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帶擴(kuò)散管的傘形風(fēng)帽215.5:總局部阻力表:225.6系統(tǒng)總阻力計(jì)算:226系統(tǒng)中煙氣溫度的變化236.1煙氣在管道中的溫度降236.2煙氣在煙囪中的溫度降237 風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的選擇及計(jì)算257.1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算:257.2風(fēng)機(jī)風(fēng)壓計(jì)算257.3風(fēng)機(jī)的選型257.4風(fēng)機(jī)具體參數(shù)267.5電動(dòng)機(jī)功率:267.6風(fēng)機(jī)和管網(wǎng)的特性曲線288通風(fēng)除塵系統(tǒng)布置圖289運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算299.1運(yùn)行費(fèi)用估算29 9.1.1電耗29 9.1.2水費(fèi)及人工費(fèi)29 9.1.3 人工費(fèi)用29 9.1.4維護(hù)費(fèi)用29 9.1.5 總運(yùn)行費(fèi)用2910工程造價(jià)2911參考文獻(xiàn)3312致 謝34 1 概述1.1設(shè)計(jì)目的通過設(shè)計(jì)進(jìn)一步消化和鞏固本能課程所學(xué)內(nèi)容,并使所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化,培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步能力。通過設(shè)計(jì),了解工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法及步驟,培養(yǎng)確定工業(yè)通風(fēng)與除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制工程圖、使用技術(shù)資料、編寫設(shè)計(jì)說明書的能力。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)某燃煤火力發(fā)電廠鍋爐房煙氣除塵系統(tǒng)。1.3設(shè)計(jì)依據(jù)及原則嚴(yán)格按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13271-2001)中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)、煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)、二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。1.4鍋爐房基本概況鍋爐蒸發(fā)量為20t/h的燃煤鍋爐2臺(tái),型號(hào)為.II爐排有效面積.(m2),設(shè)排煙口為6.5()鍋爐出口直徑為3.3m,離地面為6m煙氣密度(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下):1.34kg/m3煙氣在鍋爐出口前阻力:50Pa當(dāng)?shù)卮髿鈮海?01.325 Pa冬季室外空氣溫度:-1C空氣含水(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)按0.01293kg/m3設(shè)空氣含濕量=12.93g/m3按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13271-2001)中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下):150mg/m31.5通風(fēng)除塵系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)程序1. 燃煤鍋爐排煙量的計(jì)算。2. 凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的分析確定。3. 確定除塵器類型、型號(hào)及規(guī)格,并確定其主要運(yùn)行參數(shù)。4. 管網(wǎng)布置及計(jì)算:確定各裝置的位置及管道布置。并計(jì)算各管道的管徑、長度、煙囪高度和出口內(nèi)徑以及系統(tǒng)總阻力。5. 風(fēng)機(jī)及電機(jī)的選擇設(shè)計(jì)6. 編寫設(shè)計(jì)說明書7. 圖紙要求1) 除塵系統(tǒng)流程圖一張。2) 除塵系統(tǒng)平面圖、軸測圖。圖中設(shè)備管件應(yīng)標(biāo)注編號(hào),編號(hào)應(yīng)與系統(tǒng)圖對應(yīng)1.6火力發(fā)電廠污染摘要 :火力發(fā)電過程產(chǎn)生的煙塵是我國大氣污染物的主要構(gòu)成部分,必須要達(dá)到國家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)才能向外排放。目前火力發(fā)電廠、特別是已建成的火電廠的除塵工藝還較多的沿襲單級(jí)靜電除塵模式。其存在著功能單一、運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定而難以達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求的弊端。針對較典型的300MW火電機(jī)組燃煤鍋爐煙氣除塵過程,可選擇二級(jí)預(yù)除塵與主力靜電除塵器組合的工藝設(shè)置。預(yù)除塵器選用傳統(tǒng)的、性價(jià)比較高的、非耗能的重力除塵器承擔(dān)大粒徑煙塵(30m)的凈化;再經(jīng)高效靜電除塵器凈化小粒徑煙塵(30m)。對所選傳統(tǒng)型多層重力除塵器的工藝結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)尺寸進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算;對靜電除塵器主要進(jìn)行工藝尺寸的核算以進(jìn)行了適當(dāng)?shù)倪x型。這一方案對于火電廠煙塵除塵工藝是一有益的改進(jìn),特別對已建成的火電廠除塵改造或采取脫硫除塵一體改 造與設(shè)計(jì),提供了積極的借鑒。1.7課題背景火力發(fā)電廠燃煤產(chǎn)生的煙塵排放,是我國大氣污染物的主要構(gòu)成部分。而我國能源資源的特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,決定了以煤為主的能源結(jié)構(gòu)將會(huì)長期存在。我國火電廠站的建設(shè)發(fā)展建立在較為落后的工程技術(shù)基礎(chǔ)上。雖然近年來已經(jīng)逐步淘汰技術(shù)落后的300MW以下的小型火電,但較多的中型及部分中型以上的火電廠煙塵凈化技術(shù)和設(shè)備,仍難以符合國家相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。況且對于電力日益上升的需求,勢必還會(huì)導(dǎo)致火力發(fā)電規(guī)模的穩(wěn)步提升。由此導(dǎo)致的煙塵排放量還會(huì)持續(xù)加大。隨著國家火電廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13223-2003等相應(yīng)法規(guī)不斷的修訂,節(jié)能減排的環(huán)保措施日益嚴(yán)格,相應(yīng)的除塵工藝配置技術(shù)也會(huì)受到更大的關(guān)注。1.8大氣煙塵、灰塵排放與污染簡述目前,我國以燃煤煙塵排放造成的大氣污染已相當(dāng)程度的危害了人們的身體健康,同時(shí)也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。嚴(yán)重的大氣污染狀況成為人們對社會(huì)不滿的因素之一,也在國際上造成了不良的影響,調(diào)查表明,我國大氣污染的特點(diǎn)主要是由能源結(jié)構(gòu)決定的,屬于煤煙型污染。我國能源結(jié)構(gòu)中有75%是由煤為原料組成的。全國城市主要污染物為可吸入顆粒物,全國近2/3的城市可吸入顆粒物年均濃度超過國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),并且近三成的城市超過國家三級(jí),主要分布在華北北部和西北地區(qū)。這與當(dāng)?shù)馗吣芎牡漠a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和荒漠化的環(huán)境條件有關(guān)。據(jù)環(huán)保部今年最新公布的信息表明,我國東部的一些城市和地區(qū),由大氣中飄塵(10%阻力不平衡。所以減小管段13的管徑。當(dāng)其變?yōu)?250mm時(shí):(P2-3-P1-3)/P2-3=(10.1+50+7+15.02)-(10.1+50+12.5))/(10.1+50+7+15.02)=11.5%10%。因?yàn)椴皇谴蠛芏?,運(yùn)行時(shí)加以閥門調(diào)節(jié)即可。4.2.1管道的規(guī)格和壁厚 因?yàn)槌龎m系統(tǒng)的管道內(nèi)含有較多的粉塵,且流速高,管道磨損大。所以除塵管道的壁厚遠(yuǎn)大于通風(fēng)管道的壁厚。另外在管道拐彎處應(yīng)予以加厚,加厚的幅度在20%-50%。所以在特殊除塵情況下,除塵管道可以自加工,不采用通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格,通過自加工來滿足系統(tǒng)良好的運(yùn)行。所以控制風(fēng)速也會(huì)相應(yīng)提高來較少基建投資。(1) 低溫?zé)煔夤艿酪?guī)格及壁厚如下:400mm以下,S=3-4mm400mm-800mm,S=4-5mm800mm-1500mm,S=5-6mm1500mm-3000mm,S=6-8mm(2) 高溫?zé)煔夤艿酪?guī)格及壁厚如下:400mm-900mm,S=5mm900mm-2200mm,S=6mm2200mm-3000mm,S=8mm(3) 通風(fēng)管道規(guī)格及壁厚如下:1300mm以下,S=4-5mm1300mm-2800mm,S=5-6mm2800mm-3500mm,S=6-8mm3500mm-4500mm,S=8-10mm4500mm-5000mm,S=12mm4.2.2管道加固 管道截面可采用圓形或矩形,考慮除塵系統(tǒng)的阻力損失和管道強(qiáng)度,一般情況下均采用圓形管道,對矩形或圓形直徑在2000mm,通常需設(shè)加強(qiáng)筋對管道進(jìn)行加固。圓形管道當(dāng)氣體溫度大于150度時(shí)加強(qiáng)筋宜取在1500mm處。4.2.3管道材質(zhì) 對于煙氣溫度不高于400的管道,一般采用Q235A鋼板制作或螺旋焊管,當(dāng)管道直徑小于250mm時(shí)可選用螺旋焊管。4.2.4除塵管道內(nèi)的風(fēng)速及壓力損失 除塵管道內(nèi)的風(fēng)速 4.3煙囪設(shè)計(jì) 4.3.1煙囪高度的確定首先確定共用一個(gè)煙囪的所有鍋爐的總的蒸發(fā)量(t/h),然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定(表5.1)確定煙囪的高度。表5.1 鍋爐煙囪的高度所以選擇煙囪高度為45m4.3.2煙囪直徑的計(jì)算煙囪出口內(nèi)徑按下式計(jì)算:=2.05m式中通過煙囪的總煙氣量,;按表5.2選取的煙囪出口煙氣流速,m/s 表5.2煙囪出口煙氣流速/ (m/s)通風(fēng)方式運(yùn)行情況全負(fù)荷時(shí)最小負(fù)荷時(shí)機(jī)械通風(fēng)10-204-5自然通風(fēng)6-102.5-3選定=15m/s圓整取d= 2m煙囪底部直徑式中煙囪出口直徑,m;煙囪高度,m;煙囪錐度(通常取i=0.02-0.03)。 =2+2*0.02*45=3.8m4.3.3煙囪的抽力式中 H煙囪的高度,m; 外界空氣溫度,10; 煙囪內(nèi)煙氣平均溫度,150; B當(dāng)?shù)卮髿鈮海?7860。= 0.0342*45*(1/(273+10)-1/(273+150)*97860=176.14pa5系統(tǒng)阻力計(jì)算5.1沿程阻力損失 (1)對于圓管:摩擦阻力系數(shù)(實(shí)際中對金屬管道可取0.02.對磚砌或混凝土管道可取0.04)。管道直徑,m 煙氣密度,kg/m3管中氣流平均速率, m/s管道長度,m對于直徑1400mm圓管:L=5m=n結(jié)果為: 7pa總沿程阻力:5.2局部阻力損失異形管件的局部阻力系數(shù),與相對應(yīng)的斷面平均氣流速率,m/s煙氣密度,kg/m35.3煙囪的阻力計(jì)算經(jīng)計(jì)算,可得:煙囪局部阻力為: (0.04*45*122/2*2.9)*(273/(273+160)=236.96pa其局部阻力是一個(gè)90度彎頭,阻力系數(shù)為:0.175.4局部阻力構(gòu)件的計(jì)算解析5.4.1 90度彎頭:r/d=1.5,阻力系數(shù)=0.17。5.4.260度三通局部阻力系數(shù)=0.155.4.3:漸縮管i除塵器進(jìn)口尺寸為800mm的圓形管。變徑管長度l=1200mm,所以可得:tga=0.5*(2000-800)/1200=1 a=45。 則局部阻力系數(shù)取0.1 5.4.4:漸擴(kuò)管m除塵器出口尺寸為800mm的圓形管,變徑管長度為1200mm. tga=0.5*(2000-800)/1200=1 a=45得局部阻力系數(shù)為0.95.4.5:方變圓k: tga=0.5*(1550-1250)/400=0.375 a=20.5得局部阻力系數(shù)為0.1方變圓l: tga=0.5*(1550-1400)/400=0.00138 a=8得局部阻力系數(shù)為0.15.4.6:取帶擴(kuò)散管的傘形風(fēng)帽:取局部阻力系數(shù)為:0.6點(diǎn)3處的漸擴(kuò)管:tga=0.5*(2000-1250)/1000=0375 a=20FT/F0=2000/1250=1.6得局部阻力系數(shù)為0.15.5:總局部阻力表:5.6系統(tǒng)總阻力計(jì)算: H= 274.91pa+ 437.58+ 150.00+1700+100= 2512.49即H=系統(tǒng)局部阻力+系統(tǒng)沿程阻力+風(fēng)機(jī)預(yù)留阻力+風(fēng)機(jī)阻力+鍋爐出口阻力 6系統(tǒng)中煙氣溫度的變化6.1煙氣在管道中的溫度降 ()式中標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量,m3/h管道散熱面積,m2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣平均比熱容(一般為1.3521.357KJ/(m3C)管道單位面積散熱損失 KJ/(m3h)室內(nèi)=4187 KJ/(m3h)室外=5443 KJ/(m3h)室內(nèi)管道長: 流量為85000m3/h的有5m*2 流量為170000 m3/h的有8.5m F1=LD=3.14*1.25*5+3.14*1.4*5=41.605(m2) F2=LD=3.14*2*8.5=53.38(m2)室外管道長L=16.5(m)F3=LD=103.62 (m2) =4187*41.605/85000*1.353+4187*53.38/170000*1.353 +5443*103.62/170000*1.353=4.946.2煙氣在煙囪中的溫度降式中煙囪高度,m。溫度系數(shù),可由表7-2-1查得。合用同一煙囪的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和,t/h;表7.1 煙囪溫降系數(shù)煙囪種類鋼煙囪(無襯筒)鋼煙囪(有襯筒)磚煙囪(H50m,壁厚小于0.5m)磚煙囪(壁厚大于0.5m)A20.80.40.2 =45*0.4/6.3 =2.86 總溫度降=4.94+2.86 =7.87 風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的選擇及計(jì)算7.1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算: 式中1.1風(fēng)量備用系數(shù),標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)前表態(tài)下風(fēng)量,m3/h風(fēng)機(jī)前煙氣溫度,若管道不太長,可以近似取鍋爐排煙溫度, C當(dāng)?shù)卮髿鈮海琸P因?yàn)橛玫氖枪r下的,所以計(jì)算時(shí)直接可以用Q=1.1*Q=187000m3/h7.2風(fēng)機(jī)風(fēng)壓計(jì)算式中1.2風(fēng)機(jī)備用系數(shù);系統(tǒng)總阻力,Pa;煙囪抽力,Pa風(fēng)機(jī)前煙氣溫度,C風(fēng)機(jī)性能表中給出的試驗(yàn)用氣體溫度,C標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣密度,kg/m3結(jié)果為Hy=2763.74(Pa)7.3風(fēng)機(jī)的選型根據(jù)以上所得,根據(jù)除塵工業(yè)手冊??蛇x定的風(fēng)機(jī)為:選擇:G,Y4-73型鍋爐引風(fēng)機(jī)。選該型號(hào)里面的NO.18D型,7.4風(fēng)機(jī)具體參數(shù)7.5電動(dòng)機(jī)功率:式中風(fēng)機(jī)風(fēng)量,m3/h風(fēng)機(jī)風(fēng)壓,Pa風(fēng)機(jī)在全壓頭時(shí)的效率(一般風(fēng)機(jī)為0.6,高效風(fēng)機(jī)約為0.9)機(jī)械傳動(dòng)效率,當(dāng)風(fēng)機(jī)與電機(jī)直聯(lián)傳動(dòng)時(shí)=1,用聯(lián)軸器連接時(shí)=0.950.98,用V型帶傳動(dòng)時(shí)=0.95電動(dòng)機(jī)備用系數(shù),對引風(fēng)機(jī),=1.3Ne=326.469 (kW)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率326.469kw、風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速960r/min、傳動(dòng)方式用聯(lián)軸器連接選定Y355L3-4型電動(dòng)機(jī)。 風(fēng)機(jī)特性曲線:根據(jù)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)風(fēng)量Q=187000,p=2784.72,可得s=p/q2=2784.72/1870002Q2=8*10-8Q2所以可得管網(wǎng)的特性曲線為:P=8*10-8Q2。而風(fēng)機(jī)的數(shù)據(jù)如下:7.6風(fēng)機(jī)和管網(wǎng)的特性曲線如下圖所示:由圖可知,該風(fēng)機(jī)是適合該除塵系統(tǒng)的,所以是合適的。 8通風(fēng)除塵系統(tǒng)布置圖圖9.1 鍋爐煙氣除塵系統(tǒng)立面圖 9運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算9.1運(yùn)行費(fèi)用估算(行費(fèi)用主要有:電費(fèi)、水費(fèi)、維護(hù)費(fèi)用,人工費(fèi)用等8000小時(shí)/年計(jì)算)9.1.1電耗序號(hào)貨物名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量合計(jì)電量(KW)1風(fēng)機(jī)Y355M2-6臺(tái)13272螺旋排灰機(jī)GX300臺(tái)150配電量表按電費(fèi)1元/kWh,年運(yùn)行8000小時(shí)計(jì),因?yàn)榕呕覚C(jī)每小時(shí)處理的灰量和除塵器產(chǎn)生的灰量差不多,所以也按8000小時(shí)計(jì)算。則總的耗電費(fèi)用為377*8000*1=301.6萬元電源采用380V,50HZ交流電。9.1.2水費(fèi)及人工費(fèi) 系統(tǒng)無需補(bǔ)水,所以無水費(fèi)。9.1.3人工費(fèi)用:3000*2*11=6.6萬元9.1.4維護(hù)費(fèi)用:按總投資的10%計(jì)算,為636369.1.5總運(yùn)行費(fèi)用:3016000+66000 +63636= 3145636元 10工程報(bào)價(jià)(注:管道,三通,彎頭均由Q235A鋼版加工制成)1天圓地方:在鍋爐出口處需要設(shè)置天圓地方,兩個(gè)鍋爐,所以需要兩個(gè)天圓地方,管段1-3的重量為113.26kg,管段2-3處的為111.64kg總價(jià)格為:832元2漸擴(kuò)管:連接管段1-3和3-4處的漸擴(kuò)管重256.8kg,總價(jià)格為950元3三通:該系統(tǒng)只需要一個(gè)三通,重量為142kg,總價(jià)格為525元4彎頭:該系統(tǒng)總共需5個(gè)彎頭,一個(gè)重155kg,總造價(jià)2868元。5風(fēng)機(jī)進(jìn)口處漸縮管:進(jìn)口處一個(gè)重145kg的漸擴(kuò)管,造價(jià)為537元6風(fēng)機(jī)出口處漸擴(kuò)管:重量為154.2kg,造價(jià)為564元。7除塵器進(jìn)口處漸縮管:重量為277.93kg,造價(jià)為1028元8除塵器出口處漸擴(kuò)管:重量為277.93元,造價(jià)為1028元9管道:總有四段,重量分別為920.37kg,1031.33kg,2065.35kg,398318kg,價(jià)格分別為:3405元,3816元,7642元,14783元。10除塵器,風(fēng)機(jī),電機(jī),螺旋排灰機(jī),集灰罐:根據(jù)前面選的,他們的總造價(jià)為:354500元。11地腳螺栓:根據(jù)所選風(fēng)機(jī)和電機(jī),分別需要8個(gè)地腳螺栓,其中電機(jī)需m24*630的螺栓8個(gè),風(fēng)機(jī)需m30*1000的螺栓4個(gè),需m32*800的螺栓4個(gè),他們的總造價(jià)為840元。12風(fēng)帽:在市場上直接購買,價(jià)格為500元。13磚:煙囪總高為45米,用圓臺(tái)的公式算的其體積,再算出所需磚的快數(shù),加上風(fēng)機(jī),電機(jī)處的磚,共需32000塊,造價(jià)12800。14墊片:兩法蘭處,天圓地方處需要添加墊片,15管道支架:因?yàn)樘撸孕枰貏e的加固材料,單價(jià)為400元,總需要2400元。16法蘭:該系統(tǒng)有DN1250,DN1400,DN2000三種,總造價(jià)為11600元。17螺栓螺母:一個(gè)法蘭需要26個(gè)螺母,總的法蘭需要364個(gè),加上備用的,其他地方的,估算為500個(gè)。造價(jià)150元。18水泥砂漿:用1:3的水泥砂漿,初步估計(jì)用20噸,單價(jià)為175元一噸,總需3500元19加工費(fèi)用:按造價(jià)的50%算。序號(hào)設(shè)備名稱數(shù)量/重量(kg)單位詳細(xì)信息單價(jià)(元)總價(jià)(元)產(chǎn)地1天圓地方113.26+111.64千克Q235A鋼(密度7.85g/cm3 )6mm厚3700/t832天津浩博聞達(dá)鋼材銷售有限公司2漸擴(kuò)管256.8千克1250mm-2000mmQ235A鋼,6mm厚3700/t9503管道920.37千克管徑1250mm,5mQ235A鋼管道6mm厚3700/t34054管道1031.33千克管徑1400,5mQ235A鋼管道6mm厚3700/t38165三通142千克60度三通6mm厚3700/t5256管道2065.35千克管徑2000,7mQ235A鋼管道6mm厚3700/t7642790度彎頭155*5千克連接管道6mm厚3700/t28688漸縮管145千克風(fēng)機(jī)進(jìn)口處6mm厚3700/t5379漸擴(kuò)管152.4千克風(fēng)機(jī)出口處6mm厚3700/t56410漸縮管277.93千克除塵器進(jìn)口處6mm厚3700/t102811漸擴(kuò)管277.93千克除塵器出口處6mm厚3700/t102812除塵器1個(gè)LFSF-Z/ll-280-3360型25000025000013管道398318千克管徑2000,13.5m6mm厚Q235A鋼管道3700/t14738天津浩博聞達(dá)鋼材銷售有限公司14風(fēng)機(jī)1臺(tái)G,Y4-73-18D型風(fēng)機(jī)9000090000蘇州孟嵐機(jī)械設(shè)備有限公司15電動(dòng)機(jī)1臺(tái)Y355M2-6型電動(dòng)機(jī)5000500016風(fēng)帽1個(gè)T609玻璃鋼傘形風(fēng)帽500500德州亞通空調(diào)有限公司17地腳

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