【《燃煤电厂袋式除尘单元设计计算过程案例》3100字】

-I-燃煤电厂袋式除尘单元设计计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u32715燃煤电厂袋式除尘单元设计计算过程案例 1236681.1袋式除尘器的选型 1285881.2滤料的选择 1160271.3袋式除尘单元的设计计算 2275151.4清灰装置设计计算 5157471.6输排灰系统及灰斗的设计计算 81.1袋式除尘器的选型袋式除尘器包括过滤装置和清灰装置两部分。按照袋式除尘器过滤、清灰过程中的不同特点，袋式除尘器可以分为多种类型。按滤袋形状不同，袋式除尘器可以分为圆袋式和扁袋式。圆袋式除尘器的结构简单、清灰容易、后续维护简单。扁袋式除尘器单位容积的过滤面积大，但后续安装、清灰、维护麻烦。因此本次设计中选择圆袋式除尘器。按清灰方式不同，袋式除尘器可以分为气流反吹类、机械振动类、脉冲喷吹类、喷嘴反吹类、振动反吹并用类。五种类型的袋式除尘器中脉冲喷吹类的清灰效果最好、清灰能力最强、压力损失小。本次设计选择脉冲喷吹类袋式除尘器。该类除尘器的清灰动力为压缩气体，压缩气流进入滤袋后能够在短时间内迅速提升滤袋内的压力，当滤袋向外膨胀到极限后又因为获得反向的加速度而向内收缩，附着在滤袋上的粉尘由于惯性而脱落，从而达到清除粉尘的效果。按过滤方向不同，袋式除尘器可以分为内滤式和外滤式。脉冲喷吹类袋式除尘器多采用外滤式，故本次设计中也选择外滤式。1.2滤料的选择选择滤料时应考虑含尘气体的理化性质、粉尘的理化性质和除尘器的清灰方式。含尘气体的理化性质袋式除尘器的使用温度受滤料使用温度和露点温度两方面影响。本次设计中烟气最高温度为135℃，为使滤料能够长期使用，滤料的使用温度必须高于150℃。粉尘的理化性质本次设计中粒径＞74μm的粉尘只占13.4%，因此设计中考虑到对细微粉尘的去除，适合选择短纤维的织布或者用细纤维制成的小孔径的毡滤料。由于烟尘中存在CaO等潮解性粉尘，黏着力较强，因此适宜选用经过表面烧毛、压光、镜面处理的针刺毡滤料。袋式除尘器的清灰方式本次设计中袋式除尘器选用脉冲喷吹类，运行过程中清灰气体会对滤袋在瞬间造成巨大冲击，因此需要选择耐磨、厚实、抗张力强的滤料，优先选择压缩毡或化纤针刺毡滤料。根据《除尘工程设计手册（第二版）》，聚苯硫醚纤维具有良好的耐腐蚀和耐高温特性，适用于燃煤电厂排放的烟气除尘。因此，本次设计选用PPS针刺毡（聚苯硫醚）滤料。1.3袋式除尘单元的设计计算（1）处理风量计算袋式处理单元的实际处理风量时需要考虑一定的漏风率。（2）过滤风速根据《除尘工程设计手册（第二版）》，脉冲喷吹类袋式除尘器的过滤风速在1.0~2.0m/min左右。本次设计中选取过滤风速为2.0m/min。（3）过滤面积①总过滤面积本次设计中清灰时间短，因此滤袋清灰部分的过滤面积可以忽略不计，即S2=0。②单条圆形滤袋面积袋式除尘器选用滤袋的长径比在12:1~60:1之间。本次设计中滤袋直径为150mm，长度为9m。③滤袋数量及布置实际布置时设4个室。按正方形2×2布置，纵向21个，横向20个，实际总滤袋数为1680个。滤袋间的距离为100mm，边排滤袋与袋室之间的距离（即滤袋中心与袋室之间的距离）为200mm，每室之间留有400mm的人行检修道。④袋笼袋式除尘器的袋笼起到支撑滤袋的作用，要求纵筋和支撑环均匀分布，具有足够的强度，能够承受清灰气流对滤袋造成的压力，防止滤袋在运行过程中因碰撞等造成的变形。选用PPS滤袋时，滤袋直径应大于袋笼直径5~7mm，滤袋长度应大于袋笼长度的0.4%~0.6%，纵筋间距不大于38mm。因此本次设计中选用圆形袋笼，袋笼直径140mm，长度8960mm，支撑环、纵筋分别为直径3mm、4mm的不锈钢筋条，纵筋数量为16根。⑤进风通道进风通道是指经电除尘单元处理后的烟气进入袋式除尘单元的通道，烟气的均分分布与否直接影响到袋式除尘单元的处理效率。本设计中的电除尘单元采用卧式，烟气水平流入后水平流出。而袋式除尘单元的烟气采用下进气式结构，因此需要在电除尘单元与袋式除尘单元加设导流装置，改变烟气流动方向并使气流在箱体内分布均匀。⑥出风通道出风口法兰净尺寸为5000mm×4500mm，除尘器总长度为11270mm（5400×2+400+70）。所以出风口尺寸为5000mm×4500mm×11270mm。⑦花板安装滤袋前需在箱体内铺设花板，花板表面要求平整光洁，花板上的孔需满足纱质手套触摸边缘时不出现勾丝现象。本次设计中每间过滤室独立布置花板，由上述滤袋布置可以得到每个花板的具体尺寸。除尘器的总长度为11270mm，总宽度为10770mm。⑧净气室含尘气体经过滤袋过滤后的箱体称为净气室。本次设计选用高箱体式净气箱，仅在侧部设置少量人孔门，不仅能够降低袋式除尘单元的漏风率，还能够在净气室内完成滤袋和袋笼的安装、拆卸、更换等工作，减少外界天气状况对袋式除尘器正常运行的影响。⑨提升阀提升阀安装在净气室出口烟箱上，通过控制提升阀的开关能够实现净气室在线和离线的切换。除尘器正常运行时，提升阀处于常开状态。提升阀主要由气缸、阀杆、阀板、底座等部分组成，如图22所示。本次设计中一个提升阀控制一个过滤室。图22.提升阀结构图1.4清灰装置设计计算电磁脉冲阀脉冲阀有淹没式、直角式、直通式三种。其中淹没式脉冲阀阻力小、能耗低、膜片使用寿命长，因此广泛使用。随着技术的发展，脉冲阀和电磁阀技术相结合，便于清灰装置的电动控制。根据《袋式除尘器滤料及配件手册》，本次设计选用澳大利亚高原Goyen的CA76MM型Φ3’’(76mm)淹没式脉冲阀，具体参数如表8所示。表8.淹没式脉冲阀选用参数表最低气包压力/kPa清灰袋数每阀清灰滤料面积/m2喷吹孔径/mm最小气包容量/L喷吹气量/L4502090.516~17500492每个脉冲阀负责20条滤袋，每间过滤室设置21个脉冲阀，一共4室，共需84个脉冲阀。本次设计中清灰周期设置为20s，脉冲时间设置为200ms。喷吹管喷吹管的直径与脉冲阀排气管管径相等。本次设计选用外径89mm、内径81mm的脉冲阀。喷孔的平均孔径可以按照下式计算：实验表明，喷吹管上各个喷孔的孔径不同时，清灰效率要高于各个喷孔孔径相同的情况。一般来讲，第一个喷孔与最后一个喷孔喷出气量相差10%左右时，第一个喷孔的孔径比最后一个喷孔的孔径大0.5~1.0mm。因此本设计中取喷孔平均孔径为15mm，前6个喷孔孔径为15.5mm，第7~14个喷孔的孔径为15mm，第15~20个喷孔的孔径为11.5mm。为使喷射气流垂直向下，喷吹管上每个喷孔连接一根导流管。本次设计中导流管的直径取喷孔直径的2倍。因此前6个喷孔连接的导流管直径为31mm，第7~14个喷孔连接的导流管直径为30mm，第15~20个喷孔连接的导流管直径为29mm。导流管长度可按下式计算：因此前1~6个喷孔连接的导流管长度为38.25mm，第7~14个喷孔连接的导流管长度为37.5mm，第15~20个喷孔连接的导流管长度为36.25mm。考虑到实际安装情况，导流管长度均取为40mm。喷吹管到袋口的距离可按经验公式计算：取整为300mm。气包气包在清灰装置中主要起到储气的作用。一般而言，气包位于除尘器的上部，而储气罐受空间限制被布置在除尘器的底部。由于脉冲阀单次开启时间极短，对于一次喷吹来讲，储气罐内的气体来不及对气包进行补充。因此气包的储气就是脉冲阀一次喷吹气量的主要来源。而且气包在喷吹一次耗气后，余下的压力不能低于使用前压力的30%。根据《袋式除尘器设计指南》，气包最小体积计算式如下：由计算结果可知，脉冲阀需配置有效容积大于396m3的气包才能实现高效清灰。因此本设计选用容量为500L的气包，每间过滤室配备一个气包，相邻电磁脉冲阀在气包上的间距为250mm。1.6输排灰系统及灰斗的设计计算本次设计要求粉尘出口排放浓度为30mg/m3，即工况下出口粉尘浓度为17.6mg/m3。经过电除尘单元处理后，烟气粉尘浓度为2.24g/m3。因此袋式除尘单元的除灰量为：每个袋室设置一个灰斗，袋式除尘单元共四个灰斗。灰斗下端口尺寸取300mm×300mm，沿气流方向倾角为60°，则灰斗的高度为：参考电除尘单元灰斗高度，取袋式除尘单元灰斗高度为4600mm。两个