環(huán)境工程大氣火電廠鍋爐煙氣脫硫系統(tǒng)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)

環(huán)境工程大氣畢業(yè)設(shè)計(jì)_火電廠鍋爐煙氣脫硫系統(tǒng)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)黃石理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）①石灰石/石灰濕法脫硫此技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為技術(shù)成熟，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1.05～1.10；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(duì)高硫煤優(yōu)勢(shì)突出；脫硫產(chǎn)物石膏可作為建筑等材料。此技術(shù)的缺點(diǎn)為投資費(fèi)用高；運(yùn)行費(fèi)用較高；占地面積大；電耗較高，；脫硫塔內(nèi)構(gòu)件易發(fā)生腐蝕；塔底部的持液槽易結(jié)垢、堵塞及腐蝕；耗水量相對(duì)較大；排出廢水需要處理；對(duì)石灰石/石灰顆粒的粒徑要求比較嚴(yán)格；凈化后的煙氣會(huì)對(duì)尾部煙道及煙囪產(chǎn)生腐蝕；脫硫成本相對(duì)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)。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\*GB3②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(shí)煙氣中有CO2存在，還會(huì)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)1000g/m3，進(jìn)入除塵器前先經(jīng)過一個(gè)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70～75℃，不必再熱，可直接從煙囪排出。從百葉窗分離器及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?/p>

此技術(shù)優(yōu)點(diǎn)初投資較低；運(yùn)行費(fèi)用較低；鈣硫摩爾比較?。?.2～1.5）；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(shí)有效脫除氯化物和氟化物等有害氣體；此技術(shù)缺點(diǎn)對(duì)石灰品質(zhì)和顆粒粒徑要求高；脫硫系統(tǒng)對(duì)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)備阻力以及吸收液循環(huán)量2.3.2常用的吸收塔設(shè)備類型及特點(diǎn)吸收設(shè)備的類型裝置示意圖工作過程工藝特點(diǎn)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(dòng)的液滴緊密接觸(一般是以逆流方式布置，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(diǎn)是塔內(nèi)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(shí)，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。在填料層內(nèi)，液體沿填料表面自動(dòng)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(diǎn)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(shí)，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(dòng)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)能力較大，塔板效率穩(wěn)定，操作彈性大，且造價(jià)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(fèi)用都有所減少。該工藝另一個(gè)重要特點(diǎn)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(duì)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)備的比較及由以上對(duì)比，可知：①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；②有懸浮固體和殘?jiān)奈锪希蛞捉Y(jié)垢的物料，宜用板式塔中大孔徑篩板塔、十字架型浮閥和泡罩塔等；③對(duì)于處理過程中有熱量放出或須加入熱量的系統(tǒng)；當(dāng)初李系統(tǒng)的液氣比L/G小時(shí)，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⑴吸收能力好，選擇性能好⑵揮發(fā)性低，無毒，不易燃燒，化學(xué)穩(wěn)定性好，凝固點(diǎn)低，不發(fā)泡，易再生，粘度小，比熱?、遣桓g或腐蝕小，以減少設(shè)備投資或維護(hù)費(fèi)用⑷來源豐富，容易得到，價(jià)格便宜⑸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(shí)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M(fèi)g粉Na系：蘇打（Na2CO3）2.4.3常見的吸收劑性能比較CaC2脫硫有如下特點(diǎn)：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)6.9×105，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，鐵水中硫含量可達(dá)4.9×10-7。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。脫硫有如下特點(diǎn)：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(shí)，用脫硫，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，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(duì)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)石灰粉資源廣、價(jià)格低、易加工，使用安全。鎂粉脫硫有如下特點(diǎn)：1)Mg有很強(qiáng)的鐵水脫硫能力，13500C時(shí)，用Mg粉脫硫，反應(yīng)的平衡常數(shù)為3.17×105，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，鐵水中含硫量可達(dá)l.6×102)Mg的沸點(diǎn)為ll0703)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(shí)踐證明石灰是煙氣脫硫較為理想的吸收劑，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(jì)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⑴石灰石的溶解過程：

⑵吸收過程：

⑶反應(yīng)產(chǎn)物的氧化：

⑷結(jié)晶生成石膏：

2.6填料塔填料的選擇確定設(shè)計(jì)填料塔的填料類型選用Φ50×50×45規(guī)格，陶瓷拉西環(huán)填料（亂堆）；填料參數(shù)Φ=50㎜，3.設(shè)計(jì)計(jì)算書3..1.煙氣量的計(jì)算以1Kg煤燃燒為基礎(chǔ)，則％（以質(zhì)量計(jì)）重量/g摩爾數(shù)/mol需氧量/molC52.57525.743.8143.81H3.2532.516.258.125O7.8978.92.47-2.47S0.838.30.260.26N1.0110.15.05水分（W）7.6476.44.24揮發(fā)分(V)24.74247.4//灰分（A）26.81268.1//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）=237.6855mol/Kg煤實(shí)際空氣量為：237.6855×1.3=308.99mol/Kg煤理論情況下煙氣的組成（單位：mol）COHOSON43.814.24+8.125=12.3650.265.05+49.725×3.78=193.21理論煙氣量為:43.81+12.365+0.26+193.21=249.645mol/Kg煤實(shí)際煙氣量為：249.645+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℃V=(150+273.130)/273.13×7.189=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7.189×35000=251615m3/h=69.89實(shí)際情況下的煙氣流量為11.14×35000=389900m33.2煙塵和SO濃度的計(jì)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：=2314.65mg/m在煙氣溫度為150℃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(jì)計(jì)算3.3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η可由下式計(jì)算：C×（1-η）×（1-50%）≤50即29834×（1-η）×（1-50%）≤50得η≥99.66%設(shè)計(jì)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/m .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(jì)中電暈線采用芒刺線，集塵板采用管式極板，確定電場(chǎng)風(fēng)速本設(shè)計(jì)中,選用靜電除塵器凈化鍋爐飛灰,采用經(jīng)驗(yàn)法取電場(chǎng)風(fēng)速為1.15m/s確定粉塵的驅(qū)進(jìn)速度本設(shè)計(jì)中的粉塵為鍋爐灰塵，采用經(jīng)驗(yàn)法取有效驅(qū)進(jìn)速度為0.12m計(jì)算電場(chǎng)斷面積電場(chǎng)斷面積是指靜電除塵器內(nèi)垂直于氣流方向的有效斷面積。計(jì)算式如下：式中：F—電除塵器電場(chǎng)的有效斷面積，m;Q—通過電除塵器的煙氣量，;此處為251615m3/h;合69.89V—煙氣通過電場(chǎng)的風(fēng)速，m/s所以F′=69.89/1.15=60.77m取電場(chǎng)的有效斷面積為61m對(duì)管式靜電除塵器而言，其電場(chǎng)斷面為圓形，其中高略大于寬（一般高寬比為1～1.3），確定高、寬中的一個(gè)值即可確定電場(chǎng)的高（H）及寬（B）。根據(jù)上面計(jì)算確定電場(chǎng)的高為9m，寬為計(jì)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(jì)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(jì)中取ωe=0.12m/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％）=3549㎡比集塵面積=50.78m電場(chǎng)數(shù)n的確定先計(jì)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(chǎng)斷面寬度和收塵極的間距確定：式中：n—收塵極排數(shù)；B—電場(chǎng)斷面寬度，根據(jù)前面計(jì)算為7m—收塵極板間距(2b)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)多取2b=400mm.所以收塵級(jí)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(gè)集塵極之間為一個(gè)通道）n-1=17個(gè)再算電除塵器的電場(chǎng)總長度L為：L==3549/（2×17×9）=11.60m，取電場(chǎng)總長度為12于是電場(chǎng)個(gè)數(shù)為n=L/l=12/4=3(單一電場(chǎng)長度通常選取l=3～4m）電場(chǎng)高度h=5.5m2,圓整后取h=6m同極距（2s）的確定本設(shè)計(jì)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)提高且電除塵器內(nèi)電極的安裝和維修方便，在處理相同煙氣量和達(dá)到相同集塵效率條件下，所需的集塵面積也少。故，本次設(shè)計(jì)采用400㎜的同極距。0電場(chǎng)斷面F=61.56實(shí)際風(fēng)速=1.14m/s1選型結(jié)果如下表所示選型結(jié)果序號(hào)名稱單位數(shù)量序號(hào)名稱單位數(shù)量1型號(hào)CDPK—20/27除塵效率％99.7%2數(shù)量個(gè)18有效驅(qū)進(jìn)速度123處理煙氣量2516159集塵極面積㎡35494煙氣溫度℃15010比集塵面積50.785電場(chǎng)風(fēng)速1.1411電場(chǎng)數(shù)個(gè)36截面積㎡61.5612電場(chǎng)長度2每個(gè)電場(chǎng)的有效長度=5.48m根據(jù)所選陽極板看,板寬為480㎜，則電場(chǎng)長度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(chǎng)的有效長度為：L=480×12=5760mm3灰斗的設(shè)計(jì)計(jì)算采用四棱臺(tái)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(jì)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/mm300×300350×350400×400500×500排灰量/t203550100根據(jù)上表可以確定灰斗的下口寬為300mm×300mm,灰斗的高度為:式中：B—靜電除塵器內(nèi)壁寬，mmB—灰斗下口寬度，mm所以=2771.2mm設(shè)計(jì)灰斗高度為2772mm3.4.脫硫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.4.1由SO初始濃度（C=2314.65mg/m）和排放要求(＜400mg/m)計(jì)算脫硫效率η為：η＞1-C/C=1-400/2314.65=82.72%設(shè)計(jì)脫硫效率為83%,則SO出塔濃度為2314.65×(1-83%)=393.49mg/m33.4.2SO的吸收量為（2314.65-393.49）mg/m3×251615m3/h=483392.7×103mg/h=483.4Kg/hSO與吸收劑（CaCO）發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下：SO+CaCO+2HOCaSO·2HO+CO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(gè)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×=3021.24Kg/h；設(shè)計(jì)石灰石供給量為815Kg/h；水的供給量為3024Kg/h。3.5填料塔的設(shè)計(jì)計(jì)算3.5.1確定吸收劑的用量CG1=-3=0.036mol/m3CG2=-3=0.00625mol/m3LsminCB2=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)，本設(shè)計(jì)選用含有約83％的石灰石，則理論需要量為：7485.5×MCaCO3×83％=621.3kg/h實(shí)際用量一般為理論用量的（1.8～3）倍，為減少結(jié)垢，在循環(huán)槽內(nèi)加入己二酸，加入量為2kg/t(石灰石)，則實(shí)際石灰石的用量為1118.3kg/h～1863.9kg/h；加入己二酸的量為：1.73kg/h～2.893.5.2填料塔塔徑計(jì)算填料塔的塔徑可按下式計(jì)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(jì)算的混合氣體線速度，m/s，其中填料塔的空塔氣速一般為0.3～1.5m/s，針對(duì)本設(shè)計(jì)選用3.5m/s作為需要設(shè)計(jì)的填料塔中的空塔氣速。將已知條件代入（27）式中，可得該填料塔塔徑：,實(shí)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%吸收塔PG1=0.08％×101325=81.7payG2=0.00625×22.4×10-3=0.014％yG1混合氣PG2=0.014％×101325=14.18pa石灰石吸收SO2的氣速宜在1.6～2.5m/s范圍，液氣比在0.8～8.2l/m3當(dāng)氣速為2.5m/s，液氣比為1.42l/m3時(shí)，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=9m3.6.煙囪的設(shè)計(jì)計(jì)算3.6.1為了利于煙氣抬升,煙氣出口流速不宜過低,一般宜在20～30m/s。本設(shè)計(jì)中取煙氣出口流速=20m/s。則煙囪出口內(nèi)徑=2.11m取煙囪出口內(nèi)徑為2.11m反算=20.10m/s3.6.2由當(dāng)?shù)卮髿鈼l件為中性D類，可采用霍蘭德公式計(jì)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由計(jì)算式≥式中Q—源強(qiáng)，SO源強(qiáng)為89.5×251615/3600=6255.4mg/s；粉塵源強(qiáng)為44.75×251615/3600=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(jí)標(biāo)準(zhǔn),分別為0.5mg/m(小時(shí)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0.30mg/m(小時(shí)均值)和0.225mg/m(日均值)；—常數(shù)，一般取0.5～1，此處取1。所以≥-6.85=50.87m≥-6.85=59.80m設(shè)計(jì)煙囪高度為60m3.7管道的設(shè)計(jì)計(jì)算管道壓力損失計(jì)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)《除塵技術(shù)手冊(cè)》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整個(gè)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(jì)計(jì)算的目的，是根據(jù)生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)及管道配置，確定系統(tǒng)的總抽風(fēng)量、管道尺寸及系統(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(jì)算：（1）式中：D——管道直徑，m；Q——通過除塵管道的氣體量，m3/h；——凈化系統(tǒng)管道風(fēng)速，m/s。（2）管道摩擦阻力損失的計(jì)算：對(duì)干凈氣體：（2）對(duì)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；——管道內(nèi)氣體的流速，m/s；——管道氣體的密度，kg/m3；——管道內(nèi)粉塵的流速，m/s；c——含塵氣體質(zhì)量濃度，kg/m3。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(jì)算式，計(jì)算含塵氣體。（3）局部壓力損失計(jì)算管道內(nèi)的氣流經(jīng)異形管件時(shí)所造成的局部壓力損失，可按下式計(jì)算：（4）式中：——異形管件的局部阻力系數(shù)；——管道內(nèi)氣體的流速，m/s；——管道氣體的密度，kg/m3；A、管段①：據(jù)Q1=251615m3/h，取v=16m/s，且設(shè)水平管段每段管長為10m。對(duì)于垂直管段，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)此段管長為5m將已知條件代入（28）式，可得管道直徑：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(jì)算表》：得出，實(shí)際風(fēng)速為18m/s，由于煙氣的溫度為150℃，因此時(shí)煙氣的密度為0.789，則動(dòng)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(cè)）為:彎頭,一個(gè)，；進(jìn)口；鍋爐的壓力損失為650Pa。局部壓力損失：B、管段②：Q2=28828.1m3/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(jì)算表》：得出，實(shí)際風(fēng)速為16.1m/s，由于煙氣的溫度為120℃，因此此時(shí)煙氣的密度為0.869,動(dòng)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(cè)）為:出口，；進(jìn)口，；該靜電除塵器壓力損失為400Pa；局部壓力損失：C、管段③：Q3=23693.3m3/h，取v=16m/s，且設(shè)水平管段長10m。對(duì)于垂直管段，從脫硫設(shè)備中導(dǎo)出來的垂直管段為將已知條件代入（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(jì)算表》：得出，實(shí)際風(fēng)速為15.1m/s，由于煙氣的溫度為50℃，因此此時(shí)煙氣的密度為1.168,動(dòng)壓為125.5Pa。則管道壓力損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60設(shè)計(jì)煙囪的進(jìn)口直徑2320mm，則煙氣的流速為14.3m因?yàn)镼=251615m3/h，取煙囪內(nèi)煙氣平均流速為19.9m/s，查“計(jì)算表=0.021，動(dòng)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(cè)）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(jì)算表編號(hào)流量Q管長L（m）管徑d流速v動(dòng)壓摩擦壓損局部阻損局部壓損管道總壓損①283541580019.80.018598.427.31.75852.2950.6②28828.11580016.10.0183112.631.21.55568.9681.5③25893.91077016.00.0187125.5164.50560685.5④25893.94460019.90.021191.7177.11.2230421.7其中:流速:m/s；流量:m3/h；管長、管徑:m；動(dòng)壓、摩擦壓損、局部壓損、管段壓損累計(jì):Pa3.7.2①選擇通風(fēng)機(jī)的計(jì)算風(fēng)量：式中：Q—管道計(jì)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0.1～0.15，此計(jì)算取0.12，一般管道取0.1。除塵管道：=251615×1.12=281808.8m/h脫硫管道：=251615×1.1=276776.5m/h②選擇通風(fēng)機(jī)的計(jì)算風(fēng)壓：式中：—管道計(jì)算的總壓力損失，Pa；K—考慮管道計(jì)算誤差及系統(tǒng)漏風(fēng)等因素所采用的安全系數(shù)。除塵管道取0.15～0.2，此計(jì)算取0.2；一般管道取0.1～0.15，脫硫管道取0.12。除塵管道：=604.6×1.2=725.5Pa脫硫管道：=2982.1×1.12=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(shí),Q=243800m/h,p=1378Pa,配套電機(jī)為Y355—8，250KW和Y4-73,No.20D,當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)N=960r/min時(shí),Q=233070m/h,p=3552Pa,配套電機(jī)為JSQ1410—6，520KW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(dòng)機(jī)功率：=19040×725.5×1.3/(3600×1000××0.98)=5.09KW=18700×3340.0×1.3/(3600×1000××0.98)=23.01KW故配套電機(jī)滿足要求。4.工程概算4.1投資費(fèi)用4.1.1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(tái)、除塵器剛支架、暖風(fēng)系統(tǒng)等。包裝費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)：15萬元。設(shè)備保溫材料：12萬元（包括巖棉氈及鍍鋅鋼板）。安裝費(fèi)：25萬元（包括設(shè)備本體、電控系統(tǒng)等安裝）。設(shè)計(jì)費(fèi)（含資料、軟件費(fèi)）：10萬元調(diào)試費(fèi)：4萬元總價(jià)合計(jì)：186.5萬元4.1.吸收塔本體：260萬元包裝費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)：20萬元。設(shè)備防腐材料：20萬元。安裝費(fèi)：32萬元（包括設(shè)備本體、電控系統(tǒng)等安裝）。設(shè)計(jì)費(fèi)（含資料、軟件費(fèi)）：15萬元調(diào)試費(fèi)：7萬元?？們r(jià)合計(jì)：354×2=708萬元4.1.3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(jì)算則整個(gè)管道的鋼材耗量為：=7.8×10×3.14×[(1.9)×30+(1.25)×12]=70126Kg=70.126管道支架為角鋼,重量為6t。每噸鋼材的市場(chǎng)價(jià)為5000元，把加工費(fèi)、安裝費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)等費(fèi)用算入其中，每噸鋼材的價(jià)格按6000元計(jì)算，則管道鋼材費(fèi)用為：0.6×（70.126+6）≈45.68萬元4.1.4序號(hào)名稱數(shù)量單價(jià)/元總價(jià)/萬元1通風(fēng)機(jī)2臺(tái)85000172電動(dòng)機(jī)2臺(tái)4000083手動(dòng)通風(fēng)碟閥2只120002.44波型補(bǔ)償器1個(gè)3000035螺旋輸灰機(jī)1臺(tái)100000106三通2個(gè)500017鼓風(fēng)機(jī)1臺(tái)8000088煙器再熱器1臺(tái)100000109除霧器1套500001010除霧器沖洗噴嘴2套20000411電器、儀表60000060小計(jì)156.1安裝、運(yùn)輸費(fèi)用按25%取費(fèi)（其中運(yùn)雜費(fèi)6%）39.025以上合計(jì)195.1254.1.5項(xiàng)目項(xiàng)目直接費(fèi)/萬元備注煙囪（高度120m）12材料費(fèi)，施工費(fèi)基礎(chǔ)工程25建筑基礎(chǔ)、各種設(shè)備基礎(chǔ)主體工程21建筑主體工程、室內(nèi)外裝飾工程等合計(jì)584.1.6設(shè)計(jì)中不可預(yù)見費(fèi)工程投資的5%計(jì)算，則工程總費(fèi)用為：(186.5+708+45.68+195.125+58)×（1+5%）=1252.8萬元4.2運(yùn)行管理費(fèi)用4.2.1電費(fèi)風(fēng)機(jī)、螺旋輸送機(jī)以及泵等配套電機(jī)年耗電費(fèi)：（91+350+20×4+30+30）×24×300×0.4=2091600元/年=209.16萬元/年4.2.2水費(fèi)[6.05×（1+3%）+5]×24×300×1.5=121300元/年=12.13萬元/年4.2.3勞動(dòng)定員人員配制為10名，平均工資1000元/月10×12×1000=120000元/年=12萬元/年4.2.4維修費(fèi)用每年維修費(fèi)用按設(shè)備初投資的2%計(jì)算，1155.8×2%=23.12萬元/年4.2.5每年運(yùn)行總費(fèi)用209.16+12.13+12+23.12=256.41萬元/年小結(jié)隨著近代工業(yè)的出現(xiàn)，大小工廠在世界各地紛紛建起，一根根高大的煙囪樹立起來，一臺(tái)臺(tái)機(jī)器裝備起來，形成一幅工業(yè)社會(huì)興旺發(fā)達(dá)的壯麗景象。在這美妙的景象背后，在工業(yè)文明為人類創(chuàng)造巨大財(cái)富的同時(shí)，人們排放到空氣中的廢物越來越多。各種有毒的煙霧大量向空中釋放，它們四處飄蕩，污染著空氣，侵蝕著大地、生物、和人類自己。酸雨的形成、臭氧層的破壞、溫室效應(yīng)都是大氣污染的見證?？諝馐侨祟惿娴淖罨镜臈l件，一個(gè)人5周不吃飯，5天不喝水，仍能維持生命，但是5分鐘不呼吸空氣就會(huì)死亡。然而，地球正被大量有害氣體包圍著，大氣污染非常嚴(yán)重。懸浮于大氣中的污染物會(huì)造成局部地區(qū)或全球性的氣候和氣象變化，能直接對(duì)動(dòng)植物的生長和生存造成危害，尤以對(duì)人體的健康危害最為引人注目。地球環(huán)境的破壞，歸根結(jié)底是由于人類對(duì)大自然的過度開采造成的，破壞的環(huán)境只能由人類來恢復(fù)。要在治理環(huán)境上取得突破性進(jìn)展，需要全人類的共同努力。我們每個(gè)人都有責(zé)任去保護(hù)環(huán)境、愛護(hù)環(huán)境，治理環(huán)境的重任就落在了環(huán)保工作者的肩上。作為環(huán)保工作者中的一員，我應(yīng)該將自己所學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工作中。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)有所用，并且在運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)的過程中，我積累了不少經(jīng)驗(yàn)；在設(shè)計(jì)的過程中也學(xué)到了許多新的知識(shí)。由于實(shí)際運(yùn)用較少，缺乏經(jīng)驗(yàn)，更由于自己知識(shí)面的相對(duì)狹窄，在設(shè)計(jì)過程中難免有所失誤。在此，請(qǐng)老師批評(píng)指教。致謝在此感謝我的導(dǎo)師楊雪芬老師在設(shè)計(jì)中給予我無私的幫助和指導(dǎo)，設(shè)計(jì)才得順利以完成。其次要感謝曾經(jīng)教育過我的老師們，是他們傳授了我知識(shí)和技能，讓我在今后的生活和工作中有了競爭的資本。還要感謝所有和我相處過的朋友和同學(xué)，在四年的大學(xué)生活中，他們目錄TOC\o"1-2"\h\z第一章項(xiàng)目的意義和必要性 11.1項(xiàng)目名稱及承辦單位 11.2項(xiàng)目編制的依據(jù) 11.3肺寧系列產(chǎn)品的國內(nèi)外現(xiàn)狀 21.4產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度分析 31.5項(xiàng)目的市場(chǎng)分析 4第二章項(xiàng)目前期的技術(shù)基礎(chǔ) 82.1成果來源及知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況，已完成的研發(fā)工作 82.3產(chǎn)品臨床試驗(yàn)的安全性和有效性 8第三章建設(shè)方案 233.1建設(shè)規(guī)模 233.2建設(shè)內(nèi)容 233.3產(chǎn)品工藝技術(shù) 233.5產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 293.6土建工程 373.7主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 39第四章建設(shè)內(nèi)容、地點(diǎn) 414.1建設(shè)內(nèi)容及建設(shè)規(guī)模 414.2建設(shè)地點(diǎn) 414.3外部配套情況 44第五章環(huán)境保護(hù)、消防、節(jié)能 465.1環(huán)境保護(hù) 465.2消防 495.3節(jié)能 50第六章原材料供應(yīng)及外部配套條件落實(shí)情況 526.1主要原輔材料、燃料、動(dòng)力消耗指標(biāo) 526.2公用工程 54第七章建設(shè)工期和進(jìn)度安排 PAG