燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算

沈阳* *大学环境工程学课程设计标题：燃煤供热锅炉房烟气除尘系统设计教员：环境与安全工程学院专业化：班级级别：学生姓名：讲师：2012年9月1前言1.1中国空气处理概况我国空气污染严重，污染废气总量处于较高水平。为了控制和控制大气污染，自“九五”以来，我国在污染排放控制技术等方面开展了大量的研究和开发工作，并取得了许多新的成果。空气污染的防治也取得了重要进展。“八五”和“九五”期间，国家安排专项资金开展全球气候变化预测、影响和对策研究，在温室气体排放和温室效应机制、海洋对全球气候变化的影响、气候变化对社会形态、经济和自然资源的影响等方面取得重大进展。近年来，中国环境监测能力有了很大提高，初步形成了具有中国特色的环境监测技术和管理体系。环境监测的进展是显而易见的。“九五”期间，全国主要污染物排放总量控制计划基本完成。国内生产总值年均增长8.3%，2000年二氧化硫、烟尘、工业粉尘等主要污染物排放总量比“八五”末分别下降10%-15%。结合经济体制改革，国家取缔和关闭了小煤矿、小钢铁、小水泥、小玻璃、小炼油、小火电等84000多家“十五小”企业，这些企业技术落后，资源浪费，质量低劣，污染环境，不符合安全生产条件，无治理前景。国家对高硫煤实施生产限制，有效减少了污染物排放总量。1.2空气污染防治技能为了控制和控制大气污染，自“九五”以来，我国在石炭纪清洁加工技术、石炭纪清洁高效燃烧技术、石炭纪清洁转化技术、污染排放控制技术等领域进行了大量的研究和开发，并取得了许多新成果。如果中国燃煤电厂的烟气排放达到发达国家目前设定的水平，SO2排放量将从每年680万吨降至170万吨，氮氧化物排放量将从100%降至30%，二氧化硫排放量也将减少2500万吨。中国在控制和调节仁中空气污染方面还有很长的路要走。设计规模主要为大气污染物排放限值，工艺操作设计达到国家标准GB13271 - 91锅炉空气污染物排放规模。除尘脱硫设计原则(1)脱硫率80%。除尘效率97%；(2)技能相对成熟，运营成本低；(3)投资部；(4)能利用现有设施；(5)工期短、方便；(6)系统简单，易于操作和管理。(7)主要设备的使用寿命8a；(8)采用氧化镁作为烟气脱硫的主要吸收剂，充分利用锅炉排渣水的脱硫能力，达到以废治废，降低运行成本的目的。2设计任务书2.1设计主题燃煤供热锅炉房烟气除尘系统设计2.2原始数据锅炉型号：SZL4-13，共8台(2.8MW8)设计煤耗：600千克/台排烟温度：160烟气密度：1.34千克/立方米；过量空气系数：排烟中的飞灰占煤中不可燃成分的16%。锅炉出口前烟气阻力：800帕当地大气压力：97.86千帕冬季室外空气温度：-1空气中的含水量(标准条件):0.01293千克/立方米烟气的其他特性由空气计算。煤的工业分析价值：68% hy : 4% sy :1% oy :5% ny :1% wy :6% ay :15% VY=13%本锅炉污染物排放标准(GB13271-2001)中二类区域标准的执行需要达到的目标：烟气浓度排放标准(标准状态):200。二氧化硫排放标准(标准状态):9002.3设计目的通过课程设计，我们可以进一步消化3.1。燃煤锅炉烟气排放及烟尘和二氧化硫浓度的计算3.1.1标准状态下的理论空气量=4.76(1.867CY 5.56HY 0.7SY-0.7OY)其中 CY、HY、SY和OY分别是煤中各元素的质量分数。=4.76(1.867 0.86 5 . 560 . 04 0 . 70 . 01-0 . 70 . 05)=6.79(m3/kg)3.1.2标准条件下的理论烟气量(空气湿度12.93克/千克)=1.867(CY o . 375 sy)11.2 hy 1.24 wy 0.016 0.79 o . 8ny(m3/kg)在公式中，标准状态下的理论风量为，WY煤中水分的质量分数；煤中NY 元素的质量分数：=1.867(0.68 0 . 3750 . 01)11 . 20 . 04 1 . 240 . 060.0166.97 0.976.97 0.80.01=7.42(m3/kg)3.1.3标准条件下的实际烟气量=1.016(-1)(m3/kg)其中空气过剩系数标准条件下的理论烟气量(m3/kg)标准条件下的理论空气量(m3/kg)在标准条件下，烟气流量Q应计算为(m3/h)，因此，Q=设计煤耗=7.42 1.016(1.4-1)6.97=10.25(m3/kg)Q=设计煤耗=10.256006150(m3/h)3.1.4烟气中的粉尘浓度在公式中，排烟中飞灰的质量分数占煤的不可燃成分；煤中不可燃成分的含量；标准状态下的实际烟气量为，3.1.5标准条件下烟气中SO2浓度的计算公式中，SY煤中硫的质量分数；在QS标准状态下，燃煤产生的实际烟气量。3.2除尘器的选择3.2.1除尘效率公式中，标准状态下的烟气粉尘浓度为C，CS 标准条件下锅炉烟尘排放标准中规定的值，(毫克/立方米)3.2.2除尘器的选择工作条件下的烟气流动其中Q是标准烟气流速，T k处的烟气温度；T标准温度，273K烟气的流速为根据烟气量、烟气温度和所需除尘效率确定除尘器：XDCG4型陶瓷多管高效脱硫除尘器选用陕西蓝天锅炉设备制造有限公司提供的“XDCG型陶瓷多管高效脱硫除尘器”(国家级科技成果重点推广计划项目)，产品性能规格见表3-3-1，设备外部结构尺寸见表3-3-2。表3-3-1 XDGC 4陶瓷多管高效脱硫除尘器产品性能规格模型支持锅炉容量/(焦耳/小时)处理的烟气量/(/h)除尘效率/%烟雾黑度设备电阻/脱硫效率/%质量/XDGC4812000981级林格曼黑度8001400852800表3-3-2 XDGC 4陶瓷多管高效脱硫除尘器的外部结构及尺寸HHHHABCDEF446029854235700140014003005035010004管道布置和计算确定除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置。计算了系统的管径、长度、烟囱高度、出口内径和总阻力。4.1设备和管道布置原则根据锅炉运行和锅炉现场的实际情况确定各装置的位置。一旦确定了每个设备的位置，就基本上确定了管道的布置。各种设备和管道的布置应尽可能简单紧凑，管道短，占地面积小，便于安装、操作和维护。4.2管径的确定其中，管道在Q 工况下的烟气流量，m3/s；V烟气流速，m/s(锅炉烟气=1015m/s)。取v=14m/s然后风管的圆化和选择外径尺寸/毫米钢板风管外径允许偏差/毫米壁厚/毫米50010.75内径=d=500-20，75=495.5(毫米)实际烟气速度可以从公式中计算出来烟囱的设计5.1烟囱高度的确定首先确定共用一个烟囱的所有锅炉的总蒸发量(t/h)，然后根据锅炉空气污染物排放标准(表3-3-3)的规定确定烟囱的高度。表3-3-3锅炉烟囱高度锅炉总产量/(t/h)1122661010202635烟囱的最小高度/米202530354045锅炉总输出：48=32(t/h)因此，烟囱高度为45m5.2烟囱直径的计算烟囱出口的内径可计算如下：其中Q是通过烟囱的总烟气量，m3/hW烟囱出口烟气流速，m/s，根据表3-3-4选择。3-3-4烟囱出口处的烟气流速/米/秒通风模式操作条件满载时最低负载机械通风102045自然通风6102.53选定w=4m/sd=0.01882.63(m)舍入d=2.6m烟囱底部直径烟囱出口；H 烟囱高度，m；I 烟囱锥体；(通常i=0.020.03)。I=0.025.3烟囱吸力其中H 烟囱高度；m；环境空气温度，烟囱内烟气平均温度，当地大气压力，帕6.系统电阻的计算6.1摩擦压力损失对于圆管其中L管道长度，m；D管径，m；烟密度公斤/管中气流的平均速度，m/s；的摩擦阻力系数是气体雷诺数Re和管道相对粗糙度的函数。可在手册中找到(实际上，金属管的值为0.02，砖管或混凝土管的值为0.04)。一、对于500条管道L=9.5m米B.对于砖拱形烟道A=2D=500mm毫米因此，B=450mm毫米那么R=其中a是面积，x是周长。6.2局部压力损失在该公式中，异形管件的局部阻力系数可在相关手册中找到或通过实验获得。V-相应的横截面平均空气流量，m/s-烟密度，千克/立方米=0.1时取，v=13.8m米/秒h=2.985-2.39=0.595=0.6(m)H/D=0.6/0.5=0.12，取值=0.157手动检查=1.0图中的第三个是逐渐膨胀的管道。检查大气污染控制工程计划11，并采取然后在图3-3-4中，a是膨胀管取=30o，v=13.8m/sL=0.93(m)在图3-3-4中，B和C都是90度弯头。D=500，R=D，那么然后双肘对于如图3-3-5所示的t形三角管对于三通接头系统总阻力(包括锅炉出口前的阻力为800帕，除尘器阻力为1400帕)为7风机和电机的选择和计算7.1标准条件下风机风量的计算其中1.1风量备用系数Q 标准条件下风机前风量，m3/h风机前烟气温度，如果管道不太长，锅炉排烟温度可近似取值。B 当地大气压力，千帕7.2风机风压的计算式中1.23354风压备用系数；总系统阻力；烟囱泵送力，风机前烟