燃煤锅炉除尘系统的设计.doc

1、 XXXXXX大学本科生毕业设计姓名： 学号： 学院： 专业：热能与动力工程设计题目：燃煤锅炉除尘系统的设计指导教师： 职称： 年 月 摘 要随着现代社会经济的高度发展，环境问题越来越成为大家关注的问题，环境污染不仅影响人日益受到重视，排放控制要求越来越高。近年来，袋式除尘器技术发展迅速类的生活同时也影响整个地球的生态发展和平衡，所以烟气粉尘排放污染问题，滤料及配件性能不断地提高，滤袋的使用寿命得到延长，袋式除尘器适用性越来越广，在电力、水泥、钢铁、冶金和化工等行业得到普遍应用。在工业烟尘治理过程，与静电除尘相比，在一些比电阻高、颗粒微细、成分特殊的粉尘场合，选用袋式除尘器可以保证烟气高效、稳定、微量排放。所以袋式除尘器是一种较理想的高效除尘设备，其排放浓度可以实现5-50mg/Nm3。脉冲喷吹袋式除尘器（也称管式低压脉冲除尘器）该技术是2世纪80年代初从瑞典菲达公司引进的，近二十多年来，已经成为国内生产脉冲袋式除尘器所有厂家的主导产品，是目前世界上应用最成功的布袋除尘技术，已经成功运行在钢铁、水泥、化工、机械等行业。本文的主要任务就是设计一个包括脉冲式袋式除尘器在内的除尘系统。关键词

2、：锅炉除尘 袋式除尘器 脉冲式 环保 目 录1绪论11.1课题背景及意义11.1.1课题背景11.1.2锅炉除尘的意义11.2国内外应用现状及本文设计任务21.2.1国内外应用现状21袋式除尘器31.1袋式除尘器概述31.2袋式除尘器的基础知识41.3袋式除尘器的工作原理及工作过程61.4袋式除尘器的分类61.4.1按清灰方式分类61.4.2按滤袋形状分类111.5袋式除尘器的主要参数121.5.1气布比（gastoclothratio）121.5.2压力降（PressureDrop）也叫压力损失121.6袋式除尘器选型及各种因数的考虑161.6.1袋式除尘器的性能特点和选用注意事项161.6.2选型中应考虑的因素191.7袋式除尘器的滤料选择标准212燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化碳浓度的计算222.1烟气量的计算222.2标准状态下的理论空气量222.3标准状态下的理论烟气容积242.4标准状态下的实际烟气容积242.5烟气含尘浓度的计算242.6烟气二氧化碳浓度的计算252.7工况下的烟气量253净化系统设计方案的分析确定273.1除尘器至少应达到的效率273.2除尘器的选型274

3、方案确定与论证304.1工艺流程图304.2方案论证305除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置335.1各装置及管道布置的原则335.2管径的确定335.3烟囱的设计345.3.1烟囱高度的确定345.4烟囱直径的计算355.4.1烟囱出口内径可按下式计算：355.4.2烟囱底部直径：355.5烟囱的抽力365.6系统阻力计算365.7局部压力损失376风机、电动机的选择及计算416.1风机风量的计算416.2风机风压的计算416.2.1标准状态下风机风量计算及选择风机型号416.2.2电机功率的计算427系统中烟气温度的变化437.1烟气在管道中的温度降437.2烟气在烟囱中的温度降43致谢4646XXXX大学 届本科生毕业设计1绪论1.1课题背景及意义1.1.1课题背景我国的能源结构以燃煤为主，因此，大气污染是我国环境污染的重要来源之一。据统计，大气污染物中，87%的二氧化硫、67%的氮氧化物、71%的一氧化碳和60%的烟尘来源于煤的燃烧。工业粉尘和有害气体严重影响着人们的身心健康，尤其是PM10吸入后对人体呼吸系统的危害极大，如PM10在五天内平均浓度增加10,1天内总死亡率将增加

4、1.5%，呼吸系统疾病死亡率增加3.7%，心血管系统疾病死亡率增加1.8%。火力发电（thermalpower，thermoelectricitypowergeneration是指利用煤炭、石油、液体、气体燃料燃烧时产生的热能，通过热能来加热水，使水变成高温产生高压水蒸气，然后再由水蒸气推动发电机继而发电的一种发电方式。在所有发电方式中，火力发电是历史最久的，是最重要的一种。我国电力以燃煤发电为主，约占全国总发电量的70%，原煤消耗量约2亿吨/年。火电厂燃用煤灰分高达28%，近年来达到37%，每燃烧1000kg煤就产生250-400kg粉煤灰，灰渣排放量大。对于火电厂来说除尘是很重要的，火电厂的除尘主要的设备是除尘器，它是火电厂主要的设备之一，除尘器工作的好坏直接影响到整个火电厂的效率以及经济性的高低。袋式除尘器以其高效，适用性广的特点越来越多地应用于各种除尘系统中。但仍存在许多缺点，例如滤料技术不过关、除尘的气流组织不均、滤袋清灰设计不合理等。因此，清灰技术的研究对袋式除尘器的优化设计和保证滤料适用寿命具有重要作用。1.1.2锅炉除尘的意义煤粉在炉膛中燃烧呈悬浮状态燃烧，燃煤中绝大部

5、分可燃物都能在炉内燃尽，而煤粉中的不燃物（主要为灰分）大量混杂在高温烟气中这些不燃物因受到高温而部分熔融，同时由于其表面张力的作用，形成大量细小的球形颗粒。在锅炉尾部抽气作用下，含有大量灰分的烟气流向炉尾。随着烟气温度的降低，一部分熔融的细粒因受到一定程度的急冷，呈玻璃状态，从而具有较高的活性。在引风机将烟气排入大气之前，上述这些细小的球形颗粒，经过除尘器被收集、分离即为粉煤灰。锅炉烟尘一般含有10%-40%游离SiO2的粉尘（国家规定最高允许排放质量浓度为2mg/m3）尘粒分散度高，直径小于5m的占73%。除尘器、干灰输送系统及粉煤灰等综合利用场所的粉尘，也是含有10%-40%游离SiO2的粉尘。粒径一般在15m以下，5m以下的占有相当份额。粉尘的分散度越高，即粉尘粒径越小，其在空气中的稳定性越高，在空气中悬浮越持久，人吸入机会越多，对人体危害越大。呼吸性粉尘可沉淀在呼吸性的支气管壁和肺泡壁上。长期吸入生产粉尘易引起肺组织纤维化为主的全身性疾病，即尘肺病，属国家法定职业病。火电厂生产性粉尘73%以上是粒径小于5m的呼吸性粉尘。因此一定要重视粉尘危害后果的严重性，做好粉尘防治工作，防止

6、疾病的发生。1.2国内外应用现状及本文设计任务1.2.1国内外应用现状我国的电厂锅炉和工业锅护多以煤为燃料，而燃煤锅炉所产生的烟气中含有危害环境的气体和顺粒物，因此，燃煤锅炉是我国主要的大气污染源之一。为了净化锅炉烟气，人们采取了多种技术措施，应用除尘设备就是其中的重要措施之一。除尘设备有多种类型，它们能移达到的除尘效果各有不同，因而采用什么样的设备须按要求达到的效果来选择。我国的锅炉烟气除尘，在早期便用旋风除尘器、多管除尘器和湿式除尘器的比较多，后来使用电除尘器的逐渐增加。近年来。随着环保要求的进一步提高。不仅低效的旋风、多管除尘器和效果稍好的湿式除尘器远不能满足要求，就是高效的电除尘器也有捉襟见肘之感。在这种情况下，根据国外经脸，解决办法就是让袋式除尘器上场。因此，进入21世纪以后，我国采用袋式除尘器进行锅炉烟气净化便逐渐增多。我国的袋式除尘技术起步较早，我国早在上一世纪50年代就开始引进前苏联技术，60一70年代国内少数科研院所开始引进、仿照国外技术生产袋式除尘器;70年代后期开始出现少数袋式除尘器生产厂家:80年代国内生产厂家开发生产了反吹风袋冲除尘器;进入90年代以来，随着大

7、型脉冲喷吹袋式除尘器研制成功，袋式除尘器研发和利用进入快速发展阶段，尤其是近年来，随滤料技术、自控技术、系统设计技术的提高，袋式除尘使用越来越多。国外发达国家很早就开始将袋式除尘器用于燃煤锅炉的烟气治理工程。澳大利亚是袋式除尘利用最多的国家之一，目前该国80%火电厂采用袋式除尘，该国从20世纪80年代开始实施“电改袋上程，袋式除尘器多采用强力清灰即脉冲喷吹清灰方式。德国早在18一世纪80年代就开始商业化生产，1954年的逆喷型吹气环清灰技术，1957年的脉喷型袋式除尘器技术使得袋式除尘器实现了除尘、清灰连续操作，处理量提高数倍，特别是脉冲袋式除尘器技术，它不但使操作和清灰连续，滤袋压力损失更趋于稳定，处理气量进一步增大，而且内部无运动部件，滤布寿命更长，结构简单。20世纪70年代以后，美、日、澳及欧洲等国家，结合大规模上业生产，相继开发了大型袋式除尘器应用J.燃煤电站、干法水泥回转窑窑尾和电炉除尘式除尘器和长袋低压脉。1袋式除尘器1.1袋式除尘器概述随着现代社会经济的高度发展，环境问题越来越成为大家关注的问题，环境污染不仅影响人类的生活同时也影响整个地球的生态发展和平衡，所以烟气粉尘排

8、放污染问题日益受到重视，排放控制要求越来越高。近年来，袋式除尘器技术发展迅速，滤料及配件性能不断地提高，滤袋的使用寿命得到延长，袋式除尘器适用性越来越广，在电力、水泥、钢铁、冶金和化工等行业得到普遍应用。在工业烟尘治理过程，与静电除尘相比，在一些比电阻高、颗粒微细、成分特殊的粉尘场合，选用袋式除尘器可以保证烟气高效、稳定、微量排放。所以袋式除尘器是一种较理想的高效除尘设备，其排放浓度可以实现5-50mg/Nm3。燃煤电厂锅炉烟气除尘设备不仅是环保设备，也是电厂的主要生产设备之一（电厂的四大主机：发电机、汽轮机、锅炉、除尘器）。因此在设计袋式除尘系统和滤料选择时，必须确保袋式除尘器的长期（锅炉及附属设备一般三年一个大修）可靠运行，要充分考虑锅炉及其辅机的运行工况、燃料和灰尘的特性，及运行可能出现的问题。在燃料不变的情况下，含尘烟气的特性主要取决于锅炉的燃烧工况，同时也取决于除尘系统的设计。锅炉的运行工况直接影响袋式除尘器系统，而袋式除尘器系统有直接影响到锅炉的安全。如果除尘系统因破袋失效，会造成锅炉引风机叶轮磨损加快；滤袋沾灰严重，会增加阻力，减少了引风机的抽风量，造成锅炉正压运行，这是

9、很危险的。所以，在设计燃煤锅炉袋式除尘系统时，一定要把除尘作为锅炉系统的一个重要环节，在设计时，自动监测、自动控制、故障判断和紧急措施都要有全面考虑。在我国燃煤电厂上使用袋式除尘系统还必须考虑我国电厂烟气的特点： (1)国外电厂对燃煤品种控制十分严格，而我国电厂燃煤品种波动大，不同煤种不仅燃烧值不同，而且灰分、杂志成分、含硫量均不同。这样就造成烟气温度、烟尘含量、烟气成分都在波动。给袋式除尘器运行管理带来极大困难。电厂烟气温度在120-170之间波动。大多数电厂为提高放热效率，烟气温度都控制在130-150，运行中特殊情况可略低于130或高于150。这个温度对于中等以上含硫的煤种，正处于酸露点上，极易因酸结露腐蚀损坏滤袋。在锅炉点火阶段，要喷油助燃，常常因燃油雾化不好，燃烧不完全，使大量油雾附着于滤袋上使滤袋阻力居高不下。因锅炉设备故障可能发生烟气异常。例如发生爆炸事故，产生大量水汽使布袋结露或空气预热器故障使烟气温度超限等。为此，在我国电厂燃煤锅炉上使用袋式除尘器必须采取以下的措施：严格控制烟气温度波动，在温度增高时，采用喷雾降温或掺冷风等措施使温度迅速降到袋式除尘器允许的长期工作的温度点上。并使袋式除尘

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