環(huán)境工程大氣畢業(yè)設(shè)計火電廠鍋爐煙氣脫硫系統(tǒng)進(jìn)行初步設(shè)計說明

1、 .PAGE32 / NUMPAGES32環(huán)境工程大氣畢業(yè)設(shè)計_火電廠鍋爐煙氣脫硫系統(tǒng)進(jìn)行初步設(shè)計目 錄前言3第一章 設(shè)計說明書41 設(shè)計目的42 設(shè)計課題 43 設(shè)計原始資料44設(shè)計容和深度要求45 提交的設(shè)計成果56 參考文獻(xiàn)第二章 設(shè)計方案比較與相關(guān)選擇161煙氣脫硫工藝比較、選取確定的工藝16 2 針對設(shè)計要求與吸收塔本身性能特點，選取吸收設(shè)備3 吸收劑的選取4 除塵器裝置的比較與其選擇第三章 設(shè)計計算書141 煙氣量的計算142 粉塵和SO濃度的計算153 除塵系統(tǒng)的設(shè)計計算154 脫硫系統(tǒng)的設(shè)計計算185 煙囪的設(shè)計計算206 管道的設(shè)計計算22第四章 工程概算 25一 投資費用2

2、5二 運(yùn)行管理費用27參考文獻(xiàn)28心得體會 29 前言包圍 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2489.htm t _blank 地球的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/10696.htm t _blank 空氣稱為大氣。像 HYPERLINK :/baike.baidu /view/27863.htm t _blank 魚類生活在水中一樣，我們?nèi)祟惿钤诘厍虼髿獾牡撞?，并且一刻也離不開大氣。大氣為地球 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2413.htm t _blank 生命的繁衍，人類的發(fā)展，提供了理想的環(huán)境。

3、它的狀態(tài)和變化，時時處處影響到人類的活動與生存。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/90119.htm t _blank 大氣科學(xué)是研究大氣圈層的一門科學(xué)。它研究大氣的具體情況，包括組成大氣的成分、這些成分的分布和變化、大氣的結(jié)構(gòu)、大氣的基本性質(zhì)和主導(dǎo)狀態(tài)的運(yùn)動規(guī)律.大氣的運(yùn)動變化是由大氣中熱能的交換所引起的，熱能主要來源于 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2376.htm t _blank 太陽，熱能交換使得大氣的溫度有升有降?？諝獾倪\(yùn)動和氣壓系統(tǒng)的變化活動，使地球陸之間、南北之間、地面和高空之間的能量和物質(zhì)不斷交換，生成復(fù)雜的氣象變化和

4、氣候變化。大氣科學(xué)將從氣壓的變化、氣壓分布不均形成的氣壓場和氣壓系統(tǒng)、各層大氣中空氣運(yùn)動的各種情況、風(fēng)的現(xiàn)象和性質(zhì)等方面，深入研究大氣中各種環(huán)流系統(tǒng)、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/39283.htm t _blank 天氣系統(tǒng)，以與基于 HYPERLINK :/baike.baidu /view/33328.htm t _blank 流體力學(xué)、熱力學(xué)研究 HYPERLINK :/baike.baidu /view/381605.htm t _blank 大氣運(yùn)動的本質(zhì)和現(xiàn)象。天氣，從現(xiàn)象上來講，絕大部分是大氣中水分變化的結(jié)果。在 HYPERLINK :/baik

5、e.baidu /view/287541.htm t _blank 太陽輻射、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1012916.htm t _blank 下墊面強(qiáng)迫作用和 HYPERLINK :/baike.baidu /view/38408.htm t _blank 大氣環(huán)流的共同作用下，形成的天氣的長期綜合情況稱為氣候。大氣科學(xué)將研究氣候的成因，不同區(qū)域的氣候狀況，氣候變遷以與 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2749357.htm t _blank 人類活動對氣候的影響等問題。 HYPERLINK :/baike.baidu /vi

6、ew/42413.htm t _blank 大氣污染對大氣物理狀態(tài)的影響，主要是引起氣候的異常變化。這種變化有時是很明顯的，有時則以漸漸變化的形式發(fā)生，為一般人所難以覺察，但任其發(fā)展，后果有可能非常嚴(yán)重。大氣是在不斷變化著的，其自然的變化進(jìn)程相當(dāng)緩慢，而人類活動造成的變化禍在燃眉，已引起世界圍的殷切關(guān)注，世界各地都已動員了大量人力、物力，進(jìn)行研究、防、治理?？刂拼髿馕廴?，保護(hù)環(huán)境，已成為當(dāng)代人類一項重要事業(yè)。據(jù)環(huán)?？偩纸榻B，在未來相當(dāng)長的時期，我國以煤炭為主的能源格局不會改變，煤炭消耗量將將持續(xù)增長。我國發(fā)電裝機(jī)容量中火電裝機(jī)容量占74%以上，火電機(jī)組又以燃煤機(jī)組為主，是大氣污染物的主要來源之

7、一。中國環(huán)境科學(xué)研究院和清華大學(xué)等單位的研究結(jié)果表明，酸雨污染給我國造成的損失每年超過1100億元。燃煤鍋爐煙氣是氣體和煙塵的混合物，是城市大氣污染的主要原因。煙氣的成分很復(fù)雜，氣體中包括SO2 、CO、CO2、氮氧化物以與碳?xì)浠衔锏取焿m包括燃料的灰分、煤粒、油滴以與高溫裂解產(chǎn)物等。因此煙氣對環(huán)境的污染是多種毒物的復(fù)合污染本次畢業(yè)設(shè)計是對火電廠鍋爐煙氣脫硫系統(tǒng)進(jìn)行初步設(shè)計。是為了進(jìn)一步消化和鞏固本課程所學(xué)容，并使所學(xué)的知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)理論知識進(jìn)行凈化系統(tǒng)設(shè)計的初步能力。通過設(shè)計，了解工程設(shè)計的容，方法與步驟，培養(yǎng)學(xué)生確定大氣污染控制系統(tǒng)的設(shè)計方案、進(jìn)行設(shè)計計算、繪制工程圖、使用技術(shù)

8、資料、編寫設(shè)計說明書的能力。補(bǔ)充：摘要與英文翻譯1.設(shè)計任務(wù)書1.1設(shè)計課題火電廠燃煤鍋爐煙氣脫硫除塵系統(tǒng)初步設(shè)計。1.2設(shè)計原始資料（1）設(shè)計參數(shù) 設(shè)計燃煤量35t/h，空氣過剩系數(shù)1.3。額定蒸發(fā)量為75t/h，煤的成分見表1-1。應(yīng)用基低位發(fā)熱量為20350kJ/kg。表1-1 煤的組成成分CHONSAWV比例/%52.573.257.891.010.8326.817.6424.74（2）煙氣性質(zhì)最大煙氣量180000m3/h，排煙溫度150，灰飛率80%，煙氣最大含塵量15g/m3，煙氣露點溫度100，煙氣壓力約3000Pa。（3）煙塵性質(zhì)灰塵的成分、粒徑分布見表1-2和表1-3。 表

9、1-2 灰塵成分 單位：%SiO2Al2O3Fe2O3MgOCaOK2ONa2OP2O5TiO2SO349.7141.272.920.593.350.180.080.241.120.54表1-3 粉塵粒徑分布灰塵粒度/m55101020203030474760607474分布/%6.413.922.915.316.46.45.313.4（4）氣象條件年平均大氣壓101.27kPa，最低溫度平均值1.9，最高溫度平均值36.3，冬季室外風(fēng)速平均值2.4m/s，夏季室外風(fēng)速平均值1.8m/s，海拔高度6.6m。（5）排放標(biāo)準(zhǔn)要求滿足GB13223-2003火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)第3時段排放標(biāo)準(zhǔn)，

10、煙塵排放濃度15104002010096163151000.05309999969.53.8袋式除塵器084.2濕式自激式洗滌器0.0510010040080100010093402.72.1高壓噴霧洗滌器1040010096752.61.52.1.2.3 除塵器的方案的確定 在本設(shè)計中采用靜電除塵器，它運(yùn)行維護(hù)方便，造價和運(yùn)行費用都較低，并且煙氣中的水蒸汽對電除塵器運(yùn)行是有利的；而且增濕可以降低粉塵比電阻，提高除塵效率，在正常情況下水蒸汽不會引起極板的腐蝕。因而，選擇靜電除塵器作為除塵設(shè)備2.2 脫硫工藝的選擇與確定2.2.1 常見脫硫工藝當(dāng)前應(yīng)用的煙氣脫硫方法大致

11、有三類：干法脫硫、半干法脫硫和濕法脫硫。三種脫硫技術(shù)綜合對比如下表：干法半干法濕法環(huán)境性能一般一般好工藝流程簡易情況簡單較簡單吸收劑制備要求較高，流程較復(fù)雜工藝技術(shù)指標(biāo)脫硫率可達(dá)90%以上，并可除一部分氮脫硫率80%，鈣硫比1.5，利用率50%脫硫率95%，鈣硫比1.1，利用率90%吸收劑獲得一般較易容易脫硫副產(chǎn)品副產(chǎn)品為硫氨和硝氨混合物，含氮量20%以上，可用做氮肥或復(fù)料脫硫渣為煙塵、CaSO、CaSO、Ca(OH)的混合物，目前尚不能利用脫硫渣為CaSO與少量煙塵，可綜合利用或送堆渣場堆放技術(shù)成熟度國已工業(yè)示商業(yè)化商業(yè)化對鍋爐、除塵器與的影響脫硫工藝在除塵器之前，對除塵器的運(yùn)行有較大的影響

12、脫硫工藝在除塵器之前，對除塵器的運(yùn)行有較大的影響脫硫工藝在除塵器后面，對鍋爐燃燒和除塵系統(tǒng)基本沒有影響FGD占電廠總投資的比例1015%812%1319%脫硫成本（元/噸）14001600900120010001400占地面積小中大根據(jù)上表對比可知，濕法煙氣脫硫不斷技術(shù)成熟，運(yùn)行可靠性高，而且成本也不高，并且不影響除塵系統(tǒng)的運(yùn)行；另外根據(jù)電廠相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，本設(shè)計決定選用目前應(yīng)用最廣泛濕法煙氣脫技術(shù)。2.2.2 工藝比較2.2.3 方案確定在濕法煙氣脫硫技術(shù)中，常用的方法有石灰石/石灰法脫硫、循環(huán)流化床脫硫等= 1 * GB3 * MERGEFORMAT 石灰石/石灰濕法脫硫此技術(shù)的優(yōu)點為技術(shù)成

13、熟，是世界上最成熟的脫硫技術(shù)之一，已廣泛應(yīng)用于世界各地；鈣硫摩爾比較低，一般在1.051.10；脫硫效率高，一般可達(dá)95%以上；脫硫劑利用率高，一般大于90%；煙氣處理量大，特別適合大機(jī)組；煤種適應(yīng)性強(qiáng)，低、中、高硫煤均可，對高硫煤優(yōu)勢突出；脫硫產(chǎn)物石膏可作為建筑等材料。此技術(shù)的缺點為投資費用高；運(yùn)行費用較高；占地面積大；電耗較高，；脫硫塔構(gòu)件易發(fā)生腐蝕；塔底部的持液槽易結(jié)垢、堵塞與腐蝕；耗水量相對較大；排出廢水需要處理；對石灰石/石灰顆粒的粒徑要求比較嚴(yán)格；凈化后的煙氣會對尾部煙道與煙囪產(chǎn)生腐蝕；脫硫成本相對較高；系統(tǒng)管理操作復(fù)雜。石灰石/石灰濕法是當(dāng)今世界最成熟、使用最為廣泛的煙氣脫硫技術(shù)

14、。除塵后的鍋爐煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)增壓，通過氣氣熱交換器交換熱量降溫后從底部進(jìn)入脫硫塔，與石灰石漿液發(fā)生反應(yīng)，除去煙氣中的SO2。凈化后的煙氣經(jīng)除霧器除去煙氣中攜帶的液滴，通過氣氣熱交換器升溫后從煙囪排出。反應(yīng)生成物CaSO3進(jìn)入脫硫塔底部的漿液池，被通過增氧風(fēng)機(jī)鼓入的空氣強(qiáng)制氧化，生成CaSO4，繼而生成石膏。為了使生成的石膏不斷排出，新鮮的石灰石/石灰漿液需連續(xù)補(bǔ)充，才能得到純度較高的石膏。 = 2 * GB3煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù) 鍋爐排出的未經(jīng)除塵或經(jīng)除塵后的煙氣從脫硫塔底部進(jìn)入，脫硫塔下部為一文丘利管，煙氣在喉部得到加速，在漸擴(kuò)段與加入的消石灰粉和噴入的霧化水劇烈混合，Ca(OH)2和煙氣

15、中的SO2、SO、HCl和HF等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成CaSO3、CaSO4、CaCl2、CaF2等。同時煙氣中有CO2存在，還會消耗一部分Ca(OH)2生成CaCO3。凈化后的煙氣在脫硫塔出口煙塵質(zhì)量濃度高達(dá)1000 g/m3，進(jìn)入除塵器前先經(jīng)過一個百葉窗式分離器，該百葉窗式分離器的除塵效率為50%左右。經(jīng)靜電除塵后的煙氣溫度在7075 ，不必再熱，可直接從煙囪排出。從百葉窗分離器與靜電除塵器下部捕集的干灰，一部分送回循環(huán)脫硫塔的再循環(huán)灰入口，另一部分送至灰?guī)臁?此技術(shù)優(yōu)點初投資較低；運(yùn)行費用較低；鈣硫摩爾比較?。?.21.5）；脫硫效率高，可達(dá)90%以上；系統(tǒng)電耗??；占地面積較少；適于各種含硫

16、煤種；工藝成熟，流程簡單，系統(tǒng)設(shè)備少，不需專職人員進(jìn)行操作和維護(hù)；系統(tǒng)可靠性高；能同時有效脫除氯化物和氟化物等有害氣體；此技術(shù)缺點對石灰品質(zhì)和顆粒粒徑要求高；脫硫系統(tǒng)對除塵器除塵效率有一定影響；生成的CaSO3比CaSO4多，CaSO3需經(jīng)處理才可成為CaSO4，副產(chǎn)品不能利用。 2.3 吸收裝置選擇2.3.1吸收塔的選擇原則：脫硫吸收塔的選擇原則, 主要是看其液氣接觸條件、設(shè)備阻力以與吸收液循 環(huán)量2.3.2常用的吸收塔設(shè)備類型與特點吸收設(shè)備的類型裝置示意圖工作過程工藝特點噴淋吸收塔石灰石漿液通過霧化噴嘴形成霧滴，均勻地噴淋于塔中；進(jìn)入吸收塔的煙氣與自由移動的液滴緊密接觸(一般是以逆流方式布

17、置，且不設(shè)氣流限制裝置)；凈化后的煙氣所攜帶的液態(tài)霧滴由除霧器捕獲。噴淋塔優(yōu)點是塔構(gòu)件少，故結(jié)垢可能性小，壓力損失也小。逆流運(yùn)行有利于煙氣與吸收液充分接觸，但阻力損失比順流大填料塔填料塔操作時，液體自塔上部進(jìn)入，通過液體分布器均勻噴灑于塔截面上。在填料層，液體沿填料表面自動分散呈膜狀流下。氣體自塔下部進(jìn)入，通過填料縫隙自由空間，從塔上部排出。與板式塔相比，填料塔的基本特點是結(jié)構(gòu)簡單、壓降低、填料可用耐腐蝕材料制造。板式塔板式塔正常工作時，液體在重力作用下自上而下橫向通過各層塔板后由塔底排出；氣體在壓差推動下，經(jīng)均布在塔板上的開孔由下而上穿過各層塔板后由塔頂排出。板式塔的空塔速度較高，因而生產(chǎn)能

18、力較大，塔板效率穩(wěn)定，操作彈性大，且造價低，檢修、清洗方便文丘里洗滌器氣體進(jìn)入擴(kuò)散管后，流速增大。洗滌液通過喉管的噴嘴進(jìn)入，液滴被高速氣流霧化和加速，由于液滴與粒子之間慣性碰撞，使微細(xì)塵粒被捕集。在擴(kuò)散管中使塵粒凝聚，形成直徑較大的含塵液滴而隨水排出。是一種高效濕式洗滌器，常用于高溫?zé)煔饨禍睾统龎m。由于高速氣流要加速和霧化液滴，因此壓降較大，一般為3000-9000Pa，甚至更高。噴射鼓泡吸收塔煙氣通過噴射器直接噴散到洗滌液中，經(jīng)處理后的煙氣經(jīng)過升氣管進(jìn)入上層的混氣室，然后經(jīng)除霧器后由煙囪排出。取消了復(fù)雜的漿液再循環(huán)系統(tǒng)，簡化了工藝過程，也降低了能耗，因而使基建投資和運(yùn)行費用都有所減少。該工藝

19、另一個重要特點是低pH低（3.5-4.5），而一般的FGD工藝pH為5-72.3.3脫硫吸收設(shè)備的性能比較 脫硫吸收器對比表 吸收器 類型持液量逆流接觸防堵性能操作彈性設(shè)備阻力除塵性能噴淋塔 低 是 中 較好 低 差填料塔 高 是 差 較好 中 中鑿球塔 中 是 好 中 中 較好篩板塔 中 是 中 中 中 較好旋流板塔 高 是 好 好 低 好2.3.4 脫硫吸收設(shè)備的比較與選擇 由以上對比，可知：物料系統(tǒng)易起泡沫；高粘性物料；具有腐蝕性的介質(zhì)宜用填料塔；有懸浮固體和殘渣的物料，或易結(jié)垢的物料，宜用板式塔孔徑篩板塔、十字架型浮閥和泡罩塔等；對于處理過程中有熱量放出或須加入熱量的系統(tǒng)；當(dāng)初系統(tǒng)的液

20、氣比L/G小時，宜采用板式塔。 最終選擇填料塔，作為脫硫吸收設(shè)備2.4 吸收劑的選取2.4.1濕法脫硫吸收劑的選擇原則吸收能力好，選擇性能好揮發(fā)性低，無毒，不易燃燒，化學(xué)穩(wěn)定性好，凝固點低，不發(fā)泡，易再生，粘度小，比熱小不腐蝕或腐蝕小，以減少設(shè)備投資或維護(hù)費用來源豐富，容易得到，價格便宜便于處理和操作，不易產(chǎn)生二次污染2.4.2 常見吸收劑經(jīng)過長期的生產(chǎn)實踐，目前選用作為鐵水脫硫劑的主要是Ca、Mg、Na等元素的單質(zhì)或化合物，常用的脫硫劑主要有：Ca系：電石粉（CaC2）、石灰（CaO）、石灰石（CaCO3）等Mg系：金屬Mg粉Na系：打（Na2CO3）2.4.3 常見的吸收劑性能比較2.4.

21、3.1 CaC2脫硫有如下特點：1)在高碳系鐵水中，CaC2分解出的Ca離子與鐵水中的硫有極強(qiáng)的親和力。因此CaC2有很強(qiáng)的脫硫能力，在一定的鐵水條件下，用CaC2脫硫，脫硫反應(yīng)的平衡常數(shù)可達(dá)6.9105，反應(yīng)達(dá)到平衡時，鐵水中硫含量可達(dá)4.910-7。2)用CaC2脫硫，其脫硫反應(yīng)是放熱反應(yīng)，有利于減少鐵水的溫降。2.4.3.2 脫硫有如下特點：1)在高C和一定含硅量的鐵水中，有較強(qiáng)的脫硫能力，在1350時，用脫硫，反應(yīng)達(dá)平衡時，鐵水中硫含量可達(dá)，比的脫硫能力要弱得多。2)脫硫渣為固體渣，扒渣方便，對鐵水缶、混鐵車侵蝕較小，但用量較大，故形成的渣量也大，鐵損也較高，鐵水溫降也較大。3)石灰粉

22、資源廣、價格低、易加工，使用安全。2.4.3.3鎂粉脫硫有如下特點：1)Mg有很強(qiáng)的鐵水脫硫能力，13500C時，用Mg粉脫硫，反應(yīng)的平衡常數(shù)為3.17105，反應(yīng)達(dá)到平衡時，鐵水中含硫量可達(dá)l.610-7，大大高于Ca0的脫硫能力。2)Mg的沸點為ll070C，Mg加入鐵水后，變成Mg蒸氣，形成氣泡，使Mg的脫硫反應(yīng)在氣液相界面上進(jìn)行，另外由于金屬Mg變成Mg蒸氣使得反應(yīng)區(qū)附近的流體攪拌良好，大大增強(qiáng)Mg的脫硫效果。3)Mg在鐵水中有一定的溶解度，鐵水經(jīng)過Mg飽和后能防止回硫，這部份飽和的Mg在鐵水處理后的運(yùn)送過程中仍能起到脫硫作用。2.4.4 吸收劑的確定由實踐證明石灰是煙氣脫硫較為理想的

23、吸收劑，而且工業(yè)上常常選取石灰或石灰石做為吸收SO2的吸收劑。故此次設(shè)計選用石灰石（石灰）做為吸收劑2.5 石灰石/石灰法的吸收機(jī)理石灰石的溶解過程：吸收過程： 反應(yīng)產(chǎn)物的氧化：結(jié)晶生成石膏：2.6 填料塔填料的選擇確定設(shè)計填料塔的填料類型選用505045規(guī)格，瓷拉西環(huán)填料（亂堆）；填料參數(shù)=50，3. 設(shè)計計算書3.1.煙氣量的計算以1Kg煤燃燒為基礎(chǔ)，則（以質(zhì)量計）重量/g摩爾數(shù)/mol需氧量/molC52.57525.7 43.81 43.81H3.25 32.5 16.25 8.125 O7.89 78.9 2.47 - 2.47S0.838.30.26 0.26N1.01 10.1

24、5.05水分（W）7.64 76.44.24揮發(fā)分(V)24.74 247.4 / /灰分（A）26.81 268.1 / / 假定干空氣中氮氧的摩爾比（體積比）為3.78，則1kg樣煤完全燃燒所需的理論空氣量為49.725（3.78+1）=237.6855 mol/Kg煤實際空氣量為：237.68551.3=308.99mol/Kg煤理論情況下煙氣的組成（單位：mol）COHOSON 43.814.24+8.125=12.365 0.265.05+49.7253.78=193.21理論煙氣量為:43.81+12.365+0.26+193.21=249.645mol/Kg煤實際煙氣量為：249

25、.645+237.6855（1.3-1）=320.9506mol/Kg煤所以燃燒1Kg煤，產(chǎn)生煙氣體積為：320.9506=7.189m/ Kg由PV=nRT知,在煙氣溫度為150時，實際煙氣體積為：V =(150+273.130)/273.137.189=11.14m/ Kg， 由于鍋爐耗煤量為35t/h;所以標(biāo)準(zhǔn)狀況下的煙氣流量為7.18935000=251615m3/h=69.89 m3/s 實際情況下的煙氣流量為11.1435000=389900m3/h;3.2 煙塵和SO濃度的計算在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，由于飛灰率為80%，則煙塵濃度為：= 29834mg/m；SO濃度為：=2314.65 m

26、g/m在煙氣溫度為150時，由于飛灰率為80%，則煙塵濃度為：= 19253.1mg/m33.3 除塵系統(tǒng)的設(shè)計計算3.3.1.除塵效率概算粉塵經(jīng)除塵器后進(jìn)入脫硫系統(tǒng)，由于脫硫系統(tǒng)還有50%的除塵率，故除塵器的除塵效率可由下式計算：C（1-）（1-50%）50 即29834（1-）（1-50%）50 得99.66%設(shè)計除塵效率為99.7%,則除塵器出口粉塵濃度：29834(1-99.7%)=89.5mg/m煙囪出口處粉塵濃度為：89.5(1-50%)=44.75mg/m3.3.2靜電除塵器的設(shè)計計算3.3.2.1確定主要部件的結(jié)構(gòu)型式靜電除塵器的主要部件是電暈極線和收塵極板。本設(shè)計中電暈線采用

27、芒刺線， 集塵板采用管式極板， 3.3.2.2確定電場風(fēng)速本設(shè)計中,選用靜電除塵器凈化鍋爐飛灰, 采用經(jīng)驗法取電場風(fēng)速為1.15m/s。3.3.2.3確定粉塵的驅(qū)進(jìn)速度本設(shè)計中的粉塵為鍋爐灰塵，采用經(jīng)驗法取有效驅(qū)進(jìn)速度為0.12m/s。3.3.2.4計算電場斷面積電場斷面積是指靜電除塵器垂直于氣流方向的有效斷面積。計算式如下：式中：F電除塵器電場的有效斷面積，m; Q通過電除塵器的煙氣量，;此處為251615m3/h;合69.89 V煙氣通過電場的風(fēng)速，m/s所以F=69.89/1.15=60.77m 取電場的有效斷面積為61 m對管式靜電除塵器而言，其電場斷面為圓形，其中高略大于寬 （一般高

28、寬比為11.3），確定高、寬中的一個值即可確定電場的高（H）與寬（B）。根據(jù)上面計算確定電場的高為9m，寬為7m。3.3.2.5計算集塵極板總面積由多依奇公式可知，當(dāng)已知煙氣處理量Q、有效驅(qū)進(jìn)速度和設(shè)計所要求的除塵效率，便可確定所需的收塵極板面積A，本設(shè)計中取e=0.12 m/sA= =3378取收塵極板面積為3380m。應(yīng)考慮各種參數(shù)的準(zhǔn)確性和電除塵器結(jié)構(gòu)等方面的影響，應(yīng)將極板面積適當(dāng)增加一定的余量，一般按5考慮。則A=A（1+5）=35493.3.2.6比集塵面積=50.78m23.3.2.7電場數(shù)n的確定先計算收塵極與放電極的間距和排數(shù)收塵極的排數(shù)可以根據(jù)電場斷面寬度和收塵極的間距確定：

29、式中：n收塵極排數(shù)； B電場斷面寬度，根據(jù)前面計算為7m；收塵極板間距(2b)，根據(jù)經(jīng)驗多取2b=400mm.所以 收塵級的排數(shù) n=7/0.4+1=17.5,取18則放電極的排數(shù)為n-1=17排. 通道數(shù)（每兩個集塵極之間為一個通道）n-1=17個再算電除塵器的電場總長度L為：L=3549/（2179）=11.60m，取電場總長度為12m. 于是電場個數(shù)為n=L/l=12/4=3(單一電場長度通常選取l=34m）3.3.2.8電場高度h=5.5 m2,圓整后取h=6 m3.3.2.9同極距（2s）的確定本設(shè)計寬間距電除塵器，加寬極間距可以提高兩極的工作電壓，粉塵的驅(qū)進(jìn)速度也相應(yīng)提高且電除塵器

30、電極的安裝和維修方便，在處理一樣煙氣量和達(dá)到一樣集塵效率條件下，所需的集塵面積也少。故，本次設(shè)計采用400的同極距。3.3.2.10電場斷面F=61.56 m2實際風(fēng)速=1.14m/s3.3.2.11選型結(jié)果如下表所示選型結(jié)果序號名稱單 位數(shù)量序號名稱單位數(shù)量 1型號CDPK20/2 7除塵效率99.7% 2 數(shù)量 個1 8有效驅(qū)進(jìn)速度12 3處理煙氣量251615 9集塵極面積3549 4煙氣溫度150 10比集塵面積50.78 5電場風(fēng)速1.14 11電場數(shù)個 3 6截面積61.56 12電場長度123.3.2.12每個電場的有效長度=5.48m根據(jù)所選陽極板看,板寬為480 ，則電場長度

31、方向需要的陽極板數(shù)為：=11.41 圓整后取n=12故需要的板的塊數(shù)為12塊，則電場的有效長度為：L=48012=5760mm3.3.2.13 灰斗的設(shè)計計算采用四棱臺狀（角錐形）灰斗,斗壁傾角為60,灰斗出料口的尺寸由排灰量大小確定,排灰量由式 G=3QC/n 計算: 式中,系數(shù)3是考慮排灰能力增大倍數(shù), n是沿寬度方向上的灰斗數(shù)。 所以G=1.04Kg/s=3.7t/h角錐形灰斗排灰量灰斗下口寬B/mm300300350350400400500500排灰量/t203550100根據(jù)上表可以確定灰斗的下口寬為300mm300mm,灰斗的高度為:式中：B靜電除塵器壁寬，mm B灰斗下口寬度，m

32、m所以=2771.2mm 設(shè)計灰斗高度為2772mm。3.4.脫硫系統(tǒng)的設(shè)計計算3.4.1 脫硫效率概算 由SO初始濃度（C=2314.65 mg/m）和排放要求(400 mg/m)計算脫硫效率為：1- C / C=1-400/2314.65=82.72% 設(shè)計脫硫效率為83%,則SO出塔濃度為2314.65(1-83%)=393.49 mg/ m33.4.2吸收劑用量的計算SO的吸收量為（2314.65 -393.49）mg/ m3251615 m3/h=483392.7103mg/h=483.4Kg/hSO與吸收劑（CaCO）發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下：SO+ CaCO+2HO CaSO2HO+C

33、O則CaCO用量為483.4Kg/h=755.31Kg/h石灰石顆粒（含量為93%）經(jīng)球磨機(jī)磨成粉末后，制成石灰石漿液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%）。則整個過程中石灰石顆粒用量為755.31/93%=812.16Kg/h； 溶質(zhì)水的用量為755.31=3021.24 Kg/h；設(shè)計石灰石供給量為815Kg/h；水的供給量為3024 Kg/h。3.5 填料塔的設(shè)計計算3.5.1確定吸收劑的用量CG1=-3 =0.036 mol/m3CG2=-3=0.00625mol/m3Lsmin CB2=251615(0.036-0.00625)=7485.5mol/h又知石灰石中不是百分之百都還有，還還有一部份雜質(zhì)，

34、本設(shè)計選用含有約83的石灰石，則理論需要量為：7485.5MCaCO383=621.3kg/h實際用量一般為理論用量的（1.83）倍，為減少結(jié)垢，在循環(huán)槽加入己二酸，加入量為2kg/t(石灰石)，則實際石灰石的用量為1118.3 kg/h1863.9kg/h；加入己二酸的量為：1.73kg/h2.89kg/h3.5.2填料塔塔徑計算填料塔的塔徑可按下式計算：式中 Q處理煙起量，一般由吸收任務(wù)給定，；混合氣體的空塔氣速，即按空塔截面積計算的混合氣體線速度，m/s，其中填料塔的空塔氣速一般為0.31.5m/s，針對本設(shè)計選用3.5m/s作為需要設(shè)計的填料塔中的空塔氣速。將已知條件代入（27）式中，

35、可得該填料塔塔徑：,實際工程中取4.8米3.5.3確定填料塔的吸收系數(shù)吸收液 排氣yG2吸收塔yG1=0.8110-3=0.08%PG1=0.08101325=81.7payG2=0.0062522.410-3=0.014 yG1混合氣PG2=0.014101325=14.18pa石灰石吸收SO2的氣速宜在1.62.5m/s圍，液氣比在0.88.2l/m3當(dāng)氣速為2.5m/s，液氣比為1.42l/m3時，傳質(zhì)阻力受氣膜控制3.5.3填料塔的橫截面的面積=17.3m23.5.4任一截面上的氣體質(zhì)量流率GG=649.3Kmol/(m)3.5.5填料層的高度H：=8.8m圓整后，填料層高度取H=9m

36、3.6.煙囪的設(shè)計計算3.6.1煙囪徑的計算為了利于煙氣抬升,煙氣出口流速不宜過低,一般宜在2030m/s。本設(shè)計中取煙氣出口流速=20 m/s。則煙囪出口徑=2.11m取煙囪出口徑為2.11m，反算=20.10m/s3.6.2煙氣抬升高度的計算由當(dāng)?shù)卮髿鈼l件為中性D類，可采用霍蘭德公式計算煙氣抬升高度：= 式中：煙囪出口處平均風(fēng)速，此處近似取年平均風(fēng)速2.2m/s；煙囪出口處煙氣溫度，此處取433K(160)；環(huán)境大氣溫度,此處取年平均氣溫288.6。所以 =6.85m3.6.3 煙囪高度的計算由計算式 式中 Q源強(qiáng)，SO源強(qiáng)為89.5251615/3600 =6255.4mg/s； 粉塵源

37、強(qiáng)為44.75251615/3600 =3127.7mg/s國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的SO和粉塵濃度限值，此處取二級標(biāo)準(zhǔn),分別為0.5mg/m(小時標(biāo)準(zhǔn))和0.3mg/m(日標(biāo)準(zhǔn));環(huán)境中SO和粉塵本底濃度,分別為0.30 mg/m (小時均值) 和0.225 mg/m(日均值)；常數(shù)，一般取0.51，此處取1。所以 -6.85=50.87m-6.85=59.80m 設(shè)計煙囪高度為60m。3.7 管道的設(shè)計計算管道壓力損失計算的目的是確定管道斷面尺寸和系統(tǒng)的壓力損失，并由總風(fēng)量和總壓力損失選擇適當(dāng)?shù)娘L(fēng)機(jī)和電機(jī)。又由于該工程所處理的是鍋爐中所產(chǎn)生的含塵煙氣，且設(shè)該通風(fēng)管道為截面為圓形的除塵風(fēng)管。因此根據(jù)除塵

38、技術(shù)手冊中表9-1可知煙氣在除塵管道中的分布為：垂直管-14m/s;水平管16m/s3.7.1 壓力損失計算整個除塵系統(tǒng)采用鋼板管道(粗糙度k=0.15mm)。除塵系統(tǒng)管道圖如下：通風(fēng)管道設(shè)計計算的目的，是根據(jù)生產(chǎn)工藝的特點與管道配置，確定系統(tǒng)的總抽風(fēng)量、管道尺寸與系統(tǒng)的總阻力，然后選擇相匹配的風(fēng)機(jī)。（1）凈化系統(tǒng)的管段直徑按下式計算： （1）式中：D管道直徑，m；Q通過除塵管道的氣體量，m/h；凈化系統(tǒng)管道風(fēng)速，m/s。（2）管道摩擦阻力損失的計算：對干凈氣體： （2）對含塵氣體： （3）式中：直管道的摩擦阻力，Pa；摩擦阻力系數(shù)；L直管道的長度，m；D直管道的直徑，m；管道氣體的流速，m/

39、s；管道氣體的密度，kg/m；管道粉塵的流速，m/s；c含塵氣體質(zhì)量濃度，kg/m。由于/接近1，且c通常很小，所以可以近似用干凈氣體阻力計算式 ，計算含塵氣體。（3）局部壓力損失計算管道的氣流經(jīng)異形管件時所造成的局部壓力損失，可按下式計算： （4）式中：異形管件的局部阻力系數(shù)；管道氣體的流速，m/s；管道氣體的密度，kg/m；A、管段：據(jù)Q1=251615m/h，取v=16m/s，且設(shè)水平管段每段管長為10m。對于垂直管段，根據(jù)實際情況設(shè)計此段管長為5m。由于垂直管道的要求最小流速比水平管道流速大，因此對于同一條管段而言，滿足水平流速的管徑也滿足垂直流速。將已知條件代入（28）式，可得管道直

40、徑：則取D1=2400mm, 由于該管段輸送的煙氣溫度很高，其通風(fēng)管道一般選用可耐高溫的鋼管，根據(jù)通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格,可知該管道的壁厚為2.0mm。查除塵風(fēng)道計算表：得出，實際風(fēng)速為18m/s，由于煙氣的溫度為150，因此時煙氣的密度為0.789，則動壓為=127.8Pa。則管道摩擦壓力損失各管件局部壓力損失系數(shù)（查手冊）為:彎頭, 一個，；進(jìn)口；鍋爐的壓力損失為650 Pa。局部壓力損失：B、管段：Q2=28828.1m/h，取v=16m/s，設(shè)水平管段管長為2m。將已知條件代入（28）式，可得管道直徑：則取D2=800，根據(jù)通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格,可知該管道的壁厚為2.0mm。查除塵風(fēng)道計算表：得

41、出，實際風(fēng)速為16.1m/s，由于煙氣的溫度為120，因此此時煙氣的密度為0.869,動壓為112.6Pa。則管道摩擦壓力損失各管件局部壓力損失系數(shù)（查手冊）為:出口，；進(jìn)口，；該靜電除塵器壓力損失為400 Pa；局部壓力損失： C、管段：Q3=23693.3m/h，取v=16m/s，且設(shè)水平管段長10m。對于垂直管段，從脫硫設(shè)備中導(dǎo)出來的垂直管段為5m將已知條件代入（28）式，可得管道直徑：則取D4=730，根據(jù)通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格,可知該管道的壁厚為2mm。查除塵風(fēng)道計算表：得出，實際風(fēng)速為15.1m/s，由于煙氣的溫度為50，因此此時煙氣的密度為1.168,動壓為125.5Pa。則管道壓力損

42、失該管段局部壓損主要為換再器和脫硫塔的壓力損失。硫塔的壓力損失為560Pa局部壓力損失： D、煙囪的阻力損失由于煙囪的出口直徑2110mm，煙囪中煙氣的流速為25.5m/s，煙囪高度60m。設(shè)計煙囪的進(jìn)口直徑2320mm，則煙氣的流速為14.3m/s因為Q=251615m3/h，取煙囪煙氣平均流速為19.9m/s，查“計算表”得=0.021，動壓191.7Pa可知煙氣在煙囪的沿程阻力損失為：各管件局部壓力損失系數(shù)（查手冊）為:風(fēng)帽，。局部壓力損失： E、除塵系統(tǒng)總壓力損失： 把上述結(jié)果填入表中：表10 管道計算表編號流量Q管長L（m）管徑d流速v動壓摩擦壓損局部阻損局部壓損管道總壓損28354

43、1580019.80.018598.427.31.75852.2950.628828.11580016.10.0183112.631.21.55568.9681.525893.91077016.00.0187125.5164.50560685.525893.94460019.90.021191.7177.11.2230421.7其中:流速:m/s；流量: m/h ；管長、管徑:m；動壓、摩擦壓損、局部壓損、管段壓損累計:Pa3.7.2 選擇風(fēng)機(jī)和電機(jī)選擇通風(fēng)機(jī)的計算風(fēng)量：式中：Q管道計算的總風(fēng)量，m/hK考慮系統(tǒng)漏風(fēng)所附加的安全系數(shù)。除塵管道取0.10.15，此計算取0.12，一般管道取0.1

44、。 除塵管道：=2516151.12=281808.8m/h 脫硫管道：=2516151.1=276776.5m/h選擇通風(fēng)機(jī)的計算風(fēng)壓：式中：管道計算的總壓力損失，Pa；K考慮管道計算誤差與系統(tǒng)漏風(fēng)等因素所采用的安全系數(shù)。除塵管道取0.150.2，此計算取0.2；一般管道取0.10.15，脫硫管道取0.12。 除塵管道：=604.61.2=725.5Pa 脫硫管道：=2982.11.12=3340.0Pa根據(jù)上述風(fēng)量和風(fēng)壓，在鍋爐風(fēng)機(jī)樣本上分別選擇Y4-73,No.20D,當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)N=730r/min時,Q=243800 m/h,p=1378Pa,配套電機(jī)為Y3558，250KW和Y4-73,

45、No.20D,當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)N=960r/min時,Q=233070m/h,p=3552Pa,配套電機(jī)為JSQ14106，520KW作為除塵風(fēng)機(jī)和脫硫風(fēng)機(jī)，可滿足要求。復(fù)核電動機(jī)功率：=19040725.51.3/(360010000.98)= 5.09KW=187003340.01.3/(360010000.98)=23.01 KW故配套電機(jī)滿足要求。4.工程概算4.1 投資費用4.1.1 靜電除塵器電除塵器本體：120.5萬元。其中包括除塵器本體的供氣、供水系統(tǒng)、走梯平臺、除塵器剛支架、暖風(fēng)系統(tǒng)等。包裝費、運(yùn)輸費：15萬元。設(shè)備保溫材料：12萬元（包括巖棉氈與鍍鋅鋼板）。安裝費：25萬元（包括設(shè)備本體、電控系統(tǒng)等安裝）。 設(shè)計費（含資料、軟件費）：10萬元 調(diào)試費：4萬元 總價合計：186.5萬元4.1.2 填料塔吸收塔本體：260萬元 包裝費、運(yùn)輸費：20萬元。設(shè)備防腐材料：20萬元。安裝費：32萬元（包括設(shè)備本體、電控系統(tǒng)等安裝）。 設(shè)計費（含資料、軟件費）：15萬元 調(diào)試費：7萬元?？們r合計：3542=708萬元4.1.3 管道管道全部由鋼板制成，管壁厚為20mm。根據(jù)說明書中有關(guān)參數(shù)，計算則整