除塵器設(shè)計(jì)-火電廠

1、課程設(shè)計(jì)第一章 總論電除塵器是利用靜電力從氣流中分離懸浮粒子（塵粒或液滴）的裝置，與其他的除塵器根本區(qū)別在于：除塵過(guò)程的分離力直接作用在粒子上，而不是作用在氣流上，因此，它具有分離粒子能耗低，氣流阻力小的特點(diǎn)。電除塵器還具有處理煙氣量大，能連續(xù)操作，以及可在高溫或腐蝕性條件下工作等優(yōu)點(diǎn)。它的工作過(guò)程大致分為三個(gè)階段：1、粉塵荷電：進(jìn)入電除塵器的粉塵粒子荷電。   2、粉塵沉降：荷電塵粒移動(dòng)后(到陽(yáng)極或陰極)沉積。   3、清灰過(guò)程：振打或沖刷使沉積粉塵脫落。1.1設(shè)計(jì)任務(wù)在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)電除塵器有一個(gè)宏觀的了解，從而將所學(xué)的理論課程與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，通過(guò)設(shè)

2、計(jì)出一個(gè)符合標(biāo)準(zhǔn)的電除塵器，使工業(yè)排出的煙氣含量達(dá)標(biāo)，以減小對(duì)大氣的污染，對(duì)環(huán)境的危害。電除塵器的工作原理：煙氣通過(guò)電除塵器主體結(jié)構(gòu)前的煙道時(shí)，使其煙塵帶正電荷，然后煙氣進(jìn)入設(shè)置多層陰極板的電除塵器通道。由于帶正電荷煙塵與陰極電板的相互吸附作用，使煙氣中的顆粒煙塵吸附在陰極上，定時(shí)打擊陰極板，使具有一定厚度的煙塵在自重和振動(dòng)的雙重作用下跌落在電除塵器結(jié)構(gòu)下方的灰斗中，從而達(dá)到清除煙氣中的煙塵的目的。1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容1.2.1基本資料本設(shè)計(jì)處理一發(fā)電量為600MW機(jī)組發(fā)電廠的鍋爐煙氣。煙氣氣體性質(zhì)鍋爐排出的煙氣量：460×104m3/h；煙氣溫度、壓強(qiáng)：125、-2000Pa；（當(dāng)?shù)卮髿?/p>

3、壓8.76×104Pa）煙氣含塵濃度：22g/m3；粉塵的比電阻：2×108·其原煤含硫量為0.75%，煙灰中Na2O為0.70%，煙氣的粒度分布如表21所示：表21 煙氣粒度分布粒徑（m）6610102020303040百分比組成18.919.83323.54.81.2.2設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)電除塵器，其除塵效率不低于99%。1.2.3工作量要求1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份2、設(shè)計(jì)圖紙：除塵器外形圖、進(jìn)出氣箱幾何尺寸圖各一張，共兩張。第二章 電除塵器的工藝流程設(shè)計(jì)2.1 電除塵器類(lèi)型1、立式電除塵器多用直徑為250mm或300mm的鋼管或是郁金式收塵極，電暈線采用豎直懸吊的圓斷面

4、金屬絲或水平布置的星型線。由于目前新設(shè)計(jì)的電除塵器多為臥式除塵器。2、臥式電除塵器的收塵極目前多采用板式電極，且多用Z型或C型斷面的長(zhǎng)條形極板，名義寬度400mm或500mm。本設(shè)計(jì)采用臥式的靜電除塵器，與立式相比臥式靜電除塵器具有如下的特點(diǎn)：1）沿氣流方向可分為若干個(gè)電場(chǎng)，這樣可根據(jù)除塵器內(nèi)的工作情況，對(duì)各電場(chǎng)分別施加不同的電壓，以提高除塵效率； 2）根據(jù)所要求達(dá)到的除塵效率，較方便地增加電場(chǎng)長(zhǎng)度； 3）在處理煙氣量較大時(shí)，臥式靜電除塵器較容易實(shí)現(xiàn)流速在電斷面上的均勻分布； 4）設(shè)備安裝高度較立式靜電除塵器低，設(shè)備操作維修比較方便；5）占地面積比立式靜電除塵器大。2.2工藝流設(shè)計(jì)煙囪除塵管道

5、電除塵器 氣體待處理煙氣 粉灰斗 塵 2.3電除塵器優(yōu)點(diǎn)：1、凈化效率高，能夠鋪集0.01微米以上的細(xì)粒粉塵。在設(shè)計(jì)中可以通過(guò)不同的操作參數(shù)，來(lái)滿足所要求的凈化效率。2、阻力損失小，一般在20毫米水柱以下，和旋風(fēng)除塵器比較，即使考慮供電機(jī)組和振打機(jī)構(gòu)耗電，其總耗電量仍比較小。3、允許操作溫度高，如SHWB型電路塵器最好允許操作溫度250，其他類(lèi)型還有達(dá)到350400或者更高的。4、處理氣體范圍量大。2.4電除塵器缺點(diǎn)：1、設(shè)備比較復(fù)雜，要求設(shè)備調(diào)運(yùn)和安裝以及維護(hù)管理水平高。2、對(duì)粉塵比電阻有一定要求，所以對(duì)粉塵有一定的選擇性，不能使所有粉塵都的獲得很高的凈化效率。3、受氣體溫、溫度等的操作條件

6、影響較大，同是一種粉塵如在不同溫度、濕度下操作，所得的效果不同，有的粉塵在某一個(gè)溫度、濕度下使用效果很好，而在另一個(gè)溫度、濕度下由于粉塵電阻的變化幾乎不能使用電除塵器了。4、一次投資較大，臥式的電除塵器占地面積較大。第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算3.1基本資料本設(shè)計(jì)處理發(fā)電量為600MW機(jī)組發(fā)電廠的鍋爐煙氣。 煙氣氣體性質(zhì)鍋爐排出的煙氣量：/h；煙氣溫度、壓強(qiáng)：125、2000；（當(dāng)?shù)卮髿鈮?.76×10）煙氣含塵濃度：22g/；粉塵比電阻：·；(2) 其原煤含硫量為0.75%，煤灰中為0.70%；煙氣的粒度分布如表3-1所示：表3-1 煙氣的粒度分布粒徑（µm）6610102

7、020303040百分比組成18.919.83323.54.83.2計(jì)算由煙氣氣體性質(zhì)可知，需配用四臺(tái)電臥式除塵器。（1）確定值煤的含硫量大于0.5%小于2%，粉塵中含量大于0.3%，電暈線采用芒刺型電極，當(dāng)極板間距為400時(shí)，應(yīng)用式（2-1）W=1.3×7.4K(cm/s) + (3-1) (3-2) =14.66(um)式中：a, a粒度平均直徑w,w粒度與粒度平均直徑對(duì)應(yīng)組成的百分比由表知平均=14.66，取15與20的內(nèi)插值k=0.95， 則W=(/s)式中：S煤的含硫量K平均粒度影響系數(shù)表3-2 平均粒度影響系數(shù)101520253035K0.90.9511.051.11.1

8、5（2）計(jì)算所需收塵極面積A?？紤]到處理的煙氣量比較大，四臺(tái)除塵器。 （3-3） =19357（）式中：A所需收塵極面積（m2） Q被處理煙氣量（m3/h） 除塵器要求的除塵效率 粉塵驅(qū)進(jìn)速度（m/s） k貯備系數(shù)。這里取k=1（3）初選電場(chǎng)斷面F F （取v=1.2m/s） （3-4） =266.2（）式中：Q被處理煙氣量（m2/h） V電場(chǎng)風(fēng)速（m/s)，這里取V=1.2m/s（4）求電場(chǎng)高度h F80時(shí)， (3-5)由(2-5)得 h=11.54m 取h=13m（5）求通道數(shù)Z （3-6）=51.385 取Z=52（選用雙進(jìn)風(fēng)口，Z值應(yīng)取偶數(shù)）式中：2s相鄰兩極板中心距（m）。這里取2s

9、=400mm k收塵極的阻流寬度。這里取k=0.0015（6）求電場(chǎng)斷面F=Z(2S)=52×(0.4-0.0015)=20.7(m) =13×20.722=269.1 （3-7）（7）除塵器內(nèi)壁寬B考慮雙進(jìn)風(fēng)，中間設(shè)立柱，立柱寬400。(mm) （3-8）式中：最外層的一排極板中心線與內(nèi)壁的距離，此值可以根據(jù)電除塵器的大小在50-100mm間選取。這里取=100mm 中間小柱寬度本除塵器殼體采用立柱不均勻分布的結(jié)構(gòu)型式,收塵極板上端懸吊于頂梁的X型梁,灰斗采用四棱臺(tái)狀灰斗，每個(gè)電場(chǎng)區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)灰斗。（8）柱間距(mm) （3-9）式中：1除塵器殼體鋼板的厚度，一般取5mme

10、柱的寬度。在殼體強(qiáng)度的計(jì)算前，可先參考表3-3選取，這里取e=600mm表3-3 采用工字鋼做電收塵器支柱時(shí)的尺寸電收塵器的斷面規(guī)格B51015203040506070-120120-180工字鋼支柱的規(guī)格250250320320320320450450500600（9）內(nèi)高取，mm, (mm) （3-10）式中：h收塵極板有效高度（m） h1當(dāng)極板上端懸吊頂梁的X型梁上時(shí)，h1=0;當(dāng)極板懸吊于頂梁下面的懸掛裝置時(shí)，h1=80-300mm，這里取h1=0h2收塵極下端至撞擊桿的中心距離，按結(jié)構(gòu)型式不同取35-50mm，這里取h2=40mmh3撞擊桿中心至灰斗上端的距離，一般取h3=160-3

11、00，這里取h3=200mm（10）電暈極框架高度按表3-4，取=240mm，=220mm?？蚣芸紤]由兩段組成。 （3-11） 式中：h01電暈極框架上端與梁底面的豎直距離，這里取h01=240 h02框架下端與收塵極撞擊桿中心線距離，這里取h02=220(mm)表3-4 極板配置尺寸極間距（）300400極板懸吊形式（）220180380240（）160220（11）每個(gè)電場(chǎng)的電場(chǎng)長(zhǎng)度L由于，按表3-5，取n=3。（m ） 取=4.8m （3-12）表3-5 電場(chǎng)數(shù)量的選擇wn-v×(1-)3.64477953455923491323 (12)除塵器殼體內(nèi)壁長(zhǎng)取mm，mm，mm。

12、（3-13）=2×500+2×3×500+(31) ×440+3×4800=19280(mm)(13)沿氣流方向的柱距中間柱距(mm) （3-14）外側(cè)柱距(mm) （3-15）最外側(cè)柱與除塵器內(nèi)壁距離(mm)(14)進(jìn)氣箱采用水平引入式的進(jìn)氣箱，并取m/s，進(jìn)氣箱的進(jìn)口尺寸為() （3-16）考慮到進(jìn)氣口盡可能與電場(chǎng)斷面相似，可取=4090×4880()進(jìn)氣箱長(zhǎng)度(進(jìn)氣箱大端頂端可取距梁底面350mm，考慮到下端氣流不要直沖收塵極的振打機(jī)構(gòu)，所以需上移600mm) （3-17）(mm) 取進(jìn)氣箱的底板與水平夾角為50°，那

13、么進(jìn)氣口中心高（設(shè)側(cè)部底梁高為850）(mm) （3-18）將=4400(mm)代人，得=9015(mm)(15)出氣箱 采用水平出氣時(shí)的出氣箱尺寸出氣箱小端面積 出氣箱長(zhǎng)度 (mm) 出氣箱大端高度(mm)=10978(mm)出氣箱中心高(mm) =11126(mm)(16)灰斗 采用角錐形灰斗，沿氣流方向設(shè)四個(gè)灰斗，與氣流垂直的方向上也設(shè)四個(gè)灰斗。除塵器進(jìn)、出口的灰斗長(zhǎng)mm （3-19）電場(chǎng)中部灰斗長(zhǎng)mm （3-20）灰斗的排灰量 取0.85 =4（4個(gè)灰斗）= =64.5 t/h （3-20）按表3-6，灰斗的下口取400×400，斗壁斜度取60°。這樣灰斗高=382

14、8mm （3-21）表3-6 四棱臺(tái)狀灰斗的排灰量排灰斗下口寬()300×300350×350400×400500×500排灰量（t/h）203550100由于是雙進(jìn)風(fēng)口=26表3-7單框架雙框架Z91112151620212526313238394243464750k034681214162022電暈極框架吊桿沿電除塵器寬度方向的距離按 表3-7 計(jì)算 =(2612) ×400=5600mm =56001600=4000mm第四章 主要設(shè)備選型除塵器一般由除塵器本體和供電裝置兩大部分組成。除塵器本體包括電暈電極，集塵電極，振打機(jī)構(gòu)（干式電除塵

15、器），氣流分布裝置，外殼及灰斗等組成。4.1 進(jìn)、出氣箱選型 電除塵器進(jìn)、出氣箱常做成喇叭狀，在有特殊要求是時(shí)，可做成上進(jìn)氣或下出氣形式。當(dāng)進(jìn)口煙氣含塵濃度較高時(shí)（大于30g/）,進(jìn)氣箱下部需要設(shè)置灰斗，以避免由于分布板分離出大量粉塵在進(jìn)氣箱底板堆積或大量流入第一電場(chǎng)前端的振打裝置。本設(shè)計(jì)中煙氣含塵濃度為22g/,則不需要在進(jìn)氣箱下部設(shè)置灰斗。為使氣流沿電場(chǎng)均勻分布，需在進(jìn)氣箱內(nèi)設(shè)置氣流分布裝置。4.2電暈線對(duì)電暈線的一般要求：起暈電壓低、電暈電流大、機(jī)械強(qiáng)度高、能維持準(zhǔn)確的極距以及易清灰。一般分為圓形、星形、芒刺角鋼形。電除塵器第一、二電場(chǎng)的電暈線可選用芒刺電暈線，第三、四電場(chǎng)的電暈線可選用

16、星形線，但為了便于制造，減少備件品種，也都可采用芒刺電暈線。芒刺型極線采用鋼，在電暈線的主干上焊上若干個(gè)長(zhǎng)為的芒刺，電暈線工作時(shí)，在刺尖上能產(chǎn)生強(qiáng)烈的電暈放電。對(duì)導(dǎo)電性能差的粉塵可減輕電暈閉塞現(xiàn)象；同時(shí)，強(qiáng)烈的離子流可產(chǎn)生數(shù)米的電風(fēng)而提高粉塵的驅(qū)進(jìn)速度，提高電除塵效率。若芒刺電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)正確，適用過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生刺尖結(jié)瘤，也不會(huì)出現(xiàn)電腐蝕，可長(zhǎng)期使用不必更換。4.3集塵板對(duì)集塵板的要求：具有良好的電性能；具有良好的電暈放電性能；具有良好的振打傳遞性能，振打加速度分布均勻；有良好的防止二次效應(yīng)的性能。一般的集塵板下幾種類(lèi)型：平板形、Z形、C形、波浪形和曲折形。4.4振打機(jī)構(gòu)集塵板表面上的粉塵清除，

17、靠對(duì)極板進(jìn)行周期性振打，并使板面產(chǎn)生一定的振打加速度實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)中應(yīng)留有一定的余地，以便在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中逐步調(diào)整確定出合適的振打制度。集塵極一般采用間歇振打，振打頻率每分鐘4-8次，振打周期隨氣體含塵濃度而定。敲打極板方式中平行于板面的振打方式比垂直于板面的振打方式要好，它既可保證極板間距在振打過(guò)程中變化不打，又可使粉塵和極板間在振打時(shí)，產(chǎn)生一定的慣性切力，使粘附在板面上的粉塵更易脫落。集塵極的振打機(jī)構(gòu)有錘打機(jī)構(gòu)，彈簧-凸輪機(jī)構(gòu)，電磁振打機(jī)構(gòu)，采用撓臂錘擊機(jī)構(gòu)。4.5灰斗主要作用收集被捕集的顆粒，以便于清除灰塵。殼體多采用箱型結(jié)構(gòu)，僅僅在處理高壓煙氣時(shí)才做成圓柱形。殼體的頂蓋有戶外式兩種。殼體下部的

18、積灰斗有四棱臺(tái)狀和棱柱狀兩種。本設(shè)計(jì)采用四棱臺(tái)狀的角錐形灰斗，可順序定時(shí)排灰。第五章 結(jié) 論本次我得到的課程設(shè)計(jì)題目是電除塵器的設(shè)計(jì)，在這次設(shè)計(jì)中我了解到電除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，把在課堂上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)應(yīng)用到了實(shí)際生活中。電除塵器是火力發(fā)電廠必備的配套設(shè)備，它的功能是將燃灶或燃油鍋爐排放煙氣中的顆粒煙塵加以清除，從而大幅度降低排入大氣層中的煙塵量，這是改善環(huán)境污染，提高空氣質(zhì)量的重要環(huán)保設(shè)備。它的工作原理是煙氣通過(guò)電除塵器主體結(jié)構(gòu)前的煙道時(shí)，使其煙塵帶正電荷，然后煙氣進(jìn)入設(shè)置多層陰極板的電除塵器通道。由于帶正電荷煙塵與陰極電板的相互吸附作用，使煙氣中的顆粒煙塵吸附在陰極上，定時(shí)打擊陰極板，使具有一定厚度的煙塵在自重和振動(dòng)的雙重作用下跌落在電除塵器結(jié)構(gòu)下方的灰斗中，從而達(dá)到清除煙氣中的煙塵的目的。近年來(lái)大氣污染越來(lái)越嚴(yán)重，保護(hù)大氣環(huán)境迫在眉睫，因?yàn)殪o電除塵器凈化效率高、能耗低而且處理煙氣量大而得到廣泛的應(yīng)用。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，對(duì)煙氣處理的工藝有更加深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)構(gòu)筑物的計(jì)算理解更透徹，對(duì)繪制圖紙的能力有進(jìn)一步