焚燒發電公司廢氣除塵處理設備設計計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u351.1集氣罩 2327211.1.1集氣罩設計說明 290151.1.2集氣罩設計計算 2272971.風管管徑計算 2298882.集氣罩罩口的面積計算 355653.集氣罩罩口的直徑計算 349734.集氣罩罩口的敞開面周長的計算 3236355.集氣罩罩口的喇叭口長度計算 4204611.2電袋除塵器（電除塵區） 435051.2.1集塵板面積計算 5164791.2.2電除塵區的電場風速及實際斷面積 5853（1）電場有效斷面積 53238（2）極板的有效高度h： 64233（3）通道數Z計算 68713（4）電場的有效寬度B有效 624573（5）電除塵器的實際斷面積 6125361.2.3電場總有效長度計算 6140641.2.4電除塵區柱間距計算 6117721.2.5進氣煙箱尺寸計算 748441.2.6出氣煙箱尺寸計算 759081.2.7灰斗的設計計算 7322921.2.8電除塵區總體外形尺寸 823181.2.9供電設備選型 861271.3電袋除塵器（袋除塵區） 9196181.3.1設計說明 9312261.3.2濾料 103361.3.3過濾速度 10102751.3.4煙氣流量 10318311.1.5.過濾面積 10266571.3.6過濾袋數 11256641.3.7濾袋的排列和間距 1118851.3.8氣體分配室 1155781.3.9排氣管直徑和灰斗高度 1122181.3.10過濾周期 1213441.4管道壓力損失 13165841.4.1廢氣流速確定 13101151.4.2管徑確定 13245201.4.3壓力損失確定 1321191.5風機和電動機計算及選型 1558401.5..1風機風量的計算 1580211.5..2風機風壓的計算 15176211.2—風壓備用系數； 15176231.5..3電動機功率的計算 16108151.6煙囪 16258391.6.1煙囪高度 16252381.6.2煙囪直徑 171.1集氣罩1.1.1集氣罩設計說明集氣罩是煙氣除塵系統的收集裝置，也是垃圾焚燒后的廢氣首先進入的裝置，此裝置的目的便是收集氣體進入下一個裝置，同時防止這些氣體向設備間及外部擴散，污染大氣。集氣罩示意圖如下。圖3-1集氣罩示意圖1.1.2集氣罩設計計算根據設計基礎資料，廢氣量是，因為廢氣量較大，需要個集氣罩，其中Q單指的是單個集氣罩的廢氣量，Q總指的是總的廢氣量，因此每個集氣罩的廢氣量計算為：1.風管管徑計算風管一般選擇采用鋼管，根據《通風管道設計手冊》，廢氣的流速為，其中d指的是風管的管徑，v指的是廢氣流速，因此管徑計算：2.集氣罩罩口的面積計算根據查詢資料顯示，集氣罩罩口處廢氣的流速為，因此集氣罩罩口的面積計算：式中：—集氣罩罩口的面積，；—集氣罩的廢氣量，；—集氣罩罩口處廢氣的流速，由技術手冊可知。3.集氣罩罩口的直徑計算根據集氣罩罩口的面積，因此集氣罩罩口的直徑計算：D=式中：—集氣罩罩口的直徑，；—集氣罩罩口的面積，。4.集氣罩罩口的敞開面周長的計算由技術手冊可知，集氣罩罩口直邊的長度：，因此集氣罩罩口的敞開面周長計算：式中：—集氣罩罩口的敞開面周長，；—集氣罩罩口的面積，。5.集氣罩罩口的喇叭口長度計算根據三廢處理技術工程手冊，集氣罩罩口的喇叭口長度必須滿足：，本設計取倍，因此集氣罩罩口的喇叭口長度計算：式中：—集氣罩罩口的喇叭口長度，；—風管的管徑，。1.2電袋除塵器（電除塵區）電除塵區是收捕煙氣中粉塵主要利用的是靜電凈化法，放電極和沉淀極是兩個最重要的電極系統。在兩個電極之間輸入高壓直流電時，由于電場力的作用，產生的陰離子和陽離子作用于粉塵顆粒的表面。使顆粒帶有正負電荷并且在電場力的作用下向沉淀極和放電極移動，并且最后停留在電極上，從而達到捕集顆粒的目的。兩極附近均安裝有有振動擊打的裝置，振打棒以周期為單位的敲打兩極裝置，使粘附在電極上的粉塵顆粒被擊落下來，落入下部灰斗并經排灰裝置排出機外。廢氣被處理后，潔凈的氣體由出口經煙囪排入大氣中，整個過程便為靜電除塵器的除塵過程。電除塵區的安裝：1、除塵器在安裝前應對核對土建基礎的尺寸，用水平儀找平并處理不符合的數據，安裝支座于基礎表上。2、按除塵器的列表進行部件的點數、質檢，矯正因運輸或者廢棄變形的零部件。極板、電暈線、電暈極框架等重要的零部件展開抽取樣本調查，生產時與設計要求大小不符的進行矯正，過分的直接進行報廢。3、兩個主要系統的電極及全部零件應在生產時于廠內涂上專用油漆，條件不允許的情況下可用黑煤油和炭黑染料更換。4、所有傳動部件都需要及時清洗，必要時添加適當潤滑油。可參考《機社安全施加驗收規范》執行。1.2.1集塵板面積計算已知除塵效率η1=99%則極板比表面積f為：f===46m2·s/m3式中：f—極板比表面積，m2·s/m3；η—除塵效率，%；ω—粉塵有效驅進速度，由《簡明通風設計手冊》知，粉塵的有效驅進速度ω=0.04—0.2，取0.1；極板的比表面積得總面積A：A=Q工×f=27.8×46=1278m2式中：QI—電除塵區總廢氣量A—極板的總面積，m2考慮到處理煙氣量、溫度、壓力、供電系統可靠性等影響，取系數K=1.5—2.0，則實際的集塵面積A’=（1.5—2.0）A=（1916.67—2555.6）m2，取2000m2。1.2.2電除塵區的電場風速及實際斷面積對于大多數的除塵器，當氣體流速加快時，除塵器的效率就會相對降低，所以氣體流速不能過大；但如其過小，又會使除塵器體積增加，故一般取v=1.5m/s。（1）電場有效斷面積F=Q工/2v=13.89/1.5=9.26m2式中：F—電場有效斷面積，m2；v—電場風速，m/s。（2）極板的有效高度h：m通道數Z計算設板間距2b=400mm，則：將圓整為整數，取z=11（4）電場的有效寬度B有效（5）電除塵器的實際斷面積QUOTEF=h×2b=2.2×0.4=0.881.2.3電場總有效長度計算設計的電除塵區采用2個電場，則單個電場長度：1.2.4電除塵區柱間距計算設除塵器的內壁寬度為B，則：B=2bZ+2=40011+2100=4600mm式中：—最外層的一排極板中心線與內壁的距離，此值可取50~100mm，取100mm。在垂直于氣流方向的截面上設置靜電除塵區的柱間距，則：式中：—為柱的寬度，取400mm；m—為除塵區的室數，設計的除塵區為單室，故m=1。（2）設電除塵區在沿氣流方向上的柱距長為，則：式中：—為立柱至陽極邊緣的垂直距離，一般可取500mm-1000mm，取700mm；—為柱的寬度，一般取380mm~440mm，取400mm。1.2.5進氣煙箱尺寸計算實際進口的煙道高度會對尺寸有一定限制，所以選取從下方巾進氣的方法，并設置兩層開孔率約為40%（孔間距為d=130mm）的氣流均布板，板間距一般通過試驗確定，設計取1m。取進口煙氣流速為，則：進氣煙箱進口截面積：m2將圓整，取F0=2.4m2，進氣煙箱的進口截面形狀為2m1.2m的矩形，進氣煙箱長取4m。1.2.6出氣煙箱尺寸計算出氣煙箱采用水平出氣方式，并設置槽形板，取出氣煙箱截面積：設出氣煙箱長度為LW，則：1.2.7灰斗的設計計算采用四個棱柱形灰斗，沿氣流方向設置四個灰斗，與氣流垂直方向設2個灰斗，即每個區2個灰斗，共8個灰斗。灰斗下料口的大小根據排灰量的大小確定，可參考表3.1中數據，但不得小于，取，灰斗壁與水平夾角大于60°，灰斗高取4500mm。表3-1四棱臺狀灰斗的排灰量排灰斗口寬B1/mm300*300350*350400*400500*500排灰量/(t/h)2035501001.2.8電除塵區總體外形尺寸（1）電除塵器區長=進氣煙箱長+柱距長電場數+出氣煙箱長=4000+72002+3200=21600mm電除塵區總寬=2走臺寬度+柱間寬=21800+13000=16600mm（3）電除塵區總高=極板有效高度+灰斗高度+大梁高度+頂部遮攔高度+底部卸灰閥高度=6200+4500+1800+1200+600=14300mm1.2.9供電設備選型供電設備的容量根據除塵器的工作電壓和電流值來選擇，整流器的額定電壓根據除塵器不同極間的距離為3-1.5.kV。選取1.5.KV；整流器的額定電流按單區收塵面積的大小選取0.2~0.4mA/m2，取0.4mA/m2。電除塵區異極間距為極板間距的一半，即=0.2m，則：除塵器運行所需的最高工作電壓為：U=201.5.=70kv取設備的額定輸出電壓為72kv。除塵器共分為四個區，則：除塵器運行所需最大電暈電流為：A=2nZhl=22112.220.6=1994m2≈2000m2=0.42000/4=200mA設備額定輸出電流為i=0.2A選取GDEJJKOP型-0.6A/72KV高壓供電設備共4臺。1.3電袋除塵器（袋除塵區）1.3.1設計說明含有顆粒的煙氣由導流管進入，再通過導管進入各單元灰斗。在導流系統中，直徑質量較大的粉塵顆粒在經歷分離作用后直接落入下方灰斗，其余小顆粒粉塵隨氣流進入中間除塵區的過濾區域，煙氣經過濾后產生的的清凈氣體穿過濾袋，經過上箱體、提升閥、排風管、煙囪排出。隨著過濾的進行，濾袋表面會聚集大量的粉塵，達到一定限制時，除塵控制裝置按照設定的程序關閉提升閥，打開電磁脈沖閥吹風，抖落濾袋上的灰塵，落入灰斗，通過排灰閥排出。該系列除塵器配有側方煙道，啟動時，打開旁路煙道，防止點火時油燃燒不完全，遇明火油后則會粘在濾袋上，導致濾袋被燒毀。當焚燒廠廢氣溫度超過濾袋允許的溫度時，旁路開啟。同時，灰斗內設有空氣炮，該系列除塵器還配有檢漏裝置，由多個探頭(每個倉一個)和一個濁度儀共同組成，根據煙氣的濁度判斷濾袋是否泄漏。基本組成結構：袋式除塵區由箱體組裝、濾袋總成、導流裝置、脈沖噴吹系統、出灰系統、控制系統，離線保護系統等組成。1、箱體部分:由上箱體(凈風室)、中箱體(過濾室)、下箱體(灰斗)、煙氣分配器、花板、平臺、扶梯、支腳、進風口、出灰口、保溫、彩色面板等組成。2、濾袋總成:濾袋框架、布袋及掛袋的連接設計采用自鎖裝置，安裝和更換方便，并能有效延長濾袋的使用壽命。濾袋規格為：φ130x2450mm、φ130x6000mm、φ160x6000mm三種，采用聚苯硫醚針刺氈(進口PPS／PPS504CSl7，防水防油處理)。3、導流裝置：設計具有獨特的煙氣分配裝置，進風方式也是國際上的先進方式，能夠有效的對大顆粒進行分離并分配含塵氣體，防止含塵氣體沖刷濾袋，就可以更好的提高除塵效果，延長濾袋的使用年限。4、噴吹系統：由噴嘴管、支架、反沖聯箱、電磁脈沖閥、承壓接頭、等組成。主體規格為整箱清灰，其余規格均有一根壓縮空氣噴嘴管安裝在每個濾袋上部。當設備運行時，一般設定每一排濾袋反吹清灰一次的間隔為10S，電磁閥定時啟動一次，利用反吹的方法壓縮空氣并噴入濾袋內進行清灰。5、出灰系統：由電振動器(空氣炮)、電加熱器、灰位指示器組成、電振動器(空氣炮)確保灰塵具有好的流動性。6、控制系統：主要由噴吹控制儀、HMC電腦控制柜、熱電阻溫度計、靜壓測點、料位指示器和測量元件組成。7、離線保護系統：重要的部分由壓力檢測裝置、控制儀、濾袋檢漏裝置、旁路閥、緊急噴水系統、差壓裝置、料位計、測溫儀等儀器組成。為了防止燒壞濾袋，當煙氣溫度過高或焚燒廠尾部復燃時要進行噴水處理。在凈氣室設有濾袋檢漏裝置，主要由壓差儀構成，目的是濾袋損壞時能夠及時處理并報警。大噸位的焚燒廠通常在點火及低負荷時這種特殊情況時需要通過噴灑燃油來解決，會產生大量含油氣體，這種煙氣會直接進入除塵器，濾袋布會產生粉層硬化現象，增加系統阻力，影響設備的正常運行。為了有效地保護濾袋，應該采取系統增設旁路管道，以便在噴油時通過旁通管排出含油氣體。1.3.2濾料經過選擇，選擇耐高溫滌綸絨布濾料；反吹清灰方式。1.3.3過濾速度過濾速度一般在0.5～2m/min范圍內，經過調研，選用過濾速度：1.3.4煙氣流量根據垃圾焚燒廠廢氣量：1.1.5.過濾面積式中：Q―煙氣流量，13.89m3/s；V―過濾速度，0.0167m/s。1.3.6過濾袋數濾袋直徑規定在190～220mm之間，這里取單個濾袋直徑：D=200mm根據設計經驗，濾袋長度L與濾袋直徑D之間滿足關系：L/D=(12~20)這里取單個濾袋長度：L=4m，D=0.2m，可得濾袋數：1.3.7濾袋的排列和間距本設計中濾袋的排列包括三角形排列和正方形排列。三角形布置占地面積小，但不方便維修，不利于空氣流通，所以不常用。正方形排列較常采用，當濾袋的直經為150mm時，間距選取180～190mm；直經為210mm時，間距選取250～280mm；直經為230mm時，間距選取280～300mm。濾袋的排列采用長方形排列，每組5×4排列，濾袋間距選取250mm，每組之間留有400m寬的檢修人行道，邊排濾袋和殼體間距離也留有200mm寬的檢修人行道。1.3.8氣體分配室為了保證氣體均勻分布到每個濾袋中，氣體分配室應有足夠的空間。凈空高不應小于1000～1200mm，在這里取1000mm。氣體分配室進口氣速一般取1.5～2m/s，在這里取1.5m/s，則氣體分配室的截面積：式中：Q―氣體流量，13.89m3/s；Vi―氣體分配室進口氣速，1.5m/s。1.3.9排氣管直徑和灰斗高度排氣管直徑按排氣速度為0.2～0.5m/s確定，取排氣管排氣速度。則排氣管直徑：式中：Q―排氣管道進口氣體流量，13.89m3/s；V0―排氣管排氣速度，2m/s。灰斗的最小錐角，根據粉塵性質取60°，因此灰斗的高度為：式中：H0―灰斗高度。1.3.10過濾周期由于濾料為滌綸絨布濾料，可得濾料的阻力系數￡=7.2×107m-1，取氣體的動力黏度系數μ=2.29×10-5Pa·S，則清潔濾料的阻力為：式中：Pf―清潔濾料阻力（Pa）；§―濾料阻力系（QUOTEm-1m-1μ―氣體的動力粘度系數（Pa·S）；v―氣體過濾速度。根據計算，管道壓力損失為1100Pa，布袋除塵器的壓力損失為900Pa。選通風機在最大系統風量下的壓力為2900Pa，考慮到袋式除塵器的結構阻力△Pc=300Pa，則除塵器粉塵層的阻力：取粉塵層的平均比阻力a＝3.2×1011m/kg，從而過濾周期為：1.4管道壓力損失1.4.1廢氣流速確定管道材質采用不銹鋼鋼管，根據資料顯示，干管內廢氣流速為，支管內廢氣流速為。1.4.2管徑確定根據三廢處理技術工程手冊，通風管道管徑計算公式為：因此通風管道內廢氣的實際流速計算為：根據以上計算公式，各管段的計算結果如下。表3-2管徑計算結果名稱廢氣量m3/s廢氣流速m/s管徑mm集氣罩至電除塵區27.8141000電除塵區至布袋除塵區27.8141000布袋除塵區至風機27.815900風機至煙囪27.8159001.4.3壓力損失確定沿程壓力損失計算根據《三廢處理技術工程手冊》，廢氣管道沿程壓力損失計算為：ΔP=式中：—廢氣管道的長度，；—廢氣管道的阻力系數，當溫度是時，；—廢氣管道的摩擦系數，根據風速和管徑大小確定。局部壓力損失計算根據資料顯示，廢氣管道的局部壓力損失計算為：式中：—廢氣管道的局部壓力損失系數，無量綱；—管道內廢廢氣的平均密度，；—管道斷面處廢氣的平均流速，。根據以上計算公式，廢氣管道的壓力損失計算結果如下。表3-3沿程壓力損失計算結果名稱管道長度mKtRm△p集氣罩至電除塵區160.951.219.25電除塵區至布袋除塵區100.950.685.63布袋除塵區至風機120.951.516.2風機至煙囪150.951.519.44表3-4局部壓力損失計算結果名稱彎頭數量ξρv△p集氣罩至電除塵區60.451.08246.24電除塵區至布袋除塵區40.450.8854.72布袋除塵區至風機50.450.810114風機至煙囪40.450.81085.5因此管道總的壓力損失計算為：整個系統的壓力損失計算為：1.5風機和電動機計算及選型1.5..1風機