DLP2-13型锅炉低硫烟煤烟气旋风除尘系统设计

目 录

1. 燃烧计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１ 1.1 实际耗空气量计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１ 1.2 产生烟气量计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２ 1.3 灰分及二氧化硫浓度计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２ 2. 净化方案设计及运行参数选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ 2.1 旋风除尘器的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ 2.2 旋风除尘器的特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ 2.3 运行参数的选择与设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ 2.4 净化效率的影响因素．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ 2.4.1 旋风除尘器结构尺寸对净化效率的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ 2.4.2 操作条件对旋风除尘器性能的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５ 3. 设备结构设计与计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６ 3.1 进气口设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６ 3.2 旋风除尘器外筒直径的设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７ 3.3 旋风除尘器高度的设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７ 3.4 旋风除尘器排气管的设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７ 3.5 排灰管的设计计算及卸灰装置的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８ 3.6 流体阻力计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．９ 4. 烟囱的设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０ 4.1 烟囱直径的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０ 4.2 烟囱高度的设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０ 4.3 烟囱阻力损失计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１１ 5. 管道系统设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２ 5.1 管径的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２ 5.2 摩擦阻力损失计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２ 5.3 局部阻力损失计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１３ 5.4 风机，电机的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１３ 6. 核算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１５ 7. 总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１６

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参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１７ 附图

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本次设计中要求设计一旋风除尘设备对一采用低硫烟煤的DLP2-13型锅炉所产生烟气进行净行处理，使排烟符合国家相关标准，并设计管道系统及烟囱。以下是本设计的过程内容。 设计原始资料：

锅炉型号：DLP2-13 即，单锅筒纵置式抛煤机炉，蒸发量2t/h，出口蒸汽压力13MPa 设计耗煤量：350kg/h

设计煤成分：CY=60.2% HY=3% OY=4% NY=1% SY=0.8% AY=19% WY=12%；VY＝18％；属于低硫烟煤

排烟温度：160℃ 空气过剩系数＝1.4 飞灰率＝21％

烟气在锅炉出口前阻力650Pa

污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中2类区新建排污项目执行。 连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度50m，90°弯头10个。

1. 燃烧计算

1.1 实际耗空气量的计算

在标准状况下，以1Kg应用煤为基准进行计算，结果见表1-1。 1Kg该煤完全燃烧时所需要标准状况下的氧气的体积Vo为：

Vo?(50.2?7.5?0.25?1.25)?22.4?1270.08L （1-1） 假设空气中氮氧的摩尔数之比为N/O=3.78，则1Kg低硫煤完全燃烧时所需要的空气体积Vk为：

Vk?（3.78?1）?1270.08?6070.98L?6071 （1-2）

3

实际消耗的空气体积Vk为：

Vk?1.4Vk?1.4?6071?8499.4L （1-3）

表1-1 1Kg应用煤的相关计算

?

?质量

成分

(g)

摩尔数

(mol)

燃烧耗氧量

(mol)

生成气体量

(mol)

生成气体体积

(L)

C H O N S 水分 灰分

602 30 40 10 8 190 190

50.2 30 2.5 0.72 0.25 6.67 ——

50.2 7.5 —— —— 0.25 —— ——

50.2 15 —— 0.36 0.25 —— ——

1124.48 336 78 8.064 5.6 149.408 ——

1.2 产生烟气量的计算

1Kg该煤完全燃烧后生成的烟气量Vy为：

Vy?8499.4?1124.48?336?149.408?5.6?10114.888L?10.12m （1-4）

?3则，在160℃时的实际烟气体积为Vy为： Vy??10.12273.15?(160?273.15)?16.05m3 （1-5）

该锅炉一小时产生的烟气流量Q为：

4

（1-6） Q?16.05?350?5617.5m/h?1.56m/s

331.3 灰分浓度及二氧化硫浓度的计算

烟气中灰分的质量Mh为：

Mh?190?21%?39.9g?3900mg （1-7）

烟气中灰分的浓度?h为：

?h?39900/16.05?2486.5mg/m3 （1-8） 烟气中SO2质量MS为：

Ms?0.25?64?16g?16000mg （1-9） 烟气中SO2的浓度?s为：

?s?16000/16.05?996.88mg/m3 （1-10）

2. 净化方案设计及运行参数选择

本设计中采用旋风除尘设备进行净化处理。 2.1 旋风除尘器的工作原理

旋风除尘器一般有带有一锥形的外圆筒，进气管，排气管，圆锥观和贮灰箱的排气阀组成。当含尘气流以一定的速度（一般在14～25m/s之间，最大不超过35m/s）由进气管进入旋风除尘器后，气流由直线运动变为圆周运动。由于受到外圆筒上盖及圆筒壁的限流，迫使气流作自上而下的旋转运动。旋转过程中产生较大的离心力，尘粒在离心力的作用下，被甩向外筒壁，失去惯性后在重力的作用下，落入贮灰箱中，与气体分离。

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