【正文】 中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 目 錄 1 緒論 .................................................................. 1 課題的背景 .......................................................... 1 粉塵的危害及除塵的意義 .............................................. 2 袋式除塵器的發(fā)展及研究現(xiàn)狀 .......................................... 5 2 袋式除塵的基本技術(shù)原理 ................................................ 9 袋式除塵概述 ........................................................ 9 袋式除塵的原理及過程 ............................................. 10 附灰層概論 ....................................................... 11 典型除塵系統(tǒng)的組成 ............................................... 12 袋式除塵器的主要性能 ............................................... 13 影響過濾效率的主要因素 ........................................... 13 出口煙塵濃度 ..................................................... 15 袋式除塵器的特 點(diǎn) ................................................... 15 袋式除塵器應(yīng)用前景 ................................................. 16 脈沖袋式除塵器原理、構(gòu)造及特點(diǎn) ..................................... 17 脈沖袋式除塵器的工作原理 ......................................... 17 脈沖袋式除塵器的構(gòu)造 ............................................. 18 脈沖袋式除塵器的主要特點(diǎn) ......................................... 21 濾料 ............................................................... 21 幾種常用高溫濾料 ................................................. 21 幾種常用高溫濾料特性簡(jiǎn)要分析及選取 ............................... 24 濾袋及濾袋框架 ..................................................... 28 袋除塵器核心部件 — 濾袋 ........................................... 28 濾袋的布置 ....................................................... 29 濾袋框架 ......................................................... 30 3 袋式除塵器的設(shè)計(jì) ..................................................... 31 袋式除塵器設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù) ........................................... 31 中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 除塵器的選型 ....................................................... 31 布袋及袋室尺寸的設(shè)計(jì) ............................................... 32 處理氣體量的計(jì)算 ................................................. 32 過濾風(fēng)速的選取 ................................................... 33 過濾面 積的確定 ................................................... 33 阻力計(jì)算 ......................................................... 35 除塵器進(jìn)出口系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................................. 36 管道內(nèi)的氣流速度和管道直徑的確定 ................................. 36 管道的總壓力損失 ................................................. 37 鋼架結(jié)構(gòu)的支撐與計(jì)算 .............................................. 38 鋼材的選型 ....................................................... 39 對(duì)虛軸計(jì)算： ..................................................... 39 截面驗(yàn)算： ....................................................... 39 綴板計(jì)算： ....................................................... 40 灰斗的強(qiáng)度校核 ..................................................... 41 倉庫的選材 ....................................................... 41 斗型鋼倉的結(jié)構(gòu)布置 ............................................... 42 方形鋼倉的計(jì)算 ................................................... 43 結(jié)束語 ................................................................ 45 致謝 .................................................................. 46 參考文獻(xiàn) .............................................................. 47 中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 1 頁 共 51 頁 1 緒論 課題的背景 我國(guó)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模龐大，重化工、原材料、能源工業(yè)中不少還是粗放型生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝及設(shè)備相對(duì)落后，資源、能源耗費(fèi)大，污染嚴(yán)重。我國(guó)袋式除塵設(shè)備的市場(chǎng)卻不太大。據(jù) 2020 年統(tǒng)計(jì)，袋式除塵設(shè)備產(chǎn)值才 億元，與我國(guó)粉塵、煙塵污染需要治理的情況很不相稱。我國(guó)的火電廠大型燃煤鍋爐除塵，是高效除塵設(shè)備的巨大市場(chǎng)。由于種種原因，我國(guó)的袋式除塵設(shè)備在這個(gè)市場(chǎng)還未打開局面。而國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家鋼鐵廠除塵、脫硫，袋式除塵設(shè)備占有相當(dāng)?shù)姆蓊~。袋式除塵設(shè)備的除塵效率最高 ，并且不受粉塵比電阻變化的影響，同時(shí)還有一定的脫硫功能。在未來相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，我國(guó)以煤炭為主的能源格局不會(huì)改變，布袋除塵設(shè)備將大有用武之地。 一、袋式除塵器研究背景及意義 當(dāng)前，我國(guó)仍是一個(gè)以煤炭為主要能源的國(guó)家，煤炭消耗量占全國(guó)能源消耗量的 75%左右。 2020 年全國(guó)煤炭消耗量為 22. 4 億噸， 2020 年達(dá)到 億噸， 2020 年達(dá)到 億噸， 2020 年煤炭產(chǎn)量為 億噸，呈逐年上升趨勢(shì)。隨之帶來工業(yè)廢氣排放總量的不斷增加，為控制污染物排放總量，國(guó)家和地方制定的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)也將逐步提 】】【【高 21 隨著國(guó)家環(huán)境保護(hù)法的日趨嚴(yán)格，對(duì)除塵技術(shù)的要求也越來越高。當(dāng)前，袋式除塵和靜電除塵是我國(guó)主要的除塵技術(shù)，從靜電除塵器在國(guó)內(nèi)外電廠鍋中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 2 頁 共 51 頁 爐的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，由于煤種、脫硫方式、制造、安裝、調(diào)試、運(yùn)轉(zhuǎn)等因素的影響，靜電除塵器要達(dá)到國(guó)家最新污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求變的越來越困難。而袋式除塵器不僅可以有效控制污染物排放總量，而且可以有效地控制微細(xì)顆粒的排】【放 3 ，將成為控制煙塵污染物排放濃度完全達(dá)標(biāo)的把關(guān)設(shè)備。 袋式除塵器和電袋組合 除塵器在電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)都取得了一定的效果，有效的控制了煙塵的排放。而目前尤其是火電行業(yè)還是以靜電除塵器為主，因而靜電除塵設(shè)備仍需要改造。 同時(shí)，國(guó)家實(shí)施節(jié)能減排計(jì)劃，生產(chǎn)設(shè)備朝向效率高、容量大、大機(jī)組、大型化趨勢(shì)發(fā)展。以火電為例， 2020 年至 2020 年火電機(jī)組容量分別為37270,18050, 55607 萬 kW，截止到 2020 年機(jī)組容量 60132 萬 kW，約占發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘康?%，到 2020 年機(jī)組容量達(dá)到 66400 萬 kW。標(biāo)準(zhǔn)煤耗從 2020 年的374g/kWh 下降到 2020 年的 341g/kWh，到 2020 下降到 329g/kWh，標(biāo)準(zhǔn)煤耗的下降勢(shì)必要采用裝機(jī)容量更大的發(fā)電機(jī)組。 在此背景下，所以迫切要求袋式除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)也要大型化，以適應(yīng)大型鍋機(jī)組和鋼鐵、水泥爐窯的煙氣凈化需求。袋式除塵設(shè)備的大型化，單臺(tái)除塵設(shè)備處理的煙氣量越來越大，對(duì)其性能也提出了更高的要求。 粉塵的危害及除塵的意義 大量的煙塵隨燃料燃燒或生產(chǎn)工藝排出，如果不凈化處理，直接排入大氣，除對(duì)大氣環(huán)境及生態(tài)平衡帶來嚴(yán)重影響外，對(duì)人體健康也造成不同程度的危害。 中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 3 頁 共 51 頁 粉塵對(duì)人體的危害程度，除與吸入量有關(guān)外，與粉塵的物理化 學(xué)特性也有密切關(guān)系。 人體呼吸系統(tǒng)的不同部位對(duì)不同粒徑塵粒的滯留、沉積作用是不同的。 一般說來，粒徑大于 10μ m 的塵粒，在空氣中停留時(shí)間較短，不易被人吸入，即使被吸入到呼吸道，也往往被鼻腔、鼻咽及上部氣管的粘膜或纖毛所阻留。粒徑小于 10μ m 的塵粒，可較長(zhǎng)時(shí)間地懸浮在空氣中，較易被人體吸入。這部分塵粒通過呼吸系統(tǒng)，可達(dá)到肺泡管，其中大部分 5～ 10μ m 的塵粒，有可能被呼吸道的粘膜鼻腔顫毛粘附或阻留下來，然后通過鼻腔顫毛的生理活動(dòng)，逐漸推移到咽喉部，最終經(jīng)咳嗽、噴嚏等保護(hù)性反射作用，隨痰咳出。小于 5μ m 的微小塵粒 可深入并滯留在肺泡內(nèi)，從而對(duì)肺組織造成危害。 粉塵作為對(duì)人體健康及大氣環(huán)境污染的重要有害物，越來越受到人們重視，因而世界各國(guó)也采取了相應(yīng)的限制措施，其中之一是制定嚴(yán)格的法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。由于各國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)日趨提高，特別是對(duì)微?？刂频囊笤絹碓絿?yán)，致使高效除塵設(shè)備得到迅速的發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)了高效除塵器的研究和發(fā)展，其中最為突出的是電除塵器和袋式除塵器。但是電除塵器的除塵效率不穩(wěn)定。除塵效果不斷下降，電除塵器的運(yùn)行綜合費(fèi)用高。維修投入的人力、物力及檢修停產(chǎn)帶來的損失都很大。電除塵器已經(jīng)不能滿足除塵要求，袋式除塵器 獲得了良好的發(fā)展機(jī)遇。布袋除塵器的研究和制造，國(guó)內(nèi)外都非常重視。因而近年來得到很快的發(fā)展。但現(xiàn)在的布袋除塵器也有明顯的缺陷：用于處理相對(duì)濕度高的含塵氣體時(shí)，如沒有保溫措施（特別在冬天），會(huì)因結(jié)露而造成“糊袋”。用于凈化有腐蝕性氣體時(shí)，濾料會(huì)很快受到腐中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 4 頁 共 51 頁 蝕，在處理高溫?zé)煔鈺r(shí)缺乏降溫措施。設(shè)備運(yùn)行阻力大，一般壓力損失為 2020～3000Pa。造成能源的巨大消耗。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)操作的不科學(xué)、不合理，造成濾袋壽命短。開發(fā)研制新型布袋除塵器具有十分廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景，國(guó)內(nèi)火電廠使用靜電除塵器的比例占 99％以上，幾乎 全部需要改造。布袋除塵器在礦山、水泥、鋼鐵冶金、糧食、機(jī)械等行業(yè)除塵領(lǐng)域也得到廣泛的應(yīng)用。采用新型布袋除塵器無論在新上項(xiàng)目還是除塵設(shè)備改造上，都有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。另外，當(dāng)前我國(guó)每年煙塵排放量約 1000 萬噸，其中微細(xì)塵粒（小于 10 微米）排放量超過 500 萬噸，微細(xì)沉粒是影響城市大氣質(zhì)量和能見度的主要因素，并嚴(yán)重危害人體健康。開發(fā)研制新型高效的布袋除塵器將會(huì)創(chuàng)造巨大的社會(huì)效益。 根據(jù)國(guó)家環(huán)?？偩譁y(cè)算 ， 我國(guó)環(huán)境問題所造成的損失約占國(guó)民生產(chǎn)總值的10%， 污染問題已經(jīng)十分嚴(yán)重 ， 因此環(huán)保要求也日趨嚴(yán)格 ， 國(guó)家已經(jīng)對(duì)煙塵及 SO2 的排放提出更加嚴(yán)格的要求，