4000td水泥回转窑烟气除尘工程设计毕业论文.doc

4000td水泥回转窑烟气除尘工程设计毕业论文目录1 概述11.1 水泥工业污染及特征11.2 水泥厂回转窑粉尘污染治理11.3 水泥厂基本情况52 水泥厂回转窑除尘设备的选择62.1 水泥厂回转窑粉尘特点及烟气条件62.2 除尘器选用62.2.1 除尘器的选择要点62.2.2 除尘器的选用原则72.2.3 除尘器的选择83 脉冲布袋除尘器的选型计算和设计113.1设计依据113.1.1设计依据标准113.1.2设计内容113.2 脉冲布袋除尘器的选型计算123.2.1 除尘系统初步设计方案123.2.2 脉冲布袋除尘器相关技术及参数选择133.2.3系统工艺流程设计143.2.4主要设备能力计算154 脉冲布袋除尘器的保温与防腐195 脉冲布袋除尘器的安装、调试、维护和检修205.1安装、调试205.2.维护和检修216 土建设计226.1 土建设计依据及原则226.2 土建工程结构类型设计226.3 建构筑物设计要点226.4 总平面布置227 电气、仪器仪表237.1 供、配电系统237.2 主要电气设备选型237.3 自控、仪器、仪表238 工程投资概算248.1主要设备248.2 总投资概算248.2.1系统投资结算表248.2.2系统运行能耗表248.2.3系统经济效益及运行费用：259 工业卫生与安全消防269.1 主要安全措施269.2 主要环境保护措施2610 劳动定员2711 参考文献28致谢294000t/d水泥回转窑烟气除尘工程设计1 概述1.1 水泥工业污染及特征 水泥工业是对矿物原料进行加工处理的工业，采用的生产设备多为大型重型设备，是污染大气环境最为重要的行业之一。我国自改革开放以来，水泥工业迅速发展，2006年水泥已经突破12亿吨。水泥厂主要污染物为粉尘、SO2、NO2、CO2，等，每年向大气排出CO2近4亿吨，SO260万t，NO2100万t，粉尘2000万t左右，废水、固废排放量较少，因此，水泥工业主要是对大气污染。水泥工业对大气排放的众多污染物中，当前最受关注的是粉尘、SO2污染，所以治理粉尘、SO2污染是当前的重点。而水泥厂回转窑排放出的污染物占全厂总排放量的1/3以上，所以控制回转窑的排放量至关重要。1.2 水泥厂回转窑粉尘污染治理水泥厂回转水泥窑窑尾烟尘的主要特点：一般来说，水泥厂回转水泥窑窑尾烟尘的主要特点有：粒径细(平均粉尘粒径1-30)；湿度大；烟气温度高且波动大；以及粉尘入口浓度高等特点。回转窑烟气中粉尘和其它污染物要做到达标排放，必须首先了解工厂回转窑排出的烟气的特性，有关参数及生产工艺，设备，现有的通风除尘设施，原燃料配料、成球、操作、管理等，这些条件和情况不同，烟气的特性，参数也不同，因此应作必要的检测，并按测定数据采取合适的治理措施，才能收到预期的效果。回转窑生产系统组成：整个回转窑生产车间系统主要包括：回转窑、预分解窑、悬浮预热窑、熟料冷却系统、除尘系统。具体生产流程如下：1、回转窑生产流程示意图：2、悬浮预热窑生产流程示意图：3、预分解窑的生产流程：回转窑用除尘器通常有沉降室、湿法收尘器、高压静电除尘器、袋式除尘器等几种，其中沉降室仅适用于收集大颗粒粉尘，除尘效率较低，只能作为初级收尘使用。湿法收尘除尘效率不高，二次污染严重，故障率较高，在环保要求日趋严格的今天，已不宜再推广。1）沉降室沉降室是借助含尘气体中的粉尘重力作用自然沉降来净化含尘烟气的装置。系利用重力机理的一种低效除尘器，当废气由进风管进入沉降室时，由于气流通道的断面积突然增大，使气体流速大幅度地下降，粉尘便借助本身重力的作用，逐渐沉降而被收集下来，其收尘效率除直接与粉尘颗粒本身的重量(尺寸、质量)有关外，还决定于含尘气体在室内的流速，沉降室的流通面积和粉尘在室内的通过时间即沉降室的长度。这些参数都是相互关联的。 沉降室投资少，简单易行，但沉降效率低，粉尘颗粒越细效率越差，一般的效率约3050，对烟气中有害气体基本不起作用，故新增除尘设施不宜采用。已有的则应尽可能在利用其作为一级收尘的基础上改造或增设新的除尘设施，以满足达标排放的要求。2）离心分离除尘器工作原理是：利用烟气作旋转运动，依靠离心作用将烟气中的粉尘分离出去。这种离心力要比单独靠重力获得的分离大得多，因而除尘较有效。它的结构简单，运行操作方便，可以分离捕集较细的粉尘，但除尘效率不高，约85左右，阻力一般不大于1000pa，因此，它被广泛地应用于独立的除尘装置，也可作其他除尘器的预处理装置。国外的旋风除尘器主要是用于气固两相流分离，因此不像我国那样解决燃煤炉窑的烟尘净化，但仍然在研究和开发高效旋风除尘器。开发的主要新品种有：带二次风的旋流除尘器、切向-射流旋风除尘器、中心带转动叶片的旋风除尘器。我国对旋风除尘器进行了大量研究。近几年的主要成果有：（1）多进口旋风除尘器，分割粒径小于1.0m，在燃媒电厂锅炉、水泥回转窑、轧钢加热炉上应用，取得很好的效果。（2）旋流除尘器减阻杆，可保证在原除尘效率不降低的前程下，减少阻力约30%。在除尘效率降低小于3%时，减少阻力约70%，（3）陶瓷多管旋风除尘器。（4）带有二次风的旋流器。3）水除尘技术(湿式除尘器)水除尘是水泥回转窑粉尘治理比较早和比较经济的一项除尘技术，二次污染问题的解决使其更为成熟，具有结构简单、维修和运行费用低等特点。按照收尘原理可大体分为喷淋式和“水膜”式两种，无论哪种方式或者多种组合，都存在最大的缺点，即收尘效率偏低，无法达到粉尘排放浓度小于100毫克Nm3的环保要求，相当多的企业已将其拆除，改为其它除尘方式。与脱硫结合的除尘器近几年开发了10多种湿法除尘脱硫一体化净化装置。其中湿式麻石除尘器应用较广，具有我国特色。脱硫效率一般在60%左右，但耐磨、防腐、脱水、防结垢及堵塞等问题还需继续改进。4）高压静电除尘器基本原理 ：利用高压静电场将含尘气体中的粉尘分离。当向电晕线供电达到足够高压时，电晕线周围产生电晕区，在高电场强度的作用下，使气体电离，产生大量自由电子及正离子。电子游移出去后附着气体分子形成大量负离子，正离子也同时游移出去。当含尘气体通过存在大量电子和正、负离子的空间时，离子及电子会附着在粉尘上，各向其异极性方向运动，在正极板和电晕线上释放负、正电而粘附在上面。通过振打清灰使其落入灰斗中，排出除尘器。电除尘器电除尘器的主要新产品有：（1）SF及F型系列电除尘器，主要用于300及600MW电站燃媒锅炉。（2）BS780系列电除尘器，主要用于水泥行业。（3）KFH型系列电除尘器、配套用于25-600MW电站燃媒锅炉。（4）三电极CD及GTD型除尘器，在冶金、水泥、电子行业应用较广。（5）管式电除尘器用于小水泥行业。5）袋式除尘器袋收尘器是依靠滤料作为过滤材料来实现分离含尘气体中粉尘的一种收尘装置。其工作机理是粉尘通过滤布时产生的筛分、惯性、粘附、扩散和静电作用而被捕集。袋收尘器是一种高效收尘器。当开始使用新的滤布时，由于滤料间的空隙较某些粉尘的尺寸力大，因此过滤效率较低。随着过滤时间的延续，滤袋表面滤积的粉尘越来越厚，形成一层粉尘初层，其孔隙尺寸越来越小，因而可以捕集更细微的粉尘，这时收尘效率越来越高。袋收尘器主要依靠这层粉尘进行高效的过滤，而滤料本身只是起到支撑这层粉尘层的作用。随着过滤的连续进行，滤积的粉尘越来越厚，其阻力也越来越大。当阻力达到一定数值后就需要进行清灰，清除掉多余的尘层而保持粉尘初层，这是保持袋收尘器长期高效稳定运行的关键之一。虽然还存在普遍认为的一次投资较大，运行费用高，其操作要求与机械化回转窑先进的暗火煅烧工艺相矛盾等缺点，但袋式除尘器技术已成熟且使用广泛。从80年代开始着重开发燃媒是厂锅炉的袋式除尘器，到90年代转移到垃圾焚烧炉、煤气发生炉的高温集尘。国外袋式除尘器的新品种主要有：筒形折叠式脉冲除尘器、扁袋旁插脉冲除尘器、电一袋式除尘器、喷雾干燥脱硫系统用的袋式除尘器、整室脉冲清灰袋式除尘器等。近几年开发的新产品主要有：（1）定位回转反吹扁袋除尘器，解决了均匀回转反吹时清灰效果不佳的问题。（2）分线分室停风低压喷吹脉冲袋式除尘器。（3）低压大型脉冲袋式除尘器。（4）筒形折叠式脉冲除尘器、但滤筒仍用国外产品。（5）陶瓷微过滤式除尘器，耐温可达550摄氏度。（6）回转切换定位喷吹清灰装置，在旁插扁袋除尘器上应用效果很好。1.3 水泥厂基本情况回转窑工艺生产水泥水泥厂，产量为4000t/d水泥。2 水泥厂回转窑除尘设备的选择2.1 水泥厂回转窑粉尘特点及烟气条件水泥回转窑烟气粉尘治理之所以是水泥行业粉尘治理的难点。一般来说，水泥厂回转水泥窑窑尾烟尘的主要特点有： 粒径细(平均粉尘粒径1-30)；湿度大；烟气温度高且波动大；以及粉尘入口浓度高等特点：1）含水气量大。湿法回转窑和半干法回转窑物料中的水分在煅烧过程中必然全部蒸发进入烟气排出窑外。2）腐蚀性大。由于原燃材料和烧成工艺的需要，回转窑窑烟气中含有一定量具有腐蚀性的气体，在水蒸气的作用下，对收尘设备造成严重腐蚀。3）含尘量大，且粉尘颗粒粒径分布广。窑面烟气含尘一般在110克Nm3，有的甚至更高，粉尘颗粒粒径从几微米至几毫米之间分布不等。4）烟气温度变化大，50500温度范围的情况都有可能出现。5）由于烟气温度变化大，“粉尘比电阻”变化必然大，更应该注意的是回转窑烟气“粉尘比电阻”存在一个转折点，即在某一温度时“粉尘比电阻”迅速下滑。6）水泥回转窑的生产工艺与真正能够实现达标排放的收尘设备必须在露点以上运行的要求相矛盾。2.2 除尘器选用2.2.1 除尘器的选择要点影响除尘器的因素很多,在选择除尘器时除了考虑除尘器的效率、压力损失、废气排放标准、投资、运行费用、维护管理情况、安装位置和收集粉尘的处理和利用等因素外，还需要考虑含尘气体的种类和粉尘的种类。具体选择时可以根据粒径分布和其他要求，参考表1进行初步选择。然后再依照除尘器种类和型式的性能与设计要求确定。表1 各种除尘器性能表型式除尘作用力除尘器种类适用范围不同粒径效率（）投资比能耗/(kw/m3)粉尘粒径/um粉尘浓度/g/Nm3温度/。C阻力/pa粒径/um初投资年成本5051干式惯性、重力惯性除尘器151040020010009616311离心力中效旋风除尘器高效旋风除尘器5100400400200094962773827121.01.50.81.61.64.0静电力电除尘器高效电除尘器0.053040010020099100999986989.5153.86.50.31.0惯性、扩散与筛分袋式除尘器振打清灰气环清灰脉冲清灰高压反吹清灰0.131030080020009910010010099999999999999996.69.46.56.04.26.95.04.03.04.5湿式惯性、扩散与凝集自激式洗涤器高压喷雾洗涤器高压文氏管除尘器0.051001001010400400800800100001001001009396994075932.72.64.72.11.51.7_4.56.38352.2.2 除尘器的选用原则1)适应本厂回转窑操作工况要求，能实现较长期稳定的达标排放。2)运行安全可靠，能与回转窑同步运转。 3)没有二次污染，回收的粉尘易于利用。4)系统简单，便于操作维护。 5)投资相对合理。6)老设备改造能利用现有场地，便于安装。从选择除尘器的原则来看，首先是除尘效率和出口浓度，应当排除重力式、离心式和洗涤式除尘器，因为他们的除尘效率较低，一般约为8095，远不能达到排放标准的要求。能满足要求的只有文丘里洗涤器、袋除尘器和电除尘器。其次从粉尘特性和烟气条件来看，水泥厂回转窑粉尘可以作为资源再回收利用，故不适合用湿式除尘器来处理，并且其结构较复杂，投资较大。所以能满足要求的只有电除尘器和袋除尘器。2.2.3 除尘器的选择A 袋除尘器的特点a优点1) 袋除尘器对净化含微米或亚微米数量级的粉尘粒子的粉尘粒子的气体效率较高，一般可达99，甚至可达99.9以上。2) 袋除尘器可以捕集多种干式粉尘，特别是高比电阻粉尘，采用袋除尘器要比用电除尘器的净化效率高得多。3) 含尘气体浓度在相当大的范围内变化对袋除尘器效率和阻力影响不大。4) 袋除尘器可设计制造出适合不同气量的含尘气体的要求。除尘器的处理气量可从11000000m3/h。5) 袋除尘器也可做成小型的，安装在散尘设备上或散尘设备附近，也可安装在车上做成移动式袋除尘器，这种小巧、灵活的袋除尘器特别适用于分散尘源的除尘。6) 袋除尘器运行性能稳定可靠，没有污染处理和腐蚀等问题，操作维护简单。b缺点1) 袋除尘器的应用主要受滤料的耐温和耐腐蚀等性能影响。目前常应用的滤料可耐250。C左右高温，如采用特别滤料处理高温含尘烟气，将会增大投资费用。2) 不适于净化含粘结和吸湿性强的含尘气体。用袋除尘器净化烟尘时的温度不能低于露点温度，否则将会产生结露，堵塞布袋滤料的空隙。3) 据初步统计，用袋式除尘器净化大于170000m3/h含尘气量的投资费用要比电除尘器高。而净化小于170000m3/h含尘烟气时，投资费用要比电除尘器省。B 电除尘器的特点a优点1) 高压静电除尘器与袋式收尘器均属于高效除尘器，都能满足100mgNm3的排放标准。收尘效率高：静电除尘装置可以很方便的通过加长电场长度达到99以上的除尘效率。并且收尘效率可长期稳定保持不变。2) 烟气阻力小，总的能耗低：电除尘器的能耗主要是由烟气阻力损失、供电装置、电加热保温和振打电机等能耗组成。所以其运行费用比袋除尘器、文丘里除尘器等要小得多。3) 适用范围广：电除尘器可捕集粒径小于0.1um的粒子、300400。C的高温烟气，湿式静电除尘器不仅可以除尘，还可除去烟气中的水雾和酸雾。比电阻介于106至1012之间的粉尘均能有效去除。4) 可以处理大容量烟气：电除尘器易模块化，因此可以很方便地实现装置的大型化。捕集到的粉尘干燥：因为粉尘以干燥的形态被捕集，有利于粉尘的输送和再利用，也没有二次污染。5)维护保养简单。b缺点1) 电收尘器难以适应回转窑烟气多参数大范围的变化；2) 烟气的露点，尤其是酸露点(比露点更高)对电收尘器的腐蚀明显地影响运行；3) 烟气粉尘的比电阻变化范围也大，在最佳范围外的电阻值会造成反电晕等多种不利运行的情况而影响电收尘器的收尘效率。4) 设备庞大，一次投资费用高 综合以上对电除尘器和布袋除尘器优缺点的阐述和比较可知应当选用布袋除尘器作为回转窑的除尘设备。C 脉冲除尘器简介袋除尘器按结构、清灰方式等分成很多品种，每一品种因各自的特点而适合一定的工艺条件。a脉冲除尘器工作原理脉冲除尘器正常工作时，含尘气体由进风口进入灰斗，由于气体体积的急速膨胀，一部分较粗的尘料受惯性碰撞或自然沉降等原因落入灰斗，其余大部分尘料随气流上升进入袋室，经滤袋过滤后，尘料被滞留在滤袋的外侧，净化后的气体由滤袋内部进入上箱体，再由阀板孔、排风口排入大气，从而达到收尘的目的。随着过滤的不断进行，收尘器阻力也随之上升，当阻力达到一定值时，清灰控制器发出清灰命令，首先将提升阀板关闭，切断过滤气流；然后，清灰控制器向脉冲电磁阀发出信号，随着脉冲阀把用作清灰的高逆向气流送入袋内，滤袋迅速膨胀，并产生强烈抖动，导致滤袋外侧的粉尘抖落，达到清灰的目的。 b 脉冲布袋除尘器特点：1) 过滤效率高、性能稳定，而且过滤效率稳定，受烟气温度、湿度及烟尘浓度变化的影响较小，在系统正常运行时过滤效率均可达到很高过滤效率，保证烟尘排放连续达标。2) 适用范围广。避免了其它中低温滤料在烟气温度过高时直接排放现象，防止因烟气直接排放时对周围环境造成的影响，确保了环保达标排放率。3) 过滤风速高。大大减少了除尘器占地面积、设备重量，降低设备的造价，并改善设备技术经济指标。4) 自动化程度高。采用可编程控制器（PLC）为主机，工作稳定可靠，自动化程度高，抗干扰能力强，是目前国内先进的除尘控制技术。5) 可以有效调节除尘系统的阻力。6) 增产、节能、经济性能好。通过表1中袋式除尘器各种清灰方式参数的比较及上述脉冲布袋除尘器的特点可知本设计应选用脉冲布袋除尘器。3 脉冲布袋除尘器的选型计算和设计3.1设计依据3.1.1设计依据标准1) 现有生产线工艺、操作方式及其有关技术资料、文件资料；2) 广东省大气污染物排放限值（DB44/27-2001）3) 工业企业设计卫生标准（TJ36-79）4) 水泥工业污染物排放标准（GB4915-85）5) 第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册3.1.2设计内容A 回转窑有关技术参数如下1) 回转窑规格：f3.010m；2) 水泥产量：4000吨/天；3) 烟气温度：45200；4) 烟气含尘浓度：500030000mg/Nm3；5) 烟气湿度：5。B 设计要求1) 排放浓度：120 mg/Nm3 2) 除尘效率：953) 漏风率：54) 允许布置尺寸：500m2C 主要设计参数： 1) 除尘系统管道风速：18m/s2) 除尘器阻力：10001800Pa3) 过滤风速：1.3m/min4) 排放浓度：120 mg/Nm3D 烟气性质：1) 烟气最高温度：4002) 烟气最大含尘量：30000mg/Nm33) 烟气露点温度：35404）粉尘粒径分布（见表3）E 气象和地质条件：1) 当地大气压：100.45kpa2) 绝对最高温度：311.85k3) 绝对最低温度：273.15k4) 排风口高度处的风速：5.0m/s5) 平均相对湿度：836) 地震烈度：7度表2粉尘化学组成化合物名称化学成分（重量 %）SiO213.2Al2O34.7Fe2O32.3CaO34.5MgO1.1SO314.1Na2O3.5K2O8.9烧失量16.4表3 粉层粒径分布粉层粒径/m10255075100250平均体积（）16.619.830.510.18.8914.2136.003.2 脉冲布袋除尘器的选型计算3.2.1 除尘系统初步设计方案为了保证回转窑的排烟效果、净化效果和防止除尘后的粉尘二次污染及物料回收，回转窑烟气除尘系统主要包括：排烟口设置、排烟管道、净化装置、风机、温控系统、电控系统及粉尘后处理系统（物料回收系统）等。3.2.2 脉冲布袋除尘器相关技术及参数选择A 布袋材料的选择布袋除尘器除尘效果的优劣与多种因素有关，但主要取决于滤料。布袋除尘器的滤料就是合成纤维、天然纤维或玻璃纤维织成的布或毡，根据需要再把布或毡缝成圆筒或扁平形滤袋。根据烟气性质，选择出适合于应用条件的滤料。过滤材料应根据含尘气体的温度、含水份量、酸、碱性质、粉尘的粘度、浓度和磨啄性等高低、大小来考虑。一般在含水量较小，无酸性时根据含尘气体温度来选用，常温或130C时，常用500550g/m2的涤纶针刺毡。250C时，选用芳纶诺梅克斯针刺毡或800g/m2玻纤针刺毡或800g/m2纬双重玻纤织物或氟美斯FMS高温滤料（含氟气体不能用玻纤材质）。 当含水份量较大，粉尘浓度又较大时，宜选用防水、防油滤料（或称抗结露滤料）或覆膜滤料（基布应是经过防水处理的针刺毡）。当含尘气体含酸、碱性且气体温度190C，常选用莱通（Ryton聚苯硫醚）针刺毡。气体温度240C，耐酸碱性要求不太高时，选用P84（聚酰亚胺）针刺毡。 当含尘气体为易燃易爆气体时，选用防静电绦纶针刺毡，当含尘气体既有一定的水份又为易燃易爆气体时，选用防水防油防静电（三防）绦纶针刺毡。本设计考虑选用的玻纤针刺毡，其经表面处理后，具有耐高温和耐化学腐蚀、憎水性强、粉尘剥离性好、滤袋寿命长等特点，可在300温度下连续使用达3年。玻纤针刺毡滤料过滤风速一般可达1.0-1.5m/min。B 袋长选择滤袋袋长一般在28m之间。采用长袋结构，可使得收尘器体积、重量与不分箱相当；设备价格低，安装周期短，工艺布置容易。所以本设计选用7m的长袋。C 进风方式选择目前袋除尘器主要为上进气式或下进气式，侧向进气方式比较少。本设计考虑采用了侧向进气方式，因为其具有以下特点：1)使进入袋室的气流更均匀，本体机械运行阻力低；2)避免了下进气方式清灰时粉尘下落与气流方向相反的不足，增加了清灰效果；3)侧向进气方式同样可以一次通过多个滤袋束，对处理大烟气量的设备，其结构紧凑，能有效减少占地面积和降低一次性投资；4)侧向进气方式使进入袋室的流速较低(本设计低于6.7m/s)，既加快了粗颗粒的预分离，又保证了在烟气进入滤袋束之前的整体流量均匀分配在滤袋束中心和周围，使每个滤袋的过滤负荷均匀；5)较低的流速减少了粉尘对滤袋的冲刷磨损，延长了滤袋的使用寿命。D 箱体结构方式选择袋收尘器有分箱和不分箱两种，权衡利弊，分箱虽有较多的优点，但分箱式需在除尘器中增加很多自动控制阀门等相关设备，增加了投资费用，在经济上不合理。所以本设计考虑选用不分箱式结构。分箱式的优点如下：1) 便于实现在线检修。一个箱区在清灰时，其余箱区仍在正常工作时，保证了设备的连续正常运转。2) 因分箱结构清灰时不用克服上升气流造成的负面效应，还有以下好处：可采用长袋结构；采用低压喷吹即可，节省能源；清灰容易，且避免了周边滤袋的二次吸附，可减少清灰次数，延长滤袋使用寿命。E 清灰控制方式选择脉冲式袋除尘器的清灰分为在线式和离线式两种，实际应用中各有利弊。在线式清灰结构简单，控制方便，机械阻力小，系统阻力变化小，但由于清灰过滤同时进行，影响清灰效果，也不利于不停机检修。而离线式清灰的优缺点正好与此相反。由于采取了不分箱结构，清灰难以采用在线式，故本设计考虑选用在离线清灰。F 清灰压力选择脉冲式袋除尘器清灰所需的压缩空气分高压清灰和低压清灰两种，高压清灰所需的压缩空气压力应在0.5MPa以上，而低压清灰一般在0.20.4MPa(国内也有将0.3MPa作为高、低压清灰的分界线)，由于很难保证0.5MPa以上的压缩气源，因而本设计选用低压清灰。3.2.3系统工艺流程设计A 工艺流程如下： 烟囱 回转窑 温控电动冷风阀压缩空气系统 高温烟气 发生器 袋式除尘器 风机 烟囱 螺旋输送机图1 工艺流程图B 系统工艺流程说明： 布袋除尘器应用于回转窑烟气除尘系统中，关键是要防止烟气低温结露的危险以及明火操作阶段温度过高可能烧穿布袋的问题，对此，本系统设计采取了如下措施加以防范： 1) 对烟道接口至除尘设备部分管道及除尘器进行保温，以使烟气温度大部分时间达到80以上。 2) 在回转窑低温阶段，当烟气温度降至50时，通过高温烟气发生器混入高温烟气，使进入除尘器的烟气温度提高至50以上 。3) 本设计所选用的玻纤针刺毡，经表面处理，具有耐高温和耐化学腐蚀、憎水性强、粉尘剥离性好、滤袋寿命长等特点，可在300温度下连续使用达3年。3.2.4主要设备能力计算A 确定滤料：滤料为玻纤针刺毡（选择理由见前面）B 确定过滤速度：表4 喷吹周期与过滤风速及入口粉尘质量浓度的相互关系入口粉尘质量浓度/g*m3过滤风速/m*min1喷吹周期(s)5318051033060根据烟气含尘浓度：500010000mg/Nm3及针刺毡滤料过滤风速可达1.0-1.5m/min，本设计选用过滤风速为V=1.3 m*min1，即V=0.0217m/s。C 系统烟气量的确定：根据第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册表5 水泥制造业产污系数：（4000T/D）污染物指标单位产污系数末端治理技术名称排污系数工业废水量吨/吨-产品0.075循环利用0.003化学需氧量克/吨-产品3.0循环利用0.12工业废气量窑炉立方米/吨-熟料1,286直排 1,286工艺立方米/吨-产品3,964直排3,964烟尘千克/吨-熟料147.765过滤式除尘法（复膜）0.126过滤式除尘法（普通）0.189静电除尘法0.252工业粉尘千克/吨-产品51.765过滤式除尘法0.088二氧化硫千克/吨-熟料0.066直排0.0660.099直排0.0990.132直排0.132氮氧化物千克/吨-熟料1.584直排1.584氟化物克/吨-熟料2.551直排2.551粉尘无组织排放千克/吨-产品0.10.2表5 水泥工业个体综合产污系数和排污系数中列出了回转窑烟气及粉尘的产污系数和排污系数。据此及本水泥厂立窑的年生产量（每年按360天计）：4000吨/天，计算回转窑烟气排放量： Nm3/h设计时取工况温度为150。则在烟气温度为150时，烟气量为由公式计算得 =328426m3/h。考虑到除尘系统的漏风，漏风率按10计，则系统处理烟气量按 =328426 m3/h96.79 m3/s计算。D 除尘器过滤面积的确定：m2，按工况下清灰面积与实际过滤之比2计算得：F=(1+2%)Fp4467（1+2）4557 m2E 确定过滤袋数：取单个滤袋直径D=160mm，长度L=7000mm。滤袋个数为个。为方便布置取袋数为1296个，则实际过滤速度：V=1.298 m*min1=0.0216m/s。F 确定滤袋的排列和间距根据经验，每根喷吹管可以喷吹340m2的滤袋面积，516条滤袋。考虑到滤袋较长，每个脉冲阀喷吹的滤袋数要相应减少，取每根喷吹管喷吹12个滤袋，则需108根管及相同数量的脉冲阀。为检修方便，将其分成4组，每组27根。滤袋间距选取50mm，每组之间留有400mm宽的检修人行道，正对每个检修人行道处开一个600mm600mm的检修口；边排滤袋和壳体距离也留有200mm宽的检修人行道。（布置如下图） 图2 滤袋布置俯视图G 计算除尘器外形尺寸根据滤袋布置计算可得除尘器箱体内部长为16.52m，宽为4.03m。灰斗的最小锥角根据粉尘性质取35。，排灰口宽取0.5m，则灰斗高2.06m。除尘器高灰斗高+布袋长+净气室高2.06+7+110.06m再分别取整可得布袋除尘器外形尺寸为长宽高16.524.0310.06。H 确定进气管、排气管直径和管道阻力取进气速度t22m/s，则进气管直径：d2.37m，取2.4m。则实际进气速度为21.4m/s。与回转窑相连的一段两支进气管直径取2.5m，其气速为19.72m/s。当回转窑工况稳定时，经除尘器处理的干净气体温度一般为80，该温度下气体量约为301480.9 m3/h83.74 m3/s。取排气速度为80m/s，则排气管直径为2.4m，得实际排风速度为21.0m/s。结合除尘系统管道布置图计算管道长度得：排气管d2.4m，共计41m；进气管d2.5m的长为22m，d2.4m的长为33m。结合上述数据计算管道阻力：直管道阻力计算公式：排气直管道阻力P163.54Pa，进气直管道阻力P26.35+53.3159.66Pa局部阻力计算公式：管道总阻力pa，取为600pa。除尘器阻力：10001800Pa，取经验值1200。则系统总阻力600+12001800pa。I 确定过滤周期J 压缩空气总耗气量计算-喷吹空气量，23L/（次*条袋）；n滤袋总数；T喷吹周期，s，一般为60120s；-安全系数，可取1.21.5。K 喷吹时间的确定考虑到滤袋长达7m，喷吹压力采用压力（2.0公斤/厘米2），所以选取喷吹时间应适当加长为0.15s。L 确定除尘系统要求的最大除尘效率进气最大烟尘浓度为30000 mg/Nm3，排放标准为120 mg/Nm3，则要求最大除尘效率为：。 因为袋式除尘器最小除尘效率为99.5，故可知系统必能达到处理要求。M 风机和电动机选择及计算风机风量的计算：m3/h；风机风压的计算：电动机功率的计算：故选择离心风机Y4-73-8引风机及相配电动机。4 脉冲布袋除尘器的保温与防腐布袋除尘器应用于回转窑烟气除尘系统中，关键是要防止烟气低温结露的危险以及明火操作阶段温度过高可能烧穿布袋的问题，对此，本系统设计采取了如下措施加以防范：1) 对烟道接口至除尘设备部分管道及除尘器进行保温，以使烟气温度大部分时间达到80以上。保温采用50mm厚玻璃纤维棉板，外部用0.5mm厚锌板。除尘器的防腐采用能耐高温的防腐涂料。2) 在回转窑低温阶段，当烟气温度降至50时，通过高温烟气发生器混入高温烟气，使进入除尘器的烟气温度提高至50以上 。3) 当温度超过300时，温控电动冷风阀自动开启，实现降温。5 脉冲布袋除尘器的安装、调试、维护和检修5.1安装、调试 1) 为便于运输，设备解体发运交货（其结构件只刷防锈漆，面漆在现场涂刷）。收到设备后，先按设备清单，检查是否缺件，然后检查在运输过程中是否损坏，对运输过程造成的损坏应及时修复，同时对到货设备做好防损防窃等保管工作。 2) 对排灰装置进行专门检查，转动或滑动部分，要涂以润滑脂，减速机箱内要注入润滑油，使机件正常动作。 3) 安装时应按除尘器设备图纸和国家、行业有关安装的规范要求执行。 4) 安装设备由下而上，设备基础必须与设计图纸一致，安装前检查进行修整，而后吊装支柱，调整水平及垂直度后安装横梁及灰斗，灰斗固定后，检查相关尺寸，修正误差后，吊装下、中箱体及上箱体、风道，再安装气包、脉冲阀及喷管以及电气系统，压气管路系统。 5) 喷吹管安装，严格按图纸进行，保证其与花板间的距离，保证喷管上各喷嘴中心与花板孔中心一致，其偏差小于2mm. 6) 各检查门和连接法兰均应装有密封垫。检查门密封垫应用胶粘结。密封垫搭接处斜接或叠接，不允许有缝隙，以防漏风。 7) 安装压缩空气管路时，管道内要吹扫除去污物防止堵塞，安装后要试压，试压压力为工作压力的1.15倍，试压时关闭安全阀。试压后，将减压阀调至规定压力。 8) 按电气控制仪安装图和说明安装电源及控制线路。 9) 除尘器整机安装完毕，应按图纸再作检查修整。对箱体、风道、灰斗内外的焊缝作详细检查，对气密性焊缝特别重点检查，发现有漏焊、气孔、咬口等缺陷应进行补焊，以保证其强度及密封性。必要时，进行煤油检漏及对除尘器整体用压缩空气进行打压检漏。 10) 在有打压要求时，按要求对除尘器整体进行打压检验。试验压力按要求，一般为净气室所受负压乘以1.15的系数，最小压力采用除尘器后系统风机的风压值。保压一小时，泄漏率2%。 11) 最后安装滤袋和涂刷面漆。先拆除喷吹管再安装滤袋。滤袋的搬运和停放，要注意防止袋与周围硬物、尖角物件接触、碰撞。禁止脚踩、重压，以防破损。滤袋袋口应紧密与花板孔口嵌紧，不得歪斜，不留缝隙。袋框（龙骨）应垂直、从袋口往下安放。 12) 单机调试，在除尘器安装（试压）全部结束后进行，对各类阀门，如进排气阀、卸灰阀、螺旋输送机等进行调试，先手动，后电动，各机械部件应无松动、卡死现象，轻松灵活，密封性好。再进行8小时空载试运转。 13) 对PLC程控仪进行模拟空载试验，先逐个检查脉冲阀、排气阀、卸灰阀、螺旋输送机线路的通畅与阀门的开启关闭是否好，再按定时控制时间，按电控程序进行各室全过程的清灰，应定时准确，各元件动作无误，被控阀门按要求启闭。 14) 联动调试：在整个除尘系统启动，系统风机运行条件下进行负载联动，重复第13条进行运行。 15) 实载运行：工艺设备正式运行，除尘器正式进行过滤除尘，PLC程控仪亦正式投入运行（一般提前510分钟运行），随时对各运动部件、阀门进行检查，记录好运行参数。如按定时控制，应在除尘器阻力达到规定的阻力值（如15001800Pa）时，手动开启PLC程控仪对滤袋进行清灰，各室清灰完后即停，而后统计阻力再达到规定值的时间，再手动开启PLC程控仪对滤袋进行清灰，如此循环多次。在取得对二次清灰周期间的平稳间隔时间后，即可以此时间数据作为程控仪定时控制的基数，输入程控仪。而后，程控仪即可自动定时控制正式投入运行。5.2.维护和检修1) 除尘器要设专人操作和检修。全面掌握除尘器的性能和构造，发现问题及时处理，确保除尘系统正常运转。值班人员要记录当班运行情况及有关数据。 2) 转动部位定期注油。 3) 发现排气口冒烟冒灰，表明已有滤袋破漏，检修时，逐室停风打开上盖，如发现袋口处有积灰，则说明该滤袋已破损，须更换或修补。 4) 清灰周期根据阻力情况用控制柜内的设定开关进行调整。 5) 压缩空气系统的空气过滤器要定时排污，气包最低点的排水阀要定期排水。有贮气罐的也要定时排水。 6) 控制阀要由专业人员检修，定期对电磁阀和脉冲阀进行检查。 7) 离线排气阀用的气缸或电液推杆出厂前推（拉）力均已调试好，用户一般不需要调整即可使用。6 土建设计6.1 土建设计依据及原则1) 依据某水泥厂回转窑生产建设用地规划图2) 依据现行建筑结构规范大全3) 满足工艺设计的要求4) 符合城市规划要求5) 总图布置及建构筑物设计符合防火防洪要求6) 与城市测绘座标及高程连网6.2 土建工程结构类型设计建筑物采用钢筋混凝土框架结构，一般构筑物采用钢筋混凝土结构，厂区围墙采用砖混结构，路面采用砼。6.3 建构筑物设计要点1) 建筑物内地面一般采用水泥面；控制室等采用瓷砖地面；内墙面采用乳胶漆涂刷，外墙面贴彩釉砖；铝合金门窗、室面用水泥砂浆防水层，并做隔热层。2) 构筑物采用防水砼，砼抗渗等级S6，池面批水泥砂浆。3) 超长结构设变形缝或后浇带。6.4 总平面布置 1) 平面布置：烟气处理布置按烟气处理工艺流程功能以及烟气入口及排放口位置要求进行平面布置，力求做到布局既符合工艺要求，又达到整体美观的目的。2) 场地标高暂以现场地标高定为0.000。3) 场区排气：采用烟囱排气。4) 厂区围护：整个水泥厂区四周采用围墙围护。7 电气、仪器仪表7.1 供、配电系统7.1.1 电源烟气处理系统需380/220V，50Hz电源一路，由建设单位提供。7.1.2 配电1) 烟气处理系统设低压配电室，配电为放射式方式。2) 进线柜上装设有功及无功电度表。3) 采用三相五线/单相三线制配电系统。4) 在配电室设置电容补偿，补偿后烟气处理系统的功率因数达到0.9。7.2 主要电气设备选型低压配电柜选用开关柜，处于腐蚀性气体、液体或粉尘环境中的电气设备选择防腐型或密闭型。7.3 自控、仪器、仪表设一个控制室，与配电室共用，对烟气处理过程进行全面监控，从而达到较高的自动化程度。动力电柜、控制电柜各一个。自动化系统由温度控制子系统、电控子系统和粉尘后处理子系统组成；脉冲喷吹系统采用PLC程控系统。8 工程投资概算8.1主要设备见附表1 主要设备列表8.2 总投资概算8.2.1系统投资结算表表7 回转窑系统投资预算表序号项 目 名 称支付金额(元)1除尘系统工程总包费用2200000.002技术预审费用65000.003工程土建费用60000.004工程非标件超额部分材料费用300000.005工程机械费用60000.006系统投资合计2685000.008.2.2系统运行能耗表表8 系统运行能耗表序号项 目 名 称单位数值备注1风机电机kw250电机装机容量为250W2螺旋电机kw15.0（间歇使用）3空压机电机kw16.0（间歇使用）4电动蝶阀kw25照明与通风kw46合 计kw3878.2.3系统经济效益及运行费用：A 回收粉尘的经济效益：按每小时回收粉尘9000kg计，每年回收粉尘量为：924360=77760(吨)，每吨价值按110元计，则每年回收粉尘经济收益为：77760 110=855360 (元)-AB 增产经济效益 按每小时增产9吨熟料计算，则每年可增产熟料为： 924360=77760 (吨) 77760吨熟料可折算成94860吨425#R型普硅水泥，按销售利润为8.5元/吨计，每年经济效益为： 9486078.5=806310(元)-BC 袋式除尘系统运行费用： 按每度电0.75元计，每年袋式除尘系统运行费用为： 25024360=2160000（元）CD 袋式除尘系统经济设备维修费用： 按每3年更换一套滤袋计算，每套滤袋价格60万元，则每年维修费用增加8万元。-DE 增加袋式除尘系统每年可少交排污费2000,000(元)-E 全年袋式除尘系统经济效益为：Z=806310+2000000-600000/3-80000-2160000=366310（元）8.2.4社会效益： 预计本设计完成后，过滤效率会较高，烟气排放浓度小于120mg/Nm3，达到国家及地方排放取标准。特别是对危害人体最大的小于5微米的颗粒去除效率将高于电除尘设备；而且工作稳定，不受主机运行情况变化的影响，确保不超标排放。并能防止因烟气直排时对周围环境造成的严重影响，有效地保证环保达标排放率。9 工业卫生与安全消防要求在系统安装施工和运行过程中，管理人员严格把好安全、防火关，做好各项安全、防火措施，对施工过程中的各项安装工作均严格把关，对施工过程存在的安全、防火隐患及时发现并进行整改，保证系统安全运行。9.1 主要安全措施1) 要求所有操作人员均严格培训后方可上岗。2) 所有平台、走道、楼梯均设置栏杆或扶手。3) 所有操作面均有足够的保护措施，例如除尘器的过热、过载保护，风机的防喘振保护等。4) 主要管道均安装机械接头或橡胶软接，尽量避免物料跑、冒、滴、漏现象的发生。5) 所有设备均有安全操作规程。9.2 主要环境保护措施1) 将生产区设在主导风向下游。2) 厂内具有足够的绿化面积，可起到一定的空气净化作用。3) 人车道和货车道分开，避免人与货车交叉。4) 采用敞开布置，保证有害气体不致聚集。5) 机房采取强制通风。6) 粉尘要实现回收利用。10 劳动定员参照建设部城市建设各行业编制定员试行标准，结合本项目的工程情况，人员编制如下：鉴于本除尘系统的自动化程度较高，系统的运行无需配置专门人员，但要求对回转窑操作工人针对除尘器