燃煤电厂锅炉烟气电除尘系统工艺设计

吉林师范大学环境科学与工程学院

课程设计报告

课程名称：环境工程学

设计题目：燃煤电厂锅炉烟气电除尘系统工艺设计

姓名：

专业：环境科学

班级：2013 级

学号：

指导教师：汤茜、米小娟、王艺璇

2015 年12月25 日

摘要：我国燃煤火力发电机组容量占电力总装机容量的75%左右，年耗煤量近5亿吨，火力燃煤烟尘排放量占全国工业烟尘排放总量的37%以上，列第1位。实现电力工业的可持续发展，在推广净煤燃烧和调整火力结构同时，提高火电厂烟尘浓度排放标准已势在必行，即将颁布的火电厂污染物排放标准将燃煤锅炉的粉尘（标准状态）排放要求提高到100mg/m3。发电燃煤锅炉烟尘控制设备以电除尘为主，至1999年火电厂用电除尘器的锅炉容量接近80%。因此，电力行业的迅速发展需要能达到新排放标准要求性能更高的电除尘器。

关键词：火力发电燃煤锅炉电除尘器选型设计

目录

1 设计任务书 (1)

1.1 课程设计任务及要求 (1)

1.1.1 设计题目 (1)

1.1.2 设计内容 (1)

1.1.3 设计要求 (1)

1.2 课程设计原始资料 (1)

1.2.1 设计条件 (1)

1.2.2 设计依据标准 (1)

2 选题背景 (3)

2.1 大气污染现状分析 (3)

2.2 燃煤电厂粉尘污染治理 (3)

2.3 电除尘器的工作原理及特点 (5)

3 电除尘器的设计计算 (6)

3.1电除尘器的选型 (6)

3.2电除尘器总体尺寸的确定 (7)

3.3零部件计算 (8)

4 管道系统的布置及烟囱设计 (9)

参考文献 (11)

附件 (12)

1 设计任务书

1.1 课程设计任务及要求

1.1.1 设计题目

燃煤电厂锅炉烟气电除尘系统工艺设计

1.1.2 设计内容

燃煤电厂锅炉烟气电除尘系统工艺设计包括以下几部分内容：

（1）电除尘系统布置并确定其主要运行参数。

（2）管网布置及计算：确定各装置的位置及管道布置。并计算各管段的管径、长度、烟囱高度和出口内径以及系统总阻力。

（3）风机及电机的选择：根据净化系统所处理烟气量、烟气温度、系统总阻力等计算选择风机种类、型号及电动机的种类、型号和功率。

1.1.3 设计要求

（1）编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写，包括方案的确定，设计计算，设备选型和有关设计简图等内容；课程设计说明书应有封面、目录、设计任务书、各构筑物设计计算、小结及参考文献等部分，文字应简明、通顺、内容正确完整，书写工整、装订成册。

（2）图纸要求。用AutoCAD软件绘制A1图纸2张，包括：

①锅炉烟气除尘系统平面布置图和剖面图。图纸应按比例绘制、标出设备、管件编号，并附明细表。

③电除尘器装置结构图（主视、俯视和左视）。局部构件可采取适当剖视。

1.2 课程设计原始资料

1.2.1 设计条件

燃煤电厂锅炉烟气电除尘系统工艺设计原始参数如表1.1所示。

1.2.2 设计依据标准

燃煤电厂锅炉烟气电除尘系统工艺设计依据以下标准：

（1）《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）；

（2）《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011）；

（3）《锅炉大气污染物排放标准》（GB 13271-2014）；

（4）《电除尘工程通用技术规范》（HJ 2028-2013）；

（5）《袋式除尘工程通用技术规范》（HJ 2020-2012）。

表1.1 设计原始参数

项目类别参数值项目类别参数值

锅炉台数x台除尘器漏风系数≤1%

烟气流量8000 m N3/(h·台)除尘器阻力≤1200Pa

烟气含尘浓度 2.4×103 mg/m3烟尘排放浓度≤20 mg/m3

排烟温度160℃除尘器入口温度120℃

锅炉台数待定（将大气组的同学分成3组，第一组锅炉台数为1，第二组锅炉台数为2，第三组锅炉台数为3）

2 选题背景

2.1 大气污染现状分析

当前我国大气污染状况依然十分严重，主要表现为煤烟型污染。城市大气环境中总悬浮颗粒物浓度普遍超标；二氧化硫污染一直在较高水平；机动车尾气污染物排放总量迅速增加；氮氧化物污染呈加重趋势。大气污染物排放总量现状如下：

1.二氧化硫。煤炭消耗量不断增加，随之带来二氧化硫排放总量急剧上升。在各类排放源中，电厂和工业锅炉排放量占到70%。由二氧化硫排放引起得酸雨污染范围不断扩大，现已扩展到长江以南、青藏高原以东的大部分地区，遍及广东、广西、四川、贵州、云南、湖南、江西、福建、浙江、上海、安徽、山东等十多个省、市、自治区。华中酸雨区比较严重的中心区域为长沙、衡阳和赣州，西南为宜宾、南充和重庆，华东为厦门、宁波和南京。目前年均降水pH值低于5.6酸雨临界值的地区已占全国面积的30%左右。

2.烟尘、粉尘。烟尘的主要排放源也是火电厂和工业锅炉，由于地方电厂使用的大多为低效除尘器，所以烟尘排放量一般是国家大型电厂的5-10倍。曾经在上海参观过的铜加工厂的大型袋式除尘器除尘效率也达到了99%以上，它虽然是一种传统的除尘方式，但由于效率高，性能稳定可靠，操作简单，还是获得了很广泛的应用。还有象电除尘器、湿式除尘器也是应该深入研究和针对各种场合大力推广的新型除尘设备。

3.机动车排气污染。受经济增长的推动，我国机动车近年来数量增长迅速，尤其是一些大城市如北京、上海、广州等机动车数量增长速率更是远远高于全国平均水平。汽车排放的氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物排放总量逐年上升。由于城市人口密集，交通运输量相对大，机动车排气污染在城市大气污染中所占比例也不断上升。

2.2 燃煤电厂粉尘污染治理

为了改善劳动环境，必须采取措施，消灭粉尘源，控制工人与含二氧化硅的粉尘接触，减少粉尘危害，以保护工人身心健康。