燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计课程设计说明书

1、课程设计说明书某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计学院(部)： *学院 专业班级： * 学生姓名： * 指导教师： *教授 2010年 1 月 6 日30目 录1 概述21.1引言21.2设计任务21.2设计依据及原则21.3锅炉房基本概况21.4通风除尘系统的主要设计程序32 烟气量烟尘和二氧化硫浓度的计算42.1标准状态下理论空气量42.2标准状态下理论烟气量42.3标准状态下实际烟气量42.4标准状态下烟气含尘浓度52.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算53 除尘器与脱硫设备的选择63.1除尘器应该达到的除尘效率63.2除尘器的选择64 确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置84.1各装

2、置及管道布置的原则84.2管径的确定85烟囱的设计95.1烟囱高度的确定95.2烟囱直径的计算95.3烟囱的抽力106 系统阻力计算116.1摩擦压力损失116.2局部压力损失127 系统中烟气温度的变化157.1烟气在管道中的温度降157.2烟气在烟囱中的温度降158 风机和电动机的选择及计算178.1标准状态下风机风量计算178.2风机风压计算178.3电动机功率计算189 通风除尘系统布置图19参考文献21致 谢221 概述1.1引言燃煤烟气中含有大量的有害成分 ，其中主要有烟尘、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等，随着着工业的不断发展 ，人们对环境质量的要求也在不断提高。烟气除尘脱硫技术也

3、被广泛的使用。烟气除尘是指除去或降低烟气中飞灰含量的措施。烟气中的粉尘随着烟气排放到大气中会对人体危害、对生产影响和污染环境产生危害。通过烟气除尘的技术，可以减少或降低，甚至避免粉尘所产生的危害。烟气脱硫是指从烟气中脱除硫氧化物的工艺过程。大气中的硫主要以二氧化硫的形式存在,其会对大气造成严重污染，同样也会通过呼吸系统影响人类的身体健康。当二氧化硫经过“云内成雨过程”形成酸雨时，对水生、陆生生态系统、人类身体健康、建筑物和材料产生严重的危害。通过烟气脱硫技术，可以减轻由二氧化硫所造成的危害，有利于改善环境。目前，我国已对烟尘和二氧化硫气体提出了相应的排放标准，在烟尘治理方面取得了一定的经验。除

4、尘设施的种类繁多，可以有各种各样的分类。通常按照捕集分离粉尘粒子的机理来分类，如重力、惯性力、离心力、库仑力、热力、扩散力等，可将各种除尘设施归为四大类。 除尘器类别工作原理机械式除尘器一般作用于除尘器内，含尘气体的作用力是重力、惯性力及离心力湿式除尘器以水或其它液体为捕集粉尘粒子介质的除尘设施过滤式除尘器过滤式除尘器是含尘气体与过滤介质之间依靠惯性碰撞、扩散、截留、筛塞分等作用，实现气固分离的除尘设施电除尘器利用高压电场产生的静电力，使粉尘从气流中分离出来的除尘设施脱硫工艺主要有湿法脱硫，采用液态吸收剂（一般为碱或氨）吸收烟气中的二氧化硫；干法脱硫，利用固态的吸收剂、吸附剂或催化剂来脱除烟气

5、中二氧化硫；半干（半湿）法脱硫，采用液态吸收剂，利用烟气的热量，在脱硫反应的同时，蒸发吸收剂中的水分，使脱硫产物成为固态。而通过设计进一步消化和巩固本能课程所学内容，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，培养确定大气污染控制系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。1.2设计任务运用所学知识设计某一燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统。1.2设计依据及原则严格按照锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）中二类区标准、烟尘浓度排放标准、二氧化碳排放标准进行设计计算。1.3锅炉房基本概况1

6、、锅炉耗煤及排烟情况锅炉型号：SZL6-1.6型（共3台）燃煤量：950 kg/h（台）烟气出口处离地面2.5m排烟温度：160 烟气密度（标态）：1.35 kg/m3空气过剩系数：1.38飞灰占煤中不燃分分比例：18%2、煤质分析CY=67.85%，HY=4.12%，OY=6.06%，NY=1.22%，SY=2.02%，AY=15.18%，WY=10.30%，VY=13.02%3、粉尘粒径分布粒径（m）15258155835131含量（%）3.64.849.237.14.21.14、气象资料当地气象资料显示：该地区年平均气压98 kPa；空气中含水（标态）：0.015 kg/m3；年平均气温

7、18.6 ；极端最高气温39.9 ；极端最低气温-1.9 。5、锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）中二类区标准烟尘浓度排放标准（标准状态下）：200mg/m3二氧化硫排放标准（标准状态下）：900mg/m31.4通风除尘系统的主要设计程序1.燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化碳浓度的计算。2.净化系统设计方案的分析确定。3除尘器的比较和选择：确定除尘器类型、型号及规格，并确定其主要运行参数。4.管网布置及计算：确定各装置的位置及管道布置。并计算各管道的管径、长度、烟囱高度和出口内径以及系统总阻力。5.风机及电机的选择设计：根据净化系统所处理烟气量、烟气温度、系统总阻力等计算选择风机种

8、类、型号及电动机的种类、型号和功率。6.编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写、包括方案的确定，设计计算、设备选择和有关设计的简图等类容。课程设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等部分、文字应简明、通顺，内容正确完整，装订成册。7.图纸要求：用CAD完成设计图纸12份，需做一份系统立面图，可选做一份主要设备尺寸图。2 烟气量烟尘和二氧化硫浓度的计算2.1标准状态下理论空气量建立煤燃烧的假定：1. 煤中固定氧可用于燃烧；2. 煤中硫主要被氧化为 SO2；3. 不考虑NOX的生成；4. 煤中的N在燃烧时转化为N2。空气中含水0.015，系数为1522.4/（181000）=0.0

9、187标准状态下理论空气量式中 CY，HY，SY，OY分别为煤中各元素所含的质量分数。2.2标准状态下理论烟气量标准状态下理论烟气量（设空气含湿量12.93g/m3）式中 标准状态下理论空气量，() ；WY煤中水分所占质量分数，% ；NYN元素在煤中的质量分数，% 。2.3标准状态下实际烟气量标准状态下实际烟气量式中 a空气过量系数；标准状态下理论烟气量，；标准状态下理论空气量，。标准状态下烟气流量Q应以计，因此，。2.4标准状态下烟气含尘浓度标准状态下烟气含尘浓度式中 排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数；AY煤中不可燃成分的含量；标准状态下实际烟气量，。2.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的

10、计算标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算式中 S煤中含可燃硫的质量分数；标准状态下燃煤产生的实际烟气量，。3 除尘器与脱硫设备的选择3.1除尘器应该达到的除尘效率式中 C标准状态下烟气含尘浓度，；标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，。3.2除尘器的比较与选择式中 标准状况下的烟气流量，； 工况下烟气温度，K； 标准状态下的温度，273K。则烟气流量为： 除尘器的比较：烟气除尘技术大致可分为旋风除尘技术、布袋除尘技术、静电除尘技术三大类。旋风除尘技术又分为干式旋风除尘技术、湿式旋风除尘技术(也就是我们常说的水膜除尘器)。旋风除尘是靠旋风分离 ，由于烟尘比烟气重得多，当烟气高速旋转时。烟尘会产生离心

11、力 ，在离心力的作用下，烟尘和烟气分离达到除尘的效果但有些粒径小、重量轻的烟尘就无法通过离心力分离 ，因此旋风除尘器的除尘效率不会很高，一般在8590之间。布袋除尘器的除尘机理是拦截布袋的孔径越小 ，除尘效果越好。一般来说，布袋除尘器的除尘效率可达9598，但受到布袋寿命的限制。目前国内的布袋平均寿命为1年，维护管理设备非常困难。而且风阻大 ，锅炉风机需加大功率。静电除尘器则有很高的除尘效率 ，一般可达99以上 ，是所有除尘器中效率最高的。但该设备投资大，运行维护费用多。而且静电除尘器没有脱硫功能 ，如果需要在静电除尘器上再另加一套烟气脱硫设备相当困难。中小锅炉目前遍采用的文丘里加水膜麻石除尘

12、器，其除尘效率在 95左右，脱硫效率在18左右。一些先进技术有很好的效率但其一次性投资很大 ，运行费用高，不适合。为此 ，我们采用的除尘脱硫技术应有以下特点：首先，效率要求不必过高 ，一般除尘效率在 9598，脱硫效率在 75%左右，这样的设备一次性投资不会很高，运行费用也不会很大，在中小用户可以承受；其次，设备操作要简单 ，如果操作非常复杂或自动化程度很高，反而会运行不好。除尘器的选择：根据工况下的烟气量、烟气温度及要求达到的除尘效率确定除尘器：选择SX-B型高效旋流泡沫脱硫除尘装置，产品性能规格见表3.1表3.1除尘器产品性能规格型号配套锅炉容量/(j/H)处理烟气量/(m3/h)除尘效率

13、/%设备阻力/Pa分割粒径d/(50um)质量/kgSX-B41200092-95932-11283.06-3.323693.3脱硫设备的选择和设计烟气脱硫与烟气除尘有很大的区别 ，主要是因为二氧化硫是气体 ，与烟气有着几乎相同的密度，用旋风分离的机理根本无法将其分离。因此，水膜除尘器脱硫效率很低。要得到较高的脱硫效率有两个先决条件：一是脱硫剂要与烟气充分接触 ，接触越充分脱硫效率越高；二是选择活性高的脱硫剂 ，且该脱硫剂与二氧化碳的反应速度要快 ，生成的产物要稳定。脱硫应达到的效率：式中 标准状态下二氧化硫浓度，；标准状态下锅炉二氧化硫排放标准中规定值，。代入数据得脱硫效率根据要求达到的脱硫

14、效果，并从技术成熟度、经济性等角度综合比较来选择脱硫工艺。计算脱硫设备的主要尺寸参数。例如选择湿式石灰石法，需选择合理的钙硫比，液气比，确定吸收塔烟量、塔径、高度及吸收浆液量等（可参考相关设计手册和资料）。表3.2 除尘器外型结构尺寸（见图3.1）ABCDEFGHMN14001400300503501000298544607004235图3.1 除尘器外型结构尺寸4 确定除尘器、风机和烟囱的位置及管道的布置4.1各装置及管道布置的原则根据锅炉运行情况及锅炉现场的实际情况确定各装置的位置。一旦确定各装置的位置，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

15、，并使安装、操作和检修方便。4.2管径的确定 （m）式中：Q工况下管内烟气流量（m3/s） 烟气流速（m/s），（可查有关手册确定）（对于锅炉烟尘=1015m/s）。圆整后管径取1.0米。则表1-3 管道参数则管的内径为：由公式 计算实际烟气流速5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的蒸发量（t/h），然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定（表5.1）确定烟囱的高度。表5.1 锅炉烟囱的高度锅炉总额定出力/(t/h)85% 以上。8、净化不同性质有害烟气装置结构基本通用，脱除 98%脱硫效率:7289%(使用脱硫剂，满足水量、水质、药量等条件)进出烟速：1723m/

16、s出口烟速：814m/s捕滴器简体上升烟速：3.55.5m/s溢流槽静压：25mm H20简体阻力：700900Pa除尘后烟气温度：5080河南省三星机械有限公司位于闻名遐迩的中国交通枢纽中原腹地-郑州，是集高压静电分选机、静电分离设备、木粉机设备、粉碎电路板设备、家电拆解线、废旧家电拆解平台、木材粉碎机、铜米机生产为一体的国际型机械设备制造专业化企业，是专业生产和研发粉碎设备、木头粉碎机、家电拆解线、电路板粉碎设备的专业厂家主营产品：高压静电分选机、静电分离设备、木粉机、标准木粉机、超细木粉机;电路板回收设备、线路板回收设备、电线电缆回收设备、铜米机、铝塑回收设备、家电拆解线、家电拆解平台、废旧电视机电脑拆解线、废旧电冰箱空调拆解线、废旧电路板电器元件拆解线、木材破碎机、木材粉碎机、木屑机、削片机等机械设备设备说明：联系方式：地址: 郑州市郑上路西岗工业区(从火车站乘坐99路.34路公交车到大厨房下车,后退100米左右有一个路口，进入路口直走到头右转即能看到我公司)网站:Q Q: 859957010手机:13526688881箱:hnsxjxzzsxjxhnsxjx电话:0371-67822506传真:后服务：售前：