吉林化工学院课程设计任务书题目:某火电厂烟气脱硫除尘系统设计院(系):专业:班级:姓名:学号:指导老师:设计时间:课程设计任务书题目名称某火电厂烟气脱硫除尘系统设计主要条件及技术参数⑴锅炉型号:DZW14-140-95-70-AⅡ,上海锅炉厂制造,蒸发量400t/h,出口蒸汽压力140MPa;⑵设计煤成分:CY=76%,HY=4%,OY=2%,NY=1%,SY=3%,AY=10%,WY=4%;⑶VY=8%属于高硫无烟煤;⑷设计耗煤量:20t/h;⑸排烟温度:160℃,出口蒸汽压力100MPa;⑹空气过剩系数=1.15;⑺飞灰率=21%。⑻连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度100m,90°弯头20个。⑼取当地气温为20℃,大气压为978.4hPa。⑽燃烧方式:室燃炉(煤粉炉),所配发电机组功率125MW⑾烟气在锅炉出口前阻力:1060Pa⑿烟气密度:1.46kg/m3;⒀烟气中烟尘颗粒粒径分布表粒径间隔µm0-55-1010-2020-3030-4040-5050-60质量频率%2315201610610排放标准:按照锅炉大气污染物排放标准中2类区新建排污项目执行。二类区的烟尘浓度排放标准为200mg/m3;二氧化硫排放标准为900mg/3。(标况下)设计内容及工作量1.完成课程设计说明(计算)书包括:⑴根据燃煤的原始数据计算锅炉燃烧产生的烟气量,烟尘和二氧化硫浓度。⑵净化系统设计方案的分析,包括净化设备的工作原理及特点;运行参数的选择与设计;净化效率的影响因素等。⑶除尘设备结构设计计算⑷脱硫设备结构设计计算⑸烟囱设计计算(根据吉林市大气条件、烟气温度和流量设计烟囱内径和高度)⑹管道系统设计,风机电机的选择2.完成课程设计图纸包括:工艺流程图一张;构筑物(设备)平剖面结构图1张,A2图纸主要参考资料[1]郝吉明,马广大等编著.《大气污染控制工程》,北京:高等教育出版社.2002[2]NoeldeNevers主编.《大气污染控制工程》(影印版)(第2版).北京:清华大学出版社.2000[3]刘景良主编.《大气污染控制工程》,北京:中国轻工业出版社.2002[4]粱丽明,彭林著.《城市大气有机物污染》,北京:煤炭工业出版社.2000[5]赵毅,李守信主编.《有害气体控制工程》,北京:化学工业出版社.2001[6]林肇信主编.《大气污染控制工程》,北京:高等教育出版社.1991实习地点进度计划表时间安排计划完成工作量指导教师检查意见备注周一查阅资料、工具书,比较方案;确定处理工艺流程并说明周二设计计算周三设计计算周四CAD绘图周五编写设计说明计算书周六~周日修改并装订设计说明书,参加答辩考核评语指导教师2015年月日答辩成绩系主任2015年月日教学院意见教学院长2015年月日除尘部分本设计采用电袋除尘。单一的静电或布袋除尘器均有其优缺点。静电除尘器的优点在于阻力小,对粗粒子的收尘效率较高,故障率小,维护简单。但是,由于其除尘机理造成的除尘性能不稳定,以及对高比电阻和超细粉尘的不适应性,在环保要求越来越严格的今天,已不能适应人们的要求。静电除尘器的除尘效率受到设计水平、锅炉运行状况、燃煤煤种、粉尘的物理化学性能等很多因素的影响。再加上我国燃煤电厂用煤品种多变,而且,在平时的运行维护上存在一定问题,导致了现役的静电除尘器大多都很难达到设计效率。袋式除尘器是一种高效的除尘器,其特点在于能够将排放稳定在一个较低的浓度上一般可以小于30,除尘效率高且稳定,不受粉尘性质的影响,能够达到新的大气排放标准,同时还有一定的脱硫能力。袋式除尘器的不足则表现为系统阻力较高,一般达到1500-2000Pa,这使得引风机的功率和能耗较大,同时,清灰装置复杂。而且滤袋的寿命有限,更换费用高。总体而言,袋式除尘器虽然除尘效率高,但一次性投资和后期维护费用均高。电袋复合除尘器是基于静电除尘和布袋除尘两种成熟的除尘理论而提出的一种新型的除尘技术。它结合了电除尘器和布袋除尘器的优点,除尘效率高,排放浓度可以低于10,既能满足新的环保标准,又能增加运行可靠性,降低电厂除尘成本。电袋复合除尘器按组合形式可分为三种前电后袋型、静电增强型和先进混合型。前电后袋式是指在前级安排静电除尘单元在后级安排布袋除尘单元,将二者有机的串连起来的除尘方式。烟气先经过前级电除尘,充分发挥其捕集中高浓度粉尘效率高和低阻力的优势,进入后级袋除尘时,不仅粉尘浓度大为降低,且前级的荷电效应又提高了粉尘在滤袋上的过滤特性,使滤袋的透气性能和清灰性能得到明显改善,使用寿命大大提高。静电增强型主要是利用粒子荷电后的过滤特性。这种结构下,集尘作用主要由滤袋来完成,静电场的作用主要是使粒子荷电。试验表明,荷电后的粒子在各种滤料上均体现出过滤性能的改善,主要表现为系统压力降低,滤袋的透气性能和清灰性能得到明显改善,由于滤袋清灰次数的减少,提高了使用寿命。先进混合型(AHPC)是将整个除尘器划分为若干各除尘单元,每个除尘单元均包含有静电除尘单元和布袋除尘单元,电除尘电极与滤袋交替排列,就好像是布袋除尘单元嵌入到静电除尘单元中一样。1.电除尘器的选型(1)电除尘器型号的确定电除尘器的种类繁多,通常有以下几种分类方法:按气体流向分立式电除尘器和卧式电除尘器;按清灰方式分干式电除尘器和湿式电除尘器和电除尘器;按使用温度分低温电除尘器、高温电除尘器和中温电除尘器;按沉尘极结构形式分管式电除尘器和板式电除尘器;按电极配置位置分单区式电除尘器和双区式电除尘器;按电极的大小分常规电除尘和宽间距电除尘器。卧式电除尘器的特点是可实现分电场供电,避免各电场间相互干扰,以利于提高除尘效率;便于分别回收不同成分、不同粒径的粉尘,达到分类富集的作用;容易做到气体沿电场断面均匀分布;由于粉尘下落方向与气体运动方向垂直,粉尘二次飞扬比立式电除尘器少;设备高度较低,安装、维护方便;适宜于负压操作,对风机使用寿命和劳动条件十分有利。板式电除尘器清灰效果好,制作、安装和维护检修比较方便容易。单区式电除尘器的特点是气体含尘尘粒荷电和积尘在同一区域进行,电晕极系统和沉尘极系统都装在这个区域内,在工业生产中已得到广泛应用;双区式电除尘器是气体含尘尘粒荷电和积尘在两个区域进行,它存在着尘粒若在前区未能荷电到后区就无法捕集。同极距在400mm以上的称为宽间距电除尘,它在本体结构上与常规电除尘没有根本区别。但由于间距的加大,供电机组电压的提高,有效电场强度大,板电流密度均匀,驱进速度提高,有利于净化高比电阻粉尘。因此,拟设计卧式、板式、单区式、无辅助电极的宽间距电除尘器。2.电场风速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,一般在不超过1.5m/s范围内。虽然从得意希效率公式来看,电场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,设计按电场风速的经验曲线确定,对于电炉,由于粉尘粒径很小,一般在3~11mμ之间,故不可取过高的电场风速,以免引起二次扬尘,故取0.09m/s。(一)除尘部分1、燃煤锅炉排烟量计算和烟尘、二氧化硫浓度计算(1)以1㎏煤为基准计算元素百分比摩尔量理论需氧量理论烟气量C7663.363.363.3H4401010O20.556-0.5560.556N10.7140S30.9380.9380.938W42.2202.22A10理论需氧量为:63.3+10-0.556+0.938=73.682mol理论空气量为:73.682×4.78=352.20mol理论空气体积为:352.20×22.4×10-3=7.89m3实际空气量为:352.20×1.15=405.03mol实际空气体积为:405.03×22.4×10-3=9.0727m3理论烟气量为:63.3+10+0.556+73.682*3.78+0.938+2.22=355.532mol理论烟气体积为:355.532×22.4×10-3=7.96m3实际烟气量为:7.96+0.15×9.0727*1.46=9.947m3/kg煤Q=Qs×设计煤耗量=9.947×20=198.94m3/h=0.05526m3/s标准状态下含尘浓度:C=dshAr/Vfg=10%×21%/9.0727=1.91×103mg/m3标准状态下SO2浓度:Cso2=2Sr×97%/Vfg=2×3%×97%/9.0727=5.28×103mg/m3(二)布袋除尘部分根据标准及电除尘部分效率,布袋除尘区要达到的效率为%4.98,采用外滤式,下端进气。(1)处理气体风量的计算要得到实际通过袋式除尘单元的气体量,并考虑一定的漏风量,一般情况下取漏风率为15%,则smKQQd/781.22894.19815.13(2)过滤风速的选择电袋复合除尘过滤风速可取1.2~2.0m/min,本次设计取2.0m/min.(3)过滤面积的确定a.过滤总面积根据通过除尘器的气量和选定的过滤风速按下式计算过滤总面积21SSSS1:滤袋工作部分的过滤面积,S2:滤袋清灰部分的过滤面积,取过滤面积的10%有效过滤面积211.29840.2602/94.19860mvQS总过滤面积S=3282.51m2b.单条滤袋过滤面积2065.71515..014.3mDLSdc.滤袋数目62.464065.7/51.3282/SdSn,约取500个。滤袋分双室,每室分两组,每组约125个,采用13×10错位排列,滤袋数为130个。滤袋间隙取70mm,组间间距取700mm。(4)布袋除尘区尺寸每组长度方向尺寸为m005.307.05.2115.010宽度方向尺寸为m015.407.05.2915.013其余与前面电场尺寸相同。(5)清灰部分设计采用脉冲喷吹清灰,持续时间为0.15s,周期为60s。取6个大气压喷吹,脉冲喷吹压缩空气量为min/56.160/60002.041305.130mTnvqv式中,n—滤袋总数,条T—脉冲周期,min,α—安全系数,取1.5V0—每条滤袋喷吹一次耗用的压缩空气量,(6)滤料的选择脉冲喷吹袋式除尘器是以压缩空气为动力,利用脉冲喷吹机构在瞬间释放压缩气流,并诱导数倍的二次气流高速射入滤袋,使滤袋急剧膨胀、震动变形而达到清灰目的。要求选用厚实、耐磨、抗张力强的滤料,优先考虑化纤针刺毡或压缩针刺毡。(7)滤袋的连接方式除尘器的滤袋、框架、文丘里喷嘴及花板的联接采用了弹簧涨圈式装置,安装和更换滤袋方便。滤袋从箱体上部安装和抽出。(8)滤袋的排列滤袋的排列有三角形排列和正方形排列。三角形排列占地面积小,但检修不方便,不利于空气流通,不常采用。正方形排列无上述弊端,较常采用。为了便于安装和检修,当滤袋较多时,可将滤袋分成若干组,最多可由6列组成一组。每组之间留有400mm宽的检修人行道,边排滤袋和壳体距离也留有100~200mm宽的检修人行道。(9)壳体脉冲袋式除尘器全部采用钢结构外壳。壳体基本可分为:框式构架、花板、顶梁、立柱、底梁、内部支撑网架、顶盖板、进出气口、下灰斗等,其相互连接形成一个完整的外壳,承受全部构件物的重量及外部附加载荷。其中包括灰重、楼梯平台重、风载、雪载、地震载荷等。顶梁、灰斗、进出气口均设有双层人孔门,既能方便进入内部安装和检修,又减少漏风。灰斗内设有阻流板以防含尘气流绕过滤袋直达出气口排出而降低收尘效率。为防止壳体侧向变形,承受侧向风载,增加壳体横向强度,在进出气口与侧板连接的立柱处安装有V字形支撑。顶梁与侧柱采用铰联接,解决了由于热膨胀而产十的应力集中问题。灰斗采用锥形。灰斗板壁与水平面夹角为60°~70°,目的是为了防止粉尘堆积。脉冲袋式除尘器的下部排灰选用螺旋输灰机。脉冲袋式除尘器本体由安装在底梁下的活动支座及固定支座支撑,以保证各支点在