除尘器设计-火电厂.doc

word第一章 总论电除尘器是利用静电力从气流中分离悬浮粒子（尘粒或液滴）的装置，与其他的除尘器根本区别在于：除尘过程的分离力直接作用在粒子上，而不是作用在气流上，因此，它具有分离粒子能耗低，气流阻力小的特点。电除尘器还具有处理烟气量大，能连续操作，以及可在高温或腐蚀性条件下工作等优点。它的工作过程大致分为三个阶段：1、粉尘荷电：进入电除尘器的粉尘粒子荷电。  2、粉尘沉降：荷电尘粒移动后(到阳极或阴极)沉积。  3、清灰过程：振打或冲刷使沉积粉尘脱落。1.1设计任务在设计过程中对电除尘器有一个宏观的了解，从而将所学的理论课程与实践有机的结合，通过设计出一个符合标准的电除尘器，使工业排出的烟气含量达标，以减小对大气的污染，对环境的危害。电除尘器的工作原理：烟气通过电除尘器主体结构前的烟道时，使其烟尘带正电荷，然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘器通道。由于带正电荷烟尘与阴极电板的相互吸附作用，使烟气中的颗粒烟尘吸附在阴极上，定时打击阴极板，使具有一定厚度的烟尘在自重和振动的双重作用下跌落在电除尘器结构下方的灰斗中，从而达到清除烟气中的烟尘的目的。1.2设计容1.2.1基本资料本设计处理一发电量为600MW机组发电厂的锅炉烟气。烟气气体性质锅炉排出的烟气量：460×104m3/h；烟气温度、压强：125、-2000Pa；（当地大气压8.76×104Pa）烟气含尘浓度：22g/m3；粉尘的比电阻：2×108·其原煤含硫量为0.75%，烟灰中Na2O为0.70%，烟气的粒度分布如表21所示：表21 烟气粒度分布粒径（m）6610102020303040百分比组成18.919.83323.54.81.2.2设计要求设计电除尘器，其除尘效率不低于99%。1.2.3工作量要求1、设计说明书一份2、设计图纸：除尘器外形图、进出气箱几何尺寸图各一，共两。第二章 电除尘器的工艺流程设计2.1 电除尘器类型1、立式电除尘器多用直径为250mm或300mm的钢管或是郁金式收尘极，电晕线采用竖直悬吊的圆断面金属丝或水平布置的星型线。由于目前新设计的电除尘器多为卧式除尘器。2、卧式电除尘器的收尘极目前多采用板式电极，且多用Z型或C型断面的长条形极板，名义宽度400mm或500mm。本设计采用卧式的静电除尘器，与立式相比卧式静电除尘器具有如下的特点：1）沿气流方向可分为若干个电场，这样可根据除尘器的工作情况，对各电场分别施加不同的电压，以提高除尘效率； 2）根据所要求达到的除尘效率，较方便地增加电场长度； 3）在处理烟气量较大时，卧式静电除尘器较容易实现流速在电断面上的均匀分布；4）设备安装高度较立式静电除尘器低，设备操作维修比较方便；5）占地面积比立式静电除尘器大。2.2工艺流设计烟囱除尘管道电除尘器气体待处理烟气 粉灰斗 尘2.3电除尘器优点：1、净化效率高，能够铺集0.01微米以上的细粒粉尘。在设计中可以通过不同的操作参数，来满足所要求的净化效率。2、阻力损失小，一般在20毫米水柱以下，和旋风除尘器比较，即使考虑供电机组和振打机构耗电，其总耗电量仍比较小。3、允许操作温度高，如SHWB型电路尘器最好允许操作温度250，其他类型还有达到350400或者更高的。4、处理气体围量大。2.4电除尘器缺点：1、设备比较复杂，要求设备调运和安装以及维护管理水平高。2、对粉尘比电阻有一定要求，所以对粉尘有一定的选择性，不能使所有粉尘都的获得很高的净化效率。3、受气体温、温度等的操作条件影响较大，同是一种粉尘如在不同温度、湿度下操作，所得的效果不同，有的粉尘在某一个温度、湿度下使用效果很好，而在另一个温度、湿度下由于粉尘电阻的变化几乎不能使用电除尘器了。4、一次投资较大，卧式的电除尘器占地面积较大。第三章 设计计算3.1基本资料本设计处理发电量为600MW机组发电厂的锅炉烟气。 烟气气体性质锅炉排出的烟气量：/h；烟气温度、压强：125、2000；（当地大气压8.76×10）烟气含尘浓度：22g/；粉尘比电阻：·；(2) 其原煤含硫量为0.75%，煤灰中为0.70%；烟气的粒度分布如表3-1所示：表3-1 烟气的粒度分布粒径（µm）6610102020303040百分比组成18.919.83323.54.83.2计算由烟气气体性质可知，需配用四台电卧式除尘器。（1）确定值煤的含硫量大于0.5%小于2%，粉尘中含量大于0.3%，电晕线采用芒刺型电极，当极板间距为400时，应用式（2-1）W=1.3×7.4K(cm/s) + (3-1) (3-2)=14.66(um)式中：a, a粒度平均直径w,w粒度与粒度平均直径对应组成的百分比由表知平均=14.66，取15与20的插值k=0.95， 则W=(/s)式中：S煤的含硫量K平均粒度影响系数表3-2 平均粒度影响系数101520253035K0.90.9511.051.11.15（2）计算所需收尘极面积A。考虑到处理的烟气量比较大，四台除尘器。（3-3）=19357（）式中：A所需收尘极面积（m2） Q被处理烟气量（m3/h）除尘器要求的除尘效率粉尘驱进速度（m/s） k贮备系数。这里取k=1（3）初选电场断面F F （取v=1.2m/s） （3-4）=266.2（）式中：Q被处理烟气量（m2/h） V电场风速（m/s)，这里取V=1.2m/s（4）求电场高度h F80时， (3-5)由(2-5)得 h=11.54m 取h=13m（5）求通道数Z （3-6）=51.385 取Z=52（选用双进风口，Z值应取偶数）式中：2s相邻两极板中心距（m）。这里取2s=400mmk收尘极的阻流宽度。这里取k=0.0015（6）求电场断面F=Z(2S)=52×(0.4-0.0015)=20.7(m)=13×20.722=269.1 （3-7）（7）除尘器壁宽B考虑双进风，中间设立柱，立柱宽400。(mm) （3-8）式中：最外层的一排极板中心线与壁的距离，此值可以根据电除尘器的大小在50-100mm间选取。这里取=100mm中间小柱宽度本除尘器壳体采用立柱不均匀分布的结构型式,收尘极板上端悬吊于顶梁的X型梁,灰斗采用四棱台状灰斗，每个电场区对应一个灰斗。（8）柱间距(mm) （3-9）式中：1除尘器壳体钢板的厚度，一般取5mme柱的宽度。在壳体强度的计算前，可先参考表3-3选取，这里取e=600mm表3-3 采用工字钢做电收尘器支柱时的尺寸电收尘器的断面规格B51015203040506070-120120-180工字钢支柱的规格250250320320320320450450500600（9）高取，mm,(mm) （3-10）式中：h收尘极板有效高度（m）h1当极板上端悬吊顶梁的X型梁上时，h1=0;当极板悬吊于顶梁下面的悬挂装置时，h1=80-300mm，这里取h1=0h2收尘极下端至撞击杆的中心距离，按结构型式不同取35-50mm，这里取h2=40mmh3撞击杆中心至灰斗上端的距离，一般取h3=160-300，这里取h3=200mm（10）电晕极框架高度按表3-4，取=240mm，=220mm。框架考虑由两段组成。 （3-11） 式中：h01电晕极框架上端与梁底面的竖直距离，这里取h01=240h02框架下端与收尘极撞击杆中心线距离，这里取h02=220(mm)表3-4 极板配置尺寸极间距（）300400极板悬吊形式（）220180380240（）160220（11）每个电场的电场长度L由于，按表3-5，取n=3。（m ） 取=4.8m （3-12）表3-5 电场数量的选择wn-v×(1-)3.64477953455923491323 (12)除尘器壳体壁长取mm，mm，mm。 （3-13）=2×500+2×3×500+(31) ×440+3×4800=19280(mm)(13)沿气流方向的柱距中间柱距(mm) （3-14）外侧柱距(mm) （3-15）最外侧柱与除尘器壁距离(mm)(14)进气箱采用水平引入式的进气箱，并取m/s，进气箱的进口尺寸为() （3-16）考虑到进气口尽可能与电场断面相似，可取=4090×4880()进气箱长度(进气箱大端顶端可取距梁底面350mm，考虑到下端气流不要直冲收尘极的振打机构，所以需上移600mm)（3-17）(mm) 取进气箱的底板与水平夹角为50°，那么进气口中心高（设侧部底梁高为850）(mm) （3-18）将=4400(mm)代人，得=9015(mm)(15)出气箱 采用水平出气时的出气箱尺寸出气箱小端面积出气箱长度 (mm)出气箱大端高度(mm)=10978(mm)出气箱中心高(mm) =11126(mm)(16)灰斗 采用角锥形灰斗，沿气流方向设四个灰斗，与气流垂直的方向上也设四个灰斗。除尘器进、出口的灰斗长mm （3-19）电场中部灰斗长mm （3-20）灰斗的排灰量取0.85 =4（4个灰斗）=64.5 t/h（3-20）按表3-6，灰斗的下口取400×400，斗壁斜度取60°。这样灰斗高=3828mm （3-21）表3-6 四棱台状灰斗的排灰量排灰斗下口宽()300×300350×350400×400500×500排灰量（t/h）203550100由于是双进风口=26表3-7单框架双框架Z91112151620212526313238394243464750k034681214162022电晕极框架吊杆沿电除尘器宽度方向的距离按 表3-7 计算=(2612) ×400=5600mm=56001600=4000mm第四章 主要设备选型除尘器一般由除尘器本体和供电装置两大部分组成。除尘器本体包括电晕电极，集尘电极，振打机构（干式电除尘器），气流分布装置，外壳及灰斗等组成。4.1进、出气箱选型电除尘器进、出气箱常做成喇叭状，在有特殊要时，可做成上进气或下出气形式。当进口烟气含尘浓度较高时（大于30g/）,进气箱下部需要设置灰斗，以避免由于分布板分离出大量粉尘在进气箱底板堆积或大量流入第一电场前端的振打装置。本设计中烟气含尘浓度为22g/,则不需要在进气箱下部设置灰斗。为使气流沿电场均匀分布，需在进气箱设置气流分布装置。4.2电晕线对电晕线的一般要求：起晕电压低、电晕电流大、机械强度高、能维持准确的极距以及易清灰。一般分为圆形、星形、芒刺角钢形。电除尘器第一、二电场的电晕线可选用芒刺电晕线，第三、四电场的电晕线可选用星形线，但为了便于制造，减少备件品种，也都可采用芒刺电晕线。芒刺型极线采用钢，在电晕线的主干上焊上若干个长为的芒刺，电晕线工作时，在刺尖上能产生强烈的电晕放电。对导电性能差的粉尘可减轻电晕闭塞现象；同时，强烈的离子流可产生数米的电风而提高粉尘的驱进速度，提高电除尘效率。若芒刺电极结构设计正确，适用过程中不会产生刺尖结瘤，也不会出现电腐蚀，可长期使用不必更换。4.3集尘板对集尘板的要求：具有良好的电性能；具有良好的电晕放电性能；具有良好的振打传递性能，振打加速度分布均匀；有良好的防止二次效应的性能。一般的集尘板下几种类型：平板形、Z形、C形、波浪形和曲折形。4.4振打机构集尘板表面上的粉尘清除，靠对极板进行周期性振打，并使板面产生一定的振打加速度实现。设计中应留有一定的余地，以便在运转过程中逐步调整确定出合适的振打制度。集尘极一般采用间歇振打，振打频率每分钟4-8次，振打周期随气体含尘浓度而定。敲打极板方式中平行于板面的振打方式比垂直于板面的振打方式要好，它既可保证极板间距在振打过程中变化不打，又可使粉尘和极板间在振打时，产生一定的惯性切力，使粘附在板面上的粉尘更易脱落。集尘极的振打机构有锤打机构，弹簧-凸轮机构，电磁振打机构，采用挠臂锤击机构。4.5灰斗主要作用收集被捕集的颗粒，以便于清除灰尘。壳体多采用箱型结构，仅仅在处理高压烟气时才做成圆柱形。壳体的顶盖有户外式两种。壳体下部的积灰斗有四棱台状和棱柱状两种。本设计采用四棱台状的角锥形灰斗，可顺序定时排灰。第五章 结 论本次我得到的课程设计题目是电除尘器的设计，在这次设计中我了解到电除尘器的优缺点和适用围，把在课堂上学习的理论知识应用到了实际生活中。电除尘器是火力发电厂必备的配套设备，它的功能是将燃灶或燃油锅炉排放烟气中的颗粒烟尘加以清除，从而大幅度降低排入大气层中的烟尘量，这是改善环境污染，提高空气质量的重要环保设备。它的工作原理是烟气通过电除尘器主体结构前的烟道时，使其烟尘带正电荷，然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘器通道。由于带正电荷烟尘与阴极电板的相互吸附作用，使烟气中的颗粒烟尘吸附在阴极上，定时打击阴极板，使具有一定厚度的烟尘在自重和振动的双重作用下跌落在电除尘器结构下方的灰斗中，从而达到清除烟气中的烟尘的目的。近年来大气污染越来越严重，保护大气环境迫在眉睫，因为静电除尘器净化效率高、能耗低而且处理烟气量大而得到广泛的应用。通过课程设计，对烟气处理的工艺有更加深刻的认识，对构筑物的计算理解更透彻，对绘制图纸的能力有进一步的提高。巩固所学相关课程，理论联系实际，锻炼解决实际工程技术问题的能力。参考文献【1】高香林主编. 除尘技术. 华北电力大学. 2001.3【2】 罗辉主编. 环保设备设计与应用. 第1版. ：高等教育. 1997【3】郝吉明,马广大主编. 大气污染控制工程. 第2版. .高等教育. 2002.8【4】铭主编. 环保设备原理·设计·应用. 化学工业. 2001.4【5】志光,满银主编. 火电厂除尘技术. 第1版. ：中国水利水电. 2005【6】金国淼主编. 除尘设备. 第1版. .化学工业. 200214 / 14