《每小时75吨循环硫化床锅炉除尘装置规划与设计 热能与动力工程专业毕业设计 毕业论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《每小时75吨循环硫化床锅炉除尘装置规划与设计 热能与动力工程专业毕业设计 毕业论文.doc（42页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、南京林业大学本科毕业设计（论文）题 目： 75t/h循环硫化床锅炉除尘装置规划与设计学 院： 南方学院 专 业： 热能与动力工程 学 号： n070403217 学生姓名： 王忠伟 指导教师： 王志和 职 称： 副教授 二O一一年五月二十八日摘 要英国竖起无数冒着黑烟的烟囱标志着工业革命的到来，当时人们还沉浸在征服自然和创造财富的喜悦当中，工业革命发展的一百年中所创造出的价值比自从人类开始劳动到工业革命前所创造出的多的多。但那时人们并没有意识到除了财富之外从那些烟囱冒出的黑烟带来了什么。当时少数先进的资本主义国家意识到的时候他们又开始花巨大的代价开始治理这些污染所造成的环境问题，从能源的高效利
2、用到废气、废水、废渣的净化等。我国作为一个发展中国家借鉴了历史经验避免走先污染后治理的老路，制定了相关的法律法规开始治理环境问题。“废水、废气、废渣”及噪声对人类的健康和生活都有着不良的影响。而对于一台位于市区的75t/h的循环流化床锅炉，应选择合适的高效除尘系统，选择怎样的除尘系统，以及合适的设备型号，才能保证高效与经济性兼顾，将是本文研究的重点。由于循环流化床锅炉的燃烧特性，它的未燃尽细粒的排放量很大，参考各种除尘装置的除尘特性与效率，本文采用了静电除尘作为本锅炉的主要除尘系统，将旋风除尘装置作为前置除尘设备，此外，合理布置锅炉房及管道，并对有关可改进的地方加以改进，以保证经济与高效兼顾，
3、本文也将加以尝试。（适当补充 循环流花床锅炉选择静电除尘的原因） 关键词: 锅炉 环境 除尘器 烟气量 电除尘设计 AbstractBritain put up countless chimneys black smoke marks the arrival of the Industrial Revolution, when it was still immersed in the conquest of nature and the joy of creation of wealth among a hundred years the development of the industri
4、al revolution to create value in the ratio of labor to the industry since the beginning of mankind before the revolution to create a multi-multi. But then people do not realize that in addition to wealth than the smoke from those chimneys brought about. At that time a small number of advanced capita
5、list countries began to realize that when they began to take control of these huge costs caused by pollution, environmental problems, from efficient use of energy to waste gas, waste water, waste purification and so on. Being a developing country learn from the experience of history to avoid taking
6、the old path of pollution first, treatment later, formulated relevant laws and regulations began to control environmental problems. Waste water, waste gas, waste residue, and noise on human.And in the urban area for a 75t / h coal-fired boilers, should select the appropriate and efficient dust remov
7、al system, choose what kind of dust removal system, and the appropriate device models in order to ensure both efficiency and economy, will be the focus of this study .Will be the focus of this study. Since the combustion characteristics of circulating fluidized bed boiler, it does not burn very fine
8、 emissions, reference all kinds of dust removal device characteristics and efficiency, we use the electrostatic dust as the main boiler dust removal system, In addition, the rational arrangement of boiler room and piping, and related areas of improvement to be improved in order to ensure economy and
9、 efficiency into account, this paper will try it out.Key word: Boiler Environment Dust collector Smoke ESP Design目录1 前言12 燃煤锅炉与环境保护的关系12.1燃煤锅炉12.2 燃煤锅炉对环境的影响22.3 环境保护33 循环流化床锅炉与除尘装置的确定33.1 循环流化床锅炉43.2旋风分离器53.3 布袋除尘技术63.4水膜除尘器73.5 静电除尘83.6 袋式除尘器与电除尘器比较和存在的问题103.6.1 经济比较103.6.2 电除尘器与袋除尘器存在的问题113.7除尘装置
10、的选择与设置124 相关数据的确定124.1 q3的选取134.2 q4的选取144.3 烟尘容许排放浓度的确定154.3.1 主题内容与适用范围154.3.2 引用标准：154.3.3 定义15 4.3.3.1 标准状态：15 4.3.3.2 烟尘初始排放浓度：15 4.3.3.3 烟尘排放浓度：16 4.3.3.4 自然通风锅炉：16 4.3.3.5 收到基灰分：16 4.3.3.6 过量空气系数：164.4 技术内容16 4.4.1 适用区域划分类别16 4.4.2 年限划分16 4.4.4 锅炉二氧化硫和氮氧化物最高允许排放浓度16 4.4.5 燃煤锅炉烟尘初始排放浓度和烟气黑度限值1
11、7 4.4.6 其他规定174.5 监测175 计算空气量和烟气量205.1 空气量的计算205.2 烟气量的计算216 对静电除尘装置进行初步设计226.1电除尘器的结构226.2确定比集尘表面积，确定内部结构226.21 比集尘表面积的计算226.22 确定内部结构246.3 确定外形尺寸，确定气流速度，计算或核算流动阻力276.3.1 确定长高比，计算外形尺寸276.32电除尘器的流动阻力306.4 核算静电除尘装置漏风率及主要支撑件的强度306.5 整流装置、保温等辅助设计316.5.1 整流装置设计316.5.2 保温装置的设计327 本系统的改进与展望337.1 加装阴极防风板，3
12、37.2截流墙347.3 电晕极348 总结34致 谢35参考文献361 前言自18 世纪中期后, 人类进入工业文明时代, 煤炭就成了主要能源物质。煤炭的燃烧不仅产生大量碳氮硫的氧化物, 同时也向空气中排放大量的粉尘。粉尘对环境及人类的健康有相当大的的危害。随着经济的高速发展, 意味着人们将越来越多的矿物资源转化为工业原材料与产品, 以煤作燃料的工厂、电站, 每天排出的烟气含有大量的煤粉, 不仅浪费燃料, 同时将越来越多的废弃物抛向大自然。从工厂的烟囱中冒出的滚滚浓烟中就含有大量颗粒状粉尘, 它们严重污染了环境, 影响到作物的生长与人类的健康。因此,人们就如何减少空气中粉尘含量进行了大量的研究
13、。1824 年, 第一次演示了静电除尘的实验; 1907 年在静电收集硫酸雾上的成功, 导致其在工业烟尘污染源中的除尘应用。当第一台静电除尘器在Detreit Edison 公司出现之后, 标志着静电除尘技术从实验科学阶段迈向了实际应用的成熟阶段。采用除尘技术以后, 从烟囱的排放物中, 再也看不到浓黑的烟雾了。静电除尘是被人们公认的、成熟的、高效可靠的除尘技术。本设计旨在为75t/h循环流化床锅炉设计一台电除尘器来解决由于锅炉带来的环境污染问题2 燃煤锅炉与环境保护的关系2.1燃煤锅炉 锅炉是一种热能转换设备,主要有两个部分组成一个是“锅”还有一个是“炉” 。燃料在炉中经过燃烧把化学能转为热能
14、,被锅内耗能工质( 水) 吸收后, 产生具有一定参数和数量的热水或蒸汽,用于发电和供热等用热设备中为人民的生活和工作提供锅舒适的环境和动力。锅炉使用的燃料分为三种:固体燃料、液体燃料和气体燃料。目前我国有大小锅炉60多万台,绝大部份是固体燃料, 而锅炉的燃煤技术还很落后,其中耗煤炭产量三分之一的中小型火电厂锅炉,工业锅炉的年均热效率只有50%、60%, 远远达不到设计能力,一次性能源浪费和环境污染相当严重。而采暖锅炉由于管理和操作上的种种原因, 所造成的浪费和污染更突出1 王汉臣. 大气保护与能源利用. 中国环境科学出版社，1992。2.2 燃煤锅炉对环境的影响对于燃煤锅炉而言对环境的污染主要
15、有三类：废气、废水、废渣，俗称“三废”。给环境带来一定影响。中国火电工业每年耗近5.3亿吨煤，烟尘、二氧化硫排放量均占全国第一位，其中二氧化硫占“两控区”排放量的59%以上。燃煤电厂对环境造成的污染物主要包括：烟气污染物、硫氧化物和氮氧化物，CO等；废水的排放；灰渣；噪声等。例如，2400MW燃煤电厂，年耗煤约750万t，助燃油3万m，采用循环供水系统时，耗补给水量5000到7000m。若以煤含硫量1%，除尘器效率99.5%计，年排放二氧化硫14万t，氮氧化物7万多t，烟尘0.68万t，灰渣150万t，补给水中有相当一部分被当做废水排放，被循环水排放到大气的热量约为全厂热耗的55%。（相当年烧
16、400万吨煤的热量）。烟气污染物通过高烟囱排入大气。这些一次污染物通过在大气的迁移、转化生成二次污染物，会给环境造成更大的危害。硫氧化物主要是SO2和少量的SO3,SO2在大气中被氧化成SO3，最后变为硫酸盐微粒。其可通过自然沉降或雨雪冲刷进入生态系统，引起危害。氮氧化物主要是NO和少量的NO2及N2O,其主要的影响是它参与光化学烟雾和吸收电磁波，最后在大气中形成硝酸盐，降低天空的亮度以及远处物体的反差有害人的身心健康，特别是呼吸系统。酸雨一般认为是工业排放的SO2和NOX所造成的。二氧化碳在大气中的寿命为50到200年，被认为是造成全球气温升高的“温室效应”气体中的主要气体。一氧化碳是燃料在
17、缺氧条件下的不完全燃烧的产物。正常燃烧条件下，排烟中一氧化碳浓度非常低，一般为20mg/m3左右。一氧化碳是高毒性物质，能与血红蛋白结合，损害它的输氧能力，严重时造成缺氧死亡2 严俊杰，黄锦涛，张凯. 发电厂热力系统及设备西安交通大学出版社，2009。2.3 环境保护发电厂的环境保护设计应严格执行国家及地方有关环境保护规定。这里我只对燃煤锅炉所产生的废气对大气的污染进行论述。大气是人类赖以生存的基本环境要素，大多数生命过程（人类、一切植物动物和大都数微生物）都离不开大气。大气给人类适合生活环境，而且能够阻挡过量的紫外线照射到地球表面，有效地保护地球上的生物。随着人类生生产活动和社会活动的增加，
18、大气环境质量日趋恶化，自工业革命以来，由于大量的燃料的燃烧、工业废气和汽车尾气排放等原因发生很多有关于大气污染的公害事件，已经引起各国的重视3 王汉臣. 大气保护与能源利用. 中国环境科学出版社，1992。综上所述，如不对大气污染进行治理与控制，将会给人类带来灾难性的后果。3 循环流化床锅炉与除尘装置的确定在燃料燃烧或工业生产中会向空气中排放大量的含尘气体，这些气体如果不经过净化处理直接排放入大气，就会对大气环境造成严重的污染。从废气中将颗粒物分离出来并进行捕集、回收的过程称为除尘，实现除尘过程的设备叫做除尘装置。除尘器的种类很多、形式多样，个具有不同的性能和优缺点。正确的选择除尘器并进行科学
19、的运行管理，这是保证除尘设备正常运转并完成除尘任务的必要条件。如果除尘器的选择不得当，就会使除尘设备达到远不能达到其应有的除尘效率，甚至无法正常运转。如果选择合适的除尘器但不进行科学的管理维护，同样也会降低其除尘效率，并缩短除尘器的使用寿命4 吕俊复，岳光溪，张建省，杨海瑞.循环流化床锅炉运行及检修中国水利水电出版社.2005。从1992年8月1日起，国家对锅炉最高允许排放浓度，已有一类区、二类区、三类区的200mg/N. m3 、400mg/N .m3 、600 mg/N .m3，分别提高到200 mg/N .m3、300 mg/N .m3、400 mg/N .m3。新立项安装或更换的锅炉：
20、一类区、二类区、三类区的烟尘排放浓度最高值分别为100 mg/N .m3、250 mg/N .m3、350 mg/N .m3。这样控制的标准就更高了，势必要产生一批目前符合目前环保标准的除尘器，以达到消烟除尘的目的。 锅炉安装的除尘器可分为两大类：干式除尘器：包括重力沉降室、惯性除尘器、电除尘器、布袋除尘器、旋风除尘器。湿式除尘器：包括又喷淋塔、冲击式除尘器、文丘里洗涤剂、泡沫除尘器和水膜除尘器等。随着工业除尘水平的迅速发展，由于重力沉降室与惯性除尘器的体积过大耗能过多效率低逐渐被淘汰，目前常见的运用最多的是旋风分离器、水膜除尘器、静电除尘器与布袋除尘器5 张殿印等主编.除尘器手册. 化学工业
21、出版社，2005。先对循环流化床锅炉做简要介绍：3.1 循环流化床锅炉固体粒子经与气体或液体接触而转变为类似流体状态的过程，称为流化过程。流化过程用于燃料燃烧，即为沸腾燃烧，其炉子称为沸腾炉或流化床炉。在我国，流化床锅炉的研制工作始于20世纪60年代初。当时的主要目的是扩大煤种的应用范围，使之能有效利用石煤、煤矸石等高灰分劣质煤；如今，我国的能源安全和环境容量已面临支撑的极点，保护环境无疑又称为开发流化床炉的另一主要课题。循环流化床锅炉是在炉膛里把颗粒燃料控制在特殊的流化状态下燃烧，细小的固体 颗粒以一定的速度携带出炉膛，再由气固分离器分离后在距布风板一定高度送回炉膛，形成足够的固体物料循环，
22、并保持比较均匀的炉膛燃烧温度的一种燃烧设备。由于其自身的特点克服了鼓泡流化床锅炉的脱硫效果一般、截面热负荷较低、燃烧不充分等缺点使之成为保证高效的燃烧基础上能够有效降低污染物的极有生命力的新型燃烧设备。此外其具有较高的燃烧强度，同时它在稀相区的固体浓度高于鼓泡流化床锅炉，大幅提高稀相区的受热面的传热强度，缩小炉膛面积，也即提高燃烧室的利用率，十分有利于循环流化床锅炉的大型化发展6 奚士光等编. 锅炉及锅炉房设备. 中国建筑工业出版社，1995。下面是循环流化床锅炉的实物图和结构简图： 图3.1循环流化床锅炉实物图 图3.2 循环流化床锅炉设计图3.2旋风除尘器工作原理：旋风除尘器的工作原理如下
23、图所示，含尘气体从入口导入除尘器的外壳和排气管之间，形成旋转向下的外旋流。悬浮于外旋流的粉尘在离心力的作用下移向器壁，并随外旋流转到除尘器下部，由排尘孔排出。净化后的气体形成上升的内旋流并经过排气管排出。 应用范围及特点：旋风除尘器适用于净化大于510微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘。它是一种结构简单、操作方便、耐高温、设备费用和阻力较低（80160毫米水柱）的净化设备，旋风除尘器在净化设备中应用得最为广泛。图3.3 旋风除尘器原理图3.3 布袋除尘技术工作原理： 重力沉降作用含尘气体进入布袋除尘器时，颗粒大、比重大的粉尘，在重力作用下沉降下来，这和沉降室的作用完全相同。 筛滤作用当粉尘的颗粒直
24、径较滤料的纤维间的空隙或滤料上粉尘间的间隙大时，粉尘在气流通过时即被阻留下来，此即称为筛滤作用。当滤料上积存粉尘增多时，这种作用就比较显著起来。 惯性力作用气流通过滤料时，可绕纤维而过，而较大的粉尘颗粒在惯性力的作用下，仍按原方向运动，遂与滤料相撞而被捕获。 热运动作用质轻体小的粉尘(1微米以下)，随气流运动，非常接近于气流流线，能绕过纤维。但它们在受到作热运动(即布朗运动)的气体分子的碰撞之后，便改变原来的运动方向，这就增加了粉尘与纤维的接触机会，使粉尘能够被捕获。当滤料纤维直径越细，空隙率越小、其捕获率就越高，所以越有利于除尘。袋式除尘器很久以前就已广泛应用于各个工业部门中，用以捕集非粘结
25、非纤维性的工业粉尘和挥发物，捕获粉尘微粒可达0.1微米。但是，当用它处理含有水蒸汽的气体时，应避免出现结露问题。袋式除尘器具有很高的净化效率，就是捕集细微的粉尘效率也可达99以上，而且其效率比较稳定。布袋除尘器简图如下：图3.4 袋式除尘器3.4水膜除尘器下面以水膜除尘器为例介绍一种湿式除尘器： 利用含尘气体冲击除尘器内壁或其他特殊构件上用某种方法造成的水膜，使粉尘被水膜捕获，气体得到净化，这类净化设备叫做水膜除尘器。包括冲击水膜、惰性（百叶）水膜和离心水膜除尘器等多种。 下面是一种CLS型水膜除尘器的简图：图3.5 水膜除尘 含尘气体由简体下部顺切向引入，旋转上升，尘粒受离心力作用而被分离，
26、抛向筒体内壁，被简体内壁流动的水膜层所吸附，随水流到底部锥体，经排尘口卸出。水膜层的形成是由布置在筒体的上部几个喷嘴、将水顺切向喷至器壁。这样，在简体内壁始终覆盖一层旋转向下流动的很薄水膜，达到提高除尘效果的目的。这种湿式除尘器结构简单，金属耗量小，耗水量小。其缺点是高度较大，布置困难，并且在实际运行中发现有带水现象。3.5 静电除尘静电除尘器的工作原理：含有粉尘颗粒的气体，在接有高压直流电源的阴极线(又称电晕极)和接地的阳极板之间所形成的高压电场通过时，由于阴极发生电晕放电、气体被电离，此时，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳板运动，在运动中与粉尘颗粒相碰，则使尘粒荷以负电，荷电后的尘
27、粒在电场力的作用下，亦向阳极运动，到达阳极后，放出所带的电子，尘粒则沉积于阳极板上，而得到净化的气体排出防尘器外。图3.6 静电除尘器的工作原理根据目前国内常见的电除尘器型式可概略地分为以下几类：按气流方向分为立式和卧式，按沉淀极极型式分为板式和管式，按沉淀极板上粉尘的清除方法分为干式湿式等。简图如下：图3.7 静电除尘器1-阳极；2-阴极；3-阴极上架4-阳极上部支架；5-绝缘支座；6-石英绝缘管；7-阴极悬吊管； 8-阴极支撑架；9-顶板；10-阴极振打装置；11-阳极振打装置；12-阴极下架；13-阳极吊锤；14-外壳；15-进口第一块分布板；16-进口第二块分布板 ；17-出口分布板；
28、 18-排灰装置电除尘器的优点： 净化效率高，能够铺集0.01微米以上的细粒粉尘。在设计中可以通过不同的操作参数，来满足所要求的净化效率。 阻力损失小，一般在20毫米水柱以下，和旋风除尘器比较，即使考虑供电机组和振打机构耗电，其总耗电量仍比较小。 允许操作温度高，如SHWB型电路尘器最好允许操作温度250，其他类型还有达到350400或者更高的。 处理气体范围量大。 可以完全实现操作自动控制。电除尘器的缺点: 设备比较复杂，要求设备调运和安装以及维护管理水平高。 对粉尘比电阻有一定要求，所以对粉尘有一定的选择性，不能使所有粉尘都的获得很高的净化效率。 受气体温、温度等的操作条件影响较大，同是一
29、种粉尘如在不同温度、湿度下操作，所得的效果不同，有的粉尘在某一个温度、湿度下使用效果很好，而在另一个温度、湿度下由于粉尘电阻的变化几乎不能使用电除尘器了。 一次投资较大，卧式的电除尘器占地面积较大。 目前在某些企业实用效果达不到设计要求。 3.6 袋式除尘器与电除尘器比较和存在的问题3.6.1 经济比较华北院1979年在进行唐山市新区热电厂初步设计时曾对电除尘器与布袋除尘器进行了比较，除技术比较外，经济比较主要是投资比较，年运行费比较7 龚立贤，张哲军主编.除尘器在火电厂中的应用及发展趋势 国电华北设计院 ，2010 2-3。电除尘器按四电场，效率按99 以上，袋式除尘器效率也按99以上。其投
30、资袋式除尘器与电除尘器持平，年运行费用袋式除尘器高于电除尘器，其原因耗电高，更换滤袋费用高(滤袋按1至2年全部更换)。220MW机组四电场电除尘器与袋式除尘器价格大体相当，由于滤袋费用近年下降，运行费用袋式除尘器低于电除尘器。作者认为运行费用比较的关键是滤袋使用年限。估计五电场电除尘器，烟尘出口浓度小于50mgm ，袋式除尘器出口浓度小于30mgm ，其投资电除尘器稍高于袋式除尘器，运行费用袋式如按2年寿命，袋式除尘器年运行费用会高于电除尘器。经济比较要根据各个工程具体条件进行详细比较。关键要看除尘器出口浓度是多少。表 3.6.1 热源厂设计时进行的技术经济比较项目 袋式除尘器 电除尘器除尘器
31、出口浓度 小于20mg/m3 30 mg/m3燃料特性对效率影响 无 有对细颗粒粉尘 收尘无困难 收尘稍有困难对高比电阻粉尘 收尘无困难 收尘困难除尘器结构 简单 复杂运行管理要求 稍高 稍高除尘器本体耗电 耗电小 耗电大除尘器阻力 阻力大（1500Pa） 阻力小（300Pa）引风机耗电 稍大 耗电小检修工作量 稍大 小除尘器投资 较大 较大除尘器运行费用 稍大 小3.6.2 电除尘器与袋除尘器存在的问题3.6.2.1 电除尘器存在的问题很多电厂除尘效率没有达到要求，一些电厂烟尘排放浓度超标。造成的主要原因：电除尘器通流面积和比集尘面积选择偏小，烟速选择的偏高，烟气在电场内停留时间稍短。这些问
32、题与招标低价中标也有关，价格压的低，电除尘器厂为了不亏损，只好减小裕量，前几年4个电厂曾发生电除尘器垮塌事故。有的电厂还存在着断线，振打锤事故，有的电厂灰斗下灰不畅等问题。电除尘器效率下降，进入脱硫塔的烟尘浓度变高，直接影响湿法烟气脱硫的安全运行。如烟气换热器(GGH)堵灰，脱硫塔内除雾器堵塞，浆液循环泵磨蚀加快，甚至影响石膏结晶。3.6.2.2 袋除尘器存在的问题滤袋采用聚苯硫醚(PPS)纤维，是一种耐高温合成纤维，厂家保证寿命300000h，应该运行4年以上，一些电厂滤袋寿命仅23年。有的袋式除尘器厂，含尘烟气流速选择过高，气流组织又不均匀，造成局部冲刷破袋。设有旁路烟道的袋式除尘器，有的
33、阀门关不严，造成烟尘排放浓度超标。3.7除尘装置的选择与设置综上所述，尾部除尘器是对烟气中的粉尘进行净化的主要设备。一般的，用于锅炉的除尘设备主要有静电除尘器、布袋除尘器、水膜除尘器和多管旋风除尘器等。其中多管除尘器的除尘效果很难满足日益严格用的粉尘排放标准；水膜除尘器也面临着同样的问题，并且石灰石脱硫产生的CaSO4很快沉积在麻石表面上，造成流孔及管道、沉淀池的堵塞，耗水量也是一个问题；布袋除尘器的除尘效果非常好，但我国的制造工艺和材料尚不能满足长期稳定运行的需要，因此静电除尘器在循环流化床锅炉的烟气净化中得到广泛的应用。如果气体的含尘浓度很高，电场内悬浮大量微小尘粒，会使电除尘的电晕电流急
34、剧下降，严重时可能随时可能趋近于零，这种情况叫做电晕闭塞。为了防止电晕闭塞的形成，处理含尘浓度较高的气体时，必须采取措施，如提高电压，采用放电强烈的电晕极，增设预净化设备等。气体含尘浓度高于30g/m3时，必须设预净化设备。由于循环流化床锅炉的排烟浓度高于30 g/m3所以在本设计中将旋风除尘器作为前置除尘器，将电除尘器作为主要除尘设备构成复合除尘系统，应能达到除尘效果。4 相关数据的确定设计已知的有关数据为：该循环流化床锅炉蒸发量D=75t/h；蒸汽额定压力P=5.29MPa;热效率=80%，且知道燃烧典型类烟煤，位于市区。故仍需确定煤的发热量，q3,q4,以及烟尘容许排放浓度8 洪向道主编
35、. 工业锅炉房实用设计手册. 机械工业出版社, 2001。根据燃烧典型类烟煤，可由锅炉房实用设计手册上表2-32查得其收到基低位发热量Qynet=17690kJ/。4.1 q3的选取q3 为气体不完全燃烧热损失，它是由于一部分一氧化碳，氢，甲烷等可燃气体未燃烧放热就随烟气排出所造成的损失。它与炉子的结构，燃烧特性，燃烧过程的组织以及运行操作水平等因素有关。1） 炉子结构对q3的影响：炉膛高度不够或者炉膛体积太小，烟气流程过短，使烟气中一些可燃气体未能燃尽而离开炉子，增大q3损失，当炉内水冷壁布置过多时，会使炉膛温度过低，不利于燃烧反应，也会增大 q3损失。2） 燃烧特性对q3的影响：一般挥发份
36、高的燃料，在其他条件相同时，q3损失要相对大一些。3） 燃烧过程的组织对q3的影响：炉子的过量空气系数，二次风的引入和分布以及炉内气流的混合与扰动等都影响q3的大小。如过量空气系数1取得过小，可燃气体因得不到充分的氧而未能燃尽，使q3增大。如过量空气系数1取得过大，使炉膛温度下降，也会使q3增大。因此应根据不同的燃料及燃烧方式选取合理的过量空气系数。4） 运行操作对q3的影响：层燃炉燃料层过厚，燃料层上部会形成还原区，一氧化碳等不完全燃烧产物增多，使q3增大。当负荷增加时，可燃气体在炉内停留时间减少，也会使q3增加。其计算式为：Q3=12640Vco+10800VH2+35820VCH4(1)
37、 q3=100%其中VCO,VH2,VCH41燃料所产生的烟气中一氧化碳，氢及甲烷的容积，Nm3/kg； 12640,10800,35820一氧化碳，氢及甲烷的容积发热量，kJ/Nm3；本设计根据锅炉与锅炉房设备表3-2，可选择的q3的值在0.52.0之间，本设计选择q3为1.6%。4.2 q4的选取q4是固体不完全燃烧热损失，由灰渣损失，漏煤损失，飞灰损失三部分组成。影响因素有燃料特性，燃烧方式，炉膛结构及运行情况等。1） 燃料特性对q4的影响：当燃用灰分含量高和灰分熔点低的煤时，它的固态可燃物被灰包裹，难以燃尽，灰渣损失就大。当燃用挥发物低而焦结性强的煤时，燃烧过程主要集中在炉排上，燃烧层
38、温度高，较易形成熔渣，阻碍通风，既加重工作量，又增加灰渣损失。当燃用水分低，浇结性弱而细末又多的煤时，特别是在提高燃烧强度而增加通风的情况下，飞灰损失就增加。2） 燃烧方式对q4的影响：不同燃烧方式的q4差别很大，如机械或风力抛煤机炉的飞灰损失就较链条炉大。煤粉炉没有漏煤损失，但它的飞灰损失却比层燃炉大的多。沸腾炉在燃用石煤或者煤矸石时，飞灰损失将更大。3） 炉子结构对q4的影响：层燃炉的炉拱，二次风以及炉排的大小，长短和通风孔隙的大小等对燃烧都有影响。如炉排的通风孔隙较大而又燃用细末多的燃料时，漏煤损失就会有较大的增加。煤粉炉炉膛的高低，燃烧器布置得位置等也对燃烧有影响。如炉膛尺寸过小，烟气
39、在炉内的流程及停留时间过短，燃料来不及燃尽而被烟气带走，使飞灰损失增大。4） 锅炉运行工况对q4的影响：运行时锅炉负荷增加，相应地穿过燃料层和炉膛的气流速度迅速增加，以致飞灰损失也加大。此外，层燃炉运行时的煤层厚度，链条炉炉排速度以及风量分配，煤粉炉运行时的煤粉细度及配风操作等对q4也有影响。过量空气系数对q4也有影响，如过量空气系数太低，q4会增加；而随着过量空气系数稍增，则q4会有所降低。q4的计算式为：q4=（+）%其中 Rhz,Rlm,Rfh分别为灰渣，漏煤，飞灰中可燃物质所占的重量百分数，%。 分别表示灰渣，漏煤及飞灰中灰量占燃料总灰量的份额，三者之和为1。 Ay燃料收到基含灰量，%
40、。本设计根据需要，由锅炉与锅炉房设备表3-4可知，可选择的q4的值在1217%之间，本设计选择q4=15%。4.3 烟尘容许排放浓度的确定9 李广超主编. 大气污染控制技术.化学工业出版社，2007 国家环境保护总局国家质量监督检验检疫总局发布了GB 132712001用来代替GB1327191，GWPB132711999。4.3.1 主题内容与适用范围本标准分年限规定了燃煤炉最高允许烟尘与二氧化硫排放浓度、烟气黑度及锅炉初始排放最高允许烟尘浓度和烟气黑度的排放限值。本标准适用于除煤粉发电锅炉和45.5MW（65t/h）沸腾、燃油、燃气发电锅炉以外的各种容量和用途的燃煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉
41、排放大气污染物的管理，以及建设项目环境影响评价、设计、竣工验收和建成后的排污管理。使用甘蔗渣、锯末、稻壳、树皮等燃料的锅炉，参照本标准中燃煤锅炉大气污染物最高允许排放浓度执行。4.3.2 引用标准：下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。GB3095-1996 环境空气质量标准GB 5468-91 锅炉烟尘测试方法GB/T 16157-1996 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法4.3.3 定义4.3.3.1 标准状态：锅炉烟气在温度为273K，压力为101325Pa时的状态，简称“标态”。本标准规定的排放浓度均指标准状态下干烟气中的数值。4.3.3.2 烟尘初
42、始排放浓度：指自祸炉烟气出口处或进入净化装置前的烟尘排放浓度。4.3.3.3 烟尘排放浓度：指锅炉烟气经净化装置后的烟尘徘放浓度。未安装冲化装置的锅炉，烟尘初始排放浓度即是锅炉烟尘徘放浓度，其数值也相同。4.3.3.4 自然通风锅炉：自然通风是利用烟囱内、外温度不同所产生的压力差，将空气吸入炉膛参与燃烧，把燃烧产物排向大气的一种通风方式。这种不采用鼓、引风机机械通风的锅炉，称之为自然遮风锅炉。4.3.3.5 收到基灰分：以收到状态的煤为基准，测定的灰分含量，曾称“收到基灰分”，用“ar”表示。4.3.3.6 过量空气系数：燃料燃烧时实际空气需要量与理论空气需要量之比值，用“”表示。4.4技术内
43、容4.4.1 适用区域划分类别本标准中的一类区和二、三类区系指GB3095-1996环境空气质量标准中所规定的环境空气质量功能区的分类区域。本标准中的“两控区”系指国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复中所划定的酸雨控制区和二氧化硫污染控制区的范围。4.4.2 年限划分本标准按锅炉建成使用年限分为两个阶段，执行不同的大气污染物排放标准。I时段:2000年12月31日前建成使用的锅炉;II时段:2001年1月1日起建成使用的锅炉(含在I时段立项未建成或未运行使用的锅炉和建成使用锅炉中需要扩建、改造的锅炉）。4.4.3锅炉烟尘最高允许排放浓度和烟气黑气黑度限值按表4.1的时段规定执
44、行。4.4.4 锅炉二氧化硫和氮氧化物最高允许排放浓度按表4.2的时段规定执行。4.4.5 燃煤锅炉烟尘初始排放浓度和烟气黑度限值根据锅炉销售出厂时间,按表4.3的时段规定执行.4.4.6 其他规定（1） 燃煤、燃油（燃轻柴油、煤油除外）锅炉房烟囱高度的规定每个新建锅炉房只能设一根烟囱,烟囱高度应根据锅炉房装机总容量,按表4.4规定执行。 锅炉房总容量大于 28MW（40t/h）时，其烟囱高度应按环境影响报告书15（表）要求确定，但不得低于 45m。新建锅炉房烟囱周围半径200cm距离内有建筑物时,其烟囱应高出最高建筑物3m以上。（2） 燃气、燃轻柴油、煤油锅炉烟囱高度的规定燃气、燃轻柴油、煤油锅炉烟囱高度应按批准的环境影响报告书（表）要求确定，但不得低于8cm。（3） 0.7MW（1t/h）各种锅炉烟囱应该GB5468-91和GB/T16157-1996的规定设置便于永久采样监测孔及其相关设施,自本标准实施之日起,新建成使用（含扩建,改造）单台容量14MW（20t/h）的锅炉,必须安装固定的连续监测烟气中烟尘,SO2排放浓度的仪器。4.5 监测监测锅炉烟尘,二氧化硫,氮氧化物排放浓度的采样方法应按 GB 5468和GB/T16157 规定执行。二氧化硫,氮氧化物的分析方法按国家环境保护总局规定执行.（在国家颁布相应标准前,暂时采用空气与废气监测分析方法-中国环
