大氣污染課程設(shè)計(jì)---機(jī)組發(fā)電廠的鍋爐煙氣

1、<p><b>　　第一章 總論</b></p><p>　　1.1課程設(shè)計(jì)的目的</p><p>　　是學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)和《大氣污染控制工程》專業(yè)課程的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)和掌握環(huán)境工程領(lǐng)域內(nèi)主要設(shè)備——電除塵器設(shè)計(jì)的基本知識(shí)和方法，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的環(huán)境工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論，基本技能和專業(yè)知識(shí)分析問(wèn)題和解決工程設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究，查閱技

2、術(shù)文獻(xiàn)，資料，手冊(cè)，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)計(jì)算，圖紙繪制及編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)的基本能力。</p><p>　　1.2課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容</p><p><b>　　1.2.1基本資料</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)處理一發(fā)電量為300MW機(jī)組發(fā)電廠的鍋爐煙氣</p><p><b>　?。?）煙氣氣體性質(zhì)</b>

3、</p><p>　　鍋爐排除的煙氣量： </p><p>　　煙氣溫度壓強(qiáng)： -2000Pa （當(dāng)?shù)卮髿鈮?8.76 × Pa） </p><p><b>　　煙氣含塵度： </b></p><p><b>　　粉塵比電阻：</b></p><p><

4、b>　　(2)粉塵顆粒參數(shù)</b></p><p>　　其原煤含硫量1.65%，煤灰中為0.39% </p><p>　　煙氣的顆粒分布如下所示：</p><p>　　表1-1 煙氣顆粒分布</p><p><b>　　1.2.2設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)電除塵

5、器，除塵效率不低于99%（本設(shè)計(jì)取除塵率為99.50%）。</p><p>　　第二章 電除塵器的概述</p><p><b>　　2.1 原理 </b></p><p>　　電除塵器的收塵，主要是在高壓電場(chǎng)中使氣體電離，進(jìn)入電場(chǎng)中的塵粒得以荷電，并在電場(chǎng)庫(kù)侖力的作用下，荷電塵粒趨向收塵極，達(dá)到了收塵的目的。由于能量是直接作用在塵粒上，故能耗

6、根低，且電除塵器由于除了緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的振打部件外，沒(méi)有其他運(yùn)動(dòng)的部件，維護(hù)工作量小，運(yùn)行費(fèi)用較低，所以在各種除塵技術(shù)中具有顯著的優(yōu)越性。且凈化效率高，處理量變動(dòng)范圍大：根據(jù)條件和要求，可以設(shè)計(jì)能達(dá)到任意凈化度(99％ ～99．9％)和處理量(從幾個(gè)m3／h到幾百萬(wàn)m3／h)的電除塵器</p><p>　　2.2 電除塵器的除塵過(guò)程</p><p>　　電除塵器是利用高壓靜電場(chǎng)捕捉煙氣中的粉塵，

7、從而使煙氣凈化的裝置。電除塵器的除塵過(guò)程分為氣體電離、粉塵荷電、粉塵沉集和清灰四個(gè)步驟。</p><p>　　2.2.1 氣體電離</p><p>　　在兩個(gè)曲率半徑相差較大的金屬陰極(放電極)和金屬陽(yáng)極(沉淀極)間，通過(guò)高壓直流電，形成一個(gè)不均勻靜電場(chǎng)。當(dāng)對(duì)電極系統(tǒng)上施加的高壓直流電壓所形成的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)游離場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，在放電極附近，就會(huì)發(fā)生急劇的放電現(xiàn)象，從而使氣體中一部分分子的電子獲得足

8、夠的能量而脫離分子，形成一個(gè)帶正電的離子和一個(gè)或幾個(gè)帶負(fù)電的電子。這些正離子和電子在電場(chǎng)的作用下沿相反的方向運(yùn)動(dòng)。在此過(guò)程中，大部分電子會(huì)和其它中性分子產(chǎn)生碰撞，并與中性分子相結(jié)合，形成了負(fù)離子。</p><p>　　2.2.2 粉塵荷電</p><p>　　電離產(chǎn)生的正負(fù)離子在自身不規(guī)則運(yùn)動(dòng)和沿電場(chǎng)中電力線作有規(guī)則運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，不斷和通過(guò)電除塵器的煙氣中的粉塵相碰撞，使粉塵荷電，從而形成

9、帶正電和帶負(fù)電的粉塵。</p><p>　　2.2.3 粉塵沉集</p><p>　　荷電后形成的帶正電和帶負(fù)電的塵粒在電場(chǎng)力的作用下，分別向極性相反的電極漂移，最終沉積在電極上，形成灰塵層。</p><p><b>　　2.2.4 清灰</b></p><p>　　在兩極系統(tǒng)均設(shè)有機(jī)械振打裝置，當(dāng)振打錘敲打兩極裝置時(shí)，

10、粘附在其上的粉塵被抖落，落入下部灰斗。經(jīng)由排灰裝置排出機(jī)外，從而完成了煙氣除塵過(guò)</p><p>　　2.3電除塵器型號(hào)的確定</p><p>　　設(shè)計(jì)選用單區(qū)電除塵器，即粒子的捕集和荷電是在同一個(gè)區(qū)域中進(jìn)行的；單區(qū)電除塵器按結(jié)構(gòu)可分為立式和臥式電除塵。在設(shè)計(jì)過(guò)程由于煙氣量較大，電場(chǎng)多，分段供電等，因此在這次設(shè)計(jì)中采用臥式電除塵器。</p><p>　　清灰方法按清

11、灰方式可分干式和濕式。干式清灰是通過(guò)沖擊振動(dòng)來(lái)剝離電極上的粉塵，收集的粉塵是干燥的，便于綜合利用。濕式清灰是用水沖洗電極，一般只在易爆氣體凈化或煙氣溫度過(guò)高，沒(méi)有泥漿處理設(shè)備時(shí)才使用。設(shè)計(jì)中采用干式的清灰方法。</p><p>　　按電極形狀可分板式、管式和棒幃式電除塵器。板式電除塵器的收塵極呈板狀。為了減少粉塵的二次飛揚(yáng)和增加極板的剛度，通常將極板軋制成不同的凹凸槽型。通常用于除去氣體中的液滴。設(shè)計(jì)中采用板式電

12、除塵。</p><p>　　綜上所述，本次設(shè)計(jì)采用的是臥式、板式電除塵器。</p><p>　　第三章 電除塵器的基本設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　3.1基本說(shuō)明</b></p><p>　　煙氣含塵度 < 所以不需要前端設(shè)置灰斗。</p><p>　　其原煤含硫量0.5%&l

13、t;1.65%<2%，煤灰中為0.39% >0.3%，故電暈線采用芒刺型電極，極板間的距離設(shè)300mm。</p><p>　　煙氣排放量 =；配備兩臺(tái)電除塵器。</p><p>　　進(jìn)風(fēng)采用雙進(jìn)風(fēng)方式。</p><p><b>　　3.2 基本計(jì)算</b></p><p>　　3.2.1驅(qū)進(jìn)速度的確定 <

14、;/p><p><b>　?。?—1）</b></p><p>　　表3-1 平均粒徑影響系數(shù)</p><p>　　由上表可知的系數(shù)K=1.04</p><p>　　極板間距為300mm</p><p>　　所以 驅(qū)進(jìn)速度

15、 （3—2）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—— 驅(qū)進(jìn)速度 cm/s</p><p><b>　　K—— 粒徑系數(shù)</b></p><p>　　S —— 硫的含量 1.65%</p><p>　　3.2.2收塵極面積</p>

16、<p>　　(取K=1) （3—3）</p><p>　　= = 13984.75m</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Q —— 煙氣流量 </p><p>　　A —— 收塵極面積 </p>&l

17、t;p><b>　　—— 除塵效率 </b></p><p>　　3.2.3 初選電場(chǎng)斷面</p><p><b>　?。?—4）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Q —— 煙氣流量 </p><p>　　

18、V —— 電場(chǎng)風(fēng)速 m/s 取V=1.42 m/s</p><p>　　—— 初選電場(chǎng)斷面 </p><p>　　3.2.4 電場(chǎng)高度 </p><p><b>　??； </b></p><p><b>　　即： </b></p><p><b>　?。?—5）

19、</b></p><p><b>　　取h = 11m </b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　—— 初選斷面 </b></p><p>　　h —— 電場(chǎng)高度 m</p><p>　　3.2.5 通

20、道數(shù) </p><p><b>　?。?—6）</b></p><p>　　取整數(shù) 取 Z= 60</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　2s —— 相鄰兩極板中心距 m 取2s=0.3m</p><p>　　—— 收塵極板的阻流寬度 m 取=

21、0.0015m 極板采用Z型極板</p><p>　　3.2.6 除塵器內(nèi)寬</p><p>　　考慮雙進(jìn)風(fēng)，中間設(shè)立柱，立柱寬 300mm ，取=100mm</p><p><b>　　(3—7)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　

22、—— 最外層一排極板中心線與壁內(nèi)的距離 mm</p><p>　　s —— 相鄰兩極板中心距 m （ s=0.3m）</p><p>　　本除塵器殼采用立柱不均勻分布的結(jié)構(gòu)型式，收塵極的懸吊采用型Ⅱ，灰斗采用四棱臺(tái)狀灰斗，每個(gè)電場(chǎng)區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)灰斗。</p><p>　　圖3-1 立柱不均勻分布的結(jié)構(gòu)型式除塵器殼</p><p>　　圖3-

23、2 收塵極的懸吊型2</p><p><b>　　3.2.7柱間距 </b></p><p><b>　　根據(jù)斷面規(guī)格選用 </b></p><p>　　表3-2 采用工字鋼做電收塵器支柱時(shí)的尺寸</p><p>　　由于F=195.618m</p><p>　　所以 =

24、600mm </p><p><b>　?。?—8）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—— 除塵器殼體港版的厚度 一般取5mm</p><p>　　—— 柱的寬度 mm</p><p><b>　　3.2.8內(nèi)高 </b

25、></p><p><b>　?。?—9）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　h——收塵極板有效高度（mm） 等于11000</p><p>　　h1——當(dāng)極板上端懸吊頂梁的X型梁上時(shí)，h1=0;當(dāng)極板懸吊于頂梁下面的懸掛裝置時(shí)，h1=80-300mm，

26、這里取h1=0</p><p>　　h2——收塵極下端至撞擊桿的中心距離，按結(jié)構(gòu)型式不用取35-50mm，這里取h2=40mm</p><p>　　h3——撞擊桿中心至灰斗上端的距離，一般取h3=160-300，這里取h3=220mm</p><p>　　所以可得 H=11260 mm</p><p>　　3.2.9電暈極框架高度<

27、;/p><p>　　表3-3 極板配置尺寸 </p><p>　　所以 取=180mm =160mm 考慮框架有兩段組成</p><p><b>　　（3—10）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　100mm為下圖中兩框架的間隙寬度&

28、lt;/p><p>　　圖2-3 電暈極框架圖</p><p>　　3.2.10每個(gè)電場(chǎng)長(zhǎng)度 L</p><p><b>　　a）n 電場(chǎng)數(shù)量</b></p><p>　　表3-4電場(chǎng)數(shù)量n的選擇</p><p>　　因?yàn)?（3—11）</p><

29、;p>　　w=10.524cm/s</p><p><b>　　所以 n = 3</b></p><p><b>　?。?—12）</b></p><p>　　圓整 取 = 4m </p><p>　　3.2.11除塵器殼體內(nèi)壁長(zhǎng) </p><p>　　= 400

30、 ~500 mm = 450 ~500mm C 380~440mm </p><p>　　本結(jié)構(gòu)取 =400mm = 460m C = 400mm </p><p><b>　?。?—13）</b></p><p>　　3.2.12 氣流方向的柱距 </p><p>　　外側(cè)柱距

31、 （3—14）</p><p>　　中間柱距 （3—15）</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　中間柱寬 </b></p>

32、;<p>　　最外側(cè)柱與除塵器內(nèi)壁距離 </p><p>　　= = 400mm</p><p>　　3.2.13 進(jìn)氣箱 </p><p>　　本系統(tǒng)采用水平引入式的進(jìn)氣箱，并且取 = 9 m/s </p><p>　　進(jìn)氣口尺寸 （3—1

33、6）</p><p><b>　　因?yàn)?</b></p><p>　　由上式可得 </p><p>　　所以電場(chǎng)斷面取 3573 x 4319</p><p><b>　　進(jìn)氣箱長(zhǎng)度 </b></p><p><b>　　(3—17)</

34、b></p><p>　　進(jìn)氣箱大端的頂端可取距梁底面350mm ，考慮下端氣流不要直沖塵極的這個(gè)振動(dòng)機(jī)構(gòu)，所以上移600mm。 </p><p>　　進(jìn)氣箱底板與水平夾角為，那么進(jìn)氣口中心高度H，設(shè)側(cè)部底梁高度為800mm</p><p><b>　?。?—18）</b></p><p><b>　　3

35、.2.14出氣箱</b></p><p><b>　　出氣箱小端面積</b></p><p><b>　　出氣箱長(zhǎng)度 </b></p><p><b>　　出氣箱大端高度</b></p><p><b>　?。?—19）</b></p&g

36、t;<p><b>　　取 9290mm</b></p><p><b>　　出氣箱中心高度 </b></p><p><b>　?。?—20）</b></p><p><b>　　3.2.15 灰斗</b></p><p>　　采用角錐形

37、灰斗，沿氣流方向設(shè)四個(gè)灰斗，與氣流垂直的方向上也設(shè)四個(gè)灰斗，斗壁斜度最小角為。</p><p><b>　　灰斗下口斷面：</b></p><p>　　表3-5 四棱臺(tái)狀灰斗的排灰量</p><p><b>　?。?—21）</b></p><p><b>　　式中：</b>&

38、lt;/p><p>　　n 除塵器寬度方向的斗數(shù) 取 n=4</p><p><b>　　η=0.995</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　由上表查的灰斗的下口取 300 x 300 mm</p><p><b>　　因?yàn)?， &

39、lt;/b></p><p><b>　　所以 < </b></p><p><b>　?。?—22）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—— 灰斗下口尺寸 mm</p><p>　　電暈極框架吊桿沿

40、電除塵器寬度方向的距離按表3-6計(jì)算</p><p><b>　　表3-6 </b></p><p><b>　?。?-23）</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=11400</b></p><

41、p><b>　?。?-24）</b></p><p><b>　　=10200</b></p><p>　　3.3電除塵器的供電裝置</p><p>　　電除塵器的供電系統(tǒng)選擇適當(dāng)與否，直接影響著電除塵器的主要性能，因此必須保證供電系統(tǒng)的合理、可靠。</p><p>　　電除塵器對(duì)供電系統(tǒng)的要

42、求</p><p>　?、胖绷麟娫?，高電壓，小電流。</p><p>　　⑵電壓波形要有明顯的峰值和低值：峰值可提高除塵效率，低值則熄弧。平滑的整流電源波形，如三相全波整流，火花特性不好，而且不易熄弧。生產(chǎn)實(shí)踐中，大部分采用單相全流整流，效果較好，對(duì)于高比電阻的粉塵，易采用半波整流為宜。</p><p>　　⑶電除塵器的均壓于過(guò)載：電子表除塵器是阻容性負(fù)載，工作條件

43、是電暈放電，有時(shí)擴(kuò)大成閃絡(luò)或者電弧。當(dāng)電場(chǎng)閃絡(luò)時(shí)，由于系統(tǒng)中有電感、電阻、電容的存在，系統(tǒng)就產(chǎn)生振蕩過(guò)電壓。因此，在硅整流器及供電回路中，必須適當(dāng)配入經(jīng)過(guò)選擇的電感、電阻、和電容，使回路振蕩限制在非周期振蕩和抑制過(guò)電壓幅值范圍之內(nèi)，同時(shí)在硅堆制作、設(shè)計(jì)中，必須考慮均壓、過(guò)載等問(wèn)題，以防止設(shè)備在負(fù)載惡化的情況下被損壞。</p><p>　?、入姵龎m器的集塵電極等要接地：電除塵器的集塵電極、殼體等許多部分均要求接地；

44、電暈電極的高壓電由高壓整流裝置引來(lái)，一般，都采用負(fù)電暈，因?yàn)樗哂休^高的除塵效率。</p><p>　?、沙龎m效率與供電質(zhì)量的關(guān)系：要求提高除塵效率，就必須盡量提高操作電壓和電暈電流，即提高電暈功率。</p><p><b>　　小結(jié)</b></p><p>　　這次大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)主要為電除塵器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我們進(jìn)一步鞏

45、固和掌握課本中所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，是我們綜合運(yùn)用大氣所學(xué)的大氣污染控制工程的內(nèi)容，來(lái)充分分析和理解電除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)，并且初步進(jìn)行主要構(gòu)造的基本計(jì)算。這次課程設(shè)計(jì)已經(jīng)利用了各種渠道收集了不少關(guān)于電除塵器資料，但仍然感覺(jué)不足，希望能夠?qū)W習(xí)有關(guān)大氣污染控制工程的相關(guān)知識(shí)。 </p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)是在劉芳老師的精心指導(dǎo)和大力支

46、持下并經(jīng)過(guò)自己的努力完成的。劉芳老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對(duì)我產(chǎn)生重要影響。他淵博的知識(shí)、開(kāi)闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。 另外，我還要特別感謝我們?cè)O(shè)計(jì)組的同學(xué)以及他們對(duì)我課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)，他們?yōu)槲彝瓿稍O(shè)計(jì)提供了巨大的幫助，最后，再次對(duì)關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b

47、></p><p>　　1、高香林主編 《除塵技術(shù)》 華北電力大學(xué) 2001.3</p><p>　　2、羅輝主編 《環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)與應(yīng)用》 第一版 北京 高等教育出版社 1997</p><p>　　3、郝吉明、馬廣大 主編 《大氣污染控制工程》 第二版 北京 高等教育出版社 2002.8</p><p>　　4、鄭銘主編 《環(huán)保設(shè)備原