燃煤电厂煤粉炉电除尘器的选型课程设计教材

1、徐州工业职业技术学院燃煤电厂煤粉炉电除尘器的选型设计课程设计说明书姓名所属系部 化工班级 环境监治学号指导2013年 5 月 29 日一、设计题目： 2二、设计内容和要求 2三、设计资料 2四、工艺选择 31、机械除尘器 32、袋式除尘器 33、电除尘器 44、湿式除尘器 4五、电除尘器的设计 51、除尘器型号的确定： 52、电除尘器的台数 53、电厂风速（ v）的确定： 54、电除尘器的截面积 （F） ： 55、除尘效率 ： 56、有效驱进速度： 67、收尘极面积（ A） : 68、比尘集面积（ f ）： 69、电场数 610、电场高度 h 611、同极距（ 2S）的确定 712、通道数：

2、713、电场断面（ F）： 714、每电场有效长度 l : 7六、电除尘器总体尺寸的计算 7宽度方向上的尺寸 7电场有效宽度： 81、电除尘器为双室，内壁宽为 8柱间距 l R 8高度方向上的尺寸 9从收尘器顶梁底面到灰斗上端面的距离 H1 92、灰斗上端到支柱基础面的距离 9长度方向的尺寸 93、首尾的边柱与壁的距离为X 94、进气箱 10出气箱 10灰斗 10气流分布板设计 11七、总结 13八、参考文献 13、设计题目：燃煤电厂煤粉炉电除尘器的选型设计二、设计内容和要求设计内容： 某电厂二期扩建 2 台 2× 1010W机组。进行火电厂现役电除尘器运行状况调研。 了解目前燃煤锅

3、炉电收尘技术发展状况；2× 1010W机组所配自然循环煤粉炉（蒸发量为670t/h ）电收尘器选型和设备技术设计。设计要求：标况下电除尘器烟尘的排放浓度小于100mg/m3，除尘效率大于 99%，漏风率小于 3%，允许布置尺寸要求长乘宽小于 46 乘 24 米，高度不限。三、设计资料锅炉型号： HG 670/140-10 型额定蒸发量 670t/h最大耗煤量 90.265t/h 最大烟气量 150 万 m3/h 最高温度 141.5 摄氏度 烟气最大含尘量 13.5g/m 3 烟气露点温度 80 摄氏度烟气压力 3920Pa四、工艺选择1、机械除尘器通常是指利用质量力（重力、惯性力和

4、离心力等）的作用使颗粒物与气流分离的装置。 它包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。机械除尘设备的优缺点：优点： 机械除尘利用的力比较单一， 且除尘装置构造简单且没有运动部件。 所以除尘装 置故障少，容易操作和管理，投资、运行费用相对较低。缺点： 机械除尘分离细小粉尘的能力比较弱，对粒径较小（小于5 m）分离效果较差。机械除尘作用力单一，但设计计算复杂，而且设计计算数据容易受到多种因素影响， 对除尘效果影响特别大。2、袋式除尘器是含尘气体从下部进入圆筒形滤袋， 在通过滤料的孔隙时， 粉尘被捕集于滤料上， 透过 滤料的清洁空气由排出口排出， 沉积在滤料表面的粉尘， 可以在机械振动的作用下从滤

5、料表 面脱落，最终落入灰斗中的一种除尘净化设施。袋式除尘设备的优缺点：优点： 袋式除尘器可以捕集多种高比电阻干性粉尘；使用风量广，处理烟气量可从几m3/h 到几百万 m3/h ；除尘效率高微米或亚微米数量级的粉尘粒子的气体效率 较高，一般可达 99%，甚至可达 99.99%以上；运行稳定可靠，没有污泥处理和腐 蚀等问题，操作、维护简单。缺点： 袋式除尘器不适于净化含粘结和吸湿性强的温度高的含尘气体， 否则将会产生结露， 堵塞布袋； 受滤料的耐温和耐腐蚀等性能所影响， 且会出现烧袋糊袋现象； 据统计，用袋式 除尘器净化大于 17000 m3/h 含尘烟气量所需的投资要比电除尘器高，而用其净化小于

6、317000 m3/h 含尘烟气量时，投资费用比电除尘器省。3、电除尘器通过高压电场， 使尘粒荷电， 并在电场力的作用下， 使尘粒聚集在集尘板上将粉尘从含 尘气体中分离出来的一种除尘设备。电除尘设备的优缺点：优点：电除尘器可以净化气量较大且温度较高的含尘烟气。在工业上净化105 106m3/h的烟气，且用于净化 350以下的烟气，可长期连续运行；除尘效率高。如果设计合理，安装施工质量高，除尘效率可以达到99.9%；其结构简单，气流速度低，压力损失小；除尘粒径范围较宽，对于0.1 m 的粉尘粒子仍有较高的除尘效率；能量消耗比其他类型除尘器低。如以每小时净化1000m3 烟气计算，电除尘器的电能消

7、耗约为 0.2 0.8kw ·h。缺点：电除尘器的除尘效率受粉尘物理性质影响很大，特别是粉尘比电阻的影响更为突出； 不适宜直接净化高浓度含尘气体； 对制造和安装质量要求很高， 需要高压 变电及整流控制设备，且占地面积大。4、湿式除尘器是使含尘气体与液体 （一般为水） 密切接触， 利用水滴和颗粒的惯性碰撞或者化学作用 捕集颗粒，使粉尘从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。湿式除尘设备的优缺点：优点： 湿式除尘器的除尘效率不仅能与布袋和电除尘器相当， 而且还可适用这些除尘器 所不能胜任的除尘条件。表现在湿式除尘器对净化高温、高湿、高比阻、易燃、 易爆的含尘气体具有较高的除尘效率； 在去除含

8、尘气体中粉尘粒子的同时， 还可 去除气体中的水蒸气及某些有毒有害的气态污染物。因此， 湿式除尘器既可以用于除尘，又可以对气体起到冷却、净化的作用；设备投资少，构造比较简单：在 耗用相同能耗的情况下，湿式除尘器的除尘效率比干式除尘器的除尘效率高。缺点： 湿式除尘器的粉尘回收困难，且排出的沉渣需要处理；不适用于净化含有憎水性 和水硬性粉尘的气体；净化含有腐蚀性的气态污染物时，洗涤水（或液体）将具 有一定程度的腐蚀性。因此，除尘系统的设备均应采取防腐措施；含水运行，在 寒冷地区设备容易结冻，因此，要采用防冻措施。五、电除尘器的设计1、除尘器型号的确定：根据处理风量可以确定选用板式电除尘器， 板式电除

9、尘器一般为卧式， 其清灰方式一般为 干式清灰方式； 双区电除尘器主要用在空调空气净化方面， 因此选用单区电除尘器。 本次设 计选用卧式、板式、无辅助电极的宽间距400mm的电除尘器。2、电除尘器的台数2×1010W机组单台锅炉的烟气量是 150万 m3/h ，采用两台电除尘器并联使用。3、电厂风速( v)的确定：烟气在电除尘器内流速大小的选取，视电除尘器规格大小和被处理的烟气特性而定，一 般在 0.4-1.5m/s 范围内。虽然从得意希效率公式来看，电厂风速与收尘效率无关，但对具 有一定尺寸收尘极板面积的电除尘器而言，过高的电场风速不仅使电场长度增加，占地面积 加大；而且会引起大的粉

10、尘二次飞扬，降低除尘效率；反之，在一定的处理烟气量条件下， 过低的电场风速必然需要大的电场断面，这样导致设备庞大，不经济，所以电场风速的选择 应适当，设计按电收尘器电场风速的经验曲线确定，对于锅炉，由于粉尘粒径很小，一 般在 3-11 微米之间，故不可取过高的电场风速，以免引起二次扬尘，故取 0.90m/s 。4、电除尘器的截面积 (F) ：(初定)F =Q/V=1500000/(2 × 3600× 0.9)=231.48( )5、除尘效率 ：标况下烟气的含尘浓度：C0TPTN PN13.5273 141.5 101.325273 100.4 3.2921.5g / m3除

11、尘效率：CSC021.5 0.121.599.5%6、有效驱进速度：AQww 7.4 1.3 S0.625kSk由经验取得： w=6.5cm/s7、收尘极面积( A)电除尘器的除尘效率， % 电除尘器的收尘面积， 烟气量， m3 /s 有效驱进速度， m/s煤的含硫量， % 平均粒度影响系数1-1 )7500003600 0.065()=671.83( )1 - 0.09955%左右考虑各种参数的准确性和电除尘器的结构等方面的影响应将极板面积增加2A1 A(1 5%) 671.83 (1 5%) 706(m2)8、比尘集面积（ f ）：Q 1500000/ 360021.7(m2)9、电场数

12、n 取 4：（由于除尘效率较高故选 4 个电场）h231.4810、电场高度 h10.8(m)取 h=11m11、同极距（ 2S）的确定 ：粉尘的驱所需收集尘加宽极间距，增加了绝缘距离， 提高了火花放电电压，还可以提高两级工作电压， 进速度也相应的提高， 则在处理相同的烟气量和达到相同的除尘效率的条件下， 面积就减少了。故本次设计采用 400mm同极距（ 2S）。12、通道数：本次设计采用 Z型板， Z型板宽度为 40mm， k =0.02mZFh(2S k )231.4811(0.4 0.02)55.4(mm)取 Z=56mm13、电场断面（ F）：2F 2h(2S k ) 231.48(m

13、2 )实际风速：v Q 1500000/3600 1.8m/sF 231.4814、每电场有效长度 l :A2hZn7062 11 56 40.15m所需阳极板数：n10.483.60.487.5则所需板块数为 8 块， 则电场有效长度为： l 0.48 8 3.84m六、电除尘器总体尺寸的计算宽度方向上的尺寸 ：电场有效宽度：B有效 Z(2S k ) 56 (0.4 0.02) 21.28m1、电除尘器为双室，内壁宽为 ：B 2SZ 4 e 0.4 56 4 0.1 0.3 23.1m 取 0.1m，最外层的一排极板中心线与内壁间的距离e 中间柱子宽度，柱子宽取 0.3m柱间距 l Rl R

14、 B 2 1 e 23.1 2 0.005 0.3 23.41m1 收尘器壳体钢板的厚度，一般取 0.005m041001002323410高度方向上的尺寸从收尘器顶梁底面到灰斗上端面的距离 H 1H1 h h1 h2 h3 11 0.2 0.04 0.2 11.44mh 电场高度h 1 从收尘器顶梁底面到阳极板上断面的距离，取 0.2mh 2 收尘极下端至撞击杆中心的距离 , 取 0.04m，( 30-50mm)h 3 撞击杆中心到灰斗上端的距离 , 取 0.2m，( 160-300mm)2、灰斗上端到支柱基础面的距离根据除尘器的大小，取 1.2m长度方向的尺寸1、 壳体内壁长 LHle1电

15、晕极吊干至进气箱入端的距离，一般取400mm-500mm，选取 450mm； le2 为集电极一侧至距电晕极吊杆点距离一般在450mm-500mm，选取 470mm； C 为两电框架间吊杆间距在380mm-440mm。选 380mm。LH 2le1 2nle2 (n 1)C nl 2 0.45 2 4 0.47 (4 1) 0.38 4 3.84 21.16m 2 、沿气流方向上的柱距 LdC 0.38Ld l 2le2 3.84 2 0.47 4.97m 223、首尾的边柱与壁的距离为 XX le1 l e2lLd0.45 0.47 3.844.975.325me1 e222 224、进气箱

16、采用水平引入式进气箱，在进口时风速取v0 =10m/s；则进气口的面积(两个进风口)Q 750000F010.4 3600 2v0 3600 2 10 每个室进气箱大口断面积( Fk )进风口上部距顶端的距离取 350mm，进风口下部距灰斗上部取 600mm，进气口长方形的 厚度取 100mm，侧部低梁的高度取 850mm。进气箱长度 LZLZ 取 4m进气箱中心高度 H 4H 4 （LZ 100） tg500 600 850 0.5 3700 7.624m出气箱出气箱长度 LWLW 取 4m出气箱高度 h5h5 取 6m灰斗采用角锥形灰斗，沿气流方向设 4 个，垂直方向上设 4 个，故灰斗上

17、口尺寸为 B L23.1 21.16H30.55 m,灰斗下口取 300mm× 300mm，斗壁斜度 60°，灰斗下口4 4 4 4的边长 B1, 则灰斗高：LH 21160h7 1.732( H B1)/2 1.732( 300)/ 2 4322mm 4.322m 4410气流分布板设计分布板层数的确定由于 FK 11 9.12 10 <20, 故分布板的层数取 n=2。 FO10.4分布板的阻力系数，可由下式确定：N(0F2K )n 1 1.8 10 1 17F0式中，是阻力系数； N0 为气流在入口处按气流动量计算的速度场系数。对于直管或带有导向板的弯头 N0=

18、1.2 ；对于不带导向板的缓慢弯头， 当弯管后面没有平直段时 N0=1.8 2。 由于进口处是不带导向板的缓慢弯，弯管后设有平直管，故取N0=1.8 。开孔率的确定。多孔板的阻系数与它的开孔率有下式确定，1(0.707 1- f 1 f)22解得：f 29%采气流分布板的尺寸，相邻两层多孔板间隔L2L2 0.2Dr2 3.7 3.06式中， Dr为 Fk 断面的水力直径， Dr 2 3.7 3.06 1.67mr 2 (3.7 3.06)故 L2 0.2Dr =0.334 L2取 1m根据进气口断面，进气管出口到第一层多孔板的距离HP 应满足的条件为H p 0.8DR2 11 9.12式中， Dr 为进气管的水力直径， Dr5m2(11 9.12)故 H p 0.8DR =4m取 H P =4.2m则求出两个分布