【導(dǎo)讀】塵污染問題，冬季的北方城市尤為重要。全國二氧化硫排放量逐年增長，并形成南方大面。積酸雨期，已發(fā)現(xiàn)對森林、土壤、農(nóng)作物和建筑物造成傷害。的二次污染物的濃度達(dá)到了有害程度的現(xiàn)象，就稱為大氣污染。大氣污染物主要分為有害。它們的主要來源是燃料的燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過程。加、森林砍伐等原因，使大氣成分發(fā)生了很大變化。這種變化主要表現(xiàn)為二氧化碳、甲烷、氯氟烴等溫室氣體的含量上升。通常我們所說的大氣污染就是指溫室氣體急劇增加的現(xiàn)。全球大氣污染產(chǎn)生的后果有氣候變暖，平流層臭氧層變薄，陸地和海洋生物受到污染。循環(huán)流化床鍋爐也正廣泛的應(yīng)用在各國的各種工業(yè)，除塵系統(tǒng)也在慢慢改。計(jì)算，煙氣能夠達(dá)到國家要求的標(biāo)準(zhǔn)。循環(huán)流化床鍋爐具有高效率、低污染、燃料適應(yīng)性強(qiáng)、負(fù)荷調(diào)節(jié)比大等優(yōu)點(diǎn)?；谘h(huán)流化床的燃燒技術(shù)，循環(huán)流化床燃煤鍋爐目前已能投入商。近二幾十年來，大容量的循環(huán)流化床燃煤鍋爐取得了迅速的發(fā)展。是電除塵器和袋式除塵器兩種。

　　

【正文】 (38) 2 2 2 ( 1 )R O N H OV V V V?? ? ?? ? ? ? ? 4 .5 1 (1 .2 1) 4 .3 5? ? ? ? 4 .5 1 0 .2 4 .3 5 5 .3 8? ? ? ?（ m3/kg） 式中 ： V? —標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量 ， m3/kg； yV? —標(biāo)準(zhǔn)狀況下理論煙氣量 ， m3/kg； ? —空氣過量系數(shù) 。 鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣量在標(biāo)況下為 ,yt y jV VB? (39) 5 .3 8 4 2 1 0 0 2 2 6 4 9 8? ? ?（ m3/h） 式中 ： yV —標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量 ， m3/kg； jB —燃料消耗量 ， kg/h。 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣量含塵濃度計(jì)算 sh arydAC V? (310) = %%16 ? =（ kg/ m3） =（ mg/ m3） 式中 ： shd — 排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ； arA — 煤中 收到基 灰分的含量 ； yV — 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量 ， m3/kg。 由于煙氣含塵濃度小于 30g/m3 ，所以不用加 設(shè)預(yù)凈化設(shè)備，如果煙氣濃度過大，應(yīng)該加設(shè)預(yù)凈化設(shè)備。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣 中二氧化硫 濃度計(jì) 算 2 arSOySC V? (311) = % ? =（ kg/ m3） =（ mg/ m3） 式中 ： arS — 煤中收到基硫的含量 ； yV — 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量 ， m3/kg。 由于循環(huán)流化床鍋爐脫硫 是通過爐內(nèi)添加石灰石粉，在正常運(yùn)行床溫（ 850～ 900?C）將石灰石煅燒成氧化鈣（ 850?C是鈣基脫硫劑最佳脫硫溫度），從而達(dá)到與二氧化硫結(jié)合脫硫效果。 一般脫硫效率在 90%以上，脫硫效果能夠達(dá)到國家要求 ??4 ，所以 本設(shè)計(jì)不對脫硫進(jìn) 行下 一步計(jì)算。 除塵系統(tǒng)方案的確定 根據(jù)當(dāng)今社會除塵技術(shù)的發(fā)展和除塵器結(jié)構(gòu)的不斷完善，了解到除塵器的應(yīng)用主要以布袋除塵器和電除塵器為主，而除塵系統(tǒng)方案的確定主要是除塵器類型的選擇，就以上所述，分析比較這兩種除塵器的特性。 目前，全國燃煤鍋爐在電力、供暖行業(yè)中占絕大多數(shù)。燃煤鍋爐的煙氣除塵技術(shù)經(jīng) 歷了水膜除塵、布袋除塵到電除塵的過程。隨著國家環(huán)保要求的提高和布袋除塵器的運(yùn)用實(shí)踐，現(xiàn)在又出現(xiàn)了使用布袋除塵器的趨勢。 在鍋爐布袋除塵器的早期運(yùn)用中，很多項(xiàng)目接受了失敗的慘痛。其主要原因在于當(dāng)時的配套件，特別是濾料這一除塵器關(guān)鍵配套件的質(zhì)量不過關(guān)，國內(nèi)外都缺少價格合理、耐高溫、能適用于燃煤鍋爐煙氣除塵的材料。布袋除塵器失敗后，燃煤鍋爐煙氣除塵基本應(yīng)用電除塵器。 布袋除塵器和電除塵器優(yōu)缺點(diǎn)比較 ??5 1） 袋式除塵器 陳東偉：循環(huán)流化床鍋爐工作分析及除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 a ） 主要 優(yōu)點(diǎn) 除塵效率高，可以永久保證粉塵 的 排放濃度在 50mg/m3 以下 ； 單元組合形式、 內(nèi)部 結(jié)構(gòu)簡單、附屬設(shè)備少，投資省，技術(shù)要求也沒有電除塵器那樣高，不用 專設(shè) 操作工； 能捕集比電阻高， 而電除塵 器難以回收的粉塵； 袋式除塵器性能穩(wěn)定可靠，對負(fù)荷 的變化適應(yīng)性好，運(yùn)行管理簡便，尤其 適宜捕集細(xì)微而干燥的粉塵，所收的干 粉塵便于處理和回收利用； 能實(shí)現(xiàn)不停機(jī)檢修，即離線檢修； 除塵器占地的面積 較小，并且能按場地要求作專門設(shè)計(jì)； 自動化程度較高，對除塵系統(tǒng)所有設(shè)備均設(shè)有檢測報(bào)警功能，對操作人員 技術(shù) 要求較低、操作維護(hù)人員的勞動強(qiáng)度較低。 b） 主要缺點(diǎn) 袋式除塵器用于凈化含有油霧、水霧及粘結(jié)性強(qiáng)的粉塵時對濾料 有較高的 要求； 袋式除塵器凈化有爆炸危險(xiǎn)或 處理 帶有火花的含塵氣體時需要防爆措施； 用于處理相對濕度 較 高的含塵氣體時，需要采取保溫措施（特別是冬天），以免 由于結(jié)露而造成 “ 糊袋 ” ；當(dāng)用作 凈化有 腐蝕性氣體時，需要選用適宜的耐腐蝕濾 料； 用于處理高溫?zé)煔?時， 需要采取降溫措施，將煙溫降到濾袋長期運(yùn)轉(zhuǎn)所能承受的溫度以下，并盡可能采用耐高溫的濾料 ，以保證濾袋的使用壽命 。 2） 電除塵器 a ） 主要 優(yōu)點(diǎn) 除塵效率高，理論上可以達(dá)到小于 100%的任何效率，在合適的條件下使用電除塵器，其除塵效率可 99%或更高； 處理煙氣量大， 最大單臺電除塵器處理含塵氣體量為 106 m3 /h， 可用于高溫（可高達(dá)500?C）、高壓和高濕（相對濕度可達(dá) 100%） 的場合，能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，并能實(shí)現(xiàn)自動化； 具有低阻的特點(diǎn)，電除塵器壓力損失僅 100～ 200Pa，在風(fēng)機(jī)的電能上可大為節(jié)省，因而總的電能消耗低于其他類型的除塵器； 容易自動化控制，運(yùn)行費(fèi)用低，維護(hù)管理方便。在現(xiàn)代電除塵器中，供電裝置都采用自動控制，因而可遠(yuǎn)距離操作，維護(hù)工作量少。 b） 主要缺點(diǎn) 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 設(shè)備 龐大，耗鋼多，需高壓變電和整流設(shè)備，通常高壓供電設(shè)備的輸出峰值電壓為 70～100kV，故投資高； 制造、安裝和管理的技術(shù)水平要求較高； 對粉塵的敏感性大，最適宜的范圍是比電阻為 1104 ～ 51010 Ωcm，在此范圍以外就需要采取一定的措施才能取得必要的效果； 占地面積大，因而在選用時受到現(xiàn)有場地面積方面一定程度限制； 不具備離線檢修功能，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，或者帶病運(yùn)行， 只能停爐檢修。 圖 31 電除塵工作原理 圖 Figure 31 Working principle of ESP 每種 除塵器 都有他的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，所以在選取時要因情況而定， 本設(shè)計(jì)考慮除塵器時主要在常用的袋式除塵器和在電除塵器之間選取。 除塵器的選擇 除塵器應(yīng)該達(dá)到的除塵效率 1 SCC??? (312) = 1? = % 式中 ： SC — 標(biāo)準(zhǔn)狀況下鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值 ，由 32表得出 ， 200 mg/ m3； C — 標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣含塵濃度 ， mg/ m3。 陳東偉：循環(huán)流化床鍋爐工作分析及除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 表 32 鍋爐煙塵最高允許排放濃度和煙氣黑度限值 (GB132712021) Table 32 The maximum allowable emission concentration of boiler soot and blackness Limits (GB132712021) 鍋爐類別 適用區(qū)域 煙塵排放濃度 /mgm 3? 煙氣黑度 /級 Ⅰ 時段 Ⅱ 時段 燃煤鍋爐 自然通風(fēng)鍋爐 一類區(qū) 100 80 1 二、三類區(qū) 150 120 其他鍋爐 一類區(qū) 100 80 1 二類區(qū) 250 200 三類區(qū) 350 250 該標(biāo)準(zhǔn)將環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)分三類 ??6 1） 一類區(qū)為 自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要保護(hù)的地區(qū) ； 2） 二類區(qū)為城鎮(zhèn)中 規(guī)定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū) ； 3） 三類區(qū)為特定工業(yè)區(qū)。 除塵器的選 擇 工況條件煙氣流量 , SNy tn y t NSPTVV PT? ? ? (313) 101. 325 136 273226498 101. 325 273?? ? ?? 10 1. 32 5 40 9226498 10 3. 32 5 27 3? ? ? = （ m3/h） 即 m3/h= （ m3/s） 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 式中 ： ,ytV —標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣流量 ， m3/h； SP —標(biāo)準(zhǔn)狀況下壓力 ， kPa； NP —工況下壓力 ， kPa； NT —工況下煙氣溫度 ， K； ST —標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣溫度 ， K。 由于工況條件下煙氣量過大，所以設(shè)計(jì)選 取 兩臺 相同型號的 除塵器。 則每臺除塵器的處理風(fēng)量為： ? 2= (m3/h) 根據(jù)工況下的煙氣量 (m3/h)，煙氣溫度 136?C及要求達(dá)到的除塵效率 %，確定除塵器的種類、型號、規(guī)格及運(yùn)行參數(shù)。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，經(jīng)查閱 資料 ??4 ， 本設(shè)計(jì) 選用 GD 60管極式靜電除塵器。其處理風(fēng)量為 172800～ 216000 m3/h，過濾風(fēng)速 ～ ， 除塵器 性能見 表 33。 表 33 GD 60管極式靜電除塵器技術(shù)參數(shù) Table 33 GD tube pole parameters of electrostatic precipitator technology 型 號 GD 60 有效斷面積 /m2 生產(chǎn)能力 /(m3 h 1? ) 172800～ 216000 電場 風(fēng)速 /(ms 1? ) ～ 電場長度 /m 每個電場的沉淀極排數(shù) 27 每個電場的電暈極排數(shù) 26 阻力 / Pa ＜ 200 設(shè)計(jì)效率 /% 沉淀極板總面積 /m2 3005 電暈極振打方式 撥叉式機(jī)械振打 煙氣通過電場時間 ～ 電場內(nèi)煙氣壓力 /10Pa +20～ 200 氣體允許電高溫度 /?C 300 硅整流裝置規(guī)格 GGAJ （ 02） 設(shè)備外形尺寸 /mm 16580? 8430? 17520 設(shè)備總質(zhì)量 /kg 188624 陳東偉：循環(huán)流化床鍋爐工作分析及除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 表 34 GD 60管極式靜電除塵器外形尺寸（單位 mm） Table 34 GD 60 pole electrostatic precipitator tube dimensions(unit: mm) 型 號 GD 60 A 16580 1a 2362 B 8510 2a 2302 C 8430 3a 2200 D 3400 4a 1980 E 10700 5a 630 F 2480 6a 570 G 6075 7a 500 R 5350 b 165 S 5155 e 30 H 17520 f 161 1H 6210 n 56 2H 4580 1n 12 3H 700 2n 3 4H 760 3n 16 除塵器、風(fēng)機(jī)和煙囪的位置 確定 及管道的布置 布置原則 根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況及鍋爐現(xiàn)場的實(shí)際情況確定每個裝置的位置，裝置的位置一旦確定，管道的位置也就可以確定了。對各個裝置及管道的布置盡量滿足簡單、緊湊、管路短、占地面積小，并且要使安裝、操作和檢修方便。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 管徑確定 根據(jù)資料可得到表 35。 表 35 除塵風(fēng)管最小風(fēng)速（ m/s） Table 35 Minimum duct velocity dust（ m/s） 粉塵名稱 垂直風(fēng)管 水平風(fēng)管 輕質(zhì)干粉塵 8 10 煤塵 11 13 焦炭粉 塵 14 18 谷物粉塵