旋风除尘器设计方案.doc

设计原始资料：

锅炉型号：DLP2-13即，单锅筒纵置式抛煤机炉，蒸发量2t/h，出口蒸汽压力13MPa

设计耗煤量： 360kg/h( 按学号增加 5)

Y Y Y Y Y Y Y

设计煤成分： C=60.5% H =3% O=4% N =1% S =1.5% A =18% W=12%； V Y

＝ 15％；属于中硫烟煤

排烟温度： 165℃

空气过剩系数＝ 1.4

飞灰率＝ 21％

烟气在锅炉出口前阻力650Pa

污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中 2 类区新建排污项目执行。

连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度50m，90°弯头 10 个。

1.燃烧计算

1.1实际耗空气量的计算

在标准状况下，以1Kg应用煤为基准进行计算，结果见表1-1 。

1Kg 该煤完全燃烧时所需要标准状况下的氧气的体积V o为：

V o＝（50.4+7.5+0.47-1.25）× 22.4=1279.448 L（1-1）

假设空气中氮氧的摩尔数之比为N/O=3.78，则 1Kg 低硫煤完全燃烧时所需要的空气体积 V k为：

V k =（ 1+3.78 ）× 1279.448=6115.953 L （1-2 ）实际消耗的空气体积V k为：

V k=1.4 V k=1.4×6115.953=8562.333 L （ 1-3 ）

表 1-1 1Kg应用煤的相关计算

质量摩尔数燃烧耗氧量生成气体量生成气体体积成分

( g)(mol )(mol )( mol)( L )

C 605 50.4 50.4 50.4 1128.96

H 30 15 7.5 15 336

O40 1.25————28

N100.36——0.367.84

S 15 0.47 0.47 0.47 10.528

水分120 6.67————149.408 灰分180————————

1.2产生烟气量的计算

1Kg 该煤完全燃烧后生成的烟气量

V y =149.408+10.528+7.84+336+1128.96+8562.333=10195.069 L =10.195 m3 （ 1-4 ）则，在 160℃时的实际烟气体积为V y为：

V y=10.195

×(160+273.15)=16.17 m3 （ 1-5 ）273.15

该锅炉一小时产生的烟气流量Q 为：

Q =16.17×360=5821.2m3/h=1.617 m3/s（1-6）1.3灰分浓度及二氧化硫浓度的计算

烟气中灰分的质量M h为：

M h =180× 21％=37.8g=37800mg （1-7 ）烟气中灰分的浓度h 为：

h =37800/16.17=2337.662mg/ m3 （ 1-8 ）

烟气中 SO2质量 M S为：

M S =0.47 ×64=30.08g=30080mg （ 1-9 ）烟气中 SO2的浓度s 为：

s =30080/16.17=1860.235mg/ m3 （1-10 ）

2.净化方案设计及运行参数选择

本设计中采用旋风除尘设备进行净化处理。

2.1旋风除尘器的工作原理

旋风除尘器一般有带有一锥形的外圆筒，进气管，排气管，圆锥观和贮灰箱的排气

阀组成。当含尘气流以一定的速度（一般在14～ 25m/s 之间，最大不超过35m/s）由进气管进入旋风除尘器后，气流由直线运动变为圆周运动。由于受到外圆筒上盖及圆筒壁

的限流，迫使气流作自上而下的旋转运动。旋转过程中产生较大的离心力，尘粒在离心

力的作用下，被甩向外筒壁，失去惯性后在重力的作用下，落入贮灰箱中，与气体分离。

而旋转下降的气流到达锥体时，因锥体收缩的影响，而向除尘器中心汇集，根据“旋转

矩”不变理论，其切向速度不断升高，气流下降到一定程度时，开始方向上升，经排气

管排出[1]。

2.2旋风除尘器的特点

现在的旋风除尘器具有结构简单；应用广泛；分离效率高可以有效地清除微粒；处

理气体量大且阻力低；适用于高温和腐蚀性气体；运行费用低；应用广泛等优点[2] 。

2.3运行参数的选择与设计

根据相关资料及实际运行情况，本设计中烟气的入口速度取为v020m / s 。根据国家相关规定及标准确灰分风的最高允许排放浓度为200mg / m 3 [3] 。则本设中要求达到的除尘效率为：

2337.662 200 100% 91.45% (2-1)

2337.662

2.4净化效率的影响因素

2.4.1 旋风除尘器结构尺寸对净化效率的影响

在旋风除尘器结构尺寸中主要的影响因素有：除尘器的外筒直径，高度，气体进口

和排气管形状和大小。这些部件一般都有一较适宜的尺寸及组合。过大或过小都会降低

设备效率。

2.4.2操作条件对旋风除尘器性能的影响

操作条件应控制在一个较适宜的范围内，过大会降低设备效率，过小会增加阻力损

失，两种情况均不利于设备的高效运转。

3.设备结构设计与计算

3.1进气口设计计算

根据已有经验及实际运行已确定本设计中烟气的入口速度为：v020m / s 。考虑设

备漏风及安全运行等因素，假定实际进入设备的烟气量为 1.2Q。则进气口部分的面积s r 为：

s r = 1.2Q

=1.2×1.617/20=0.097 m2 (3-1) v0

现有旋风除尘器的进口有三类：直入切向进入式，蜗壳切向进入式，轴向进入反转式（见图 3-1 ）。

直入切向进入式蜗壳切向进入式轴向进入反转式

图 3-1现有的几类进气管

本设计中采用蜗壳切向进入式，它可减少进口系统对筒体内气流的撞击和干扰，其处理量大，压力损失小。其尺寸一般为高(a) 宽 (b) 之比 a / b 在2～3之间。本设计中

取 a / b 2 。则进口的宽度 b 为：

b 220mm (3-2)

进口高 a 为：

0.097

0.4409m 441mm (3-3)

a

0.22

则实际的高宽比：

a /

b 441/ 220 2.005 (在2～3之间) （ 3-4 ）

实际进口面积 s r为：

s0.441 0.22 0.097m 2（3-5）