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1、大气污染控制工程课程设计学院:水利与环境学院专业:环境工程指导老师:苏青青学号: 2009108103 姓名 : 沈伟航时间 :2012.6.24 三 峡 大 学课 程 设 计 任 务 书2012 年春季学期课题名称30MW机组燃煤锅炉袋式除尘器的选型设计指导教师苏青青学生姓名 院别水利与环境学院专业环境工程班级20091081 课题概述:袋式除尘器是控制粉尘污染应用最广的设备, 其运行过程是以过滤 - 清灰 -再过滤的程序进行的,要保证袋式 除尘器长期稳定运行,关键是清灰技术和滤料特性。 本设计要求依据锅炉的型号规格、 煤种等工艺条件及排放标准的要求,对 30MW机组燃煤锅炉袋式除尘器进行了
2、选型,并对袋式除尘器的性能和结构进行设计计算;通过合理选择滤料、均匀布气、及时清灰等措施,提高袋式除尘器的效率,有效降低袋式除尘的压力损失。原始资料及主要参数:1. 原始资料某电厂对 30MW机组进行袋式除尘改造。设计要求标准状态下袋式除尘器烟气排放浓度 50mg/m3; 除尘效率 99%;漏风率 2%。( 1) 设计参数额定蒸发量为 75t/h, 煤的成分见表 6-13. 收到基地位发热量为20350KJ/Kg。煤的组成成分 单位 % C H O N S A W 52.57 3.25 7.89 1.01 0.83 26.81 7.64 ( 3)烟气性质最大烟气量 185900m3/h; 烟气
3、最高温度 150 , ; 烟气最大含尘量 15g/m3;烟气露点温度 100;烟气压力约 3000Pa。( 4) 烟尘性质灰尘的成分、粒径分布分别见表灰尘成分 单位 % SiO2 Al 2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Na2O P2O5 TiO2 SO349.71 41.27 2.92 0.59 3.35 0.18 0.08 0.24 1.12 0.54 粉尘粒径分布灰尘粒度/um 74 分布 /% 6.4 13.9 22.9 15.3 16.4 6.4 5.3 13.4 ( 5) 气象条件年平均大气压力 101.27kPa;最低温度平均值 1.9 ;最高温度平均值36.3 ;冬季
4、室外风速平均值 2.4m/s; 夏季室外风速平均值 1.8m/s; 海拔高度 6.6m。2. 设计依据火电厂大气污染排放标准 ( GB13223-2003) ; 锅炉大气污染排放标准 ( GB13271-2001) ;火电厂烟气排放连续监测技术规范 ( HJ/T75-2001) ; 袋式除尘器性能测试方法 ( GB12138-89)袋式除尘器用滤袋框架技术条件 ( JB/T 5917-2006 )袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件 ( GB12625-2007)脉冲喷出类袋式除尘器技术条件 ( JB/T 8532-1997 )袋式除尘器安装技术要求及验收规范 ( JB/T 8471-1996 )参
5、考资料:1 郝吉明,马广大等编著 .大气污染控制工程 ,北京:高等教育出版社 .2002 2 Noel de Nevers 主编 . 大气污染控制工程 ( 影印版 ) ( 第 2 版 ). 北京:清华大学出版社 .2000 3 刘景良 主编 . 大气污染控制工程 , 北京: 中国轻工业出版社 .2002 4 粱丽明,彭林 著 . 城市大气有机物污染 ,北京: 煤炭工业出版社 .2000 5 赵毅,李守信主编 . 有害气体控制工程 ,北京: 化学工业出版社 .2001 6 林肇信主编 . 大气污染控制工程 北京:高等教育出版社 .1991 设计成果要求:设计报告的重点是对设计计算成果的说明和合理
6、性分析以及其它有关问题讨论。设计报告要力求文字通顺、简明扼要,图表要清楚整齐,每个图、表都要有名称和编号, 并与说明书中内容一致, 最后成果及图表要字体工整, 合订时,说明书在前,附表和附图分别集中,依次放在后面。通过课程设计应使学生具有初步的综合运用知识的能力;收集资料和使用技术资料的能力;方案比较分析、论证的能力;设计计算的能力等。课程设计说明书内容完整、计算准确、论述简洁、文理通顺、装订整齐。课程设计图纸应能较好地表达设计意图, 图面布局合理、 正确清晰、 符合制图标准及有关规定。每个学生应完成设计图纸 3 张 A3图纸(全图、正视图、剖视图) ,设计计算说明书一份,说明书内容应包括:参
7、数计算,结构设计。进度起止日期 要求完成的内容及质量计划安排本设计采用分散与集中结合的方法。分散: 任务书在理论课程进行的同时下达, 学生在平时即可进行相应的基础资料的收集。设计进度安排2010.05.03 收集基础资料2010.05.10 完成设计计算2010.05.20 完成绘图2010.05.3 成果整理2010.06.5 交成果及答辩1. 设计内容:根据所给的课题收集相应的设计资料;进行设计参数计算及合理性分析;对设计的内容进行画图; 图表要清楚整齐, 每个图、表都要有名称和编号(4) 对现有的收集路线进行评价,并提出合理的建议2. 质量要求:说明书与计算书:说明书和计算书的章节应一致
8、。图纸:图面布局合理、正确清晰、符合制图标准及有关规定。图中应注明图名和比例;文字用仿宋体书写;图例的表示方法应符合一般规定和标准; 图纸应清洁美观;线条粗细应主次分明。说明书内容完整、计算准确、论述简洁、文理通顺、装订整齐。审核(系主任) 批准(院长)目录一、项目概况1.1 袋式除尘器工作原理1.2 袋式除尘器的基本特点1.3 袋式除尘器分类1.4 滤料分类二、设计资料和依据 . 2.1.1 设计要求2.1.2 设计参数2.1.3 烟气性质2.1.4 烟尘性质2.1.5 气象条件2.2 净化工艺流程的确定2.3 技术水平的确定2.4 袋式除尘器相关设计依据三、系统设计部分3.1 袋式除尘器选
9、型3.1.1 选择除尘器的原则:3.1.2 确定除尘器的形式3.1.3 袋式除尘器型号的确定3.2 滤料的选择3.3 袋式除尘器设计计算3.3.1 基础数据3.3.2 过滤面积、滤袋数目的确定3.3.3 除尘室的尺寸:3.3.4 灰斗的计算3.3.5 滤袋清灰时间的确定3.3.6 辅助结构计算3.4 除尘器的保温和防腐3.5 安装、调试、运行、维护和检修3.5.1 除尘器的分室3.5.2 除尘器的定期检测3.5.3 滤袋的更换3.5.4 优化清灰频率3.5.5 除尘器启动的控制3.5.6 运行过程中的条件控制四、除尘系统其它设施设计4.1 烟囱的设计4.1.1 设计的一般规定4.1.2 烟气释
10、放热计算4.1.3 烟囱几何高度4.1.4 烟气抬升高度的计算4.1.5 烟囱的有效高度4.1.6 烟囱直径的计算4.1.7 烟囱草图4.1.8 烟囱设计的几个基本构造五、净化系统的配套辅助设施设计5.1 管道材料5.2 管道阀门5.3 机械排灰与除灰5.4 管道布置5.5 除尘器的阀门六、设备投资估算七、附图一、项目概况在我国绝大多数城市中 , 粉尘是第一位的污染物 , 而燃煤电厂的粉尘排放又占各个行业粉尘排放的首位 , 针对这题问题,我国最先应用的是静电除尘器,但静电除尘器的处理效果与日益严格的环保要求相比,仍存在着较大的差距。近十年来,袋式除尘器技术的发展很快,尤其是大型脉冲除尘器,加上
11、新的滤料和新的脉冲阀的问世,使袋式除尘器工况的稳定性和设备的可靠性有了充分的保证,更广泛的被用与发电行业。袋式除尘器也称为过滤式除尘器,凡是利用织物或非织造布制作的袋状过滤原件,用来捕集含尘气体中的固体颗粒的设备,均可称为袋式除尘器。袋式除尘器一般由箱体、滤袋、滤袋架、清灰机构、灰斗、放灰阀等部件构成。1.1 袋式除尘器工作原理含尘烟气由进风口进入袋式除尘器,烟尘颗粒被机械地收集在滤袋上,过滤可发生在滤袋的纤维上,也可发生在附着在滤袋表层的灰层上,经滤袋及表层灰层过滤后的清洁烟气经排风口排入大气。滤袋表层的灰可通过不同的清灰方式进行清除。1.2 袋式除尘器的基本特点(1) 除尘效率高, 一般在
12、 99 % 以上 , ,其出口烟气浓度可以达到 50 3/ mmg 以下,甚至达到 10 3/ mmg(2) 处理气体量范围大 , 可处理高浓度的含尘气体;(3) 结构比较简单 , 操作维护方便;(4) 在同样除尘效率下 , 其造价和运行费用低于电除尘器;(5) 对粉尘特性不敏感 , 不受粉尘比电阻的影响。1.3 袋式除尘器分类(1) 按滤袋形状分,有圆袋式除尘器、扁袋式除尘器及其他袋式除尘器;(2) 按过滤方式分,有外滤式袋式除尘器和内滤式袋式除尘器;(3) 按进风方式分,有上进气式除尘器和下进气式除尘器;(4) 按风机的位置分,有吸入式除尘器和压入式除尘器;(5) 按除尘器的清灰方式分,有
13、机械振动类清灰的除尘器和脉冲清灰袋式除尘器。1.4 滤料分类滤料材质的发展已逐步向“使用温度高、吸湿率低、耐腐蚀等方面发展,滤料织物结构由二维结构发展成三维交错随机排列针刺。一般的滤料主要是天然滤料、合成纤维和无机纤维,下表是某电厂对袋式除尘器滤料的试验结果。表 1 新南威尔斯州电厂袋式除尘器滤料试验结果滤料类型 聚酯共聚丙烯酸聚合丙烯酸聚亚苯基硫 玻璃商业名 Dacron Orlon Dralon T Ryton Hyglass 最大持续烟温度 () 130 120 130 190 260 防酸性 一般 好 很好 极好 极好耐磨性 极好 好 好 极好 差相对费用 1 1.3 1.5 4.5
14、7 电力公司经验耐酸性差寿命短烟气温度高 不宜用 广泛使用使用效果好 高温烟气二、设计资料和依据 . 2.1.1 设计要求标准状态下袋式除尘器烟气排放浓度 50mg/m3;除尘效率 99%;漏风率 2%。2.1.2 设计参数额定蒸发量为 75t/h, 煤的成分见表 6-13. 收到基地位发热量为 20350KJ/Kg。煤的组成成分 单位 % C H O N S A W 52.57 3.25 7.89 1.01 0.83 26.81 7.64 相关数据处理:% Kg/kg煤摩尔数( mol)需氧量( mol) 烟气量 ( mol) C 52.57 525.7 43.8 43.8 43.8 H 3
15、.25 32.5 16.25 8.13 16.25 O 7.89 78.9 2.47 -2.47 N 1.01 10.1 0.36 0.013 S 0.83 8.3 0.26 0.26 8.3 H2O 7.64 76.4 4.24 0 4.24 ( 1)理论需氧量:43.8+8.13 2.47+0.26 =49.72 ( mol/Kg 煤)( 2)理论空气量:49.72 ( 3.78+1) =237.66 ( mol/Kg 煤)( 3)理论烟气量:43.8+16.25+8.3+4.24+49.72 3.78=260.53 ( mol/Kg 煤)( 4)实际烟气量:(取空气过剩系数 =1.2 )
16、260.53+0.2 237.66=308.062 ( mol/Kg 煤)( 5)标准状况下的实际烟气量:SQ 308.062 10004.22 =6.09( kgm /3 )( 6)标准状况下烟气含尘浓度:C= )/(11469.61000%64.79.615 3mmg( 7) SO2浓度:2soC )/(41.29.66426.0 3mg2.1.3 烟气性质最大烟气量 185900m3/h;烟气最高温度 150 , ;烟气最大含尘量 15g/ 3m ; 烟气露点温度 100;烟气压力约 3000Pa。2.1.4 烟尘性质灰尘的成分、粒径分布分别见表灰尘成分 单位 % SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO K2O Na2O P2O5 TiO2 SO3 49.71 41.27 2.92 0.59 3.35 0.18 0.08 0.24 1