袋式除尘器的设计

精心整理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：苏青青姓名:沈伟航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。精心整理煤的组成成分单位%CHONSAW52.573.257.891.010.8326.817.64（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/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%SiO2Al2O3Fe2O3MgOCaOK2ONa2OP2O5TiO2SO349.7141.272.920.593.350.180.080.241.120.54粉尘粒径分布灰尘粒度/um55-1010-2020-3030-4747-606-7474分布/%6.413.922.915.316.46.45.313.4（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/T5917-2006）《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/T8532-1997）《袋式除尘器安装技术要求及验收规范》（JB/T8471-1996）精心整理参考资料：[1]郝吉明，马广大等编着.《大气污染控制工程》，北京：高等教育出版社.2002[2]NoeldeNevers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，彭林着.《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：参数计算，结构设计。进度起止日期要求完成的内容及质量精心整理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1.设计内容：⑴根据所给的课题收集相应的设计资料；⑵进行设计参数计算及合理性分析；⑶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：⑴说明书与计算书：说明书和计算书的章节应一致。⑵图纸：①图面布局合理、正确清晰、符合制图标准及有关规定。②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。③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.2.2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精心整理三、系统设计部分3.1袋式除尘器选型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烟囱草图五、净化系统的配套辅助设施设计5.1管道材料精心整理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99%以上,，其出口烟气浓度可以达到503/mmg以下，甚至达到103/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；精心整理(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DacronOrlonDralonTRytonHyglass最大持续烟温度（℃）130120130190260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11.31.54.57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.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%。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%CHONSAW52.573.257.891.010.8326.817.64相关数据处理：%Kg/kg煤摩尔数（mol）需氧量（mol)烟气量（mol)C52.57525.743.843.843.8H3.2532.516.258.1316.25O7.8978.92.47-2.47N1.0110.10.360.013精心整理S0.838.30.260.268.3H2O7.6476.44.2404.24（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）260.53+0.2237.66=308.062（mol/Kg煤）（5）标准状况下的实际烟气量：SQ308.06210004.22=6.09（kgm/3）（6）标准状况下烟气含尘浓度：C=)/(11469.61000%64.79.6153mmg（7）SO2浓度：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。灰尘的成分、粒径分布分别见表灰尘成分单位%SiO2Al2O3Fe2O3MgOCaOK2ONa2OP2O5TiO2SO349.7141.272.920.593.350.180.080.241.120.54粉尘粒径分布灰尘粒度/um55-1010-2020-3030-4747-606-7474分布/%6.413.922.915.316.46.45.313.4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。精心整理2.2净化工艺流程的确定2.3技术水平的确定设计的除尘器应符合我国机械行业标准要求除尘器的主要性能见下表表2脉冲喷吹类袋式除尘器主要性能表3除尘器的钢材耗量表4除尘器主要材料选用表2.4袋式除尘器相关设计依据《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/T5917-2006）《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/T8532-1997）《袋式除尘器安装技术要求及验收规范》（JB/T8471-1996）三、系统设计部分3.1袋式除尘器选型（1）必须满足排放标准规定的排放要求；（2）粉尘颗粒的物理性质对除尘器性能的影响；（3）气体含尘浓度的大小；（4）烟气温度和其它物理化学性质对除尘器的影响和要求；（5）粉尘的收集问题；（6）除尘器的设置位置、可利用空间等因素。本设计选用的除尘器形式是逆喷式（分室）脉冲除尘器（与其它除尘器结构性能对比见附表）。脉冲袋式除尘器是一种周期性地向滤袋外喷吹压缩空气来达到清除滤袋上积尘的袋式除尘器，主要优点为：处理风量大、