一台35th锅炉计算

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1、第一章 项目概况本工程设工业锅炉房一座，设计选用P=2.45MPa，蒸发量为35t/h的循环流化床锅炉饱和蒸汽锅炉三台。烟囱高度80米。平均汽量时按两台锅炉运行，最大汽量三台锅炉同时运行，可满足冶炼工艺生产需要。锅炉房按年运行3个月考虑。锅炉燃料采用格尔木附近热值为2093423027kJ/kg烟煤或无烟煤。第二章 工程设计2.1设计原则（1）符合国家环境保护法律、法规和标准要求。（2）采用成熟可靠、技术先进的工艺，在保证处理效率的前提下，尽可能减少投资，降低成本。（3）脱硫脱硝工程的设计结合现场条件，力求使工艺流程和设备布置紧凑、合理，且不影响已建项目的正常使用。（4）脱硫后净烟气不加热，烟

2、气尾气温度60-70 C。（5）脱硫吸收剂制浆方式采用外购石灰粉制成浆液。（6）脱硝产生的废水不能直接排放，通过污水处理站处理达标后排放。（7）采取必要的措施确保脱硫脱硝系统不影响锅炉的正常运行。（8）在设备及管道运行中溢流、冲洗和清扫过程中产生的废水应收集在废水坑（箱）内，然后送至污水处理站处理，废水不得直接排放。2.2设计范围（1）脱硫脱硝剂制备系统包括从脱硫脱硝剂运输到厂后储存、制备、输送到脱硫脱硝系统等全套主辅设备。（2）脱硫脱硝系统除尘器出口烟道到烟囱之间脱硫脱硝主辅设备。（3）脱硫副产品处理系统处理脱硫灰渣副产品的主辅设备。2.3设计参数表2-1锅炉设计参数表序号项目参数序号项目参

3、数1锅炉型号循环流化床饱和蒸汽锅炉5额定工作压力2.45MPa2额定蒸发量35t/h6额定蒸汽温度(C)2553设计热效率(%)877烟囱高度（m）804烟气温度()1458过剩空气系数1.652.4设计标准设计标准以铅、锌工业污染物排放标准（GB25466-2010）为依据，执行特别排放限值。见下表：铅、锌工业污染物排放标准(GB 25466-2010)大气污染物特别排放限值单位：mg/m3序号污染物项目适用范围限值污染物排放监控位置1颗粒物所有10车间或生产设施排气筒2二氧化硫所有1003氮氧化物（以NO2计）所有1004硫酸雾制酸205铅及其化合物熔炼26汞及其化合物烧结、熔炼0.052

4、.5设计指标该型锅炉按类烟煤进行设计,燃料的挥发份应25%,燃料颗粒度要求最好燃用分选过或含碎屑较少的煤，燃料颗粒度一般在6-25mm，小于6毫米的不宜超过30%，最大的粒度不应大于30毫米。第三章 设计依据3.1生产情况此染料厂的工业锅炉参数是335 t/h锅炉耗煤量13.8 t/h，天工作时间24 h。煤及石灰石耗量表耗煤量容量小时用量（t/h）日用量（t/d）年用量（t/a）煤石灰石煤石灰石煤石灰石335t/h13.81.04331.224.83312024803.2相关技术标准本工程烟气脱硫系统所有设备、工具、配件的设计、制造、采购、施工、试验和材料原则上满足中国国家标准（GB系列）和

5、电力行业标准（DL系列）及其它行业最新标准的要求。（1）锅炉大气污染物排放标准（GB 13271-2014）（2）火力发电厂设计技术规程DL5000-2000（3）火电厂烟气排放连续监测技术规范HJ/T 75-2001（4）工业炉窑大气污染物排放标准GB9078-1996（5）污水综合排放标准GB 8978-1996（6）工业企业厂界噪声标准GB12348-2008（7）电气装置安装工程施工及验收规范GBJ232-82；（8）电力建设施工及验收技术规范（9）工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范HJ4622009（10）HJ/T75 火电厂烟气排放连续监测技术规范。（11）DL/T5196 火

6、力发电厂烟气脱硫设计技术规程，规范。3.3废气成分 工业锅炉废气污染物主要包括锅炉烟气中的烟尘、二氧化硫、含氮氧化物、一氧化碳以及烟气黑度。这些污染物主要来自锅炉燃烧煤炭、燃油和燃气过程中的排放。对大气污染影响最为突出的就是烟尘、二氧化硫以及NOx。3.4废气性质 工业锅炉中燃烧后产生的氮氧化物（NOx）是一种毒性很大的黄烟，燃烧产生的氮氧化物包括多种化合物，如一氧化二氮（N2O）、一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）、三氧化二氮（N2O3）、四氧化二氮（N2O4）和五氧化二氮（N2O5）等。氮氧化物很不稳定，遇光、湿或热变成二氧化氮以及一氧化氮，一氧化氮又变成二氧化氮，若不经过治理通过烟囱排

7、放到大气中，就会形成触目的棕（红）黄色烟雾，俗称“黄龙”，所以在众多废气治理中NOx难度最大，是污染大气的元凶。如果得不到有效控制不仅对操作人员的身体健康与厂区环境危害极大，而且随风飘逸扩散，对周边居民生活与生态环境造成公害。 锅炉燃烧产生的二氧化硫也是大气污染的主要污染物之一，二氧化硫（SO2）是无色透明的气体，有刺激性臭味。溶于水、乙醇和乙醚，在业态的情况下，二氧化硫比较稳定不活泼。气态的二氧化硫加热到2000 C不分解，不燃烧，与空气也不会组成爆炸性混合物，在火山爆发时也会喷出该气体，二氧化硫溶于水，会形成亚硫酸（酸雨的主要成分），若亚硫酸进一步被氧化，在催化剂的存在下，便会迅速高效生成

8、硫酸。3.5废气排放量3.5.1 燃煤量计算已知335 t/h锅炉的耗煤量为：13.8 t/h，锅炉年耗煤量：33120t/a。则每台35t/h锅炉耗煤量为：13.8/3=4.6t/h。3.5.2烟气量的计算1、以1kg煤燃烧为基础，即燃料成分名称可燃成分含量()可燃成分的物质的量/mol理论需氧量/molC49.69 41.40841.408H3.2168O4.861.519-1.519S0.780.2440.244N0.910.325-水分16.30-灰分25-（1）理论需氧量 41.408+8-1.519+0.244=48.133 mol（2）理论空气量 Va0干空气中N:O=3.78:

9、1，则理论空气量Va0 = 48.133*4.78=230.076 mol/kg230.076*22.4/1000=5.154 m3/kg（3）理论烟气量Vfg0已知CO2的物质的量为41.408 mol，SO2的物质的量为0.244 mol，H2O的物质的量为25.056 mol，N2的物质的量为181.104 mol，则理论烟气量Vfg0= 41.408+0.244+25.056+181.104= 247.812 mol247.812*22.4/1000=5.551m3/kg（4）实际烟气量Vfg 根据公式Vfg= Vfg0+ Va0（-1）式中： 空气过剩系数，为1.65；Va0 标准状

10、态下理论空气量m3/kg； Vfg0 标准状态下理论烟气量m3/kg； 则实际烟气量Vfg=5.551+5.154*(1.65-1)= 8.901 m3/kg2. 一台35t/h锅炉耗煤量，即4.6t煤燃烧的情况下：（1）在标准状况下的烟气量VNVN=8.901*4.6*1000=40944.6m3/h总共三台烟气量Vz=40944.6*3=122833.8m3/h（2）一台锅炉在烟气出口温度T=145 C，压强P=245kPa下的烟气量VS根据理想气体状态方程，将该状态气体转化为锅炉烟气出口处温度及压力下的体积，则有即40944.6*101325/273= VS*245000/(273+14

11、5)VS= 25927.509m3/h3.5.4 锅炉及烟气的设计参数根据设计依据，锅炉及烟气的设计初始条件见下表3-2表 3-2 锅炉及烟气的设计初始条件项目参数锅炉煤耗量35 t/h标况下锅炉烟气流量40944.60 Nm3/h实际锅炉烟气流量25927.509 m3/h烟气温度145 C3.6废气处理系统排放标准（1） 铅、锌工业污染物排放标准（GB25466-2010）4.2废气处理工艺说明4.2.1脱硫处理工艺说明（1）石灰石石膏法烟气脱硫工艺的化学原理如下：烟气中的二氧化硫溶解水，生成亚硫酸并离解成氢离子和HSO3-离子；烟气中的氧和氧化风机送入的空气将溶液中HSO3-氧化成SO4

12、2-；吸收剂中的碳酸钙在一定条件下于溶液中离解出Ca2+；在吸收塔内，溶液中的SO42-、Ca2+及水反应生成（CaSO42H2O）。化学反应式分别如下：SO2H2OH2SO3H+HSO3-H+HSO3-1/2O22H+SO42-CaCO32H+H2OCa2+2H2OCO2Ca2+SO42-2H2OCaSO42H2O（2）烟气系统烟气系统包括烟道、烟气挡板、密封风机等关键设备。吸收塔入口烟道及出口至挡板的烟道，烟气温度较低，烟气含湿量较大，容易对烟道产生腐蚀，需进行防腐处理。烟气挡板是脱硫装置进入和退出运行的重要设备，分为FGD主烟道烟气挡板和旁路烟气挡板。前者安装在FGD系统的进出口，它是由

13、双层烟气挡板组成，当关闭主烟道时，双层烟气挡板之间连接密封空气，以保证FGD系统内的防腐衬胶等不受破坏。旁路挡板安装在原锅炉烟道的进出口。当FGD系统运行时，旁路烟道关闭，这时烟道内连接密封空气。旁路烟气挡板设有快开机构，保证在FGD系统故障时迅速打开旁路烟道，以确保锅炉的正常运行。（3）吸收系统吸收系统的主要设备是吸收塔，它是FGD设备的核心装置，系统在塔中完成对SO2、SO3等有害气体的吸收。湿法脱硫吸收塔有许多种结构，如填料塔、湍球塔、喷射鼓泡塔、喷淋塔等等，其中喷淋塔因为具有脱硫效率高、阻力小、适应性、可用率高等优点而得到较广泛的应用，因而目前喷淋塔是石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺中的主

14、导塔型。喷淋层设在吸收塔的中上部，吸收塔浆液循环泵对应各自的喷淋层。每个喷淋层都是由一系列喷嘴组成，其作用是将循环浆液进行细化喷雾。一个喷淋层包括母管和支管，母管的侧向支管成对排列，喷嘴就布置在其中。喷嘴的这种布置安排可使吸收塔断面上实现均匀的喷淋效果。吸收塔循环泵将塔内的浆液循环打入喷淋层，为防止塔内沉淀物吸入泵体造成泵的堵塞或损坏及喷嘴的堵塞，循环泵前都装有网格状不锈钢滤网（塔内）。单台循环泵故障时，FGD系统可正常进行，若全部循环泵均停运，FGD系统将保护停运，烟气走旁路。氧化空气系统是吸收系统内的一个重要部分，氧化空气的功能是保证吸收塔反应池内生成石膏。氧化空气注入不充分将会引起石膏结晶的不完善，还可能导致吸收塔内壁的结垢，因此，对该部分的优化设置对提高系统的脱硫效率和石膏的品质显得尤为重要。吸收系统还包括除雾器及其冲洗设备，吸收塔内最上面的喷淋层上部设有二级除雾器，它主要用于分离由烟气携带的液滴，采用阻燃聚丙烯材料制成。（4）石膏脱水石膏脱水系统包括水力旋流器和真空皮带脱水机等关键设备。水力旋流器作为石膏浆液的一级脱水设备，其利用了离心力加速沉淀分离的原理，浆液流切进入水力旋流器的入口，使其产生环形运动。粗大颗