大气优秀课程设计.docx

目 录
序言..............................................................................................
1. 设计任务书...........................................................................
1.1 课程设计题目.......................................................................
1.2 设计原始材料.......................................................................
2. 设计概况...............................................................................
2.1 设计内容...............................................................................
2.2 脱硫工艺设计.........................................................................
2.3 工艺步骤...............................................................................
3. 工艺、设备设计计算...........................................................
3.1 除尘工艺设计计算...............................................................
3.2 脱硫工艺设计计算...............................................................
4. 烟囱设计计算...................................................................
4.1 烟囱高度确实定...................................................................
4.2 烟囱直径确实定...................................................................
4.3 烟囱抽力计算...................................................................
5. 辅助设备设计计算...............................................................
5.1 烟气换热器设计计算.......................................................
5.2 供剂管管径计算...................................................................
6. 设备部署.............................................................................
6.1 总体部署..............................................................................
7. 设计小结..............................................................................
参考文件.....................................................................................

前 言
目前中国大气污染情况仍然十分严重，关键表现为煤烟型污染。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快速增加；氮氧化物污染呈加重趋势。大气污染物排放总量现实状况：二氧化硫。煤炭消耗量不停增加，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%。由二氧化硫排放引发得酸雨污染范围不停扩大。
伴随中国经济快速发展，工业企业不停扩张，对环境污染也越来越严重。在部分工业污染比较严重区域，常常会出现雾霾天气。燃煤电厂烟气污染物关键有烟尘、二氧化硫、氮氧化物及二氧化碳等。现在中国对二氧化碳没有给行业、企业下达减排计划，也没有排放浓度指标。燃煤电厂烟气污染物排放浓度控制有烟尘、二氧化硫、氮氧化物，二氧化硫总排放量有减排“指令性”指标计划。二氧化硫排放是造成中国大气污染及酸雨不停加剧关键原因，燃煤电厂二氧化硫排放量约占全国二氧化硫排放量50％。
伴随中国煤炭消费不停增加，燃煤排放二氧化硫也不停增加，连续多年超出一万吨，已居世界首位，致使中国酸雨和二氧化硫污染日趋严重。现在全国火电厂二氧化硫排放量占全国二氧化硫排放量40%，将达成60%。所以提升火电厂除尘技术，降低烟尘排放量，控制二氧化硫排放已成为社会和经济可连续发展迫切需求。现在火电厂采取除尘方法关键有以下五种，改变燃料结构；在可能情况下尽可能燃用洁净燃料提升锅炉燃烧技术；降低污染物生成量，设置高效除尘系统；降低粉尘排放量，采取高烟囱排放；降低烟尘在大气中浓度，采取脱硫脱氮技术；降低烟气中硫化物，氮氧化物排放量。

1. 设计说明书
1.1课程任务书
1.1.1课程设计题目
某装机容量为125MW火力发电厂燃煤烟气除尘系统初步设计
1.1.2课程设计内容
1．设计参数
（1）燃煤组成：
C-64.8%，灰分-19.1%，S-1.7%，H-3.2%，H2O-9.0%，O-2.2%（含N量不计）
（2）锅炉耗煤量为300g/kw·h，烟尘排放因子为80%。
（3）烟尘密度（堆积密度）：1.18×103kg/m3;润湿性：强亲水性，V20>8.0mm/min，比电阻为8×1010Ω·cm；黏附性：中等黏性，断裂强度为300-600Pa。烟气平均温度为170℃。烟尘真密度为2.05×103kg/m3。
（4）粉尘粒径组成：
粒径（μm）
<3
3~5
5~10
10~20
20~30
30~40
>40
d50
重量百分比（%）
4.2
6.5
15.7
22.8
13.8
9.8
27.2
20.05
2．排放标准《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-）
3．当地气象条件:
年平均气温17℃，
极端最高、最低气温分别为40.7和-11.0℃，
气温最高7月份，平均气温29.2℃，
气温最低1月份，平均气温3.9℃，
整年主导风向为E，
年平均风速为2.2m/s，
年最大风速为17.0m/s,
年平均气压101.2Kpa
大气稳定度为中性D类。
当地环境空气质量等级：二级。
1.1.3设计步骤
1.老师进行集中讲解，给出设计任务书，分析设计题目，给出原始数据和工作条件，明确设计内容和要求；
2.查找相关文件资料、复习所用理论知识，依据原始资料确定设计方案，进行方案设计计算；
3.结累计算结果，绘制工程图；
4.资料汇总、编制设计说明书，提交设计说明书及图纸。
1.1.4基础要求
1. 除尘系统方案论证。包含除尘器选择及除尘基础工艺路线确定，除尘工艺步骤和关键设备选择。
2. 方案论证关键进行方案技术比较，如处理效果，技术合理性和优异性；同时进行经济比较，如一次性投资，运行管理费用及运行管理复杂程度。
3. 进行除尘系统工艺设计计算。
4. 绘制除尘系统工艺步骤图、平面部署图、立面图和关键设备三视图。
5. 计算烟气中SO2浓度是否超标，说明是否需要脱硫。
6. 提交结果：设计说明书，计算书一份；设计图纸：除尘系统工艺步骤图、系统总平面部署图、立面图、关键设备三视图各一张。
1.1.5设计参考资料
1. 郝吉明，马广大主编.《大气污染控制工程》.高等教育出版社.8月.
2. 陆耀庆.《供暖通风设计手册》.中国建筑工业出版社.1987年12月.
3. 刘天齐.《三废处理工程技术手册 废气卷》.化学工业出版社.1999年5月.
4. 张殿印，王纯.《除尘工程设计手册》.化学工业出版社，6月.
5. 胡传鼎.《通风除尘设备设计手册》.化学工业出版社.9月.
6. 吴忠标.《实用环境工程手册》（大气污染控制工程）. 化学工业出版社.9月.
7. 何争光.《大气污染控制工程及应用实例》.化学工业出版社，9月.
8. 鹿政理.《环境保护设备选择手册》. 北京：化学工业出版社，.
9. 陈家庆.《环境保护设备原理和设计》.中国石化出版社.9月.
10.黄学敏，张承忠.《大气污染控制工程实践教程》.化学工业出版社，.
11.张殿印，张学义.《除尘设计手册》.冶金工业出版社.2月.
12.《全国通用通风管道计算表》等.

1.2 工艺介绍
1.2.1各除尘器介绍
旋风除尘器 对于捕集5-10μm以上粉尘效率较高，其除尘效率可达90%以上，被广泛地应用于化工、石油、冶金、建筑、矿山、机械、轻纺等工业部门。
旋风除尘器结构简单，除尘器本身无运动部件，不需特殊附件设备，占地面积小，制造、安装投资较少。操作、维护简单，压力损失中等，动力消耗不大，运转、维护费用较低。操作弹性较大，性能稳定，不受含尘气体浓度、温度限制。对于粉尘物理性质无特殊要求，同时可依据化工生产不一样要求，选择不一样材料制成，或内衬多种不一样耐磨、耐热材料，以提升使用寿命。
袋式除尘器 袋除尘器阻力通常为1000-Pa。另外，若除尘器阻力过高，还会使除尘系统处理气体量下降，影响生产系统排风效果。所以，除尘器阻力达成一定数值后要立即清灰，清灰不能过分，即不应破坏粉尘初层，不然会引发除尘效率显著降低。
电除尘器 电除尘器除尘效率和电场强度、集尘板面积、烟气流量、粉尘趋进速度，尤其是粉尘导电性相关，电除尘器含有很高除尘效率（可达99.99%），可捕集到0.1μm以上尘粒。它阻力小，运行费用低，处理烟气量能力大，运行操作方便，可完全实现自动化。缺点是设备庞大，投资费用高。
洗涤式除尘器 它应用最多是文丘里洗涤除尘器，文丘里洗涤器除尘效率通常在95%以上，它随液滴直径、喉管气速增加而增加。当液滴直径比尘粒大50倍时，其除尘效率最高。这种除尘器结构简单，除尘效率高，水滴还能吸收烟气中二氧化硫三氧化硫。其缺点是阻力大，需要有污水处理装置。
1.2.2关键除尘器选择
在选择除尘技术时，应充足考虑经济性、可靠性、适用性和社会性等方面影响。除尘技术确实定受到当地条件、现场条件、燃烧煤种特征、排放标准和需要达成除尘效率等多个原因影响。
针对现在环境保护要求、污染物排放费用征收情况和静电除尘器和布袋除尘器在性能上差异和在各行各业应用实际情况，对两种除尘器在实际应用中基础性能做一个简单客观对比。
(1)除尘效率
布袋除尘器：对人体有严重影响重金属粒子及亚微米级尘粒捕集更为有效。通常除尘效率可达99.99%以上，排放烟尘浓度能稳定低于50mg/Nm3，甚至可达10 mg/Nm3以下，几乎实现零排放。
电除尘器：伴随国家环境保护标准深入提升和越来越多电厂燃用低硫煤（或经过了高效脱硫），比电阻大，即使达标也变得越来越困难。而布袋除尘器过滤机理决定了它不受燃烧煤种物化性能改变影响，含有稳定除尘效率。
针对现在国家环境保护排放标准和排放费用征收措施，布袋除尘器所带来经济效益是显而易见。
2）系统改变对除尘器影响
锅炉系统是一个常常变动和调整系统，所以从锅炉中出来烟气物化性能、烟尘浓度、温度等参数也不能确保不发生改变。这一系列改变，针对不一样除尘器会引发显著不一样改变。下面从关键多个方面进行对比：
（1）送、引风机风量不变，锅炉出口烟尘浓度改变
①除尘器：
烟尘浓度改变只引公布袋除尘器滤袋负荷改变，从而造成清灰频率改变（自动调整）。烟尘浓度高滤袋上积灰速度快，对应清灰频率高，反之清灰频率低，而对排放浓度不会引发改变。
②对静电除尘器：
烟尘浓度改变直接影响粉尘荷电量，所以也直接影响了静电除尘器除尘效率，最终反应在排放浓度改变上。通常烟尘浓度增加除尘效率提升，排放浓度会对应增加；烟尘浓度减小除尘效率降低，排放浓度会对应降低。
（2）锅炉烟尘量不变，送、引风机风量改变
①对布袋除尘器：
因为风量改变直接引发过滤风速改变，从而引发设备阻力改变，而对除尘效率基础没有影响。风量加大设备阻力加大，引风机出力增加；反之引风机出力减小。
②对静电除尘器：
风量改变对设备没有什么太大影响，不过静电除尘器除尘效率随风量改变很显著。若风量增大，静电除尘器电场风速提升，粉尘在电场中停留时间缩短，即使电场中风扰动增强了荷电粉尘有效驱进速度，不过这不足以抵偿高风速引发粉尘在电场中驻留时间缩短和二次扬尘加剧所带来负面影响，所以除尘效率降低很显著；反之，除尘效率有所增加，但增加幅度不大。
（3）烟气温度改变
①对布袋除尘器：
烟气温度太低，结露可能会引发“糊袋”和壳体腐蚀，烟气温度太高超出滤料许可温度易“烧袋”而损坏滤袋。不过假如温度改变是在滤料承受温度范围内，就不会影响除尘效率。引发不良后果温度是在极端温度（事故/不正常状态）下，所以对于布袋除尘器就必需设有对极限温度控制有效保护方法。
②对静电除尘器：
烟气温度太低，结露就会引发壳体腐蚀或高压爬电，不过对除尘效率是有好处；烟气温度升高，粉尘比电阻升高不利于除尘。所以烟气温度直接影响除尘效率，且影响较为显著。
（4）气流分布
①对布袋除尘器：
除尘效率和气流分布没有直接关系，即气流分布不影响除尘效率。但除尘器内部局部气流分布应尽可能均匀，不能偏差太大，不然会因为局部负荷不均或射流磨损造成局部破袋，影响除尘器滤袋正常使用寿命。
②对静电除尘器：
静电除尘器很敏感电场中气流分布，气流分布好坏直接影响除尘效率高低。在静电除尘器性能评价中，气流分布均方根指数通常是评价一台静电除尘器好坏关键指标之一。
3）运行和管理
（1）运行和管理
①对布袋除尘器：
运行稳定，控制简单，没有高电压设备，安全性好，对除尘效率干扰原因少，排放稳定。因为滤袋是布袋除尘器关键部件，是布袋除尘器心脏，且相对比较脆弱、易损，所以设备管理要求严格。
②对静电除尘器：
运行中对除尘效率干扰原因多，排放不稳定；控制相对较为复杂，高压设备安全防护要求高。因为静电除尘器均为钢结构，不易损坏，相对于布袋除尘器，设备管理要求不很严格。
（2）停机和开启
①对布袋除尘器：
方便，但长久停运时需要做好滤袋保护工作。
②对静电除尘器：
方便，可随时停机。
（3）检修和维护
①对布袋除尘器：
可实现不停机检修，即在线维修。
②对静电除尘器：
检修时一定要停机
4）设备投资
（1）对于常规烟气条件和粉尘（关键是指比较适合静电除尘器烟气），两种除尘器排放浓度要达成现在较低环境保护要求（如150mg/m3）早期投资布袋除尘器比静电除尘器约高20-35%左右
（2）对于低硫高比电阻粉尘、高SiO2、Al2O3类不适合静电除尘器捕集粉尘，两种除尘器要达成现在较低环境保护要求（如150mg/m3）早期投资静电除尘器和布袋除尘器相当或静电除尘器投资高些。
（3）通常条件下达成相同除尘效率或说达成相同排放浓度，静电除尘器投资通常要比布袋除尘器投资高。
5）运行维护费用
（1）运行能耗
对布袋除尘器：风机能耗大，清灰能耗小。
对静电除尘器：风机能耗小，电场能耗大。
不过，总体来讲两种除尘器电耗相当。对于静电除尘器难以捕集粉尘，或说当静电除尘器电场数量超出4电场时，静电除尘器能耗比布袋除尘器要高，也就是说此时静电除尘器运行费用要比布袋除尘器高。假如根据立即出台新环境保护标准，静电除尘器要是做抵达标话，肯定是采取4电场以上静电除尘器，其电耗也就一定比布袋除尘器高。
（2）维护费用
　　布袋除尘器维护检修费用关键是滤袋更换费，从现在实际运行情况来看，一次滤袋更换费用只需要1.5-2年排污费比静电除尘器少缴部分就能够抵偿。
　　静电除尘器维护维修费用关键是对阳极板、阴极线和振打锤等更换等。此项费用较高，但年限比较长，约6年左右。
（3）经济效益分析
实际运行中布袋除尘器排放浓度约是静电除尘器10%，所以，电厂采取布袋除尘器实际交缴排污费也为静电除尘器排污费1/10左右。假如根据现在国家征收排污费情况来看，采取布袋除尘器后每炉/每十二个月排污费少缴部分是相当可观，最少上百万到几百万元。根据以前达标即不需要交纳排污费话，采取布袋除尘器就能够免交排污费。另外，布袋除尘器有约5%左右脱硫效率；这一样能够降低二氧化硫排污费。
总而言之，新环境保护标准出台以后，静电除尘器要想做抵达标排放，就必需采取4电场以上除尘器。此时静电除尘器早期投资已经比布袋除尘器高，同时4电场以上静电除尘器（或4电场高比积尘面积）运行电耗要比布袋除尘器高很多。所以在新环境保护要求下，静电除尘器即使达标，其早期投资和运行费用全部比布袋除尘器高。另外，静电除尘器排放浓度总是在布袋除尘器10倍左右，现在新排污费制度下，即使达标了也要对排放粉尘量进行收费，所以两种除尘器即使达标以后，静电除尘器又比布袋除尘器多支出了一笔费用。所以，布袋除尘器必将成为工业粉尘控制首选设备。
可供选择除尘技术 
经过以上除尘设备介绍，我们能够看到四种除尘设备优缺点及适用条件。鉴于设计要求，可对可供选择除尘设备加以分析，以确定经济高校方法。 
设计要求净化是燃煤工业粉尘。可能会含有腐蚀性气态污染物，所以对设备防腐性能要求较高，不适合采取湿式除尘器。而且假如该工厂设在北方，天气严寒，湿式除尘器设备内洗涤水轻易冻结。假如加强它防腐和防冻方法，则会加大投资，所以标准上不予考虑。 
而机械除尘分离细小粉尘能力比较弱，它对粒径较大（大于50μm）粉尘有较高除尘效果，但对粒径较小（小于5μm）分离效果较差。 
所以设计要求除尘净化系统可供选择除尘技术有袋式除尘技术和电除尘技术两种。
表1 布袋除尘器和电除尘器比较表
比较内容
名称
布袋除尘器
静电除尘器

烟气特征
影 响
烟气温度
敏感，决不能超温
对效率有影响
压力影响
极小影响
小
湿度
不利，不能超出极限
有利，但要防腐蚀
氧，硫氧化物
影响滤料选择
有利
烟气其它成份
几乎没影响
几乎没影响
流量对效率影响
不大
对效率影响较大
含尘浓度
效率稳定，影响寿命
效率有一定改变
气流均布
不敏感，效率稳定
对效率影响较大

粉尘特征
影 响
粉尘粒径分布
影响小，效率稳定
对效率影响较大
真密度、堆积密度
影响极小
比电阻值大时影响较大
粘附性
不利
有一定影响
比电阻
无影响，效率稳定
对效率影响大
粉尘化学成份
影响滤料选择
对效率影响大
粉尘硬度
影响滤袋寿命
几乎没影响
设备结构影响
多种形式全部效率高
对效率有一定影响
运行及机组起停影响
影响较大，要求严格
影响小
维修技术含量
低
工作量小
设备故障运行影响
对负荷率影响较大
可维持运行，对负荷率影响较小
总而言之，袋、电除尘器各自存在着其优点及不足，在此，在综合考虑本项目设计各项指标基础上，对这两种方案进行比选，努力争取达成最优化设计。下表对电、袋除尘关键优缺点、性能、及总体经济投资做了比较,经过比较，选择静电除尘器。
1.3脱硫工艺设计
13.1脱硫方法概述
采取湿法脱硫工艺，要考虑吸收器性能，其性能优劣直接影响烟气脱硫效率、系统运行费用等。旋流板塔吸收器含有负荷高、压降低、不易堵、弹性好等优点，能够快速吸收烟尘，含有很高脱硫效率。
1.3.2工艺比选
1）脱硫工艺及脱硫吸收器比较选择
(1) 脱硫工艺比较选择（见表2）
表2 脱硫工艺比较
项目
石灰石/ 石膏湿法脱硫工艺
双碱法脱硫工艺
氧化镁脱硫 工艺
喷雾干燥法脱硫工艺
氨法脱硫工艺
循环流化床脱硫工艺
工艺形式
湿 法
湿 法
湿 法
半干法
干法
干法
脱硫剂
石 灰 石
镁基和 钠基石灰
氧化镁
石灰
氨
石灰石
副产物状态
湿 态
湿 态
湿 态
干态
干态
干态
烟煤含硫量
无 限 制
可适用 高硫煤 1% 左右
无限制
中、低 硫煤
高 硫煤
中、低硫煤
脱硫率
高
高
高
通常
高
通常
适 用 范 围
大容量
最大装机容量1000MW
大容量
试验 中等 容量
最大 200MW 机组
中、小容量
投 资
中
中
低
中
低
中
运行费
中
低
低
高
低
中

（2）石灰（石）/石膏湿法脱硫工艺和氧化镁脱硫法特点对比
① 石灰（石）/石膏湿法脱硫工艺
石灰（石）/石膏湿法脱硫工艺是采取石灰石（CaCO3）或石灰(CaO)作脱硫吸收剂原料，经消化处理后加水搅拌制成氢氧化钙(Ca(OH)2)作为脱硫吸收浆。石灰或吸收剂浆液喷入吸收塔，吸附其中SO2气体，产生亚硫酸钙，进而氧化为硫酸钙（石膏）副产品。
该工艺优点关键是：
A、脱硫效率高，在Ca/S比小于1.1时候，脱硫效率可高达 90％以上；
B、吸收剂利用率高，可达成90％；
C、吸收剂资源广泛，价格低廉；
D、适适用于高硫燃料，尤其适适用于大容量电站锅炉烟气处理；
E、副产品为石膏，高端石膏可用于建筑材料。
该工艺缺点是：
A、系统复杂，占地面积大；
B、造价高，一次性投资大；
C、运行问题较多——因为副产品CaSO4易沉积和粘结，所以， 轻易造成系统积垢，堵塞和磨损；
D、运行费用高，高液/气比所带来电、水循环和耗量很大；
E、副产品处理问题——现在，世界上对该副产品处理，关键采取抛弃和再利用两种方法：西欧和日本因缺乏石膏资源，所以用此副产品做建筑用石膏板，和此同时，当地建筑规范也为该产品推广使用提供了方便。但对副产品石膏成份要求严格（CaSO4>96%）。在美国，因天然石膏资源丰富，空地较多，过去通常采取抛弃处理。在中国，天然石膏资源丰富，而石灰石成份却极难确保，所以脱硫石膏成份不稳定，建筑行业极难采取；对于建在城市近郊或工业区需要脱硫电厂，又极难容纳大量石膏渣液抛弃，即使有空闲场地抛弃，从长远来讲，仍然可能造成固体废弃物二次污染。所以副产物处理存在问题。
F、因为该工艺技术成熟，利用广泛，现在国家有对应技术规范，但国家环境保护总局在脱硫技术指导文件中明确指出该种方法适适用于大型电站锅炉脱硫，中小锅炉利用存在规模不经济等问题。
G、为适应中国中小型锅炉烟气脱硫，对该工艺进行了改造利用，降低脱硫剂制备和石膏生成系统尚可，但其它部分或缺带来很多问题，所以要谨慎用之。
② 氧化镁脱硫法
氧化镁脱硫技术是利用氢氧化镁作为脱硫剂吸收烟气中二氧化硫，生成亚硫酸镁，并通入空气将亚硫酸镁生成溶解度更大硫酸镁。氢氧化镁作脱硫剂含有反应活性大、脱硫效率高、液气比小等优点，所以含有综合投资低，运行费用低等特点。

1.3工艺步骤
1.3.1工艺步骤图
锅炉烟气
布袋除尘
烟气脱硫

烟
囱
循环池
配剂池
曝气池
出渣
出灰

热
交
换
器

燃煤采暖锅炉烟气处理工艺步骤
1.3.2工艺步骤简述
工艺步骤关键分为两个工段。第一个工段为烟气除尘，第二个工段为烟气脱硫。该工艺采取板式静电除尘器，静电除尘器正极由不一样几何形状金属板制成，叫集尘电极。静电除尘器性能受粉尘性质、设备结构和烟气流速等三个原因影响。粉尘比电阻是评价导电性指标，它对除尘效率有直接影响。比电阻过低，尘粒难以保持在集尘电极上，致使其重返气流。比电阻过高，抵达集尘电极尘粒电荷不易放出，在尘层之间形成电压梯度会产生局部击穿和放电现象。这些情况全部会造成除尘效率下降。静电除尘器电源由控制箱、升压变压器和整流器组成。电源输出电压高低对除尘效率也有很大影响。
经除尘后烟气进入第二个脱硫工段，采取湿法烟气脱硫技术在旋流板塔吸收器中对除尘后烟气进行脱硫处理。在洗涤液中采取含有MgO浆液作脱硫剂, MgO 被转变为亚硫酸镁(MgSO3) 和硫酸镁 (MgSO4) , 然后将硫从溶液中脱除。旋流板塔工作时，烟气由塔底从切向高速进入，在塔板叶片导向作用下旋转上升。逐板下流液体在塔板上被烟气喷成雾滴状，使气液间有很大接触面积。液滴在气流带动下旋转，产生离心力强化气液间接触，最终被甩到塔壁上，沿壁下流，经过溢流装置流到下一层塔板上，再次被气流雾化而进行气液接触。因为塔内提供了良好气液接触条件，气体中SO2等酸性气体被碱性液体吸收效果好；旋流板塔同时含有很好除尘性能，气体中尘粒在旋流塔板上被水雾粘附，并受离心力作用甩到塔壁而除去，从而含有较高除尘除雾效率。
关键化学反应式：
MgO + H2O → Mg(OH)2
SO2 + H2O → H2SO3 → 2H+ + SO3-2
Mg(OH)2 + H2SO3 → MgSO3↓ + 2H2O
MgSO3 + 1/2O2 → MgSO4

2.设计计算书
除尘工艺设计计算
1.1.1. 烟气量、烟尘和二氧化硫浓度计算
（1）标准状态下理论空气量

式中 ， ， ，——分别为煤各元素所含质量分数。
代入C＝64.8% ，H＝3.2%，S＝1.7%，O＝2.2%，
得
（2）标准状态下理论烟气量（设空气含湿量为12.93）
（m3/kg）
式中　——标准状态下理论空气量，；
　　　——煤中水分所占质量分数，％；
　　　——N元素在所占质量分数，％；
代入　, ， 含氮量不计,：
=1.867(0.648+0.3750.017)+11.20.032+1.240.09+0.796.57
=6.88
（3）标准状态下实际烟气量

式中　——空气过剩系数,取1.2
注意：标准状态下烟气流量Q以计，所以，设计耗煤量
代入　，，
得=6.88+1.0160.26.57＝8.22
标准状态下烟气流量
某装机容量为125MW火力发电厂，理论上每台没小时发电量为100MW
锅炉耗煤量为300g/kw·h
设计耗煤量
M=0.31251000=37500kg/h=37.5t/h
设计耗煤量
=
——标准状态下实际烟气量
（４）标准状态下烟气含尘浓度

式中　m——排烟中飞灰成份含量；
　　　——标准状态下实际烟气量，。
——烟气排放因子；
得C= 0.191×0.88.22=0.01858
（５）标准状态下烟气中二氧化硫浓度计算

式中　——煤中可燃硫质量分数
代入 ＝1.7%,
得=0.0178.22= 2068.13
脱硫塔应达成脱硫效率

式中　C——标准状态下烟气二氧化硫浓度，；
　　　——标准状态下锅炉二氧化硫排放标准中要求值，。
代入=900
得=1-9002068.13=0.5648=56.48%
1.1.2. 除尘器选择
（1）除尘器应达成除尘效率

式中　C——标准状态下烟气含尘浓度，；
　　　——标准状态下锅炉烟尘排放标准中要求值，。
代入C=18580,=200,
得＝1-8580=0.9892=98.92%
除尘器计算
工作情况下烟气流量

——标准状态下实际烟气量，
——工作情况下烟气温度，K
——标准情况下温度，273K
烟气流速
（1）电除尘器型号确实定
此次设计选择卧式、板式、无辅助电极宽间距（400mm）电除尘器。
（2）电除尘器台数 采取一台除尘器
（3）电场风速（v）确实定 对于电炉，因为粉尘粒径很小，通常在3~11μm之间，故不可取过高电场风速，以免引发二次扬尘，故取0.90m/s。
4.2.3各部尺寸计算
（1）集尘面积

——　取1.0

（2）初定电场断面积

（3）极板有效高度

极板有效宽度

（4）通道数

　反算极板宽度

（5）验算实际断面积

　验算电场风速

　　　　　　　　　　　　 合格
（6）单电场长度

（7）电压和电流

（8）放电极型式选择
为了使电除尘器长久高效、可靠地运行，对放电极基础要求是：牢靠可靠，不停线；电气性能良好；粘附粉尘少。放电极类型大致有三种：点放电，如芒刺线；线放电，如星型线；现在有多个型式放电极，可依据烟气性质、粉尘性质等来选定。本设计选择芒刺线。
（9）放电极长度计算
由比电晕电流（指单位收尘极板上所得电晕电流）计算。比电晕电流依据电极型式查相关手册确定。选芒刺形，比电晕电流在0.18-0.5mA/m2选择。设计中选比电晕电流0.5mA/m2
则。
芒刺形电晕线单位长度电流值i0＝0.25～0.35mA/m,选择i0＝0.3mA/m。
则电晕线总长度
除尘器一共有22个通道，每条电晕线长2.64m，则
每道中电晕线数量为
则每道中电晕线之间实际距离为。
放电极和放电极之间距离对放电强度影响很大.间距太小，会减弱放电强度；但电晕极太密，也会因屏蔽作用而使其放电强度降低.放电极间距通常采取200～300mm。所以以上求得距离符合要求。
（10）放电极悬挂和清灰方法
放电极悬挂有三种方法：重锤悬吊式、框架式、桅杆式。这里选择框架式。
电晕极上沉积粉尘通常全部比较少，但对电晕放电影响很大。如粉尘清不掉，有时在电晕极上结疤，不仅使除尘效率降低，甚至能使除尘器完全停止运行。所以，通常是对电晕极采取连续振打清灰方法，使电晕极沉积粉尘很快被振打洁净。
其振打方法也有多个，常见有提升脱钩振打、侧部挠臂锤振打等方法，本方案采取侧部挠臂锤振打方法清灰。

（11）柱间距
除尘器内壁宽度(取)

沿气流方向上柱间距

和气流垂直方向柱间距

（12）进气烟箱
　 进气烟箱采取水平进气方法，并设置导流板和开孔率为气流均布板，取进口烟气流速为，进气烟箱进口截面积

进气烟箱进口截面形状为矩形，底板斜度为，进气烟箱长
（13）出气烟箱
出气烟箱采取水平出气方法，并设置槽型极板，取各出气烟箱小端截面

底板和水平夹角为,
出气烟箱长
（14）灰斗
采取船形灰斗，沿气流方向设2个灰斗，灰斗上口取，灰斗下口取，底部卸灰阀高度取，灰斗壁和水平夹角为，灰斗高为。
灰斗总体积
取有效容积为
（15）理论捕集效率

符合设计要求。
（16）电除尘器总体外形尺寸
除尘器总长=进气烟箱长+柱距长×电场数+出气烟箱长

除尘器总宽=2×走台宽度+室数×柱间宽

　　除尘器总高=极板有效高度+灰斗高度+顶部大梁高度+底部遮拦高度+底部卸灰阀高度

电收尘器全部采取钢结构外壳。电收尘器下部分排灰选择拉链机、刮板输送机、回转卸料器。为消除应力，拉链机和壳体下部灰斗之间应装设伸缩节。电除尘器本体由安装在地梁下活动支座及固定支座支撑，以确保个支点在正常运行时格子膨胀方向上自由移动。
1.2. 脱硫工艺设计计算
1.2.1. 旋流板塔内气体流量计算
设计旋流板塔内平均温度为，压力为120KPa，则旋流板塔内烟气流量为：

式中：—喷淋塔内烟气流量，；
—标况下烟气流量，；
K —除尘前漏气系数，0～0.1；
代入得：
=44769.8(m3/h)=12.44(m3/s)
1.2.2. 旋流板塔塔径计算
据湿法烟气脱硫操作条件参数，选择旋流板塔内烟气流速，则旋流板塔截面A为：
(m2)
则塔径d为：

取塔径D=mm
1.2.3. 旋流板塔高度计算
依据氧化镁法烟气脱硫操作条件参数，选择旋流板塔气液反应时间t=4s，则旋流板塔吸收区高度为：
H1= vt = 4×4 = 16 (m)
取除雾区高度为：,塔底部高度为： 。
则旋流板塔高度：
H=H1+H2+H3=16+3+2=21(m)
1.2.4. 循环浆液池容量计算
液气比设计参数为2～3 L/m3，取值2 L/m3，浆液在池中停留时间t1 = 4～8min，取6min。
浆池容量V1按液气比和浆液在池中停留时间t1确定，

式中： ——液气比，取；
Q——标况下烟气量，；
t1——浆液停留时间，s；
代入数据，得
= 6165（L）=6.165(m3)
液体用量
1.2.5. 脱硫剂量计算

1mol 1mol

1mol 1mol
每小时SO2产量：
= 1.95×10-3kg/m3×30825m3/h =60.11 (kg/h)
每小时脱出SO2量：
= ×η= 60.11×56.48% = 33.95 (kg/h) = 662.03 (mol/h)
据经验取镁/硫为：1.03，则由平衡计算可得1h需消耗MgO量为：
1.03×662.03 = 681.89 (mol/h)
(kg/h)
图2 旋流板脱硫塔示意图
2. 烟囱设计计算
2.1. 烟囱高度确实定
按锅炉燃煤量查表来确定烟囱高度。依据每小时燃煤量37.5t/h查下表，取烟囱最低许可高度为H=45m。
表8 锅炉烟囱高度表
锅炉总额定出力（t/h）
<1
1～2
2～6
6～10
10～20
20～40
烟囱最低高度（m）
20
25
30
35
40
45
2.2. 烟囱直径确实定
烟囱出口内径
式中 Q——经过烟囱总烟气量，m3/h；
v——烟气流速，