【文章內(nèi)容簡介】 收系統(tǒng)煙氣由進氣口進入吸收塔的吸收區(qū)，在上升過程中與石灰石漿液逆流接觸，煙氣中所含的污染氣體絕大部分因此被清洗入漿液，與漿液中的懸浮石灰石微粒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被脫除，處理后的凈煙氣經(jīng)過除霧器除去水滴后進入煙道。吸收塔內(nèi)煙氣上升流速為 ～5m/s 并配有噴淋層，每組噴淋層由帶連接支管的母管制漿液分布管道和噴嘴組成。噴淋組件及噴嘴的布置設(shè)計成均勻覆蓋吸收塔上流區(qū)的橫截面。噴淋系統(tǒng)采用單元制設(shè)計，每個噴淋層配一臺與之相連接的吸收塔漿液循環(huán)泵 [23]。 每臺吸收塔配多臺漿液循環(huán)泵。運行的漿液循環(huán)泵數(shù)量根據(jù)鍋爐負荷的變化和對吸收漿液流量的要求來確定。吸收塔排放泵連續(xù)地把吸收漿液從吸收塔送到石膏脫水系統(tǒng)。通過排漿控制閥控制排出漿液流量，維持循環(huán)漿液濃度在大約 8－25wt％。脫硫后的煙氣通過除霧器來減少攜帶的水滴，除霧器出口的水滴攜帶量不大于75mg/Nm3。兩級除霧器采用傳統(tǒng)的頂置式布置在吸收塔頂部或塔外部，除霧器由聚丙烯材料制作，型式為折流板型，兩級除霧器均用工藝水沖洗。沖洗過程通過程序控制自動完成。 石灰石漿液制備系統(tǒng)漿液制備通常分濕磨制漿與干粉制漿兩種方式。不同的制漿方式所對應(yīng)的設(shè)備也各不相同。至少包括以下主要設(shè)備：磨機（濕磨時用） 、粉倉（干粉制漿時用） 、漿液箱、攪拌器、漿液輸送泵。每個系統(tǒng)設(shè)置一個石灰石漿液箱，每塔設(shè)置 2 臺石灰石漿液供漿泵。吸收塔配有一條石灰石漿液輸送管，石灰石漿液通過管道輸送到吸收塔。每條輸送管上分支出一條再循環(huán)管回到石灰石漿液箱，以防止?jié){液在管道內(nèi)沉淀。 石膏脫水系統(tǒng)石膏脫水系統(tǒng)包括水力旋流器和真空皮帶脫水機等關(guān)鍵設(shè)備。石膏旋流站底流漿液由真空皮帶脫水機脫水到含 90％固形物和 10％水分，脫水石膏經(jīng)沖洗降低其中的 Cl－濃度。濾液進入濾液水回收箱。脫水后的石膏經(jīng)由石膏輸送皮帶送入石膏庫房堆放，后由螺旋卸料裝置卸至汽車運輸。 供水和排放系統(tǒng) 從電廠供水系統(tǒng)引接至脫硫島的水源，提供脫硫島工業(yè)和工藝水的需要。工業(yè)水主要用戶為：除霧器沖洗水及真空泵密封水。冷卻水冷卻設(shè)備后排至吸收塔排水坑回收利用。工藝水主要用戶為：① 石灰石漿液制備用水；② 煙氣換熱器的沖洗水；③ 所有漿液輸送設(shè)備、輸送管路、貯存箱的沖洗水。 FGD 島內(nèi)設(shè)置一個公用的事故漿液箱，事故漿液箱的容量應(yīng)該滿足單個吸收塔檢修排空時和其他漿液排空的要求，并作為吸收塔重新啟動時的石膏晶種。 吸收塔漿池檢修需要排空時，吸收塔的石膏漿液輸送至事故漿液箱最終可作為下次 FGD 啟動時的晶種。事故漿液箱設(shè)漿液返回泵（將漿液送回吸收塔）1 臺。FGD 裝置的漿液管道和漿液泵等，在停運時需要進行沖洗，其沖洗水就近收集在各個區(qū)域設(shè)置的集水坑內(nèi)，然后用泵送至事故漿液箱或吸收塔漿池。第 4章 物料平衡計算 除塵、脫硫效率的計算 除塵效率的計算根據(jù) 2022 年《火電廠大氣污染物排放標準》 ，粉塵含量≤50mg/Nm 3。則：除塵效率 =（1 =%%10)(???C?10)25? 脫硫效率的計算根據(jù) 2022 年《火電廠大氣污染物排放標準》 ，SO 含量≤400mg/Nm 。則：2 3煙氣中 SO 的濃度：2 3336 /7/1064/ mgolmgolmCSO ?????煙 氣脫硫效率： = =%%2SOC?27? 吸收劑消耗量的計算 凈煙氣中 SO2濃度 在設(shè)計煤種情況下，煙氣流量為 2160000Nm3/h，煙氣中 SO2 含量為 2377mg/Nm3，按脫硫效率達 95%的脫硫效率。凈煙氣中 so2 含量Cj=Cy(1 )=2377（1－95%）=?式中：C j—凈煙氣中 SO2 含量；Cy—原煙氣中 SO2 含量； 石灰石消耗量 632cos 10?????ertCaOtt PMRn式中： ——吸收劑碳酸鈣的耗量，t/h；tMcos ——需要脫除的 SO2摩爾數(shù)，mol；2n ——鈣硫比，一般為 ～；atR ——碳酸鈣分子量，g/mol；3CO ——石灰石純度。ertP該電廠脫硫系統(tǒng)所需的吸收劑是采用當?shù)厣a(chǎn)的石灰石粉，純度為 92%，其中 nso2= 22sonmalsoVM???式中： ——吸收塔入口 SO2的濃度，mg/Nm 3；C ——設(shè)計煤種情況下吸收塔入口干標煙氣量，Nm 3/h；noal ——脫硫效率s? ——SO2分子量，g/mol。2oM則：N SO2= = 2377204336095%247。6410 = mol/h22SOsSOVC?? 6?理論上 1 摩爾的石灰石與 1 摩爾的二氧化硫反應(yīng)，但因石灰石塊中含有一定的雜質(zhì)，經(jīng)過化驗石灰石成分之后，可確定鈣硫比一般在 ～ 之間，本次設(shè)計選用優(yōu)化值 ，則：=?????tM石灰石粉設(shè)計耗量連續(xù)運行 3～7 天，按 5 天計，則石灰石粉貯量應(yīng)為2451= V=103/103=225m3第 5章 主要設(shè)備尺寸、規(guī)格的計算 除塵器 除塵器類型的確定 1. 各種除塵器的比較 表 51 各種除塵器性能的比較 ]14[除塵器的名稱 除塵效率 阻力 費用文丘里除塵器 90%98% 400010000Pa 少電除塵器 90%% 50130Pa 大袋式除塵器 95%99% 10001500Pa 中 從選擇除塵器的原則來看，首先是除塵效率和出口濃度，應(yīng)當排除離心式除塵器和洗滌式除塵器，因為他們的除塵效率極低，一般為 80%到 95%。根據(jù)之前的計算表明，達不到設(shè)計要求。能滿足要求的只有文丘里除塵器、袋式除塵器、電除塵器。其次從粉塵的特性以及煙氣的條件來看，燃煤電站鍋爐燃煤粉塵的黏性和親水性都不適合用濕式除塵器來處理，并且濕式除塵器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資較大。故只有電除塵器和袋式除塵器滿足設(shè)計要求。 2. 袋式除塵器的特點 (1)袋式除塵器的優(yōu)點：① 袋式除塵器對凈化含微米或亞微米數(shù)量級的粉塵粒子的氣體凈化效率較高，一般可達 99%以上；② 袋式除塵器可以捕集多種干擾粉塵，特別是高比電阻粉塵；③ 含塵氣體濃度在相當大的范圍內(nèi)變化時對袋式除塵器效率和阻力影響不大；④ 袋式除塵器可設(shè)計制造出適應(yīng)不同氣量的含塵氣體的要求；⑤ 袋式除塵器可以做成小型的，安裝在散塵設(shè)備附近，占地面積??；⑥ 袋式除塵器運行性能穩(wěn)定可靠，無污泥處理和腐蝕等問題，操作維護簡單。 (2)袋式除塵器的缺點：① 袋式除塵器的應(yīng)用主要是受濾料的耐溫和耐腐蝕等性能影響； ② 不適合含粘結(jié)和吸濕性強的很塵氣體； ③ 據(jù)初步統(tǒng)計，用袋式除塵器凈化大于 17000 含塵量的投資費用要比電hm/3除塵器高，而小于 17000 ，則袋式除塵器比較省。hm/33. 電除塵器的特點(1)電除塵器的優(yōu)點① 吸塵效率高，電除塵器裝置可通過加長電場長度達到 99%以上的除塵效率；② 吸塵效率穩(wěn)定，電除塵器能長期保持高效的除塵效率；③ 煙氣阻力小，總能耗低； ④ 適用范圍大；⑤ 可處理大容量煙氣，目前單臺電除塵器處理氣量已達 2022000 ，這樣hm/3的氣量用袋式除塵器或用旋風除塵室極不經(jīng)濟的；⑥ 捕集到的粉塵干燥，無二次污染，維護保養(yǎng)簡單。（2）電除塵器的缺點：① 一次投資大，電除塵器和其他除塵器相比，結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，耗用鋼材量較大，每個電場需配備一套高壓供電裝置及控制設(shè)備，因此價格大；② 對粉塵的比電阻有嚴格的要求，煙氣中粉塵的比電阻對電除塵器的運行有較大的影響。3. 除塵器選擇結(jié)論 從以上的優(yōu)缺點比較分析可知：本課題設(shè)計用電除塵器。首先從除塵器的進口粉塵濃度來看，除塵器濃度較高，且必須達到最低 %的凈化效率，燃煤電站中，燃煤費用占整個發(fā)電成本的 60%到 70%之間。所以。盡管含塵量大的煤對鍋爐對流受熱面有磨損，但為了降低成本，煤粉爐不得不用含灰量大的價格便宜的煤。導(dǎo)致鍋爐出口粉塵濃度較高，不適合用袋式除塵器。若用袋式除塵器，高濃度的粉塵會導(dǎo)致除塵器的清灰頻率增加，布袋磨損加劇，加快更換布袋的時間，壽命變得更短；其次，從兩種投資和運行費用來看，盡管電除塵器的一次投資費用較大，但袋除塵器的阻力較大，布袋更換導(dǎo)致其運行費用大，總的費用來看電除塵器的設(shè)備費加上20 年左右的運行費用比大多數(shù)袋除塵器費用低；再次，使用年限來看。袋除塵器的使用壽命為 1 到 5 年，而電除塵器的使用壽命為 5 到 10 年甚至為 20 年，剛好為一般小型電廠鍋爐的使用年限。從上述幾點可以看出，燃煤電站比較適合用電除塵器來處理煙塵，雖然電除塵器也有缺點，不過隨著科學(xué)技術(shù)的進步，可以逐漸克服。 電除塵器的設(shè)計計算本設(shè)計選用單區(qū)電除塵器，即粒子的捕集和荷電在同一個區(qū)域中進行的，集塵極和放電極也在同一個區(qū)域。單區(qū)除塵器按結(jié)構(gòu)和類型可分為立式和臥式電除塵器。立式電除塵器一般用于含塵量較小，除塵效率不高的場合；臥式電除塵器內(nèi)的氣流是沿水平方向流動，它的優(yōu)點是按照不同的要求可以任意的增加電場的長度和電場個數(shù)，能分段供電，適合于負壓操作，引風機的使用壽命長。本次設(shè)計煙氣量大，除塵效率高，電場多，因此采用臥式電除塵器。綜上所述，本次設(shè)計采用臥式，板式，無輔助電極的電除塵器。電除塵器臺數(shù)的確定：4 臺鍋爐個采用 1 臺電除塵器，共 4 臺。靜電除塵器電場風速一般在 ～，本設(shè)計取 1m/s。 驅(qū)進速度一般在 ～，本設(shè)計取 。 集塵極間距設(shè)計為405mm，電暈線間距400mm。(1)集塵極板總面積 (1)QLnAWe???= 36015.%)9(0782??Ln=式中：We—— 驅(qū)進速度， m/s； Q —— 設(shè)計工況下煙氣量， 3m/h。(2)實際需集塵極面積 考慮到處理煙氣量、溫度、壓力、供電系統(tǒng)可靠性等因素的影響，參照實際情況，取儲備系數(shù) k=～，則所需集塵極面積：A=（～）=～ 2取實際集塵總面積 40000m 2(3)比表面積的確定 m3/h??AQf(4)除塵效率驗算 %??efw?(5)電場斷面積 2m536.??QAc(6)極板高度 h= 2082(7)電場斷面寬度 mhAcB4305?(8)氣流通道數(shù) 個1645?n(9)集塵極排數(shù) 集塵極排數(shù)=氣流通道數(shù)+1=107 排(10)集塵極長度 L= m，圓整后取 L=10m，)17(24)1(2??????hnA10000mm(11)電場設(shè)計設(shè)計 4 個電場，實際安裝集塵極個數(shù)為 4集塵極排數(shù)=4107=428 個，安裝后集塵極總面積：A=nLH= 10710204=85600 m 2(12)停留時間 smvL10/??(13) 工作電流：取單個電流常數(shù)為 i=，則：2I=Ai=40000=200A(14)電除塵器陰極線的個數(shù)電暈線間距 400mm，采取 3mm 的圓形線，1 個通道的電暈線個數(shù) N=10/=25則總電暈電線個數(shù) N’=100=2500 根。每個電場電暈線的有效長度：L’=1010620/4=26500m每個電場長度：L=40000/245320=5000mm(15)電極的選擇陽極系統(tǒng)：陽極板的作用是捕集荷電粉塵，通過振打機構(gòu)沖擊振打，使陽極發(fā)生沖擊或抖動，將陽極表面附著的粉塵成片狀或團狀剝落到灰斗中，達到除塵的目的。板式陽極板形式有魚鱗形、波紋形、棒帷形、Z 形、C 形等。C 形板從其斷面形狀組成來看，基本上由兩部分組成，中間是凹凸條槽較小，平直部分較大，兩邊做成彎鉤形，通常稱為防風溝。防風溝能防止氣流直接吹到極板表面，這樣可減少粉塵的二次揚塵，提高除塵效率。這種板面電性能好，有足夠的剛度，板面的振打加速度分布較均勻，粉塵的二次揚塵少。材料一般采用 ～ 的普通碳素鋼卷板，質(zhì)量較輕，耗鋼量少。目前，國內(nèi)靜電除塵器制造廠在設(shè)計生產(chǎn)中采用這種斷面形式的最多，尤其在大型靜電除塵器中，幾乎都采用這種 C 形極板。所以本次設(shè)計中，靜電除塵器陽極板采用 C 形板 [14]。陽極板振打裝置選用電磁錘振打，因為這種方式工藝成熟，運行可靠，且此種振打裝置布置在除塵器外側(cè)，不知空間與電場隔離，故可以在靜電除塵器運行期間進行必要的維修。陰極系統(tǒng)：陰極線的形式有管形芒刺線、星形線、鋸齒線、魚骨針刺線、螺旋線、角鋼芒刺線等。本設(shè)計采用圓形線。 電除塵器總體尺寸的計算1. 寬度方向上的尺寸（1）內(nèi)壁寬 由公式: ???2sZB式中： ——電除塵器的內(nèi)壁寬，mm； ——最外層的一排極板中心線與內(nèi)壁間的距離，mm。 取 =50mm Z——電場通道數(shù) 則：B=2 50+240050=20220mm（2）柱間距 由公式： eBLK???12? 式中： ——電除塵器寬度方向上的柱間距，mm；K ——收塵器殼體鋼板的厚度，mm；1 ——柱的寬度，mm。e?依據(jù)經(jīng)驗取 =5mm， =300mm，則：L k =20220+25+300=20410mm1??2. 長度方向上的尺寸（1）電除塵器長度 由公式： nlCnLLeeH????)1(21 式中： ——電除塵器長度，mm； ——電暈極吊桿至進氣箱大端面的距離，mm；1e