锅炉除尘除烟设备设计方案

锅炉除尘除烟设备设计方案示例，以布袋除尘器为例：

一、设备组成及原理

1. 进气系统
   • 包括进气管道，管道设计需考虑烟气流量、流速等因素，以确保烟气均匀稳定地进入除尘器。通常进气管道采用圆形或矩形截面，材质可根据烟气特性选择碳钢或不锈钢等耐腐蚀材料。
   • 设有进气阀门，用于控制烟气的进入和切断，方便设备的检修和维护。
   • 气流分布板安装在除尘器入口内部，其作用是使进入的烟气均匀分布在各个滤袋室，避免局部烟气流速过高或过低，影响除尘效率。气流分布板一般采用多孔板或格栅式结构，材质可为碳钢镀锌或不锈钢。
2. 除尘系统（布袋除尘器核心部分）
   • 滤袋：选用耐高温、耐腐蚀、过滤精度高的滤料制成。例如，采用 PTFE（聚四氟乙烯）覆膜滤料，可有效过滤微小粉尘颗粒，同时具有良好的化学稳定性和自清洁性能。滤袋的规格和长度根据除尘器的处理风量和过滤面积确定，一般采用圆形滤袋，通过袋笼支撑，保持滤袋的形状和强度。
   • 袋笼：采用碳钢材质，表面进行防腐处理，如镀锌或喷塑。袋笼的结构设计要保证足够的强度和刚度，能够承受滤袋在过滤和清灰过程中的压力变化，同时要确保与滤袋的配合紧密，防止粉尘泄漏。
   • 滤袋室：将多个滤袋分组安装在不同的滤袋室中，便于分室清灰和检修。滤袋室的壳体采用碳钢材质，厚度根据除尘器的耐压要求确定，内部进行防腐处理，如涂刷防腐漆或内衬玻璃鳞片等。每个滤袋室设有出口阀门，用于控制清灰时该室的隔离。
3. 清灰系统
   • 脉冲喷吹装置：采用压缩空气作为清灰动力。包括脉冲阀、气包、喷吹管等部件。脉冲阀是关键元件，其性能直接影响清灰效果。一般选用优质的电磁脉冲阀，具有快速开启和关闭的特性，能够在瞬间释放高压空气。气包用于储存压缩空气，其容量根据脉冲阀的数量和喷吹压力要求确定，材质为碳钢，内部进行防锈处理。喷吹管上设有多个喷吹口，与滤袋一一对应，通过精确的设计确保喷吹气流能够有效地清落滤袋表面的粉尘。
   • 清灰控制仪：用于控制脉冲阀的喷吹时序和间隔时间。可根据除尘器的运行工况和粉尘特性进行参数设置，实现智能化清灰控制。清灰控制仪有定时控制和压差控制两种模式，也可采用两者结合的方式。定时控制按照设定的时间间隔依次对各滤袋室进行清灰；压差控制则根据除尘器进出口的压差变化，当压差达到设定值时，启动相应滤袋室的清灰程序。
4. 排灰系统
   • 灰斗：位于滤袋室下方，用于收集从滤袋落下的粉尘。灰斗的设计要考虑粉尘的安息角和流动性，一般采用锥形或四棱锥形结构，底部设有排灰口。灰斗的材质与滤袋室相同，内部需设置防止粉尘搭桥和堵塞的装置，如振打器或气化板。气化板通过通入压缩空气，使灰斗内的粉尘处于流化状态，便于顺利排出。
   • 输灰设备：可采用螺旋输送机、刮板输送机或气力输送系统等将灰斗中的粉尘输送至指定的储灰仓或灰渣处理场地。螺旋输送机适用于短距离、小输送量的情况，其结构简单，运行可靠；刮板输送机可用于水平和倾斜输送，输送能力较大；气力输送系统则适用于长距离、高浓度粉尘的输送，具有输送效率高、布置灵活等优点，但设备投资和运行成本相对较高。
   • 储灰仓：用于临时储存粉尘，其容量根据锅炉的排灰量和排灰周期确定。储灰仓一般为圆筒形或矩形结构，材质为碳钢，顶部设有排气口和布袋除尘器，防止粉尘外逸。底部设有卸灰装置，如星型卸料器或闸板阀，可控制粉尘的排放速度和流量。
5. 排烟系统
   • 净化烟气出口管道：连接除尘器净化烟气出口和烟囱或后续处理设备。管道材质根据烟气温度和腐蚀性选择，出口管道上可安装烟气温度监测仪、压力监测仪等仪表，用于监测烟气排放参数。
   • 引风机：安装在排烟系统中，用于克服整个系统的阻力，将净化后的烟气抽出并排放。引风机的选型要根据锅炉的烟气量、系统阻力和所需风压等参数确定，一般选用离心式引风机，其具有效率高、运行稳定等特点。引风机的材质根据烟气特性选择，对于高温、腐蚀性烟气，可采用耐高温合金钢或不锈钢材质的叶轮和机壳。
   • 烟囱：将净化后的烟气排放到大气中。烟囱的高度根据当地环保要求和锅炉的排放情况确定，一般要求烟囱高度能够使烟气有效扩散，减少对周边环境的影响。烟囱的材质可采用钢筋混凝土、碳钢或不锈钢等，内部需进行防腐处理，如内衬耐火砖或涂刷防腐涂料。

二、设备特点与优势

1. 高效除尘：布袋除尘器的除尘效率高，一般可达到 99% 以上，能够有效去除锅炉烟气中的细微粉尘颗粒，满足严格的环保排放标准。
2. 适应性强：可以处理多种类型的粉尘，包括高温、高湿度、高腐蚀性的粉尘。通过选择合适的滤料和设备材质，能够适应不同锅炉工况和烟气特性的要求。
3. 操作维护方便：采用脉冲喷吹清灰方式，清灰效果好，且清灰过程可自动控制，减少了人工操作强度。滤袋的更换相对简单，设备的检修和维护较为方便。
4. 占地面积小：与一些传统的除尘设备相比，布袋除尘器结构紧凑，占地面积较小，适合在锅炉房等有限空间内安装使用。

三、设备选型与设计计算要点

1. 处理风量计算：根据锅炉的额定蒸发量、燃料种类、燃烧方式等因素计算出烟气的产生量，考虑一定的余量后确定除尘器的处理风量。例如，对于一台 10t/h 的燃煤锅炉，按照经验公式计算出烟气量约为 30000m³/h，设计时可选取处理风量为 35000m³/h 左右。
2. 过滤面积计算：根据处理风量和选定的过滤风速计算过滤面积。过滤风速一般根据滤料种类、粉尘特性等因素确定，对于 PTFE 覆膜滤料，过滤风速可选取 0.8 - 1.2m/min。如上述处理风量为 35000m³/h 的除尘器，若取过滤风速为 1m/min，则所需过滤面积约为 583m²。
3. 设备阻力计算：包括进气管道阻力、滤袋阻力、清灰系统阻力、排灰系统阻力和排烟系统阻力等。通过计算各部分阻力并求和，确定引风机所需的风压。一般布袋除尘器的总阻力在 1000 - 2000Pa 之间，引风机选型时需考虑一定的余量，确保系统能够正常运行。

以上设计方案仅为示例，在实际设计锅炉除尘除烟设备时，还需要根据具体的锅炉参数、烟气特性、环保要求以及场地条件等因素进行详细的工程设计和优化，以确保设备的性能可靠、运行稳定且经济合理。