速率，m/s；P 烟气密度,kg/m3。（七）、风机和电动机的选择及计算1.风机风量的计算=11QK273P/01.325273 B27398Qy273 160 101.325-x-= 16877.98 m3/ h式中1.1 风量备用系数；Q标准状态下风机前风量，m/h;tp风机前烟气温度C,若管道不太长，可以近似取锅炉排烟温度;B当地大气压力，kPa。2.风机风压的计算= 1.

16、1 9145.26273 tp 101 325Hy =1.2、hSy -pyy273 tyB273 160 101.325=1.2 (2358.55 -155.88)- -273 20098式中1.2风压备用系数;Z Ah系统总阻力，Pa；Sy烟囱抽力,Pa；tp风机前烟气温度，C；ty风机性能表中给出的试验用气体温度，C；引风机为200C计算出风机风量Qy和风机风压Hy后，可按风机产品样本给出的性能曲线或表格选择所需风机的型号。计算结果，选择了由浙江省上虞市建设风机厂生产的HL32A NO.11 A 1450工况序号为5的高效排烟风机，其性能表如下：机号传动力式转速/ (r/min)工况序号

17、流里/(m /h)全压/Pa11A145055708126823.电动机功率的计算QyHy1Ne =3600 10001 216877.93 2501.77 1.314.63 kW3600 1000 0.9 0.95式中Q-风机风量,r 1风机在全压头时的效率（一般风机为0.5-0.7，高效分机为0.9）;72-机械传动效率，当风机与电动机直联传动时T2=1,用联轴器连接时T2=0.950.98，用V形带传动时T2=0.95 ;6电动机备用系数，对引风机，6 = 1.3根据电动机的功率，风机的转速，传动方式选择电动机型号。=2501.77 PaH/-风机风压,Pa；经查阅有关资料，由风机厂家所给的参数指标，得配套电机性能参数如下:表9:配