布袋除尘器-设计说明书

课程设计任务书 课程名称 大气污染控制工程 题 目 车间布袋除尘系统设计 学 院 环化学院 系 环境工程系 专业班级 环工 121 班 学 号 5802112002 学生姓名 杨 强 起讫日期 2015 06 29 2015 07 03 指导教师 李丹 职称 学院审核 签名 审核日期 目录 一 概述 2 1 大气污染的概念 2 2 大气污染的分类 2 3 大气污染的危害 2 4 治理大气污染的必要性 3 5 除尘的必要性 3 二 课程设计题目描述和要求 4 1 设计目的 4 2 设计任务 4 3 设计课题与有关数据 5 4 局部排气通风系统的组成 6 5 管道设计的原则 6 三 袋式除尘器除尘方式的选取与布置 7 1 袋式除尘器的原理 7 2 袋式除尘器的优点 8 3 袋式除尘器的缺点 9 4 袋式除尘器方案设计 9 4 1 进气方式的确定 9 4 2 进气过滤方式的确定 10 4 3 滤料的确定 10 四 集气罩的设计 10 1 控制点控制速度 Vx 的确定 10 2 集气罩排风量 尺寸的确定 11 3 集气罩设计小结 12 五 袋式除尘器设计计算 12 1 过滤面积的确定 12 2 滤袋的排列和平面布置的确定 12 2 1 滤袋长度的确定 12 2 2 滤袋的排列与间距 12 3 清灰装置的确定及计算 13 4 灰斗高度的确定 15 5 袋式除尘器压力损失的计算 15 六 管道设计及风机选择 16 1 管道的初步设计及压损的确定 16 2 选择风机和电机 21 七 主要参考资料 22 设计说明书 一 概述 1 大气污染的概念 大气的标准状态是指 摄氏温度 0 C 大气压力 101 325kPa 标准大气中 主要含氮气 体积分数 78 和氧气 体积分数 21 还含有少量的二氧化碳 和其他气体 由于自然界变化或人类活动生产过程产生的对人类及人类生存环 境产生污染的物质进入大气 如粉尘 硫化物 氮氧化物 有机物等 呈现 出足够的浓度 达到了足够的时间 并因此而危害了人体的舒适 健康和福利 或危害了环境 这种现象就叫做大气污染 2 大气污染的分类 按照大气污染的范围来分 大致可分为四类 局部地区污染 指局限于 小范围的大气污染 如受到某些烟囱排气的直接影响 地区性污染 是涉及 一个地区的大气污染 如工业区及其附近地区或整个城市的大气受到污染 广域污染 是涉及比一个地区或大城市更广泛地区的大气污染 全球性污染 是涉及全球范围 或国际性 的大气污染 3 大气污染的危害 悬浮颗粒物 悬浮颗粒物根据粒径的大小可以分为 TSP PM 10 PM 2 5 可 吸入颗粒物随人们呼吸空气而进入人体 以碰撞 扩散 沉积等方式滞留在呼 吸道不同的部位 1 TSP 即总悬浮微粒 又称总悬浮颗粒物 指用标准大容量颗粒采集器 在滤膜上收集到的颗粒物的总质量 2 PM 10 通常把粒径在 10 微米以下的颗粒物称为 PM10 又称为可吸入颗 粒物或飘尘 颗粒物的直径越小 进入呼吸道的部位越深 10 微米直径的颗粒 物通常沉积在上呼吸道 5 微米直径的可进入呼吸道的深部 2 微米以下的可 100 深入到细支气管和肺泡 3 PM 2 5 细颗粒物又称细粒 细颗粒 PM2 5 细颗粒物指环境空气中空 气动力学当量直径小于等于 2 5 微米的颗粒物 它能较长时间悬浮于空气中 其在空气中含量浓度越高 就代表空气污染越严重 虽然 PM2 5 只是地球大气 成分中含量很少的组分 但它对空气质量和能见度等有重要的影响 与较粗的 大气颗粒物相比 PM2 5 粒径小 面积大 活性强 易附带有毒 有害物质 例如 重金属 微生物等 且在大气中的停留时间长 输送距离远 因而 对人体健康和大气环境质量的影响更大 4 治理大气污染的必要性 大气污染带来的危害是非常严重的 近的说来 大气中的各种污染物 例 如 二氧化硫 碳氢化物等 会对人体造成危害 近年来因为大气污染造成的 疾病不胜枚数 大气污染主要引起慢性支气管炎 支气管哮喘 肺气肿及肺癌 等疾病 大气污染物的某些污染物 如二氧化硫 氟氯烃等 会引起硫酸烟雾 温 室效应等 硫酸烟雾可以腐蚀建筑 公共设施等 减短其使用时间 无疑增加 了财政负担 温室效应是海平面上升 全球气温上升 对植物灯的生存形成了 威胁 大气污染的治理已经刻不容缓 一个良好打空气条件 对人 动物 植物 的生存都是有重要意义 加强大气环境质量管理 保护和改善我们的生活环境 迫在 眉睫 现应把污染降低到最低限度 以实现经济 社会 环境的可持续发展 5 除尘的必要性 灰尘是人类健康的大敌 所以人们特别讨厌它 灰尘带着许多细菌病毒和 虫卵到处飞扬 传播疾病 对于向我国这样的发展中国家而言 有些人不惜以 牺牲环境为代价来换取经济利益 所以工业粉尘几乎成了不可避免的问题 工 业粉尘 纤尘能使工人患上各种难以治愈的职业病 过多的灰尘还会造成环境 污染 影响人们的正常生活和工作 诱发人类的呼吸道疾病 粉尘对健康的影响 1 全身作用 长期吸入较高浓度粉尘可引起肺部弥漫性 进行性纤维化为 主的全身疾病 尘肺 如吸入铅 铜 锌锰等毒性粉尘 可在支气管壁上溶解而 被吸收 由血液带到全身各部位 引起全身性中毒 铅中毒是慢性的 但中毒 者如果发烧 或者吃了某些药物和喝了过量的酒 也会引起中毒的急性发作 过 量吸入铜的烟尘可能导致溶血性贫血 锌在燃烧时产生氧化锌烟尘 人吸入后产 生一种类似疟疾的 金属烟雾热 疾病 长期吸入锰及其氧化物粉尘或烟雾 对 中枢神经系统 呼吸系统及消化系统发生不良作用 2 局部作用 接触或吸入粉尘 首先对皮肤 角膜 粘膜等产生局部的刺 激作用 并产生一系列的病变 如粉尘作用于呼吸道 早期可引起鼻腔粘膜机 能亢进 毛细血管扩张 久之便形成肥大性鼻炎 最后由于粘膜营养供应不足 而形成萎缩性鼻炎 还可形成咽炎 喉炎 气管及支气管炎 作用于皮肤 可 形成粉刺 毛囊炎 脓皮病 如铅尘浸入皮肤 会出现一些小红点 称为 铅 疹 等 3 致癌作用 接触如镍 铬 铬酸盐的粉尘 可以引起肺癌 接触放射性 矿物粉尘 容易生成肺癌 石棉粉尘可引起皮癌 4 感染作用 有些有机粉尘如破烂布屑 兽皮 谷物等粉尘常附有病原菌 如丝菌 放射菌属等 随粉尘兹人肺内 可引起肺霉菌病等 5 对肺部的作用 由于长期吸入生产性粉尘而产生的尘肺病 是一种常见 的危害性较大的职业病 做好除尘工的保护措施是必要的 但是这不是最根本的方法因为其本身局 限性和劳动性质的限制 并不能最好的解决问题 所以其根本是做好工作环境 的环保工作 可以安装除尘设备 除尘系统是现阶段相对完善的环保措施 有 效的减少粉尘的排放 从而改善生活环境及工作环境 提高人生活的环境状况 和工人的劳动积极性 二 课程设计题目描述和要求 1 设计目的 课程设计的目的在于进一步巩固和加深课程理论知识 并能结合实践 学 以致用 本设计为车间除尘系统的设计 能使学生得到一次综合训练 特别是 1 工程设计的基本方法 步骤 技术资料的查找与应用 2 基本计算方法和绘图能力的训练 3 综合运用本课程及其有关课程的理论知识解决工程中的实际问题 4 熟悉 贯彻国家环境保护法规及其它有关政策 2 设计任务 1 设计说明书和计算书各一份 2 立面布置图一份 3 布袋除尘器三视图 3 设计课题与有关数据 1 设计题目 车间除尘系统设计 2 课题已知条件 1 车间面积与两台产生污染设备的位置 见图 1 2 产生污染源设备的情况 污染源 立方体 长 宽 高 1200 600 1000 操作条件 20 101 3KPa 污染源产生轻矿物粉尘 以轻微速度发散到尚属平静的空气中 3 在该污染设备的顶部设计两个伞形集气罩 罩口边须距离污染源 上平面 H 600mm 时才操作正常 4 管道和集气罩均用钢板制作 钢管相对粗糙度 K 0 15 排气筒口离地面高度 12m 4 局部排气通风系统的组成 局部排气通风基本原理是通过控制局部气流 使局部工作范围不受有害物的污染 并且造 成符合要求的空气环境 典型的局部排气通风系统如图 2 所示 通常由下述几个部分组成 5 管道设计的原则 根据 蒋文举 大气污染控制工程 管道设计主要遵循以下原则 1 管道系统布置应从总体布局考虑 统一规划 合理布局 力求简单 含尘气体 集气罩 除尘器 风机 排入大气 紧 凑 安装 操作 维修方便 尽可能缩短管线长度 减少占地空间 适用 美观 节省投资 2 管道应尽量集中成列 平行敷设 并应尽量沿墙或柱子敷设 管径大 的 或保温管道应设在靠墙侧 3 管道与梁 柱 墙 设备及管道之间应有一定的距离 以满足施工 运 行 检修和热胀冷缩的要求 一般不小于 100 200mm 4 管道应尽量避免遮挡室内采光和妨碍门窗启闭 应不妨碍设备 管件 阀门和人孔的操作和检修 应不妨碍起重机的工作 5 管道通过人行道时 与地面净距应不小于 2m 6 除尘管道力求顺直 保证气流畅通 分支管与水平管或倾斜主干管连接 时 应从上部或侧面接入 三通管的夹角一般不大于 30 7 进行管道压力损失计算时 管段长度一般按两管件中心线之间的距离计 算 不扣除管件 如三通 弯头 本身的长度 8 对并联管道进行阻力平衡计算 除尘系统小于 10 否则进行管径调整 三 袋式除尘器除尘方式的选取与布置 1 袋式除尘器的原理 袋式除尘器是利用多孔的袋装过滤元件从含 尘气体中捕集粉尘的一种除尘设备 主要由过滤 装置和清灰装置两个部分组成 前者的作用是捕 集粉尘 后者则用以定期清除滤袋上的积尘 保 持除尘器的处理能力 通常还设有清灰控制装置 是除尘器按一定的时间间隔和程序清灰 通常认为袋式除尘器对尘粒的捕集分离包括 两个过程 1 过滤材料对尘粒的捕集 这一过程中包 括观星碰撞效应 截留效应 扩散效应 静电效应 筛滤效应 重力沉降效应 一般粒径较大的粉尘主要依靠碰撞效应捕集 当含尘气流接近滤料的纤维 时 秋柳流线围绕捕集纤维迅速拐弯 其中较大的例子由于惯性力的作用 偏 离了流线 继续沿着原来的运动方向前进 同捕集纤维发生碰撞而被捕集 惯 性碰撞是过滤除尘的主要机制之一 而尘粒能否同捕集纤维发生碰撞主要取决 于运动粒子所具有的惯性力的大小 为了提高惯性碰撞效应 可以适当提高通 过滤料的气流流速 对于具有一定尺寸直径的尘粒 质量可以忽略的尘粒 如果所依据的流线 把他们带到距捕集纤维表面 d 2 以内的距离就会被捕集 在气流中对于粒径小于 1 m 的尘粒由于气体分子的运动撞击 使其产生布 朗悦动 这种尘粒无规则的运动 吃了可能产生尘粒之间的凝集外 还有向低 浓度区扩散的趋势 由于捕集纤维表面的浓度较低 所以小尘粒向着纤维表面 扩散 并与纤维碰撞而被捕集 当过滤速度较高时 扩散效应就会下降 有许多人造纤维编织的滤料 当 气流穿过时 由于摩擦产生静电现象 同 时有许多粉尘在输送过程中也会由于摩擦或其他几只使其带有电荷 这样就可 能在滤料和尘粒之间形成一个电位差 当尘粒随着气流趋向滤料时 由于库仑 力作用 促使粉尘和滤料纤维碰撞并增强滤料对粉尘的吸附力而被捕集 从而 提高过滤效率 当尘粒的粒径大于滤料孔隙时 尘粒即被滤料孔隙筛滤下来 因此筛滤效 应能捕集粒径大于孔隙的粉尘 当粉尘沉集在铝料表面上而使滤料孔隙变小时 粒径较小的颗粒也不能从孔隙通过从而被捕集 随着粉尘层的形成和加厚 筛 滤捕集效率会显著提高 对于粒径大 密度大的尘粒 在重力作用下可以自然沉降到滤料上 这种 作用称为重力沉降效应 2 粉尘层对尘粒的捕集 如前所述 过滤操作一定时间后 由于粘附等作用 尘粒在滤料网孔间产 生架桥现象 使气流通过滤料的孔径变得 很小 从而使滤料网孔及其表面迅速截留 粉尘形成粉尘层 当清灰后依然残留一定 厚度的粉尘 成为粉尘初层 由于粉尘初 层中粉尘粒径通常都比纤维小 因此筛滤 惯性 截留和扩散等作用都有所增加 使 除尘效率显著提高 由此可见 袋式除尘 器的高效率 粉尘初层起着比滤料本身更 为重要的作用 一般合成纤维布的网孔为 20 50 m 如为起毛的则为 5 10 m 用这样的滤料 只要设计得 当 就是 0 1 m 的尘粒也能获得将 近 100 的除尘效率 当滤袋表面积附的粉尘层厚到一 定程度时 需要对滤袋进行清灰 以 保证滤袋持续工作所需的透气性 袋 式除尘器正是在这种不断滤尘而又不 断清灰的交替过程中进行工作的 2 袋式除尘器的优点 1 袋式除尘器对净化含萎靡获亚 微米数量级的粉尘例子的除尘效率较高 一一般可达 99 甚至可达 99 99 以上 2 这种除尘器可以捕集多种干性粉尘 特别是对于高比电阻粉尘 采用袋 式除尘器净化要比用电除尘器净化效率高很多 3 含尘气体浓度在相当大的范围内变化对袋式除尘器的除尘效率和阻力影 响不大 4 袋式除尘器可设计制造出适应不通气量的含尘气体要求 除尘器的处理 烟气量可以每小时几立方米到几百万立方米 5 袋式除尘器可以做成小型的 安装在散尘设备上或散尘设备附近 也可 安装在车上做成移动方式袋式过滤器 这种小巧 灵活的袋式除尘器特别适用 于分散尘源的除尘 6 袋式除尘运行稳定可靠 没有污泥处理和腐蚀等问题 操作和维护简单 3 袋式除尘器的缺点 1 袋式除尘器的应用主要受滤料的耐温和耐腐蚀性能所影响 目前 通常 应用的滤料可耐 250 C 左右 如采用特别滤料处理高温含尘烟气 将会增大投 资费用 2 不适于净化含粘结和吸湿性强的粉尘气体 用布袋式除尘器净化烟尘时 的温度不能低于露点温度 否则将会产生结露 堵塞布袋滤料的空隙 3 据概略的统计 用布袋除尘器净化大于 17000m3 h 的含尘烟气量所需的 投资费用要比电除尘器高 而用其净化小于 17000m3 h 的含尘烟气量时 投资 费用比电除尘器省 4 对于不同类型气体 应选用相应类型的布袋 且需要经常更换布袋 布 袋消耗量较大 5 阻力较大 一般压力损失为 1000 1500Pa 6 收集湿度高的含尘气体时 应采取保湿措施 以免因结露而造成 糊袋 因此布袋除尘气对气体的湿度有一定的要求 7 某些类型的袋式除尘器工人工作条件差 检查和更换滤袋时 需要进入 箱体 4 袋式除尘器方案设计 4 1 进气方式的确定 下进气方式即含尘气流从箱体下部或者灰斗部分进入 由于气流突然扩散 流速骤然降低 一部分颗粒较大的灰尘受重力作用降落到灰斗内 之后 气流 再经过导流板分布导向过滤元件 又有一部分大颗粒的粉尘直接沉降 因此减 少了对滤袋的磨损 减少了粉尘颗粒在滤袋上的沉积 延长了清灰的时间间隔 但当采用反吹风清灰方式时 被清灰的颗粒物的沉降方向与清灰气流的方向相 反 这不但阻碍了烟尘的沉降 而且在反吹时将会产生 二次扬尘 影响清 灰的效果 特别是在采用长布袋时 这种现象更为明显 当然 下进风方式结 构相对简单 造价也较低 是一种被经常采用的方式 上进气方式即含尘烟气从滤袋上方进入 下部排出的称为上进风方式 上 进风袋式除尘器中 含尘烟气中粉尘的沉降方向与烟气的运动方向相同 因而 在向下流动的过程中 无论尘粒的粒度如何 均有不被滤袋捕捉而落入灰斗的 几率 上进风袋式除尘器在处理含超细粉尘较多的气溶胶 3 m 时效果较好 并且设备的阻力较小 但是除尘器一般要设置多块花板 机构复杂 且不易调 节滤袋张力 在灰斗中有停滞空气 容易积灰 由此会有水气发生凝结现象的 可能性 而且清灰不方便 本设计采用下进气方式 4 2 进气过滤方式的确定 内滤式布袋除尘器 含尘烟气由滤袋内侧向外侧过滤 烟气中的尘粒在滤 袋内表面被捕集 这种过滤方式称为内滤式 采用内滤式的除尘装置 滤袋外 侧为净化后的干净气体 因此对用于常温和无毒烟尘的净化时 检修工人可以 在不停风情况下 进入袋滤室内进行维修 从而改善工人的劳动卫生条件 对 含放射性粉尘的净化 一般多采用内滤式 外滤式布袋除尘器 含尘烟气由滤袋外部向内通过 烟气中的尘粒在滤袋 外表面被捕集 这种过滤方式称为外滤式 外滤式除尘器的滤袋内部必须设置 支撑笼骨 以防止过滤时将滤袋吸瘪 但反吹清灰时由于滤袋的胀 瘪动作频 繁 滤袋与笼骨之间易出现磨损 从而增加了更换滤袋和维修的工作量 本设计选用外滤式布袋除尘器 4 3 滤料的确定 由于粉尘的粘度较大 采用经过硅酮树脂处理的玻璃纤维滤料 斜纹 它具有过滤 性能好 阻力低 化学稳定性好 价格便宜以及具有较好的耐磨性 疏水性和柔软性 还 可使其表面光滑易于清灰等优点 清洁滤料的压损系数 1 5 107 四 集气罩的设计 由题设条件可知 本设计适宜采用外部集气罩中的冷过程上部集气罩 对于外部集气罩排风量的确定多采用控制速度法 1 控制点控制速度 Vx 的确定 本设计中 污染源产生轻矿物粉尘 从轻微速度发散到上述平静的空 气中 所以污染源的控制速度按 大气污染控制工程 中表 13 2 可得 表 13 2 外部集气罩污染源控制速度 污染物的产生状况 举例 控制速度 m s 以轻微速度放散到相当平静的空 气中 某些化学槽的液面蒸发 如去油 槽等 0 25 0 5 以轻微速度放散到尚属平静的空 低速输料机 如检选胶带机 粉 0 5 1 0 气中 料装袋摩擦压砖机压砖喷漆箱 焊接台 电镀槽 等 以相当大的速度放散出 来 或放 散到空气运动迅速的区域 破碎机 高速胶带运输的转运点 物料混合 粉料装卸等 1 0 2 5 以高速放散出来 或放散到空气 运动迅速的区域 磨床 砂轮机 磨砖 切砖机 喷砂 喷漆等 2 5 10 取 0 5 1 0m s 之间 本设计选用 vx 0 6m s 2 集气罩排风量 尺寸的确定 已知集气罩罩口边须距离污染源上平面 H 600mm 时才操作正常 则取 H 0 6m 集气罩外沿比污染源外沿大 0 4H 既 240mm 则集气罩的尺寸为 1680 1080 则其排风量按下式计算 Q KPHvx hms 108 78 260 8 16 24 1 33 式中 P 罩口敞开面周长 m H 罩口至污染源距离 m vx 控制速度 m s K 考虑沿高度速度分布不均匀的安全系数 通常取 K 1 4 由于两个污染源完全相同 则集气罩计算相同 总排风量 Qz Qz 2Q 2 10008 20016 m3 h 集气罩高度确定 伞形罩的开口角度 宜小于或者等于 60 本设计中伞形罩的开口取 45 则集气罩高度为 H a 2 tan45 1680 2 tan45 840mm 为提高集气罩的控制效果 减少无效气流的吸入 罩口加设法兰边 法兰边宽 150 200mm 本设计取 160mm 则集气罩总高为 h H 160 840 160 1000mm 3 集气罩设计小结 由以上设计计算 集气罩相关参数如下 长 L 1680mm 宽 B 1080mm 高 h 1000mm 扩张角 45 排风量 Qz 20016m3 h 五 袋式除尘器设计计算 1 过滤面积的确定 脉冲清灰的过滤速度 f范围为 2 4m min 本设计采用 2m min 28 160mVQA 2 滤袋的排列和平面布置的确定 2 1 滤袋长度的确定 考虑到滤袋长度对除尘效率和压损的影响 滤袋过长增加除尘器高度 检 修不方便 实践证明 滤袋长度较大时 当除尘器停止运行后 滤袋容易自行 收缩 从而提高了滤袋自行清灰的能力 综合考虑 选取滤袋长度为 4m 2 2 滤袋的排列与间距 滤袋的排列选取正方形排列 滤袋直径选取 210mm 间距选取 260mm 所以滤袋数 取 64 个 个2 6341 08 DLAn 滤袋个数按 64 个布置 分为 4 个滤室 每个滤室按 4 4 排列 每组制件 留有 400mm 宽的检修人行道 边排滤袋和壳体也留有 200mm 宽的人行道 见图 3 清灰装置的确定及计算 清灰装置选为脉冲袋式除尘器 脉冲袋式除尘器是一种周期性地向滤袋内 获滤袋外喷吹压缩空气来达到清除滤袋积尘的除尘装置 具有除尘效率高 处 理能力大等优点 是一种新型高效除尘器 其压力损失约为 1200 1500Pa 且 由于没有运动部件振打清灰 滤袋损伤较小 使用寿命长 运行安全可靠 因 而应用广泛 但需要高压气源作清灰动力 功率消耗较大 对高浓度 湿含量 较大的含尘气体的净化效率较低 脉冲清灰布袋除尘器示意图 脉冲袋式除尘器的过滤清灰周期如图 1 3 21 所示 a 为过滤初期 滤 袋表面粘附的粉尘较少 b 为过滤末期 滤袋表面粘附着一层较厚的粉尘 含尘气体有外向里通过滤袋 由于有钢丝框架支撑 滤袋呈多角形 c 为喷 吹清灰状态 气体由里向外反吹 将滤袋表面黏附的粉尘吹落 此时滤袋呈圆 形 本设计采用脉冲清灰的喷吹压力为 0 3MPa 喷吹时间 0 5s 时间间隔为 30s 每组 周期为 120s 本设计取每平方的滤袋清灰需要 15L 的空气量 则每个滤袋需要约 40L 空 气 每组需要 640L 气包气量的设计计算 Q Q1 AV tp 60 640 30 60 1280L 1 28m3 式中 tp 脉冲的时间间隔 Q1 每个脉冲和阀门的空气消耗 AV 同时开启的阀门数目 4 灰斗高度的确定 灰斗的上表面长宽为 2780 2780mm 下表面长宽为 300 300mm 灰斗的倾 斜角设定为 60 灰斗的高度 H 2147 74mm 5 袋式除尘器压力损失的计算 cdPP 0 式中 袋式除尘器压力损失 Pa 0 清洁滤料的压损 Pa d 粉尘层的压损 Pa cP 除尘器外壳结构的压损 在正常过滤风速下 一般为 300 500Pa 取 500Pafdvam 00f 式中 0 清洁滤料的压损系数 m 1 含尘气体的黏度 Pa s vf 过滤速度 m s a 粉尘层的平均比阻力 m kg m 堆积粉尘负荷 单位面积的尘量 kg m 2 普通运行的堆积粉尘负荷范围为 0 2 2 0kg m2 取 0 2kg m2 3d 1 80a P 式中 粉尘层的平均孔隙率 对于一般的表面过滤方式 取 0 8 0 95 取 0 9 粉尘的真密度 kg m 3 取 2000kg m3 Pd 粉尘的平均粒径 m 则此布袋除尘器的压损为 512 Pa 六 管道设计及风机选择 1 管道的初步设计及压损的确定 对各管段进行编号 注上管段的流量与长度 按最大压损原则选择计算环路 本设计由管段 1 开始计算 本设计中 污染物为轻矿粉 查 大气污染控制工程 表 13 4 得水平 管内最低流速为 14m s 垂直管为 12m s 管径及管内流速计算 管段 1 据 14 1083smVhQ 由 502 8mm V4dQ 14 36018 则有 d1 500mm d 0 0329 核算实际速度 v 1 4Q d 12 14 2m s 管段 2 污染源和管段 1 相同 选用 500mm 实际流速 smv 42 管段 3 hQ06321 711mm 取 700mm V4d4 核算实际速度 V 3 4Q d 22 14 45m s 管段 4 气体流量同管段 3 则hmQ 016334 700mm 核算实际流速 sv 5 管段 5 气体流量同管段 4 查表 234 700mm 实际流速 smv 15 三通的设计 由 可知 D1 D2 500mm D 700mm 三通下支管连接一 60 弯头 R d 1 5 取 M 为 2000mm L 2500mm 则 H 1899 52mm 管段 2 竖直部分高度为 1350 48mm 各管段压力损失计算 管段 1 有 d1 500mm d 0 0329 实际速度 v 1 14 2m s 则动压为 Pa48 20 沿程损失计算应为两管件中心线之间的距离计算 不扣除各管件 如三通 弯头 本身的长度 则第一段长为竖直管长 I1 3m 集气罩 顶到水平管中心线 与水平管长 I2 6m 之和 则管道 的沿程阻力损失为 P L1 I1 12 0 0329 120 48 3 6 35 67pa 21vd 局部压力损失系数 查手册 为 集气罩 1 0 11 90 弯头 R d 1 5 二中节二端节 0 25 0 11 0 23 0 34 则局部压损 PavPm 96 408 123 0 211 管段 2 污染源和管段 1 相同 有 500mm 实际流速 动压为sv 2 4av48 120 则摩擦压力损失为 L2 0 0329 120 48 3 11 89pa2LP 1d 各管件局部压力损失系数 查手册 为 集气罩 2 0 11 60 弯头 R d 1 5 0 18 30 合流三通旁支管 0 21 0 11 0 18 0 21 0 5 则局部压损 PavPm24 608 15 022 管段 3 有 d3 700mm d 0 0219 实际速度 V 3 14 45m s 则动压为 Pa76 124 则摩擦压力损失为 PavdlL 59 2476 1029 233 局部压力损失为合流三通对应总管动压的压力损失 其局部压损系数 0 11 除尘器压力损失为 512Pa 则局部压力损失 PavPm 72 5176 241 0523 管段 4 有 d3 700mm d 0 0219 实际速度 V 3 14 45m s 则动压为 124 76Pa 则摩擦压力损失为 PavdlPL 13 976 24019 724 该管段有 90 弯头 R d 1 5 两个 由手册查得 0 18 则局部压损 Pam 6 18 04 管段 5 有 d3 700mm d 0 0219 实际速度 V 3 14 45m s 动压为 124 76Pa 则摩擦压力损失为 PavdlPL 79 326 14029 25 该管段局部压损主要包括风机进出口级排风口伞形风帽的压力损失 若 风机入口变径管压力损失忽略不计 风机出口 0 1 不设风帽 出口 损失 1 0 则总损失 0 1 1 0 1 1 则局部压力损失 PaPsm24 1376 1 并联管路压力平衡 PaPmL 63 79 406 3511 12822 057 463 7 1 P 故节点压力平衡 除尘系统总压损失 930 4Pa 54321 P P 管 段 编 号 流量 Q 管长 l m 管 径 d mm 流速 m s d m 1 动压 Pa 摩擦 压损 Pa 局部 压损 系数 局部 压损 Pa 管段总压 损 Pa 10008 9 500 14 2 0 0329 120 48 35 67 0 34 40 96 76 63 10008 3 500 14 2 0 0329 120 48 11 89 0 5 60 24 72 13 20016 6 700 14 45 0 0219 124 76 16 39 0 11 525 72 542 11 20016 7 700 14 45 0 0219 124 76 24 59 0 36 44 91 69 5 20016 12 700 14 45 0 0219 124 76 32 79 1 1 137 24 170 03 2 选择风机和电机 A 选择通风机的计算风量 hmKQ 25301 0 216 1 t B 选择风机的计算风压 431KPt 其中 Q 管道计算总风量 1P 管道计算总压损 Pa 2 除尘器阻力 Pa K1 考虑系统漏风所附加的安全系数 除尘管道取 0 1 0 15 K2 考虑风管漏风所附加的安全系数 取 1 15 K3 管道系统阻力的附加系数 取 1 15 K4 附加系数 取 1 08 则 418 4 1 15 512 1 08 1072 61Pa4231 Pt 根据上述风量和风压 查 除尘设备 风机样本上选择 排尘离心通风 机 4 72 型 机号 8 转动方式 D 转速 1450r min 全压 2020 1530Pa 风量 16200 27990 配套电动机为 Y180M 4 18 5kW 复核电动机功率 216te0 3 KPQNkW61 395 07302615 所以 所选的电动机适合 七 主要参考资料 1 郝吉明 马广大主编 大气污染控制工程 第二版 高等教育出版社 2 周兴求 环保设备设计手册 大气污染控制工程 北京 化学工业出版社 3 金国淼 除尘社备 北京 化学工业出版社 4 孙颐 袋式除尘技术与应用 机械工业出版社 5 魏先勋 马菊元 陈信常等 环境工程设计手册 长沙 湖南科学技术出版 社 2002 6 张殿印 王纯主编 除尘工程设计手册 化学工业出版社