某燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统设计 大气课程设计Word文档格式.docx
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洛阳理工学院课程设计（论文）11.烟气其他性质按空气计算12.煤的工业分析值：
CY=67.85%,HY=4.12%,OY=5.56%,SY=2.52%,AY=16.12%,WY=3.83%13.烟气中烟尘颗粒粒径分布：
粒径/μm15~258~155~83~51~3≤1含量/%3.64.859.227.14.21.114.按锅炉大气污染物排放标准（GB13217-2001）中二类区标准执行：
标准状态下烟尘浓度排放标准：
≤200mg/m3;
标准状态下SO2浓度排放标准：
≤900mg/m3;
1.3、设计内容及要求1、编写设计计算书设计计算内容包括以下几方面：
（1）燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算。
（2）净化系统设计方案的分析确定。
（3）除尘脱硫设备的比较和选择：
确定除尘脱硫设备的类型、型号及规格，并确定其主要运行参数。
（4）管网布置及计算：
确定各装置的位置及管道布置。
并计算各管段的管径、长度、烟囱高度和出口内径及系统总阻力。
（5）风机及电机的选择设计：
根据净化系统所处理烟气量、烟气温度、系统总阻力等计算选择风机种类、型号及电动机的种类、型号和功率。
（6）需要说明的其他问题。
（7）编写设计说明书：
设计说明书按设计程序编写，包括方案的确定、设计计算、设备选择和有关设计的简图等内容。
课程设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等部分，文字应简明、通顺、内容正确完整，书写工整、装订成册。
不少于4000字。
2、绘制设计图
（1）工艺流程示意图。
（1）平面布置图。
应按比例绘制，锅炉房及锅炉的绘制可以简化，但应能表明建筑外形和主要结构型式。
在平面布置图中应有方位标志（指北针）。
（2）锅炉烟气除尘脱硫系统图。
应按比例绘制、标出设备、管件编号，并附明细表。
（3）主要除尘脱硫设备剖面图。
只需标出设备的主要性能参数（主要尺寸），内部结构不用细画。
洛阳理工学院课程设计（论文）二、燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算燃煤量：
1550×
3=4650kg/h设1kg燃煤时燃料成可燃成分名称分含量（﹪）可燃成分的量（﹪）理论需氧量/mol烟气中组分/mol56.5420.60——0.790.57——CHOS水灰分合计67.854.125.562.5210.3016.1256.5420.60——0.79————56.5410.30-1.740.790.57——65.89
（1）标准状态下理论空气量理论空气量：
65.89×
4.78=314.95（mol/kg）标准状态下的体积为:
314.95×
22.4×
10-3=7.06m3/kg
（2）标准状态下理论烟气量理论烟气量：
3.78+56.54+20.6+0.79+0.57=327.56mol/kg标准状态下理论烟气体积：
327.56×
10-3=7.34m3/kg（3）标准状态下实际烟气量在空气过剩系数α=1.36时：
实际烟气量：
7.34+7.06×
（1.36-1）=9.88m3/kg4650kg煤的烟气量：
4650×
9.88=45949.44m3/h（4）工况下总烟气量Q&
#39;
?
QT&
（m3/h）T?
45949.44?
423/273?
101.325/98?
71196.39?
（m3/h）每台烟气量:
71196.39/3=23732.13m3/h（5）标准状态SO2的浓度：
CSO2=0.79×
64×
10÷
9.88=5117.41mg/m33（6）标准状态烟气浓度：
161.2×
103×
18%/9.88=2936.84mg/m3（7）实际烟气浓度:
2936.84×
423/273×
101.325/98=4704.88mg/m3（8）除尘效率计算:
?
1?
Cs?
1-（200/4704.88）?
95.75%C式中：
C—烟气含尘浓度，mg/m3N；
Cs—锅炉烟尘排放标准中规定值，200mg/m3N。
洛阳理工学院课程设计（论文）（9）脱硫效率计算?
C&
so2?
1-900/5117.41?
82.42%Cso2式中：
C?
SO2——标准状态下锅炉二氧化硫排放标准中规定值，900mg/m3。
CsSO2——标准状态下二氧化硫浓度，5.11741?
103mg/m3；
三、净化系统设计方案的分析确定本组资料中，燃煤锅炉为三台。
粉尘捕集后的气体进入脱硫塔，以湿式石灰石/石灰－石膏法进行脱硫处理。
处理后的达标烟气通过风机的作用从烟囱排放入大气中。
工艺流程图见附图。
脱硫除尘工艺比较选择：
脱硫除尘工艺比较表湿法半干法干法石脱循灰氧喷炉等硫双海环石钠化氨雾内离工碱水流石法镁法干喷子艺法法化膏法燥钙体床法脱999997766硫000000000≥效～～～～～～～～～9率9999998790/%888880550可一一一靠高高高高高高高般般般性易不不不不不易不结结结结结结结结易易结垢垢垢垢垢垢垢垢垢不不不不不堵堵堵堵堵堵堵堵堵堵堵塞塞塞塞塞塞塞塞塞塞塞占地大小中小大中中中中中面积运很一一一一一高低高低行高般般般般般
洛阳理工学院课程设计（论文）费用投资大小较小小大较小较小小较小大通过对脱硫除尘工艺———湿法、半干法、干法的对比分析:
石灰石-石膏法工艺非常成熟,因此,本方案选用石灰石石膏法工艺。
四、除尘脱硫设备的比较和选择4.1除尘器的选择烟气的预除尘设备一般选用重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器、多管旋风除尘器和喷淋洗涤塔等。
表4-1该锅炉粉尘粒径分布表本性能粒径/μm含量/%15~253.64-2除尘器名称重力沉降室旋风除尘器文丘里洗涤器电除尘器袋式除尘器·
长椎体旋风除84.2尘器电除尘器文丘里洗涤器袋式除尘器97.099.599.7909999.594.599.51009710010099.510010010010010054.88~1859.25~527.13~34.21~≤11.1除尘设备的分类及基本性能效率/%＜5060～7090～9890～9895～995~1079阻力/Pa50～130800～15004000～1000050～1301000～中上150010~209210~4499.5设备费少少少多运行费少中多中上多＞44100适用的粒径范围/μm＞505～300.5～10.5～10.5～10~540
洛阳理工学院课程设计（论文）表4-3效率较高的除尘器对不同粒径粉尘的除尘效通过粒径、风量等各方面的比较，旋风除尘器管理、制作方便，体积小、价格便宜，因此，选用旋风除尘器的XCZ型组合旋风除尘器。
4.1.1旋风除尘器的结构设计及选用1、尺寸计算
（1）烟气处理量：
Q=71196.39（m3/h）
（2）初步选用XLP/B型旋风除尘器，处理烟气量大，将选用11个并联，取ξ=5.8每个烟气处理量：
71196.39/11=6472.4m3/h）u=（2△P/ρξ）△P=876﹤900Pa进口面积入口宽度筒体直径号参数见表XLP/B型旋风除尘器外形尺寸型号D外形尺寸HH1H2LWCC1aa1bb1D1D2D3D4质量/kg214.68A=Q/u=6472.4/16/3600=0.1124m2b=（A/2）0.5=0.237mD=3.33b=0.789m根据XLP/B型旋风除尘器尺寸比例0.5={2×
900/（1.3×
5.8）}=15.45m/s0.5在这里取u=16m/s参考XLP/B型旋风除尘器产品系列①，取D=820mm,则是XLP/B-8.2-Y型XLP82/B-0Y360054592511671040550458245291490536490536165197（3）选型论证a×
b=0.1201m2入口风速u=Q/A=14.98m/s旋风除尘器压力损失：
△P=ξu2ρ/2=845.90PaXLP/B型旋风除尘器的分割粒径、分级效率和总效率的计算dc=（18×
×
vr×
r0/ρp×
vto2）1/2=（18×
2.4×
10-5×
0.56×
0.1715/2.1×
103×
22.44）1/2=2.97?
m
洛阳理工学院课程设计（论文）平均粒径/μm粒径分1.1布/％分级效率17.7/％总效率/％0.54.240.7227.157.9459.270.26.54.883.711.53.691.62066.5经过预除尘后（一级处理），烟尘浓度是4704.88×
（1-66.5﹪）=1576.13mg/m3二级除尘的效率将要达到：
（1576.13-200）/1576.13=87.3﹪4.1.2二级除尘设备选择在选择除尘技术时，应充分考虑经济性、可靠性、适用性和社会性等方面的影响。
除尘技术的确定受到当地条件、现场条件、燃烧煤种特性、排放标准和需要达到的除尘效率等多种因素的影响。
通过各方面因素比较，选择袋式除尘器。
常用袋式除尘器有简易袋除尘器、机械振打袋式除尘器、脉冲喷吹袋式除尘器和气环式袋式除尘器。
袋式除尘器清灰方式作用强度很大，而且其强度和频率都可以调节，所以清灰效果好。
综合比较，将选用脉冲袋式除尘器4.2脱硫技术的选择我国由于地域辽阔，各地经济条件，燃煤煤质、脱硫剂来源、环保要求等不尽相同，结合相关材料，该锅炉脱硫技术的选用应考虑以下主要原则：
1.技术成熟、运行可靠，至少在国外已有商业化先例，并有较多的应用业绩。
2.脱硫后烟气中的SO2达到（GB13271-2001）中二类标准。
3.脱硫设施的投资和运行费用适中，一般应低于电厂主体工程总投资的15%以下，烟气脱硫后发电成本增加不超过0.03元/（KW?
h）4.脱硫剂供应有保障，占地面积小，脱硫产物可回收利用或卫生处理处置。
5.通过之前对基础资料的物料衡算，该燃煤锅炉的脱硫效率应达到77.20%。
综合以上的分析和要求，我们组最终决定选用石灰石/石灰－石膏法作为该锅炉的脱硫工艺。
采用该工艺的优势如下：
1.首先石灰石/石灰－石膏法开发较早，工艺成熟，Ca/S比较低，且在国外应用广泛。
（美国脱硫工艺80%是石灰石/石膏法，德国有90%，日本也有75%以上）
洛阳理工学院课程设计（论文）2.该工艺在我国有先例：
上海闸北电厂曾进行过工业试验，重庆珞璜电厂中FGD占电厂总投资11.5%。
4.2.1脱硫工艺流程并流式石灰石/石灰-石膏法工艺流程。
锅炉烟气经除尘、冷却后送入吸收塔，吸收塔内用配置好的石灰石或石灰浆液洗涤含SO2烟气，经洗涤净化的烟气经除雾和再热后排放。
石灰浆液在吸收SO2后，成为含有亚硫酸和亚硫酸氢钙的混合液，在母液槽中用硫酸将其混合液的pH值调整为4～4.5，用泵送入氧化塔，在氧化塔内60～80。
C下被4.9×
105Pa的压缩空气氧化。
生成的石膏经增稠器使其沉积，上清液返回吸收循环系统，石膏浆经离心机分立得到石膏。
五、网管布置及计算5.1各装置及管道布置的原则根据锅炉运行情况和锅炉房现场的实际情况确定各装置的位置。
一旦确定了各装置的位置，管道的布置也就基本可以确定了。
对各装置及管道的布置应力求简单，紧凑，管路短，占地面积小，并使安装、操作和检修方便。
5.2管道管径计算d?
4Q4Q4?
71196.39（m）d?
1.34（m）?
v?
V?
14?
3600（4-1）
洛阳理工学院课程设计（论文）式中Q——工况下管道内的烟气流量，m3/s；
——烟气流速，m/s，（可查有关手册确定，对于锅炉烟尘v=10～15m/s）。
取v=14m/s，取整d?
1400mm表5-1焊接钢管壁厚内径：
d1?
1400?
2?
7?
1386mm由公式d?
4Q可计算出实际烟气流速：
vv?
4Q4?
71196.39/3600?
13.12（m/s）2?
d?
（1.386）25.3烟囱设计5.3．1烟囱高度计算有三台锅炉，每台10t/h,根据锅炉大气污染物排放标准中的规定确定烟囱的高度。
表锅炉烟囱高度表锅炉总额定出力/（t/h）烟囱最低高度/m2011～2252～6306～103510～204026～3545
洛阳理工学院课程设计（论文）锅炉总的蒸发量/（t/h）：
3?
10?
30，则烟囱最低高度45m。
5.3.2烟囱直径计算表5-3烟囱出口烟气流速运行情况全负荷时10~206~8最小负荷4~52．5~3通风方式机械通风自然通风烟囱出口内径可按下式计算：
d2?
0.0188Q?
1.12?
（m）Q——通过烟囱的工况总烟气量，m3/hv——按表三选取的烟囱出口烟气流速，m/s。
根据表5-3取20m/s求得d2?
1.12mmm取整d2?
12003.6烟囱的抽力Sy?
0.0342H（式中11?
）?
B（Pa）273?
tk273?
tpH——烟囱高度，m；
tk——外界空气温度，oC；
tpo——烟囱内烟气平均温度，C；
B——当地大气压，Pa。
Sy?
0.0342?
45?
（?
160.67（Pa）11?
98?
103273?
18.6273?
1505.4系统阻力计算5.4.1摩擦压力损失
洛阳理工学院课程设计（论文）L?
v2?
PL?
d2式中：
L——管道长度，m；
d——管道直径，m；
——烟气密度，1.3kg/m3；
v——管中气流平均速率,m/s；
——摩擦阻力系数,是气体雷诺数Re和管道相对粗糙度K/d的函数。
查手册得：
实际中对金属管道值可取0.02，对砖砌或混凝土管道可取0.04。
对于φ1400mm圆管：
计算后管道约为75m（包括接出管总长），经风机加速后烟气流速达到20m/s，锅炉出口烟气流速经计算接近12m/s（粗略计算，忽略除尘器、脱硫装置的减速）。
2d?
（L1v2?
L2v2）?
0.02?
21.3?
（5?
202?
75?
122）?
118.86（Pa）2?
1.45.4.2局部压力损失（Pa）?
P?
v22?
0.2?
12?
1.3?
122?
224.64（Pa）2在所设计的管路中有12段弯道区，可求得局部的压力损失：
式中：
ξ——异形管件的局部阻力系数可查到，取?
0.2v——与ξ像对应的断面平均气流速率,m/sρ——烟气密度,kg/m35.4.3系统总阻力（除尘器的压力损失在1000～1500Pa之间，取1250Pa，不考虑及出口气管及三通管阻力损失）系统总阻力=1250+118.86+224.64=1593.5Pa六、泵和风机的选型计算6.1泵的选择水泵其作用是将地下水的水送往循环水冷却塔，于地面安装，提升高度5m，流量90m3/h,查《工业水处理设备手册》，选用型号为IS80-65—160的水泵2
洛阳理工学院课程设计（论文）台，一用一备，性能参数如下：
表6-1水泵性能参数扬流轴电效转程量功率机率速功率1169723020m/.79k.58900rmhwkw﹪/min质量出口径94kg5mm排6循环水泵其作用是将冷却水从集水池提升到冷却塔，于地面安装，提升高度13.8m，3流量90m/h，查《工业水处理设备手册》，选用型号为IS100-80-125的水泵2台，一用一备，性能参数如下：
表6-2循环水泵性能参数表扬流轴电效转质排程量功率机率速量出功口率径217172183045m/.28k1k4900r10mmmhww﹪/min3kg碱液泵安装在换热器之前，用于将碱液从储罐送往换热器及循环送往吸收塔，选用型号为IS65-50-125的泵2台，一用一备，性能参数如下：
表6-3碱液泵性能参数电机电动流量扬程轴功功率机转速率1.5k290012.532m1.79wr/minm3/hkw6.2风机风量计算Qy?
1.1?
45949.44?
273?
tp101.3243?
（m/h）273B式中:
风量备用系数；
Q?
工状态下风机前标态下风量，m3/htp?
风机前烟气温度，150℃，B?
当地大气压力，kPa。
洛阳理工学院课程设计（论文）Qy?
45949.44?
273?
150101.325?
80973.17（m3/h）273986.3风机风压计算对于除尘器后装的风机风压计算：
Hy?
1.2（?
h?
Sy）273?
tp101.3251.293?
Pa273?
tyB?
y式中：
1.2?
风压备用系数；
系统总阻力，Pa；
Sy?
烟囱抽力，Pa；
tp?
风机前烟气温度；
ty?
风机性能表中给
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