烟气脱硫吸收塔总体结构计算方法
氨法脱硫计算过程
氨法脱硫计算过程风量(标态):,烟气排气温度:１68℃:工况下烟气量:还有约5％得水份如果在引风机后脱硫,脱硫塔进口压力约80０Pa,出口压力约—200Ｐa,如果精度高一点,考虑以上两个因素、1、脱硫塔(1)塔径及底面积计算:塔内烟气流速:取D=2r=6、332ｍ即塔径为6。
332米,取最大值为６、5米。
底面积S=πr２=3.14×3、２５２=33、1７m２塔径设定时一般为一个整数,如６、5ｍ,另外,还要考虑设备裕量得问题,为以后设备能够满足大气量情况下符合得运行要求。
(2)脱硫泵流量计算:液气比根据相关资料及规范取L／G= 1.4(如果烟气中二氧化硫偏高,液气比可适当放大,如１.５、)①循环水泵流量:较高,脱硫塔喷淋层设计时应选取为４层设计,每层喷淋设计由于烟气中SＯ２安装1台脱硫泵,476÷4=1１９m3／ｈ,泵在设计与选型时,一定要留出２0％左右得裕量。
裕量为:１１９×20％=２3.8 m３/h, 泵总流量为:２３。
８+119=1４2.8m3／ｈ,参考相关资料取泵流量为１40 ｍ3／h。
配套功率可查相关资料,也可与泵厂家进行联系确定。
(３)吸收区高度计算吸收区高度需按照烟气中二氧化硫含量得多少进行确定,如果含量高,可适当调高吸收区高度、２。
5米×4层/秒=10米,上下两层中间安装一层填料装置,填料层至下一级距离按１米进行设计,由于吸收区底部安装有集液装置,最下层至集液装置距离为３。
７米－3。
8米进行设计、吸收区总高度为13.７米—１3、８米。
(4)浓缩段高度计算浓缩段由于有烟气进口,因此,设计时应注意此段高度,浓缩段一般设计为2层,每层间距与吸收区高度一样,每层都就是2.5米,上层喷淋距离吸收区最下层喷淋为3、２3米,下层距离烟气进口为５米,烟气进口距离下层底板为２。
4８米。
总高为１0、71米。
(5)除雾段高度计算除雾器设计成两段、每层除雾器上下各设有冲洗喷嘴。
脱硫计算公式比较全
脱硫计算公式比较全湿法脱硫系统物料平衡一、计算基础数据（1）待处理烟气烟气量：1234496Nm3/h（wet）、1176998 Nm3/h（dry）烟气温度：114℃烟气中SO2浓度：3600mg/Nm3烟气组成：石灰石浓度：96.05%二、平衡计算（1）原烟气组成计算（2）烟气量计算1、①→②（增压风机出口→ GGH出口）：取GGH的泄漏率为0.5%，则GGH出口总烟气量为1234496 Nm3/h×（1-0.5%）=1228324Nm3/h=1629634kg/h泄漏后烟气组分不变，但其质量分别减少了0.5%，见下表。
温度为70℃。
2、⑥→⑦（氧化空气）：假设脱硫塔设计脱硫率为95.7%，即脱硫塔出口二氧化硫流量为3778×（1-95.7%）=163 kg/h，二氧化硫脱除量=（3778-163）/64.06=56.43kmol/h。
取O/S=4需空气量=56.43×4/2/0.21=537.14kmol/h×28.86（空气分子量）=15499.60kg/h，约12000Nm3/h。
其中氧气量为537.14 kmol/h×0.21=112.80 kmol/h×32=3609.58kg/h氮气量为537.14 kmol/h×0.79=424.34 kmol/h×28.02=11890.02kg/h。
氧化空气进口温度为20℃，进塔温度为80℃。
3、②→③（GGH出口→脱硫塔出口）：烟气蒸发水量计算：1）假设烟气进塔温度为70℃，在塔内得到充分换热，出口温度为40℃。
由物性数据及烟气中的组分，可计算出进口烟气的比热约为0.2536kcal/kg.℃，Cp =0.2520 kcal/kg.℃。
（40℃）Cp烟气=（0.2536+0.2520）/2=0.2528 kcal/kg.℃氧化空气进口温度为80℃，其比热约为0.2452 kcal/kg.℃，Cp（40℃）=0.2430kcal/kg.℃。
脱硫塔倒装方案与计算
脱硫塔倒装方案1概述脱硫塔是火力发电厂锅炉尾部烟气脱硫系统的主要设备，一般由底部环板、底板、壁板、内部装置、塔帽、塔体加强环板及塔体上的附件等组成。
各部件均为分片或分瓣加工，现场组对安装。
2脱硫塔倒装的特点脱硫塔正装需组装平台，并配备大型吊车吊装，随着安装高度的增加组装焊接均在高空作业，需要大量的架杆架板和安全防护设施，高空作业危险因素也随之增加，这不但使安装效率降低，成本也较高。
因此，脱硫塔采用倒装可以克服上述缺点，不需要组合平台，在脱硫塔基础上布置立柱采用倒链即可实现起吊；施工人员在地面作业，减少了高空作业，降低了危险因素；只需1台小型吊车即可满足脱硫塔的安装，提高了施工效率，节约了费用。
3脱硫塔倒装工艺原理倒装法原理：先从上部组装开始，依次从上到下进行提升安装，施工的顺序是：底环板组对安装，顶部第一层壁板组对，一层提升二层组对，塔顶组对安装，二层提升第三层壁板板组对安装，然后逐层组对提升安装，下层组对安装与环板连接。
在组对提升安装过程中逐层将能装部件同时进行组对安装。
图一倒装法施工工艺图示由于选择的是抱杆式顶升装置，因此起升时需要相应的提升装置进行塔体的吊装，本次采用倒链吊装。
抱杆采用无缝钢管16个，均匀分布在底板四周，在其上焊接吊耳。
安装时，在塔体内侧焊接吊耳，采用手拉葫芦将组合好的塔体提起，以便于下一层的塔体的安装。
4脱硫塔倒装程序4.1 底板边缘环板安装检查基础，预安装底环板，就位位置与基础中心距离误差±2mm。
通过垫铁调整至正确的标高，允许误差±3mm。
连接底环板与地脚螺栓。
完成各环板之间的焊接。
底环板由弧段组成，单件制造时应对扭曲度加以限制，尺寸误差采用预组装后与大样对比的检测方式，允许误差为±3mm（半径），组装后平面度允许误差不大于±3mm。
4.2 底板安装脱硫塔底板的铺设前应对其下表面涂刷防腐涂料，每块底板边缘50mm不刷。
脱硫塔底板在铺设前必须严格控制变形，将底板按照编号依次摆放在基础底梁上，相邻两底板的间隙在4～10mm，摆放时应注意底板的下面不要将防腐漆划伤。
氨法脱硫设备计算
氨法脱硫设备计算氨法脱硫（也称作湿法脱硫）是一种常用的烟气脱硫方法，主要用于煤燃烧发电厂等大型工业设备中对烟气中的二氧化硫进行去除。
在氨法脱硫设备的设计和计算中，需要考虑多个参数和因素，包括烟气特性、脱硫效率、设备尺寸等。
下面是一个关于氨法脱硫设备计算的详细说明。
首先，计算氨法脱硫设备的尺寸和体积是非常重要的。
根据烟气流量、稀释气体比例和脱硫效率等参数，可以确定脱硫塔的尺寸。
脱硫塔通常由吸收塔和除尘器组成，其中吸收塔是氨法脱硫的核心部分。
根据烟气中二氧化硫的浓度和需要达到的脱硫效率，可以计算出吸收塔的体积。
一般来说，脱硫塔的高度越高，脱硫效率越高，但也会增加设备的成本和操作难度。
其次，需要计算氨水的用量。
在氨法脱硫中，氨水充当还原剂，与烟气中的二氧化硫反应生成硫酸铵。
根据烟气中二氧化硫的浓度和需要达到的脱硫效率，可以计算出所需的氨水用量。
需要注意的是，氨水的用量应考虑到反应过程中的亏损和滴水等因素，以确保脱硫效果和设备的稳定运行。
另外，还需要考虑氨水的浓度。
氨水的浓度对脱硫效果有很大影响。
一般来说，氨水浓度越高，脱硫效果越好。
在实际应用中，通常选择浓度在10%到25%之间的氨水。
需要根据烟气特性和设备要求，确定合适的氨水浓度。
此外，还需要进行设备的热力计算。
脱硫过程中，烟气与氨水发生化学反应，会释放热量。
热力计算主要是计算脱硫塔中的吸收塔和除尘器的冷却和加热装置以及其他设备的热量交换需求。
通过热力计算，可以确定设备需要的冷却水和加热能源，并设计相应的热交换器和供热系统。
最后，还需要考虑设备的运行成本和维护成本。
氨法脱硫设备的运行成本主要包括氨水的购买成本、设备能源消耗和设备维护保养等方面。
需要综合考虑设备的投资成本和运营成本，找到性能、效率和成本之间的平衡点。
综上所述，氨法脱硫设备的计算涉及多个方面，包括尺寸和体积计算、氨水用量计算、氨水浓度选择、热力计算以及运行成本和维护成本分析等。
通过合理的计算和设计，可以确保氨法脱硫设备具有高效脱硫效果和良好的经济性能。
吸收塔的相关设计计算
烟气脱硫工艺主要设备吸收塔设计和选型（2） 喷淋塔吸收区高度设计（二）对于喷淋塔，液气比范围在8L/m 3-25 L/m 3之间[5]，根据相关文献资料可知液气比选择12.2 L/m 3是最佳的数值。
逆流式吸收塔的烟气速度一般在-5ms 范围内[5][6]，本设计方案选择烟气速度为3.5m/s 。
湿法脱硫反应是在气体、液体、固体三相中进行的，反应条件比较理想，在脱硫效率为90%以上时（本设计反案尾5%），钠硫比(Na/S)一般略微大于1，本次选择的钠硫比(Na/S)为。
（3）喷淋塔吸收区高度的计算含有二氧化硫的烟气通过喷淋塔将此过程中塔内总的二氧化硫吸收量平均到吸收区高度内的塔内容积中,即为吸收塔的平均容积负荷――平均容积吸收率，以ζ表示。
首先给出定义，喷淋塔内总的二氧化硫吸收量除于吸收容积，得到单位时间单位体积内的二氧化硫吸收量ζ＝hC K V Q η0= (3) 其中 C 为标准状态下进口烟气的质量浓度，kg/m 3η为给定的二氧化硫吸收率,％;本设计方案为95％ h 为吸收塔内吸收区高度，mK 0为常数，其数值取决于烟气流速u(m/s)和操作温度(℃) ;K 0=3600u ×273/(273+t)按照排放标准，要求脱硫效率至少95%。
二氧化硫质量浓度应该低于580mg/m 3（标状态）ζ的单位换算成kg/( 2,可以写成ζ=3600×h y u t /*273273*4.22641η+ (7) 在喷淋塔操作温度10050752C ︒+=下、烟气流速为 u=3.5m/s 、脱硫效率η= 前面已经求得原来烟气二氧化硫SO 2质量浓度为a (mg/3m )且 a=×103mg/m 3 而原来烟气的流量（200C ︒时）为标况20×103(m 3/h) (设为V a )换算成工况25360m3/h 时已经求得 V a =2×103 m 3/h=5.6 m 3/s故在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中含有二氧化硫质量为2SO m =×650mg/m 3=3640mg=3.64gV 2SO = 3.6422.4 L/mol 64/g g mol ⨯=1.3L/s=0.0013 m 3/s 则根据理想气体状态方程，在标准状况下，体积分数和摩尔分数比值相等 故 y 1=0.0013100%0.023%5.6⨯= 又 烟气流速u=3.5m/s, y 1=%,C t ︒==75,95.0η总结已经有的经验，容积吸收率范围在-6.5 Kg （m 3﹒s ）之间[7]，取ζ=6 kg/（m 3﹒s ）代入（7）式可得 6=64273(3600 3.50.000230.95)/22.427375h ⨯⨯⨯⨯⨯+ 故吸收区高度h=6≈1.03m（4）喷淋塔除雾区高度（h 3）设计（含除雾器的计算和选型）吸收塔均应装备除雾器，在正常运行状态下除雾器出口烟气中的雾滴浓度应该不大于75mg/m 3 [9] 。
吸收塔的相关设计计算
烟气脱硫工艺主要设备吸收塔设计和选型（2） 喷淋塔吸收区高度设计（二）对于喷淋塔，液气比范围在8L/m 3-25 L/m 3之间[5]，根据相关文献资料可知液气比选择12.2 L/m 3是最佳的数值。
逆流式吸收塔的烟气速度一般在2.5-5m/s 范围内[5][6]，本设计方案选择烟气速度为3.5m/s 。
湿法脱硫反应是在气体、液体、固体三相中进行的，反应条件比较理想，在脱硫效率为90%以上时（本设计反案尾5%），钠硫比(Na/S)一般略微大于1，本次选择的钠硫比(Na/S)为1.02。
（3）喷淋塔吸收区高度的计算含有二氧化硫的烟气通过喷淋塔将此过程中塔内总的二氧化硫吸收量平均到吸收区高度内的塔内容积中,即为吸收塔的平均容积负荷――平均容积吸收率，以ζ表示。
首先给出定义，喷淋塔内总的二氧化硫吸收量除于吸收容积，得到单位时间单位体积内的二氧化硫吸收量ζ＝hC K V Q η0= (3) 其中 C 为标准状态下进口烟气的质量浓度，kg/m 3η为给定的二氧化硫吸收率,％;本设计方案为95％ h 为吸收塔内吸收区高度，mK 0为常数，其数值取决于烟气流速u(m/s)和操作温度(℃) ;K 0=3600u ×273/(273+t) 按照排放标准，要求脱硫效率至少95%。
二氧化硫质量浓度应该低于580mg/m 3（标状态）ζ的单位换算成kg/( m 2.s),可以写成ζ=3600×h y u t /*273273*4.22641η+ (7) 在喷淋塔操作温度10050752C ︒+=下、烟气流速为 u=3.5m/s 、脱硫效率η=0.95 前面已经求得原来烟气二氧化硫SO 2质量浓度为 a (mg/3m )且 a=0.650×103mg/m 3而原来烟气的流量（200C ︒时）为标况20×103(m 3/h) (设为V a )换算成工况25360m3/h 时已经求得 V a =2×103 m 3/h=5.6 m 3/s故在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中含有二氧化硫质量为2SO m =5.6×650mg/m 3=3640mg=3.64gV 2SO = 3.6422.4 L/mol 64/g g mol ⨯=1.3L/s=0.0013 m 3/s 则根据理想气体状态方程，在标准状况下，体积分数和摩尔分数比值相等 故 y 1=0.0013100%0.023%5.6⨯= 又 烟气流速u=3.5m/s, y 1=0.023%,C t ︒==75,95.0η总结已经有的经验，容积吸收率范围在5.5-6.5 Kg/（m 3﹒s ）之间[7]，取ζ=6 kg/（m 3﹒s ）代入（7）式可得6=64273(3600 3.50.000230.95)/22.427375h ⨯⨯⨯⨯⨯+ 故吸收区高度h=6.17/6≈1.03m（4）喷淋塔除雾区高度（h 3）设计（含除雾器的计算和选型）吸收塔均应装备除雾器，在正常运行状态下除雾器出口烟气中的雾滴浓度应该不大于75mg/m 3 [9] 。
氨法脱硫计算过程
氨法脱硫计算过程风量（标态）：，烟气排气温度：168℃：工况下烟气量：还有约5%的水份如果在引风机后脱硫，脱硫塔进口压力约800Pa，出口压力约-200Pa，如果精度高一点，考虑以上两个因素。
1、脱硫塔（1）塔径及底面积计算：塔烟气流速：取D=2r=6.332m 即塔径为6.332米，取最大值为6.5米。
底面积S=πr2=3.14×3.252=33.17m2塔径设定时一般为一个整数，如6.5m，另外，还要考虑设备裕量的问题，为以后设备能够满足大气量情况下符合的运行要求。
（2）脱硫泵流量计算：液气比根据相关资料及规取L/G= 1.4（如果烟气中二氧化硫偏高，液气比可适当放大，如1.5。
）①循环水泵流量：较高，脱硫塔喷淋层设计时应选取为4层设计，每层喷淋设计由于烟气中SO2安装1台脱硫泵，476÷4=119m3/h，泵在设计与选型时，一定要留出20%左右的裕量。
裕量为：119×20%=23.8 m3/h, 泵总流量为：23.8+119=142.8m3/h，参考相关资料取泵流量为140 m3/h。
配套功率可查相关资料，也可与泵厂家进行联系确定。
（3）吸收区高度计算吸收区高度需按照烟气中二氧化硫含量的多少进行确定，如果含量高，可适当调高吸收区高度。
2.5米×4层/秒=10米，上下两层中间安装一层填料装置，填料层至下一级距离按1米进行设计，由于吸收区底部安装有集液装置，最下层至集液装置距离为3.7米-3.8米进行设计。
吸收区总高度为13.7米-13.8米。
（4）浓缩段高度计算浓缩段由于有烟气进口，因此，设计时应注意此段高度，浓缩段一般设计为2层，每层间距与吸收区高度一样，每层都是2.5米，上层喷淋距离吸收区最下层喷淋为3.23米，下层距离烟气进口为5米，烟气进口距离下层底板为2.48米。
总高为10.71米。
（5）除雾段高度计算除雾器设计成两段。
每层除雾器上下各设有冲洗喷嘴。
吸收塔地相关设计计算
烟气脱硫工艺主要设备吸收塔设计和选型(2)喷淋塔吸收区高度设计(二)对于喷淋塔，液气比范围在8L/m3-25 L/m3之间⑸，根据相关文献资料可知液气比选择12.2 L/m I是最佳的数值。
逆流式吸收塔的烟气速度一般在2.5-5m/s范围内⑸⑹，本设计方案选择烟气速度为|.5m/s。
湿法脱硫反应是在气体、液体、固体三相中进行的，反应条件比较理想，在脱硫效率为90鸠上时(本设计反案尾5%，钠硫比(Na/S) —般略微大于1，本次选择的钠硫比(Na/S)为1.02。
(3)喷淋塔吸收区高度的计算含有二氧化硫的烟气通过喷淋塔将此过程中塔内总的二氧化硫吸收量平均到吸收区高度内的塔内容积中，即为吸收塔的平均容积负荷-------- 平均容积吸收率, 以匚-.表示。
首先给出定义，喷淋塔内总的二氧化硫吸收量除于吸收容积，得到单位时间单位体积内的二氧化硫吸收量=^KoC-V h其中C为标准状态下进口烟气的质量浓度，kg/m3为给定的二氧化硫吸收率，％;本设计方案为95%h 为吸收塔内吸收区高度，mK)为常数，其数值取决于烟气流速u(m/s)和操作温度「C);K)=3600uX 273/(273+t)按照排放标准，要求脱硫效率至少95%二氧化硫质量浓度应该低于580mg/m (标状态)■的单位换算成kg/( m 2 .s),可以写成- 64 273=3600X * u* y, /h (7)22.4273 +t在喷淋塔操作温度100 50 =75 C下、烟气流速为u=3.5m/s、脱硫效率=0.95 2前面已经求得原来烟气二氧化硫SO2质量浓度为a (mg/ m3)且a=0.650 X103mg/mf而原来烟气的流量（200 C时）为标况20x 103（m3/h）（设为Va）换算成工况25360m3/h 时已经求得V a =2x 103 m3/h=5.6 m 3/s故在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中含有二氧化硫质量为3m S o2=5.6 x 650mg/m =3640mg=3.64gV SQ=S'64 g述22.4 L/mol =1.3L/s=0.0013 m 3/s64g / mol则根据理想气体状态方程，在标准状况下，体积分数和摩尔分数比值相等故y ,=0.0013 100% =0.023%5.6又烟气流速u=3.5m/s, y 1=0.023%,二0.95, 75 C总结已经有的经验，容积吸收率范围在 5.5-6.5 Kg/ （m • s）之间⑺，取=6 kg/ （m. s）代入（7）式可得6= （3600 仝2733.5 0.00023 0.95）/ h22.4273+75故吸收区高度h=6.17/6〜1.03m（4）喷淋塔除雾区高度（h a）设计（含除雾器的计算和选型）吸收塔均应装备除雾器，在正常运行状态下除雾器出口烟气中的雾滴浓度应该不大于75mg/m⑻ 。
烟气脱硫简单设计计算讲解
镁法脱硫相对于钙法的最大优势是系统不会发生设备结垢堵塞问题，能保证整个脫硫系 统能够安全有效的运行，同时镁法PH值控制在6.0-6.5之间，在这种条件下设备腐蚀问题 也得到了一定程度的解决。总的来说，镁法脱硫在实际工程中的安全性能拥有非常有力的保
第二章设计计算
1
《通知》规泄二氧化硫的排放量可以按实际监测或物料衡算法计算，由于火力发电厂烟 气监测装置的应用并没有普及，因此大多采用物料平衡方法进行计算：
2、2旁路烟道尺寸
旁路烟道主要用于脱硫塔在检修或出现故障需要紧急停止运行，防止对塔体及内部设 备造成损害而设立的烟气旁路输送烟道。烟气的流速取15m/s,烟道与主烟道相连接，所以 其高度应与已有烟道相同，便于施工，取高为2.1m：烟气量为全部工况下最大烟气量，即285000m3/h,则烟道的宽度为2.5m。
镁法脱硫优点
技术成熟
氧化镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的脫硫工艺，氧化镁脱硫工艺在世界各地都有 非常多的应用业绩，其中在日本已经应用了100多个项目，台湾的电站95%是用氧化镁法, 另外在美国、徳国等地都已经应用，并且目前在我国部分地区已经有了应用的业绩。
原料来源充足
在我国氧化镁的储量十分可观，目前已探明的氧化镁储藏量约为160亿吨，占全世界的80%左右。其资源主要分布在辽宁、山东、四川、河北等省，其中辽宁占总量的84.7%,其 次是山东莱州，占总量的10%,其它主要是在河北邢台大河，四川干洛岩岱、汉源，甘肃 肃北、别盖等地。因此氧化镁完全能够作为脱硫剂应用于电厂的脱硫系统中去。
273+130
脱硫塔进口二氧化硫的含量C1
2727-200
需要的脱硫效率为：n= —―x100%=92.7%
2727
2.
锅炉烟气脱硫塔设计计算表(完整版)
锅炉烟气脱硫塔设计计算表一、已知条件1、引风机名牌参数名牌风量307800m3/h输入出口升压4588Pa输入2、引风机工况参数进口风压-1kPa输入 进出口温度130℃输入3、标准大气压101.33kPa输入4、当地大气压100kPa输入5、脱硫塔吸收温度50℃输入6、烟气脱硫前SO2含量3000mg/Nm3输入 烟气脱硫后SO2含量200mg/Nm3输入7、石灰浆液浓度20%输入 密度1150kg/m3输入8、脱硫系统压降1500Pa输入9、烟气中N278%输入 O210%输入 CO212%输入二、计算（一）物料衡算1、引风机风量折标态风量Q=203715.1689Nm3/h计算基准风量取200000Nm3/h输入 烟气质量流量270714.2857kg/h烟气平均分子量30.322、SO2产生量：600kg/h3、脱硫量560kg/h4、石膏CaSO4.2H2O生成量1505kg/h5、纯石灰耗量490kg/h6、制取石灰浆液量 2.130434783m3/h7、系统水平衡1）脱硫塔出口烟气带出水蒸汽量50℃时水的饱和蒸汽压12.33kPa输入风机出口压力 3.588kPa脱硫塔出口压力 2.088kPa烟气带出水蒸气量19410.77446kg/h2）石膏结晶水量315kg/h（二）烟气系统、空气系统8、脱硫塔进口烟道计算流速12m/s输入 烟气流量288802.5272m3/h80.22292423m3/s进口烟道直径 2.918258726m取3m输入9、脱硫塔出口烟道计算流速14m/s输入 干烟气流量234873.0665m3/h65.24251847m3/s水蒸气流量32264.3654m3/h8.962323723m3/s湿烟气总流量74.20484219m3/s出口烟道直径 2.598467425m取2.6m输入10、实际需氧化空气量计算空气过量系数 1.2输入 实际需氧化空气量25kmol/h560Nm3/h11、30℃水蒸气饱和蒸汽压31.82mmHg输入4.242527105kPa氧化空气带入水量24.81075479Nm3/h19.93721367kg/h12、进塔烟气喷淋增湿降温用水量1）烟气进塔温度，取60输入 烟气平均温度（130+60）/295℃喷淋水进水温度25℃输入 喷淋增湿后水蒸气温度60℃输入喷淋水平均温度42.52）烟气定压比热0.2408kcal/(kg.℃) 查 N2（78%）比热0.25kcal/(kg.℃)输入 O2（10%）0.218kcal/(kg.℃)输入 CO2（12%）0.2kcal/(kg.℃)输入 水的定压比热0.997kcal/(kg.℃)输入3）水的气化热580kcal/kg 输入4）烟气放热量4563160kcal/h 喷淋水量7421.039364kg/h（三）SO2吸收系统13、脱硫塔直径计算 脱硫塔内烟气流速，按 3.5m/s 输入 塔内平均温度，取50℃输入塔内平均压力，取 2.838kPa 干烟气流量233160.1316m3/h 水蒸汽流量31763.64987m3/h 湿烟气流量264923.7815m3/h 脱硫塔直径5.175357699m 取5m 输入 塔内烟气流速校正 3.75m/s14、脱硫塔吸收区高度：式中ζ-- 平均容积吸收率，由已经有的经验，吸收率范围在5.5- 取6kg/(m3.s)6kg/(m3.s)输入u-- 烟气流速，m/s3.749805824m/sy1-- 进口烟气中SO2摩尔分数，0.00105 η--- 脱硫效率，取95%0.95输入h--为吸收塔内吸收区高度，m；t-- 吸收区平均温度，90℃huy t/2732734.226436001ηξ+⨯⨯=吸收塔内吸收区高度计算4.82237425m 取6m 输入15、喷淋塔除雾区高度3.5m输入设定最下层冲洗喷嘴距最上层喷淋层3m。
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烟气脱硫吸收塔总体结构计算方法Researchonstructuralcalculationmethodsofdesulfurizationabsorberinthepowerplant李学栋1,2,陈世玉2(1.山东鲁电环保有限公司,山东济南250013;2.山东电力工程咨询院,山东济南250013)
摘要::研究了火电厂烟气脱硫吸收塔总体结构,分析了吸收塔各种荷载对结构计算的影响,运用国内有关标准规范计算吸收塔壳体厚度,为脱硫行业吸收塔的总体结构计算提供参考。关键词:脱硫吸收塔;设计;结构计算;壳体厚度计算Abstrac:tByusingtheconventionalmethod,thegeneralstructureoffluegasdesulfurizationabsorberinthermalpowerplantswereresearched.Theinfluencestothecalculationbyallkindsofloadstothedesulfurizationab-sorberwereanalyzed.AccordingtotherelatedcodeinChina,theresultsofabsorbershellthicknesswerere-ceived,andthecalculationmethodprovidedareferenceforthegeneralstructurecalculationofabsorberinthedesulfurizationindustryinourcountry.Keywords:desulfurizationabsorber;design;structuralcalculation;calculationofshellthickness中图分类号:X701.3文献标识码:B文章编号:1009-4032(2009)01-004-03
火力发电厂烟气脱硫吸收塔是一种大型常压塔类设备,其直径尺寸较大,但高度又不是很高,高径比一般均不超过3,在外观上与大型储罐相近;吸收塔内部设有喷淋层、除雾器等部件,同时,设备底部设有搅拌用转动机械,特别是吸收塔烟气进、出口,其开孔尺寸接近塔体直径,这些都有别于常规大型储罐结构。目前,国内还没有专门针对脱硫吸收塔结构的设计及制造标准,而设计时参照的钢制塔式容器(JB/T4710-2005)仅适用于高度大于10m,高径比大于5的化工塔器。本文参照国内有关建筑结构荷载和抗震标准,对白马电厂烟气脱硫吸收塔的风荷载及地震荷载进行了分析计算,并参照钢制塔式容器(JB/T4710-2005)和石油化工钢制设备抗震设计规范(SH3048-1999)中的计算方法,对脱硫吸收塔的总体结构进行了计算,并得出计算结果。
1吸收塔相关数据基本风压0.4kN/m2;地震烈度6度,地震加速度0.05g;场地土类别类;由于处理烟气含硫量高,吸收塔浆液池容积较大,下部直径14.5m,上部直径11.5m;吸收塔壳体段高度为33m,吸收塔总高约34.3m,吸收塔烟气入口尺寸9.2m3.1m,烟气出口尺寸11.5m2.1m(图1)。
2荷载分析及计算内容(1)计算中考虑的荷载:介质(浆液)引起的压力,即上部操作介质作用在壳体上的重力;烟气压力,包括对壳体的压力以及烟道进、出口产生的水平力;吸收塔本体结构自身的重力;风荷载;地震荷载;外部力,如连接管道或外部结构对吸收塔的推力。(2)计算内容:对设备进行分段,依据相关标准规范,计算出上述荷载后,对假定壳体各段厚度及锥段厚度进行轴向应力分析直至合格,得出吸收塔壳体各段厚度。
3分段方法本文以壳体直径、厚度及荷载等的变化为原则,将吸收塔分为7段(图1),如吸收塔第一段和第二段之间的壳体厚度有变化,可以作为分段的基准;吸收塔第二段和第三段之间的壳体直径有变化,也可以作为分段的基准;吸收塔第五段和第六段分别为喷淋层和除雾器段,由于两段折合到每米高度的质量有所不同,也可以作为分段的基准。假设每段的质量在该分段长度上均匀分布,在分析地震荷载和风荷载等各种荷载时,以段为单位进行计算。在轴向应力校核时,每段的底面为最先被破坏的危险计算截面,因此,应对该截面进行应力分析计算。
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2009年2月电力环境保护第25卷第1期图1烟气脱硫吸收塔结构尺寸及分段
4计算依据4.1地震荷载计算地震荷载计算按照建筑抗震设计规范(GB50011-2001)及石油化工钢制设备抗震设计规范(SH3048-1999)中关于地震荷载的计算方法,采用底部剪力法,按裙座式直立设备计算,并考虑各段质心对不同分段截面弯距的影响。4.2风荷载计算风荷载的计算按照建筑结构荷载规范(GB50009-2006)中关于风荷载的计算方法,并考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响。
5轴向应力校核计算轴向应力校核是吸收塔总体结构计算的重点,计算各种工况下吸收塔分段各危险截面上的轴向应力,并考虑以下工况的校核计算:(1)吸收塔运行时,仅考虑风荷载和其他荷载;(2)吸收塔运行时,考虑地震荷载+25%的风荷载和其他荷载;(3)上述情况下取大值弯距引起的轴向力;(4)吸收塔内、外压力引起的轴向力;(5)吸收塔本体结构质量引起的轴向力。对(3)、(4)、(5)三种情况下的轴向力,分压应力和拉应力进行组合,保证轴向力不超过许用应力。各截面主要荷载及应力计算结果见表1。
表1烟气脱硫吸收塔各截面主要荷载及应力计算结果项目截面1截面2截面3截面4截面5截面6截面7各截面到上一截面操作质量/kg42138015912104296401668901393105050044380各截面以上结构质量/kg3948103697303047202888802341909488044380各截面风引起的水平力/N17493503941868838327486072319330009各截面风弯距/kNm385233071982159386720963各截面地震引起的水平力/N42448782354380901205777253165116191115880各截面地震弯距/kNm2494620257972074303901852243各截面最大计算弯距/kNm299562460412522986152271603789各截面最大组合拉应力/MPa7.296.344.652.41-0.330.080.97许用拉应力/MPa131.6131.6131.6126.0128.3128.3128.3各截面最大组合压应力/MPa18.3518.2618.6916.4213.435.273.66许用压应力/MPa32.0527.7840.4429.6424.2524.2518.86
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2009年李学栋等:烟气脱硫吸收塔总体结构计算方法第1期6结构计算及应注意的问题将吸收塔分为7段,校核计算7个截面的轴向应力。为了减少工作量,采用电子表格的形式,把计算顺序和有关公式固定化,直接输入数据并对计算结果进行定性分析,得到最终计算结果:(1)按物料平衡计算后得到的吸收塔结构尺寸及本文对吸收塔的分段方法,假定每段壳体壁厚。(2)根据内压力、液位高度及选定的材质,以壳体的周向应力为计算基准,校核假定的壁厚,并把该壁厚与计算值比较,如果不合适应作适当调整。(3)根据已定的吸收塔壳体厚度、结构尺寸及设计经验,预估吸收塔每段的结构质量,并确保预估质量能包住最终施工图的实际质量。在施工图设计完成后,应检查最终施工图中吸收塔各段质量及荷载是否小于预估的数值。(4)按有关标准进行地震荷载计算,计算中应注意两个问题:一是地震影响系数的取值。地震影响系数的最大值依据GB50011-2001选取,相同地震烈度下又细分为不同设计基本地震加速度等级,吸收塔高径比在3左右,自振周期一般在0.1s至特征周期值Tg之间,地震影响系数1=max。SH3048-1999考虑了综合影响系数Kz,其采用的地震影响系数最大值也较大,但综合考虑后二者相差不大,由于GB50011-2001分得更细,和现行标准衔接比较好,因此,地震影响系数采用后者;二是吸收塔高径比较小时,可以不考虑垂直地震力的影响,也无须考虑高振型的影响。(5)风荷载计算时,风压高度变化系数的取值按GB50009-2006进行,锥段在风荷载作用下水平力按壳体直径为大端直径的等直径壳体计算。(6)其他荷载计算。主要包括:烟道进、出口在吸收塔内外压力作用下对吸收塔的推力引起的力矩;烟道进、出口自身质量引起的偏心力矩;其他外部结构与吸收塔连接引起的力矩等。鉴于脱硫吸收塔自身结构的特点,在校核壳体轴向应力时,操作荷载中吸收塔底部浆液池的介质质量不计入吸收塔的计算操作荷载中,即在计算壳体轴向应力时,假设浆液池内的浆液质量对壳体轴向力没有影响,同时假设浆液质量只作用在吸收塔底板上,不考虑浆液对基础环板伸进壳体直径以内部分(一般50mm宽)的压力,计算中的这部分假设就是脱硫吸收塔与常规塔器的最大区别。(7)按方法(6)计算轴向应力组合。7结语本文针对脱硫吸收塔总体结构进行了计算,对吸收塔总体受力情况进行了分析,为电厂脱硫吸收塔总体结构设计提供了参考计算方法。通过对不同设计条件下相同尺寸的吸收塔进行计算分析,发现地震荷载与风荷载的组合弯距引起的壳体轴向应力是决定吸收塔壳体厚度最终取值的主要因素,也就是说,相同总体尺寸的吸收塔,安装在不同的地区,由于外部地震烈度和风压等级的不同,其厚度可能会有显著差别。目前,按本文所述方法计算、设计的白马电厂脱硫吸收塔已经于2007-12-28通过168h运行验收,实际运行表明该设计是可行的。由于吸收塔烟道进、出口开孔已经超出了常规计算范围,该部分的计算需要应用结构应力分析软件,本文的计算为进、出口结构应力分析计算提供了数据基础。参考文献:[1]王祖培.火电厂烟气湿法脱硫装置吸收塔的设计[J].煤化工,2002,102(5):44-48.[2]任涛,陈务军,张丽梅,等.可门电厂烟气脱硫吸收塔结构设计分析[J].工业建筑,2006,(增刊):557-561.[3]周卫国,何蛟云,蔡光煌,等.数值计算在脱硫吸收塔结构设计中的应用[J].工业建筑,2006,(增刊):508-511.[4]李明惠,时文忠,刘德宏,等.大直径薄壁大开孔塔结构的有限元分析[J].压力容器,2005,22(2):14-17.[5]化工设备设计全书编委会.化工设备设计全书塔设备设计[M].北京:化学工业出版社,2004.[6]JB/T4735-1997,钢制焊接常压容器[S].[7]JB/T4710-2005,钢制塔式容器[S].[8]GB50009-2006,建筑结构荷载规范[S].[9]GB50011-2001,建筑抗震设计规范[S].[10]SH3048-1999,石油化工钢制设备抗震设计规范[S].[11]GB50341-2003,立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范[S].[12]GB50017-2003,钢结构设计规范[S].[13]贺匡国.化工容器及设备简明设计手册[M].北京:化学工业出版社,1994.[14]包钢设计院.钢结构设计与计算[M].北京:机械工业出版社,2004.[15]陈绍蕃.钢结构[M].北京:中国建筑工业出版社,1992.