某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计

目录1前言.......................................................................22设计原始资料...............................................................33除尘工艺系统设计与计算.....................................................43．1燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算............................43．1.1标准状态下理论空气量..........................................43．1.2标准状态下理论烟气量..........................................43．1.3标准状态下实际烟气量..........................................53．1.4标准状态下烟气含尘浓度........................................53．1.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算............................53．2管径的确定..........................................................63．3温降的计算..........................................................63．3．1烟气在管道中的温度降.........................................63．3.2烟囱高度的确定................................................73．3.3烟气在烟囱中的温度降..........................................73．4净化系统设计方案的分析确定..........................................83．4．1除尘器应达到的除尘效率.......................................83．4．2除尘脱硫设备选择.............................................83．5烟囱的设计..........................................................93．5．1烟囱直径的计算...............................................93．5．2烟囱底部直径的计算...........................................93．5．3烟囱的抽力...................................................93．6系统阻力的计算.....................................................103．6．1摩擦压力损失................................................103．6．2局部压力损失................................................103．7风机和电动机选择及计算.............................................113．7．1风机风量的计算..............................................113．7．2风机风压的计算..............................................113．7．3电动机功率的计算............................................124．小结....................................................................135参考文献：................................................................146附录......................................................................156．1除尘器入口管道连接.................................................156．2风机入口管道连接...................................................156.3T型三通管..........................................................1521前言随着社会经济的发展，城市化与工业化进程的加速，以及煤、油为主的能源框架，环境污染越来越严重。而在我国的能源结构中以燃煤为主，众所周知煤炭在燃烧过程中会产生较多的污染物，尤其是向大气中排放酸性污染物，在大气迁移过程中形成酸性沉降物，即酸雨，而酸雨控制又得广泛关注。本设计是某燃煤采暖锅炉房烟气除尘系统设计，主要目的就是除尘与烟气脱硫，以达到污染物排放标准，其中主要包括除尘器的选择、烟气管网的布置及风机及电机的选择设计。32设计原始资料锅炉型号：SZL4—13型，共4台（2.8MW×4）设计耗煤量：600kg/h(台)排烟温度：160℃烟气密度（标准状态下）：1.34kg/m3空气过剩系数：1.4排烟中飞灰占煤中不可燃成份的比例：16%烟气在锅炉出口前阻力：800Pa当地大气压力：97.86kPa冬季室外空气温度：-1℃空气含水（标准状态下）按0.01293kg/m3计烟气其他性质按空气计算煤的工业分析值：CY=68%HY=4%Sy=1%OY=5%NY=1%WY=6%AY=15%VY=13%按锅炉大气污染物排放标准（GB13271—2001）中二类区标准执行：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/m3净化系统布置场地如下图所示的锅炉房北侧15m以内。43除尘工艺系统设计与计算3．1燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算3．1.1标准状态下理论空气量kgmOSHCQYYYYa/7.07.056.5867.178.43'式中CY,HY,Sy,OY—分别为媒中各元素所含的质量分数。已知煤中各种成分的质量分数为：煤的工业分析值：CY=68%HY=4%Sy=1%OY=5%NY=1%WY=6%AY=15%VY=13%各数值带入上式可得理论空气量：Q'a＝4.78×(1.867×0.68+5.56×0.04+0.7×0.01-0.7×0.05)＝6.9977m3/kg3．1.2标准状态下理论烟气量Qs’=1.867（CY+0.375Sy）+11.2HY+1.24WY+0.16Q'a+0.79Q'a+0.8NY(m3/kg)式中Q'a：标准状态理论空气量，WY：煤中水分子所占质量分数，NY：N元素在媒中所占质量分数.设空气含湿量12.93g/m3,将上面数值代入公式同理可求得标准状态下理论烟气量Qs’=1.867×(0.68+0.375×0.01)+11.2×0.04＋1.24×0.06+(0.16+0.79)×6.9977+0.8×0.01=8.455m3/kg53．1.3标准状态下实际烟气量)/(1016.13kgmQQQass。；标准状态下理论空气量；标准状态下理论烟气量空气过剩系数；其中：kgmkgm/Q/Q3a3s已知空气过剩系数为1.4,可求出标准状态下实际烟气量QS＝8.455＋1.106×(1.4-1)×6.9977=11.30m3/kg注意：标准状态下烟气流量Q以m3/h计，因此：设计耗煤量sQQ已知设计耗煤量：600kg/h(台)则标准状态下烟气流量Q=11.30×600×4=27120m3/h3．1.4标准状态下烟气含尘浓度)/(3mkgQAdCsYsh式中dsh—排烟中飞灰占媒中不可燃成分的质量分数;AY—煤中不可燃成份的含量；Qs—标准状态下实际烟气量，m3/kg。已知:dsh=16%QY=15%Qs=11.30m3/kg代入上式求得标准状态下烟气含尘浓度002124.011.300.15*16.0C3．1.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算)m/mg(102C36so2sYQS式中Sy—煤的含可燃硫的质量分数；6Qs—标准状态下燃煤产生的实际烟气量，m3/kg已知:Sy=1%,Qs=11.30m3/kg代入上式可得CSO2=1.77×103mg/m33．2管径的确定)(4mQd式中Q—工况下管内烟气流量v—烟气流速，m/s，（可查有关手册确定，对于锅炉烟尘v=10～15m/s）。已知：每台锅炉的烟气流量Q=6780m3/h，取v=12m/s,可得d=0.45m圆整后取d=0.45m,可算得v=11.85m/s。3．3温降的计算当烟气管道较长时，必须考虑烟气温度的降低。除尘器、风机、烟囱的烟气流量应按各点的温度计算。3．3．1烟气在管道中的温度降vCQFqt1C0式中Q—标准状态下烟气流量，m3/h;F—管道散热面积，m2;Cv—标准状态下烟气平均比热容（一般为1.352～1.375kJ/m3.℃）q—管道单位面积散热损失。室内q=4187kJ/(m2.h)；室外q=5443kJ(m2.h)，Q＝6780m3/h,取Cv=1.360kJ/m3.℃,而F=LS=∏LD已知室内两段:L1＝0.68m,D1=0.6m;L2=1.4m,D2=0.45m室外:墙到除尘器进口管道距离L3=3.29m,直径计D3=0.45m;除尘器到风机的管道距离L4=4.2m,直径计D4=0.45m;风机到烟道入口的管道距离L5=2.2m，直径计D5＝0.45m;烟道入口到烟囱底部的烟道距离L6=12.79m,F=0.64m2;则⊿t1＝0.58℃,⊿t2=1.99℃,⊿t3=2.74℃,⊿t4=3.5℃,⊿t5=1.83℃，7⊿t6=4.83℃风机进口前温度降⊿t=⊿t1+⊿t2+⊿t3+⊿t4=8.81℃风机前温度t1=T-⊿t=160-8.81=151.2℃到达烟囱入口温度将⊿t’=⊿t1+⊿t2+⊿t3+⊿t4+⊿t5+⊿t6=15.47℃因此到达烟囱入口烟气温度t2=T－⊿t’＝160－15.47＝144.53℃3．3.2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1）确定烟囱的高度。表1锅炉烟囱高度表锅炉总额定出力t/h11～22～66～1010～2026～35烟囱最低高度202530354045根据上表,由锅炉总额定出力为16t/h,选烟囱高度为44m.3．3.3烟气在烟囱中的温度降DAHt2C0式中H—烟囱高度，m;D—合用一烟囱的所有锅炉额定蒸发量之和，t/h；A—降温系数，可由表2查得：表2烟囱温降系数烟囱种类钢烟囱（无衬筒）钢烟囱（有衬筒）砖烟囱（H50m）壁厚小于0.5m砖烟囱壁厚大于0.5mA20.80.40.2根据锅炉型号可知D=16t/h；选择砖烟囱壁厚小于0.5m,取0.3m;因H=44,A＝0.4,由上公式可得⊿t2=4.4℃,而烟囱得进气温度为:144.53℃,那么烟囱的出口温度为144.53-4.3=140.23℃83．4净化系统设计方案的分析确定3．4．1除尘器应达到的除尘效率CCs1式中C—标准状态下烟气含尘浓度，mg/m3.Cs—标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值，mg/m3.已知:Cs=200mg/m3；