大气污染控制工程 课程设计 设计说明书+设计计算书.pptx

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1、学 海 无 涯,大气污染控制工程 课程设计,1,设 计 说 明 书 大气污染控制工程课程设计说明书,前言:在目前，大气污染已经变成了一个全球性的问题，主要有 温室效应、臭氧层破坏和酸雨。而大气污染可以说主要是人类活动造 成的，大气污染对人体的舒适、健康的危害包括对人体的正常生活和 生理的影响。目前，大气污染已经直接影响到人们的身体健康。该燃 煤电厂的大气污染物主要是颗粒污染物，而且排放量比较大所以必须,2,学 海 无 涯 通过有效的措施来进行处理，以免污染空气，影响人们的健康生活。 所以,做为一名环境工程专业的学生，应该有处理烟尘的能力， 此课程设计就是针对燃煤锅炉的尾气处理所制定的一份方案。

2、 设计原始资料如下： 直吹式煤粉炉，3 台 设计耗煤量：36.4t/h（台） 锅炉额定蒸发量 10t/h（台） 主蒸汽压力 9.8Mpa 锅炉排烟量 44000 m3/h 排烟温度：140150，本设计取 150 排烟中飞灰占煤中不可燃成分比例：15% 空气过剩系数 a=1.8 烟气在锅炉出口前阻力：800Pa 当地大气压力：100kPa 冬季室外空气温度：1 空气含水（标准状态下）按 0.01293kg,飞灰化学成分,质量分,烟气其他性质按空气计算 飞灰化学成分质量分数（） 数（）,3,学 海 无 涯,2.04.0,MgO,1.2 4.4,K2O,2.33.3,Na2O,0.8 2.2,SO

3、2,1.02.7 按锅炉大气污染物排放标准（GB132712001）中二类区标准执 行。 烟尘浓度排放标准（标准状态下）：200mg/m3 净化系统布置场地如图 1、图 2 所示,在锅炉房南侧 20m 以内 一、设计原则 除尘净化系统通过降低烟尘排放量，极大地改善了大气环境质 量。好的除尘净化系统不仅除尘效果好，投资省，而且达到排放标准。 设计除尘净化系统时，通常遵循以下原则： 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。 管道应尽量集中成列，平行敷设，与柱、墙、设备及管道之间 应留有足够距离，以满足施工、运行、检修和热胀冷缩要求。 除尘管道力求顺直，

4、当必须水平敷设时，要有一定的坡度和足 够的流速以防止积尘。 为减轻风机磨损，特别当含尘浓度较高时（大于 3g/m3 时），应 将净化装置设在风机的吸入段。,学 海 无 涯 分支管与水平管或倾斜主干管连接时，应从上部或侧面接入； 几个分支管汇合于同一主干管时，汇合点最好不设在同一断面上。 三通管的夹角一般不大于 300。 二、设计步骤 1. 净化方案的确定； 由于本处理工艺要求处理烟尘量较大，且除尘效率较高，因此需要一种 除尘效率在很高的除尘器才可以达到效果，基本流程如下图所示：,4,除尘器的选择： 静电除尘器和布袋除尘器目前应用比较广泛，根据两种除尘器在 性能上的差异以及实际应用情况，结合环保

5、要求、污染物排放费用的 征收情况，针对静电除尘器和布袋式除尘器两种除尘器在实际应用中 的基本性能做以下对比。 除尘效率,5,学 海 无 涯 布袋除尘器对人体有严重影响的重金属粒子及亚微米级尘粒 的捕集更为有效，除尘效率比静电除尘器更高。通常除尘效率可达 99.99 以上， 排放烟尘浓度能稳定低于 50mg/Nm3 ， 甚至可达 10mg/Nm3 以下，几乎实现零排放。 从目前电力行业燃煤锅炉应用的情况来看，布袋除尘器的排 放能保证在 30mg/Nm3 以下。呼和浩特电厂两台 200MW 机组的锅炉 烟气净化采用了袋式除尘器，从 CEMS 系统长期自动监测的结果和 权威检测单位的测试人员人工采样

6、测试的结果来看，排放浓度均低于 27mg/Nm3。,随着国家环保标准的进一步提高和越来越多的电厂燃 用低硫煤（或者经过了高效脱硫），就电除尘器而言，即使达标也变 得越来越困难。而布袋除尘器其高效的过滤机理决定了它不受燃烧煤 种物化性能变化的影响，具有稳定的除尘效率。针对目前国家环保的 排放标准和排放费用的征收办法，布袋除尘器所带来的经济效益是显 而易见的。,2.2 煤种、风量、温度、气流等因素对除尘器的影响 燃煤电厂的煤种相对稳定，但也不能避免遇到煤种或煤质发 生变化的时候；锅炉系统是一个经常变动和调节的系统，因此从锅炉 中出来的烟气物化性能、烟尘浓度、温度等参数也不能保证不发生变 化。这一系

7、列的变化，针对不同的除尘器会引起明显不同的变化。下,6,学 海 无 涯 面从主要的几个方面进行对比： 送、引风机风量不变，锅炉出口烟尘浓度变化 对布袋除尘器：烟尘浓度的变化只引起布袋除尘器滤袋负荷 的变化，从而导致清灰频率改变（自动调节）。烟尘浓度高滤袋上的 积灰速度快，相应的清灰频率高，反之清灰频率低，而对排放浓度不 会引起变化。对静电除尘器：烟尘浓度的变化直接影响粉尘的荷电量， 因此也直接影响了静电除尘器的除尘效率，最终反映在排放浓度的变 化上。通常烟尘浓度增加除尘效率提高，排放浓度会相应增加；烟尘 浓度减小除尘效率降低，排放浓度会相应降低。 锅炉烟尘量不变，送、引风机风量变化 对布袋除尘

8、器：由于风量的变化直接引起过滤风速的变化， 从而引起设备阻力的变化，而对除尘效率基本没有影响。风量加大设 备阻力加大，引风机出力增加；反之引风机出力减小。 对静电除尘器：风量的变化对设备没有什么太大影响，但是 静电除尘器的除尘效率随风量的变化非常明显。若风量增大，静电除 尘器电场风速提高，粉尘在电场中的停留时间缩短，虽然电场中风扰 动增强了荷电粉尘的有效驱进速度，但是这不足以抵偿高风速引起的 粉尘在电场中驻留时间缩短和二次扬尘加剧所带来的负面影响，因此 除尘效率降低非常明显；反之，除尘效率有所增加，但增加幅度不大。 温度的变化 对布袋除尘器：烟气温度太低，结露可能会引起“糊袋”和壳体 腐蚀，烟

9、气温度太高超过滤料允许温度易“烧袋”而损坏滤袋。但是如,7,学 海 无 涯 果温度的变化是在滤料的承受温度范围内，就不会影响除尘效率。引 起不良后果的温度是在极端温度（事故/不正常状态）下，因此对于 布袋除尘器就必须设有对极限温度控制的有效保护措施。 对静电除尘器：烟气温度太低，结露就会引起壳体腐蚀或高 压爬电，但是对除尘效率是有好处的；烟气温度升高，粉尘比电阻升 高不利于除尘。因此烟气温度直接影响除尘效率，且影响较为明显。 烟气物化成分（或燃烧煤种）变化 对布袋除尘器：烟气的物化成份对布袋除尘器的除尘效率没 有影响。但是如果烟气中含有对所有滤料都有腐蚀破坏的成分时就会 直接影响滤料的使用寿命

10、。 对静电除尘器：烟气物化成份直接引起粉尘比电阻的变化， 从而影响除尘效率，而且影响很大。烟气中硫氧化物的含量对脱硫除 尘器的影响最为直接，通常硫氧气化物的含量越高，粉尘比电阻越低， 粉尘越容易捕集，除尘效率就高；反之，除尘效率就低。另外烟尘中 的化学成分（如硅、铝、钾、钠等含量）的变化也将引起除尘效率的 明显变化。 气流分布 对布袋除尘器：除尘效率与气流分布没有直接关系，即气流 分布不影响除尘效率。但除尘器内部局部气流分布应尽量均匀，不能 偏差太大，否则会由于局部负荷不均或射流磨损造成局部破袋，影响 除尘器滤袋的正常使用寿命。 对静电除尘器：静电除尘器非常敏感电场中的气流分布，气,8,学 海

11、 无 涯 流分布的好坏直接影响除尘效率的高低。在静电除尘器性能评价中， 气流分布的均方根指数通常是评价一台静电除尘器的好坏的重要指 标之一。 2.2.6 空气预热器及系统管道漏风 对布袋除尘器：对于耐氧性能差的除尘布袋会影响布袋寿命， 比如：RYTON 滤料，但是除尘效率不受影响。由于混入冷风系统风 量增加导致系统阻力增加。 对静电除尘器：设备阻力无明显变化，但是系统风量增加提 高了电场风速对除尘效率有影响。 对于本工艺，根据工况下的烟气量 44000 m3/h 烟气温度及要求达到的除尘效率 99.35% 确定除尘器：选择 LCPM 型脉冲除尘器，属于袋式除尘器的一种 烟囱高度和出口内径的确定

12、； 烟囱出口直径： d=0.0188(Q/v)1/2 d=3.1 mm v=5m/s 烟囱底部直径 d1=d2 + 2iH =6.5m i取 0.020.03 烟囱高度确定 按 GB132712001 锅炉烟囱高度表查找。 H=45m 管径和烟气流速的确定； 管径确定 d2 v/4 =Q 锅炉烟尘 v1015m/s,9,学 海 无 涯 先估算流速，v=14m/s 再计算管径 d=898mm 再比照标准管径 计算实际流速:v=12.48m/s 5. 系统阻力的计算： 分别计算摩擦压力损失和局部压力损失， 然后求和: h = 2289.91pa 6. 风机和电机的选择及计算： 根据计算的风量、风压

13、选择合适的风机；根据电动机的功率、风 机转速、传动方式选择相应的电动机； 根据Qy 和H y 选定 4-68 No.12.5C 型工况序号为 5 的引风机, 根据电动机的功率，风机的转速、传动方式选定 JO293-4 型电动 机。 三、参考文献 1郝吉明.马广大等编.大气污染控制工程.北京：高等教育出 版社，2002 2钢铁企业采暖通风设计手册.北京：冶金工业出版社，2000 3同济大学等编.锅炉及锅炉房设备.北京：中国建筑工业出版 社，1986 4航天部第七研究设计院编.工业锅炉房设计手册.北京：中国 建筑工业出版社,1986 5陆耀庆主编.供暖通风设计手册.北京：中国建筑工业出版社，,10

14、,学 海 无 涯,1987 6风机样本.各类风机生产厂家 7工业锅炉旋风除尘器指南.1984 8熊振湖等.大气污染防治技术及工程应用.北京：机械工业出 版社,2003 附录锅炉烟气除尘系统平面布置图和锅炉烟气除尘系统剖面图,大气污染控制工程 课程设计 设 计 计 算 书,大气污染控制工程课程设计计算书 一设计原始资料,学 海 无 涯,见说明书 二.设计计算 2.1 燃煤锅炉烟气量,Q Q T 44000 273 23897.2m3 / h,S,Q,Q ,T 273 150 Q Qs 设计耗煤量, 28397.2 0.7（8 m3 / kg),设计耗煤量36400,s,Q -工况下理论烟气量,

15、m3 / kg,Q-标准状态下烟气流量, (m3 / h) T-工况下烟气温度,K T-标准状态下温度,273K,2.1.2 烟气含尘浓度,C dsh A (kg / m3 ),0.78,11,Qs C 0.15 0.15 3.08102 (kg / m3 ), 3.08104 (mg / m3 ) 式中dsh -排烟中飞灰占煤中不可燃成分的质量分数 A -煤中不可燃成分的含量 Qs -标准状态下实际烟气量, ( m / kg ) 3 除尘器的选择 除尘效率,学 海 无 涯,C, 1 Cs,200,3.08104, 1,=99.35%,式中 C-标准状态下烟气含尘浓度,mg / m3,Cs -

16、 标准状态下锅炉烟尘排放标准中规定值, mg / m3 2.2.2 除尘器的选择,则烟气流速为,36003600,12,Q, 44000 7.9(m3 / s),根据工况下的烟气量、烟气温度及要求达到的除尘效率确定 除尘器。选择 LCPM 型脉冲除尘器 。型号为：LCPM320-20-2700。 技术性能见表 1。 表 1 LCPM320-20-2700 除尘器技术性能,设备安装尺寸见表 2。 表 2 LCPM320-20-2700 除尘器安装尺寸,学 海 无 涯,确定除尘器，风机，烟囱的位置及管道布置。并计算各管段的 管径，长度烟囱高度和出口内径以及系统总阻力。 各装置及管道布置的原则 根据锅炉运行情况现场的实际情况确定各装置的位置。一旦 确定各装置的位置，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，并使安装，操 作方便。 管径的确定,4Q v,d , 14,13,d 4 7.9 0.85 （m