大氣污染控制工程課程設(shè)計

前言空氣是地球生物得以生存的基礎(chǔ)。假如沒有空氣，我們的地球上將是一片荒蕪的沙漠，沒有一絲生機。動物呼吸、植物光合作用都離不開空氣；大氣層可以使地球上的溫度保持相對穩(wěn)定，如果沒有大氣層，白天溫度會很高，而夜間溫度會很低；大氣層可以吸收來自太陽的紫外線，保護地球上的生物免受傷害；聲音的傳播要利用空氣；降落傘、減速傘和飛機也都利用了空氣的作用力；一些機器要利用壓縮空氣進行工作。污染后的空氣將會嚴重影響我們的生產(chǎn)生活。工業(yè)的發(fā)展，向空氣排放了有害物質(zhì)，包括溫室氣體、酸性氣體等，改變了空氣的成分，使空氣里增加了有害物質(zhì)。當(dāng)空氣里的有害物質(zhì)達到一定濃度后，就會嚴重地損害人類的健康和生物的生長（比如今年廣州的酸雨），如果破壞了空氣中的某些物質(zhì)，還會使能見度降低，影響交通安全等等。近幾年極端天氣連年增加，2009?2010年我國北方的冬天更是下了場罕見的大雪，本應(yīng)到了春暖花開的季節(jié)，冬天還沒有要走的意思，百花齊放的春天姍姍來遲。2010年就在這樣在反常中開始了，接下來更是“南方暴雨、東北高溫、西南大旱”詭異的天氣接連不斷。為什么百年不遇的事情，近幾年接連不斷的出現(xiàn)呢？主要原因就是人類的生產(chǎn)生活破壞了賴以生存的大氣環(huán)境。由于人們不斷追求便捷的生活方式，汽車、飛機使用越來越多；同時各國都將眼光盯在創(chuàng)造經(jīng)濟價值上，而忽視了對高能耗、高污染行業(yè)的控制。這些生產(chǎn)生活產(chǎn)生的廢氣垃圾已經(jīng)開始破壞我們生命賴以生存的空氣，所以造成極端天氣出現(xiàn)的越來越多。人類體驗到的大氣污染的危害，最初主要是對人體健康的危害，隨后逐步發(fā)現(xiàn)了對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各種危害以及對天氣和氣候產(chǎn)生的不良影響。人們對大氣污染物造成危害的機理、分布和規(guī)模等問題的深入研究，為控制和防治大氣污染提供了必要的依據(jù)。大氣污染后，由于污染物質(zhì)的來源、性質(zhì)、濃度和持續(xù)時間的不同，污染地區(qū)的氣象條件、地理環(huán)境等因素的差別，甚至人的年齡、健康狀況的不同，對人均會產(chǎn)生不同的危害。大氣污染物質(zhì)還會影響天氣和氣候。顆粒物使大氣能見度降低，減少到達地面的太陽光輻射量。尤其是在大工業(yè)城市中，在煙霧不散的情況下，日光比正常情況減少40%。高層大氣中的氮氧化物、碳氫化合物和氟氯烴類等污染物使臭氧大量分解，引發(fā)的“臭氧洞”問題，成為了全球關(guān)注的焦點。河流干涸，森林減少，動物滅絕，臭氧層破壞，溫室效應(yīng)等等溫室效應(yīng)、酸雨、和臭氧層破壞就是由大氣污染衍生出的環(huán)境效應(yīng)。這種由環(huán)境污染衍生的環(huán)境效應(yīng)具有滯后性，往往在污染發(fā)生的當(dāng)時不易被察覺或預(yù)料到，然而一旦發(fā)生就表示環(huán)境污染已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)嚴重的地步。呼吁全世界人民保護地球，保護我們共有的家園??！大氣污染控制工程課程設(shè)計設(shè)計題目:某火電廠煤粉鍋爐電除塵器選型設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書一、 課程設(shè)計目的通過課程設(shè)計進一步消化和鞏固該課程所學(xué)內(nèi)容，并將所學(xué)知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)理論知識進行粉塵凈化工藝設(shè)備設(shè)計的初步能力。通過設(shè)計，了解工程設(shè)計的內(nèi)容、方法及步驟，培養(yǎng)學(xué)生確定大氣污染控制系統(tǒng)的設(shè)計方案、進行設(shè)計計算、繪制工程圖、使用技術(shù)資料、編寫設(shè)計說明書.二、 設(shè)計原始資料某電廠二期擴建工程2臺2X101OW機組。進行火電廠現(xiàn)役電收塵器運狀況調(diào)研。了解目前燃煤鍋爐電收塵技術(shù)發(fā)展情況2X1010W機組所配自然循環(huán)，煤粉爐＜蒸發(fā)量為670t/h＞電收塵選型和設(shè)備技術(shù)設(shè)計.1、 設(shè)計要求＜1＞標準狀態(tài)下電收塵煙塵的排放濃度v100mg/m3；＜2＞除塵效率：＞99%＜3＞漏風(fēng)率＜4＞允許布置尺寸要求長X寬小于24mX46m,高度不限＜5＞其它參數(shù)可自行設(shè)定2、 設(shè)計參數(shù)項C項CHyOyNySyAyWyWfVy項C Hy Oy Ny Sy AWW Vy<1>鍋爐型號 ： HG670/140-10<2>額定蒸八、、發(fā) 量 ：670t/h<3>鍋爐 最大耗 煤 量 ：90.265t/h<4>排渣 形式: 固 態(tài)排 渣v5＞煤質(zhì)組成見下表

目%65.9150.4820.3278.57.222.0950.78621.5352.19<6>煤的可磨系數(shù)KBTU=1.12<7>應(yīng)用基低位發(fā)熱量:23654kJ/kg3、煙氣性質(zhì)<1> 最 大 煙氣 量 ：130000(0m3/h<2> 煙 氣 最高溫 度 ：141.5°C<3>煙氣最大含塵量：13.5g/m3<4> 煙 氣 露占八、、溫 度:80°C<5>煙氣壓力:3920Pa4、煙塵性質(zhì)<1>灰塵組分項目SiO2FeO23AlO23SO3CaOMgOKO2NaO2PO2 5TiO2%49.01.537.50.163.570.56.646.640.191.00<2>粉塵比電阻值名稱溫度擊穿電壓85%(V)電流/A測定比電阻/Qcm濕度％大粉1464006X10-61.31XlOio62陸塵10068009.05X10-91.54X101362村灰15062007.56X10-91.68X101362礦18048001.05X10-99.34X101362<2>粉塵粒徑分布灰塵粒度/um<33~55~1010~2020~3030~40740%18152622.58.54.25.8注：中度粒徑：7.9um5、氣象與地質(zhì)條件

<1>當(dāng)?shù)卮髿鈮海?00。34kPa<2>絕對最高氣溫:43.3°C<3>絕對最低氣溫:-16.9C<4>最大風(fēng)載46.6kg/m2<5>最大積雪量29.0cm<6>相對濕度61%<7>地震烈度7度6、煙囪本期兩臺670t/h鍋爐配置高度為210m鋼筋混凝土煙囪一座，出口內(nèi)徑6m.三、電除塵器總體尺寸1、電除塵器的選型<1>確定電除塵器型號電除塵器型號的確定主要從以下幾個方面考慮：粉塵粒子的捕集與荷電是否在同一個區(qū)域，有單區(qū)和雙區(qū)之分；考慮除塵器的結(jié)構(gòu)類型，有立式和臥式之分；考慮除塵器的清灰方法，有干式和濕式之分；根據(jù)所選電極的形狀，有板式和管式之分。根據(jù)設(shè)計資料的內(nèi)容，在本設(shè)計中可確定選用單區(qū)、臥式、板式電除塵器。<2>確定電除塵器的臺數(shù)2X10!oW機組單臺鍋爐的煙氣量(13X10i5m3/h),采用2臺除塵器并聯(lián)使用。<3>確定電場風(fēng)速v一般電場風(fēng)速在0.4-1.5m/s范圍內(nèi)，風(fēng)速過大不僅使電場長度增加，占地面積大,而且會引起大的粉塵二次揚塵，除塵效率降低，過小需要大的電場端面，導(dǎo)致設(shè)備龐大故：<4>初步確定電除塵器的截面積(F')故：<4>初步確定電除塵器的截面積(F')<5>計算出除塵效率nc一c耳=~0 ecV=1.0m/s1300000口Q= =180.56F=v3600x2x1m2T2=cx—x =13T2=cx—x =13.5xTP0(141.5+273) 101.325 x 273 100.34—3.923=21.53g/m3所以，"="二％<6>確定有效趨進速度w由公式w=7.4X1.3XSo.625k計算式中：S——煤的含硫量，%；k——平均粒度影響系數(shù)，按下表選取a平均1015202530k0.900.951.01.051.1351.15xa+xa+???+xaa = 1 1 2 2 nn平均 100xx....x, 粒度為氣、a2....a組成的百分比;12 n 1 2na1>a2....a 粒度的平均值12則：a=12.11,k=0.925,S=0.327平均計算得：b=5cmz/s<7>計算收塵極面積得意希公式:Qln計算得:A=19132.8m2應(yīng)將計算的A值適當(dāng)增加一些余量，一般按5%左右考慮,所以A應(yīng)為20089m2<8>計算比集塵面積fAf=-Q經(jīng)計算的：f=111.2取112.<9>確定電場數(shù)n在此設(shè)計中，除塵效率要求較高，所以，取電場數(shù)n=4,<10>計算電場高度h經(jīng)計算電場高度為：h=9.5m2,F'=180.56>80取電場高度為10m2,vll>確定極板間距2s取2s為400mm,<12>計算道數(shù)ZF'Z=一h(2s一k)k---為除塵器的阻流寬度，0.02m計算得Z=47.5，所以取通道數(shù)為48個<13>計算電場斷面F(終值核定)F=Zh(2s-k)計算得：F=182.4m2,實際風(fēng)速：v實=r= =°-99m/sF=QV=0.99*180.56=178.75m2實<14>計算單個電場有效長度1Al=2hZn計算得電場有效長度為5.2315m，設(shè)陽極板寬為400mm,貝I」陽極板的塊數(shù)可計算為110.87,取11塊，采用480C型板，所以，電場有效長度圓整為5280mm。2、設(shè)計電除塵器總體尺寸<1>寬度方向上的尺寸電場有效寬度B有效B=Z(2s-k)有效計算得：B=18240mm有效電除塵器為雙室，內(nèi)壁寬度BB=2sZ+4A+e△——最外層一排極板中心線與內(nèi)壁間的距離，一般可取100mm；e 中間柱子寬度，取400，mm；計算得：B=20000mm柱間距LkL=B+28+ek i8 收塵器殼體鋼板的厚度，一般取5mm1計算得：L=20410mmk<2>高度方向的尺寸從收塵器頂梁底面到灰斗上端面的距離HH=h+h+h+h1 2 3h-―電場高度；h從除塵器頂梁底面到陽極板上端面，取200mm；1h收塵極上端到撞擊桿中心距離，取50mm；2h撞擊桿中心到灰斗上端的距離，取250mm；3則：H=10500mm②灰斗上端到支柱基礎(chǔ)面的距離H'取H‘=1000mm<3>長度方向的尺寸①電除塵器殼體內(nèi)壁長取L=500mm,L=500mm,c=500mmel e2則電除塵器殼體內(nèi)壁長：LH=n(L+2Le2+C)+2Le1-C計算得：L=27620mmH沿氣流方向的柱距將收塵極安裝在頂梁底面，每個電場的荷重由兩根梁和柱承擔(dān)，立柱設(shè)計成等距,且柱距：cL=l+l+ =6530mmd e2 2

首尾的邊柱與壁的距離為:lL“X=l+l+——d=375m.m.el e22 2四、電除塵器部件的設(shè)計與計算四、電除塵器部件的設(shè)計與計算1、設(shè)計進氣箱采用水平進氣式＜1＞進氣口的面積FOF一-一=12m2°=3600v式中：v。---進氣口風(fēng)速，m/s,—般13?15m/s，取vo=15m/s取Fo=3700mmX3243mm＜2＞進氣箱長度LzLz=0.55(a1-a2)+250=3468mm式中：afa2----分別為FkF處的最大邊長，m1 2 koa=10500-350-600=9550mm1Fk——進氣箱大端面積，m2＜3＞進氣中心高度H4H4=(Lz-100)tan50°+600+850+0.5X3700=7528mm2、設(shè)計進氣箱＜1＞出氣箱小段面積Fo'F'=F=3700mmX3243mmOOv2＞出氣箱大段面高度hsh=0.8a+0.2a+170=8470mms 1 2＜3＞進氣箱長度Lw=0.8Lz=0.8X3413=2918mm＜4＞出氣中心高度H3H3=(LZ-100)tan60°+600+850+0.5X3700=9445mm3、設(shè)計灰斗采用角錐型灰斗,沿氣流方向設(shè)4個,垂直與氣流設(shè)4個，灰斗下口取300mmX300mm,灰斗壁最小60°，則斗高LH7=1.732(h—B)/2=5720mm7 4 1灰斗漿用鋼結(jié)構(gòu)，在灰斗下部有錘擊砧檢查門，用于灰斗內(nèi)結(jié)塊時和落入異物時排除故障，為了補償灰斗因受熱產(chǎn)生的伸長量，灰斗與排灰裝置間應(yīng)采用軟連接，軟連接高度可取150mm,排灰輸送機的輸送方向與氣流方向相反。4、設(shè)計氣流分布板<1>分布板層數(shù)的確定F當(dāng)-ttW6時，n=1F當(dāng)6<Fk<20時，n=2F, F ,當(dāng)20Vr<50時，n=3FFo貝I」得r=7.6<20故分布板層數(shù)取n=2F<2>分布板的開孔率F阻力系數(shù)Z=NO(r)-1=13OFO式中：N——氣流在入口處按氣流量計算得速度場系數(shù)，N=1.8?2.0O O取1.8查阻力系數(shù)與孔隙率關(guān)系圖，得開孔率f=32%<3>氣流分布板的尺A進氣管口到第一層多孔板距離Hp應(yīng)滿足Hp三0.8DP P r式中：D——進氣管的水力直徑，mr2FDr=o=1.73noH三0.8X1.73=1.38mp故Hp=1.50mB相鄰兩層多孔板的距離2x91.2>0.2x =0.9542x(10+9.12)故取12=1.2m多孔板可由3mm厚的鋼板彎成槽型制成，其彎邊可為25mm,這樣可以增加板的剛度，其寬度取400mm左右，上下焊以連接板。多孔板上每個孔徑取50mm且靠近氣孔的一層孔徑比靠近電場一層孔徑小些，孔隙率也可小于靠電場一層的孔隙率，每條多孔板間應(yīng)采用若干相距2mm左右連接片連接，以免受風(fēng)力作用時，造成氣流短路。5、 分布板振打系統(tǒng)設(shè)計多空分布板需要安裝振打機構(gòu)，以清除板上的積灰，因除塵器較寬，故采用與收集極類似的振打方法，將振打軸伸入兩層分布中間，并用夾板夾住每層分布板，用連桿將兩層分布板連接在一起，在其中較長的分布板上安裝砧子，當(dāng)安裝在振打軸上的錘子打擊砧板時，振動傳到兩層分布板上，氣體分布板的振打采用繞臂錘連續(xù)振打，其砧頭固定在分布板工字鋼支架上，分布板工字支架借助鋼管將幾層分布板連為一體將振打力傳到分布板上，使粉塵落入下灰斗。分布板的振打控制應(yīng)是連續(xù)的。6、 設(shè)計電暈極和振打裝置<1>電暈線的選擇電暈線應(yīng)具有放電性能好，起暈電壓低，對煙氣條件變化適應(yīng)性強，機械強度大，不斷線，耐腐蝕，有足夠的剛度以及清灰性能好等性能。<2>電暈極排數(shù)和線間距確定陰極排和通道數(shù)相等，則y=z=48最佳線距與電暈極的形成和外加電源有關(guān)，一般為0.6?0.65倍通道寬。<3>電暈線的固定放電極懸掛框架水平桿和垂直桿全部采用鋼管，用專用關(guān)卡進行固定，下部與框架連接的間距架用90°彎管向上，每個電場的放電極懸掛架用四根吊桿懸吊于頂梁內(nèi)的絕緣套管上，在絕緣套管下部的支座內(nèi)設(shè)有電加熱器，同時在頂梁內(nèi)設(shè)有恒溫控制器用以控制頂梁內(nèi)氣體的溫度。<4>電暈極的振打當(dāng)排放要求為50mg/m3（標）以上時，放電極振打傳動裝置為頂部凸輪提升機構(gòu)，采用擺動錘擊方式，裝在振打軸上的振打錘隨著軸的轉(zhuǎn)動而提起下落打在放電極框的砧石上，從而抖落附在放電線及框計上的塵粉，當(dāng)排放要求低于50mg/m3（標）時放電極振打采用側(cè)部振打傳動，放電極振打控制應(yīng)是連續(xù)進行的。7、 設(shè)計收塵極板和振打裝置<1>極板的選擇極板要有良好的電性能，即有良好的振動加速度分布性能，有較好的防止粉塵二次飛揚的性能，有較小的鋼材耗量，有較大的剛度，極板形成大致可分為平板式、箱式、型板式極板三種，型板式有大C型、Z型、CS型、YC型等，由于Z型板有較好的電性能及振動力，速度均勻的性能，重量也較輕，因而使用較普遍。<2>陽極排數(shù)的確定呢M=Z+q=50式中：C]---室數(shù)，電除塵器為室，C]=2<3>極板的振打形式收塵極的振打是采用饒臂錘擊裝置，每一排收塵極用一副饒臂錘敲打，振打是沿平行于板面的方向，既可保持極間距不變，又可使粉塵和極板面更容易脫落，采用間斷振打，每分鐘6次，并按順序分開振打，6h振打一次，一次lOmin。8、設(shè)計輸灰系統(tǒng)一臺除塵器共有16個灰斗，每個灰斗下部設(shè)有檢修用的插板閥和星形卸灰閥，灰閥下部設(shè)兩條縱向落選，一條橫向螺旋和一個儲灰倉，灰倉倉壁上設(shè)有倉壁振動器和高料位檢測器，灰倉下部設(shè)星形閥和加濕器，操作時，除灰器灰斗下星形閥，灰倉星形閥，加濕器按順序卸灰，每操作班將除塵器收集的灰儲于灰倉，白班有汽車來走。選用主要設(shè)備如下：A星形卸灰斗，400mmX400mm,16臺，功率2.5KWB儲灰斗，①400mm,1臺，儲灰量約40m3C粉料加濕器，1臺，輸灰能力12t/h，功率15KW五、供電系統(tǒng)設(shè)計1、供電裝置的選型<1>二次電壓一般電除塵器工作電壓(KV)為異極間距乘以平均場強，工作場強一般為3000?3500V/cm，空載場強一般為4000V/cm。工作電壓U]=(3000?3500)X20=60?70KV空載電壓U2=4000X20=80KV<2>二次電流，選取板電流密度為0.40ma/m2,取每個電場用兩臺整流器，故每個整流器對應(yīng)的極板面積為22322/2X5=2232.2m2故整流器設(shè)備應(yīng)輸出的電流為I=0.40X2232.2=893mA選用自動控制高壓硅整流器2、接地保護由于高壓硅整流器的正極是接地的，負高壓接地到除塵器的陽極系統(tǒng)，為保護人體安全和電除塵器的可靠運行，要認真做好電除塵器本體，整流變壓器和控制硅等地接地，一般在除塵器本體頂部設(shè)一圈接地母線，保溫箱和人孔門等接地用扁鋼與接地母線焊接，另在除塵器本體和整流室的下部設(shè)一圈接地母線，再使人孔門殼體與此接地母線焊接，則上下接地母線通過金屬殼體練成通路，再用連接母線與電除塵器本體和整流室周圍裝設(shè)的接地網(wǎng)絡(luò)連接，電除塵器的接地網(wǎng)要單獨設(shè)置，其電阻一般不得大于1Q,電除塵器殼體要與接地網(wǎng)可靠性的連接，接地點要求每個電場設(shè)一個，用扁鋼與接地網(wǎng)相連接，整流室內(nèi)所有金屬部分必須接地。六、 安裝與調(diào)試電除塵器的安裝要求：電除塵器安裝時除了遵照一般機械設(shè)備的安裝要求外，要特別注意下列三點：1、應(yīng)有良好的密閉性。2、除去所有飛邊、毛刺。3、兩極（集塵極與電暈極）的極間距必須嚴格保證。應(yīng)對除塵器定期進行維護，每周對保溫箱內(nèi)進行一次清掃，每周應(yīng)檢查一次個振打傳動裝置的減速器油位，并適當(dāng)補充潤滑油。每周檢查一次排灰裝置運行情況。七、 課程設(shè)計自我總結(jié)電式除塵器工作原理是煙氣通過電除塵器主體結(jié)構(gòu)前的煙道時，使其煙塵帶正電荷,