燃煤锅炉房的烟气除尘设计参考1Word文件下载.docx
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9绘制图纸15
小结16
参考文献17
1设计背景资料
1.1工程概况
目前,大气污染已经变成了一个全球性的问题,主要表现有温室效应、臭氧层破坏和酸雨。
而大气污染可以说主要是由于人类活动造成的,大气污染对人体健康的危害包括对人的正常生活和生理方面的影响。
现在,大气污染已经直接影响到人们的身体健康。
燃煤电厂的大气污染物主要是颗粒污染物,而且排放量比较大,所以必须通过有效的措施来进行治理,不至于影响到人们的健康生活。
1.2原始资料
锅炉规格:
SZL4-13型,共4台
设计耗煤量:
600kg/h·
4台
烟气出口温度:
160℃
空气过剩系数:
α=1.4
排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比列为:
16%
烟气出口前阻力:
800pa
室外温度:
-1℃
当地大气压:
97.86kpa
空气中含水(标准状态)按:
0.01293kg/m3
烟气其它性质按空气计算
煤的工业分子成分:
C68%、H4%、O5%、N1%、S1%、H2O6%、不可燃15%
排放标准:
GB13271-2001二类地区标准执行
烟尘浓度排放标准(标准状态):
200mg/m3
SO2浓度排放标准(标准状态):
900mg/m3
净化场地布置:
锅炉出气口管径为600mm,其中心线高程为2.39m,其长度为600mm,所有管道总长为9.5m,室内锅炉距外墙2.18m。
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
=4.76(1.867*68%+5.56*4%+0.7*1%–0.7*5%)(m3/kg)=6.97(m3/kg)
式中、、、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
=1.867(68%+0.375*1%)+11.2*4%+1.24*6%+0.016*6.97+0.79*6.97+0.8*1%
=7.42(m3/kg)
式中——标准状态下理论空气量,m3/kg;
(设计空气含湿量12.93g/m3)
——N元素在煤中所占质量分数,%;
——煤中水分所占质量分数,%;
2.3标准状态下实际烟气量
=7.42+1.016(1.4–1)*6.97
=10.25(m3/kg)
式中——空气过量系数;
——标准状态下实际烟气量,m3/kg;
——标准状态下理论烟气量,m3/kg;
——标准状态下理论空气量,m3/kg;
注意:
标准状态下烟气流量以m3/h计,因此,=
=10.25*600
=6150(m3/h)
2.4标准状态下烟气含尘浓度
=0.00234(kg/m3)
式中——排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数;
——煤中不可燃成分的含量;
2.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算
=1.95*103(mg/m3)
式中——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,m3/kg;
3除尘器的选择
3.1除尘器应达到的除尘效率
=91.45%
式中——标准状态下烟气含尘浓度,mg/m3;
——标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值,mg/m3;
3.2除尘器应达到的除SO2效率
=53.85%
式中——标准状态下烟气含SO2浓度,mg/m3;
——标准状态下锅炉SO2排放标准中规定值,mg/m3;
3.3除尘器的选择
根据烟尘的粒径分布或种类、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的种类、型号及规格。
确定除尘器的运行参数,如气流速度、压力损失、捕集粉尘量等。
工况下烟气流量Q'
=
=
=9754(m3/h)
式中Q——标准状态下烟气流量,m3/h;
T’——工况下烟气温度,K;
T——标准状态下温度,273K。
则烟气流速为==2.7(m3/s)
根据工况下烟气流量、烟气流速及要求达到的除尘效率确定除尘器,“XD--Ⅱ型多管旋风除尘器”中选取XD-Ⅱ-4型多管旋风除尘器。
产品性能规格见表2-1,设备外形结构尺寸见表2-2。
图2-1XD-Ⅱ-4型多管旋风除尘器外形安装尺寸(上出风)
表2-1XD-Ⅱ-4型多管旋风除尘器性能规格
型号
配用锅炉/t·
h-1
处理烟气量/m3·
除尘效率/%
本体阻力/Pa
分割粒径/μm
质量/kg
XD-Ⅱ-4
4
12000
>
95
<
900
3.05
1900
表2-2XD-Ⅱ-4型多管旋风除尘器外形尺寸结构(图2-1)
A
B
H0
C
E
F
K
L
M
1238
1918
3936
2843
2100
1160
1106
1786
50
进风口
侧出风口
上出风口
d
内口尺寸
法兰孔距
内径
320*1810
14*133
3*125
260*1090
10*144
3*107
Φ600
Φ644*16孔
Φ20
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
根据锅炉运行情况和锅炉房现场的实际情况确定各装置的位置。
一旦确定了各装置的位置,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,并使安装、操作和检修方便。
4.2管径的确定
式中——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);
取=13m/s
则d
=0.49(m)
圆整d=0.50m
查手册得知壁厚为0.75mm
则内径d1=500-2*0.75=498.5mm
由公式可算出实际烟气流速
v==13.9m/s
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4-1)确定烟囱的高度。
表4-1锅炉烟囱高度表
锅炉总额定出力/(t/h)
1
1~2
2~6
6~10
10~20
26~35
烟囱最低高度/m
20
25
30
35
40
45
锅炉总的蒸发量4*4=16(t/h),
则选烟囱高度为40m。
5.2烟囱直径的计算
烟囱出口内径可按下式计算
式中——通过烟囱的总烟气量,m3/h;
——按表4-2选取的烟囱出口烟气流速,m/s;
表4-2烟囱出口烟气流速/(m/s)
通风方式
运行情况
全负荷时
最小负荷
机械通风
4.0~5.0
自然通风
6.0~10
2.5~3.0
选=4m/s
=1.83(m)
烟囱底部直径
=1.83+2*0.025*40
=3.83(m)
式中——烟囱出口直径,m;
——烟囱高度,m;
——烟囱锥度,通常取=0.02~0.03;
5.3烟囱的抽力
=183(pa)
式中——烟囱高度,m;
——外界空气温度,℃;
——烟囱内烟气平均温度,℃;
——当地大气压,Pa;
6系统阻力的计算
6.1摩擦压力的损失
对于圆管
式中——管道长度,m;
——管道直径,m;
——烟气密度,kg/m3;
——管中气流平均速率,m/s;
——摩擦阻力系数,是气体雷诺数和管道相对粗糙度的函数。
可以查手册得到(实际中对金属管道值可取0.02,对砖砌或混凝土管道值可取0.04);
==0.84kg/m3
=30.8(pa)
6.2局部压力损失
式中——异形管件的局部阻力系数,可在有关手册中查到,或通过实验获得;
——与相对应的断面平均气流速率,m/s;
图6-1除尘器入口前管道示意图
图6-1中一为渐缩管。
α≤45℃时,ζ=0.1
取α=45℃,=13.9m/s
=8.1(pa)
l1=0.05*tan67.5=0.12(m)
图6-1中二为30°
Z形弯头
查ζ'
=0.157
ζ=ζReζ'
由手册查得ζRe=1.0
ζ=1.0*0.157=0.157
=12.7(pa)
图6-1中三为渐扩管
查手册得ζ=0.19
=15.4(pa)
l3=°
=0.93(m)
图6-2除尘器出口至风机入口段管段示意图
图6-2中a为渐扩管。
取α=30℃,=13.9m/s
=8.1(pa)
L=0.93(m)
图5-2中b、c均为90°
弯头
查表得ζ=0.23
=18.7(pa)
两个弯头'
=2=2*18.7=37.4(pa)
图6-3T形三通管示意图
对于如图6-3所示T形三通管ζ=0.78
=63.3(pa)
对于T形合流三通ζ=0.55
=44.6(pa)
系统总阻力(其中锅炉出口前阻力为800pa,除尘器阻力为1400pa)
=30.8+183+8.1+12.7+15.4+8.1+37.4+63.3+44.6+800+1400
=2603.4(pa)
7风机和电动机选择及计算
7.1风机风量的计算
=11109.75(m3/h)
式中1.1——风量备用系数;
——标准状态下风机前表态下风量,m3/h;
——风机前烟气温度,℃,若管道不太长,可以近似取锅炉排烟温度;
——当地大气压力,kPa;
7.2风机风压的计算
=2656(pa)
式中1.2——风压备用系数;
——系统总阻力,Pa;
——烟囱抽力,Pa;
——风机前烟气温度,℃;
——风机性能表中给出的试验用气体温度,℃;
——标准状况下烟气密度,1.34kg/m3;
根据Qy和Hy选定型号为Y5-50-12No6C的引风机,其性能如表6-1
表7-1Y5-50-12No6C型引风机性能
转速/r·
min-1
流量/m3·
全压/pa
介质温度/℃
有效功率/kw
全压效率/%
Y5-50-12No6C
2720
11568
3079
200
9.89
≥83.6
噪声
配用电动机
传动皮带(内周长*根数)
dB(A)
dB(SA)
功率/kw
≤87
≤13.8
Y160L-2B3
2
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