DG-12039型火电厂锅炉中硫烟煤烟气电除尘湿式氨法脱硫系统设计Word格式文档下载.doc
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4.4烟囱高度校核 21
4.5烟囱直径的计算 21
4.6烟囱底部直径 21
4.7烟囱阻力 22
5管道系统设计，阻力计算 22
5.1管道直径的确定 22
5.2系统阻力 22
5.3局部阻力损失 23
5.4系统总阻力的计算 24
6风机电机的选择 24
6.1风机风量的计算 24
6.2风机风压的计算 24
7总结 25
8参考文献 26
10附图 27
1锅炉燃烧的相关计算
1.1实际烟气量计算
设有1000g该成份的煤，由质量百分比组成确定其摩尔组成：
成分
质量（g）
摩尔数（mol/kg）
mol/mol（C）
C
650
54.2
1
H
20
0.369
O
100
6.25
0.115
N
10
0.71
0.013
S
30
0.94
0.017
A
150
-
W
40
2.22
0.041
V
80
对于该种煤，其组成可表示为：
CH0.369O0.115N0.013S0.017
燃料的摩尔质量，包括灰分，为：
燃煤的反应方程式:
其中
每千克该煤需要空气的标准体积：
每千克煤理论空气量条件下烟气组成（mol）：
CO2：
54.2；
H2O：
10+2.22；
SO20.94；
N2：
215.47
理论烟气量：
空气过剩系数为1.1，
实际烟气量：
实际烟气体积：
1.2烟气含尘、二氧化硫浓度的计算
烟尘浓度：
SO2浓度：
2除尘结构设计计算
2.1电除尘器的工作原理
电除尘器的工作原理主要涉及悬浮料粒子荷电，带电粒子在电场内迁移和捕集以及将捕集物从集尘表面上清除等三个基本过程。
（1）气体电离：
在电晕电极上施加高压直流电，产生电晕放电，使气体电离，产生大量正离子和负离子。
（2）尘粒荷电：
若电晕极附近带负电，则正离子被吸引而失去电荷，自由电子和负电子受电场的作用便向集尘极移动于含尘气流中的尘粒碰撞而结合在一起，使尘粒荷电。
（3）尘粒尘集：
荷电尘粒到达集尘极后失去电荷，成为中性沉集在集尘极表面。
（4）振打清灰：
当集尘极表面的尘粒达到一定厚度时影响中和，须借助于振打装置使电极振动，将尘粒振掉，自动落入灰斗。
2.2电除尘器的主体结构
电除尘器主要由电晕极、集尘极、气流分布板、振动清灰装置和供电设备组成。
2.3影响电除尘器性能的因素
影响电除尘器性能的因素有许多，大致可归纳为三个方面：
烟尘性质、设备状况和操作条件。
各种因素的影响直接关系到电晕电流、粉尘比电阻、除尘器内的粉尘收集和二次飞扬这3个环节。
而最后结果表现为除尘效率的高低。
（1）烟尘性质的影响
粉尘的比电阻，适用于静电除尘器的比电阻为10cm。
比电阻低于10的粉尘，其导电性能强，在电除尘器电场内被收集时，到达沉降极板表面后会快速释放其电荷，而变为与沉淀极同性，然后又相互排斥，重新返回气流、可能在往返跳跃中被气流带出，所以除尘效果差；
相反，比电阻高于10以上的粉尘，在到达沉降极以后不易释放其电荷，使粉尘层与极板之间可能形成电场、产生反电晕放电。
对于高比电阻粉尘，可以通过特殊方法进行电除尘器除尘，以达到气体净化，这些方法包括气体调质、采用脉冲供电、改变除尘器本体结构、拉宽电极间距并结合变更电气条件。
（2）烟气湿度
烟气湿度能改变粉尘的比电阻，在同样温度条件下，烟气中所含水分越大，其比电阻越小。
粉尘颗料吸附了水分子，粉尘的导电性增大，由于湿度增大，击穿电压上长，这就允许在更高的电场电压下运行。
击穿电压与空气含湿量行关，随着空气中含湿量的上升，电场击穿电压相应提高，火花放电较难出现，这种作用对电除尘器来说，是有实用价值的，它可使除尘器能够在提高电压的条件下稳定地运行，电场强度的增高会使降尘效果显著改善。
（3）烟气温度
气体温度也能改变粉尘的比电阻，而改变的方向却有几种可能：
表面比电阻随温度上升而增加（这只在低温度交接处有一段）过渡区，表而和体积比电阻的共同作用区。
电除尘工作温度可由粉尘比电阻与气体温度关系曲线来选定。
烟气温度的影响还表现在对气体黏滞性影响，气体黏滞性随着温度的上升而增大，这将影响其驱进速度的下降。
气体温度越高对电除尘器的影响是负面的，如果有可能，还是在较低温度条件下运行较好，所以，通常在烟气进入电除尘器之前先要进行气体冷却，降温既能提高净化效率，又可利用烟气余热。
然而，对于含湿量较高和有SO3之类成分的烟气，其温度一定要保持在露点温度20-30℃以上作为安全余量，以避免冷凝结露，发生糊板、腐蚀和破坏绝缘。
（4）烟气成分
烟气成分对负电晕放电特性影响很大，烟气成分不同、在电晕放电中电荷载体的迁移不同。
在电场中，电子与中性气体分子相撞而形成负离子的概率在很大程度上取决于烟气成分，据统计，其差别是很大的。
氯、氢分子不产生负电晕，氯与二氧化硫分子
能产生较强的负电晕，其他气体互有区别；
不同的气体成分对静电除尘设备的伏安特性及火花放电电压影响甚大，尤其是在含有硫酐时，气体对电除尘器运行效果有很大影响。
（5）烟气压力
有经验公式表明，当其他条件确定以后，起晕电压随烟气密度而变化，烟气的温度和压力是影响烟气密度的主要因素。
烟气密度对除尘器的放电特性和除尘性能都有一定影响，如果只考虑烟气压力的影响，则放电电压与气体压力保持一次（正比）关系。
在其他条件相同的情况下，净化高压煤气时电除尘器的压力比净化常压煤气时要高，电压高，其除尘效率也高。
（6）粉尘浓度
电除尘器对所净化的气体的含尘浓度有一定的适应范围，如果超过一定范围，除尘效果会降低，甚至中止除尘过程，因为在电除尘器正常运行时，电晕电流是由气体离子和荷电尘粒（离子）两部分组成的，但前者的驱进速度约为后者的数百倍（气体离子平均速度为60-100m/s，尘粒速度大体在60cm/s以下）。
一般粉尘离子形成的电晕电流仅占总电晕电流的1%-2%，粉尘的质量比气体分子大得多，而离子流作用在荷电尘粒上所产生的运动速度远不如作用在气体离子上所产生的运动速度高。
烟气粉尘浓度越大，尘粒离子也越多，然而单位体积中的总空间电荷不变，所以粉尘离子越多，气体离子所形成的空间电荷电然相应减产，于是电场内驱进速度降低，电晕闭塞，除尘效率显著下降，所以，电除尘器净化烟气时，通过电场的电流趋近于零。
发生电晕闭塞。
因此，电除尘器净化烟气时，其气体含尘浓度应有一定的允许界限。
电除尘器允许的最高含尘浓度与粉尘的粒径、质量组成有关。
如中位径为24.7um的钢铁厂烧结机尾粉尘，入口质量浓度30g/m3，电流下降不明显；
而对中位径为3.2um”的粉尘，入口质量浓度大于8g/m3的吹氧平炉粉尘，却使电晕电流比通烟尘之前下降80%以上。
有资料认为粒径为1um左右的粉尘对电除尘效率的影响尤为严重。
（7）粉尘粒径分布
试验证明，带电粉尘向沉淀极移动的速度与粉尘颗粒半径成正比，粒径越大，除尘效率越高；
尺寸增至20-25um之前基本如此；
尺寸至20-40um阶段，可能出现效率最大值；
冉增大粒径，其除尘效率下降，原因是大尘粒的非均匀性具有较大导电性，容易发生二次扬尘和外携。
也有资料指出，粒径在0.2-0.5um之间，由于捕集机理不同，会出现效率最低值（带电料子移动速度最低值）。
（8）粉尘密度、黏附力
粉尘的密度与烟气在电场内的流速二次扬尘有密切关系，尤其是堆积密度小的粉尘，由于体积内的孔隙率高，更容易形成二次扬尘，从而降低除尘效率。
粉尘黏附力是由粉尘与粉尘之间，或粉尘颗粒与极板表面之间接触时的机械作用力、电气作用力等综合用途的结果，附着力大的不易振打清除，而附着力小的又容易产生二次扬尘；
机械附着力小、电阻低、电气附着力也小的粉尘容易发生反复跳跃，影响电除尘器效率。
粉尘黏附力与颗粒的物质成分有一定关系，矿渣粉、氧化铝粉、黏土熟料等粉尘的黏附力就小，水泥粉尘、纤维粉尘，无烟煤粉尘等，通常有很大的黏附力。
黏附力与其他条件，如粒径大小、含温量高低等有密切关系。
（9）设备情况对电除尘效率的影响
2.4电除尘器的优点
（1）电除尘器的除尘效率高，如果设计合理，按装施工质量高，电除尘器可以达到任何除尘效率的要求。
（2）可以净化气量较大的烟气，在工业上净化～烟气的电除尘器已得到普遍应用。
（3）电除尘器能够除下的粒子粒径范围较宽，对于的粉尘粒子仍有较高的除尘效率。
（4）可净化温度较高的含尘烟气，用于净化º
C以下的烟气，可长期持续运行，用于净化高温度烟气时，须特殊设计。
（5）电除尘器结构简单，气流速度低，压力损失小，干式电除尘器的压力损失大约为～，湿式电除尘器的压力损失稍高些，通常只有～。
（6）电除尘器的能量消耗比其他类型除尘器低，如以每小时净化烟气计算电除尘器的电能消耗约为～·
。
（7）电除尘器可以实现微机控制，远距离操作。
2.5电除尘器的缺点
（1）建立电除尘器一次投资费用高，刚才消耗量较大，据估算，平均收尘面积所需的钢材大约为～。
（2）电除尘器的除尘效率受粉尘的物理性质影响很大，特别是粉尘比电阻的影响更为突出。
电除尘器最适宜捕集比电阻为～的粉尘粒子。
净化小于或大于的粉尘粒子，除尘效率是很低的。
（3）电除尘器对制造和安装质量要求很高。
（4）电除尘器不是以直接净化高浓度含尘气体。
（5）需要高压便电及整流控制设备。
（6）占地面积较大。
2.6运行参数的选择和设计
表2.1主要设计参数
主要参数
符号
单位
一般范围
总除尘效率
有效趋进速度
气流速度
通道长高比
板间距
比集尘表面积
电晕极间距
%
95～99.9
1.5～2.0
0.5～2.0
0.5～1.5
23～38
300～2400
200～300
2.7电除尘设备结构设计计算
（1）除尘效率
式中：
——除尘器入口含尘浓度，；
——除尘器出口允许排放浓度，，
即
（2）集尘极比集尘面积
式中：
——有效驱进速度，，～，取；
——除尘效率。
（3）集尘极总面积
——集尘极比集尘面积，；
——标状态下实际烟气量，；
考虑因处理气量、温度、压力的波动和供电系统的可靠性等因素影响，参照实际生产情况，取富裕系数～。
（4）其需要的集尘极面积ˊ
ˊ～
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