大氣污染控制工程課程設計

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1、湖南大學 環(huán)境科學與工程學院 大氣污染控制工程 課程設計 設計課題：車間除塵系統(tǒng)設計 指導老師：翟云波、李彩亭 專業(yè)班級：2005級環(huán)境工程2班 學生姓名： 學號：20050310221 目錄 一、設計目的--------------------------------------------------------1 二、設計任務--------------------------------------------------------1 三、

2、設計課題與有關數據----------------------------------------------1 1、設計題目---------------------------------------------------------1 2、課題已知條件------------------------------------------------------1 四、設計內容--------------------------------------------------------3 1、集氣罩的設計--------------------------------------

3、----------------3 2、管道的初步計算及壓損的確定----------------------------------------4 3、選擇風機及電機----------------------------------------------------7 4大門及窗戶的設計--------------------------------------------------8 五、主要參考資料----------------------------------------------------8 一、設計目的

4、 課程設計的目的在于進一步鞏固和加深課程理論知識，并能結合實踐，學以致用。 本設計為車間除塵系統(tǒng)的設計，能使學生得到一次綜合訓練，特別是： 1、 工程設計的基本方法、步驟，技術資料的查找與應用； 2、 基本計算方法和繪圖能力的訓練； 3、 綜合運用本課程及其有關課程的理論知識解決工程中的實際問題； 4、 熟悉、貫徹國家環(huán)境保護法規(guī)及其它有關政策。 二、設計任務 1、 設計說明書和計算書各一份 2、 平面布置圖一份； 3、 立面布置圖一份； 4、 軸側圖一份。 三、設計課題與有關數據 1、 設計題目：車間除塵系統(tǒng)設計； 2、 課題已知條件；

5、 （1） 車間面積與兩臺產生污染設備的位置（見圖1）。此圖僅給出方柱及污染源相對位置，門、窗位置及墻厚由設計定； （2） 產生污染源設備的情況 污染源：立方體 長寬高=12006001000 操作條件：20℃ 101.3KPa 污染源產生輕礦物粉塵，以輕微速度發(fā)散到尚屬平靜的空氣中。 （3） 在該污染設備的頂部設計兩個傘形集氣罩，罩口邊須距離污染源上平面H=600mm時才操作正常。 （4） 管道和集氣罩均用鋼板制作 鋼管相對粗糙度 K=0.15 排氣筒口離地面高度12m (5) 所用除塵器 LD14型布袋除塵器, 該除塵器阻力為980Pa； 所用除

6、塵草圖見附圖。 （也可另選其它除塵器） (6) 有關尺寸 墻厚 240mm 方塊柱 300300 車間大門 可取 20102010 30103010 25502410 40104010 窗臺到地面距離: 民 房 900～700mm 工業(yè)用房 1.0～2.0 m 倉 庫 1.5～2.0 m 四、

7、設計內容 1、 集氣罩的設計； 由題設條件可知，本設計適宜采用外部集氣罩中的冷過程上部集氣罩。對于外部集氣罩排風量的確定多采用控制速度法。 ①控制點控制速度Vx的確定 本設計中，污染源產生輕礦物粉塵，從輕微速度發(fā)散到上述平靜的空氣中，所以污染源的控制速度按《大氣污染控制工程》中表13-2可得，取0.5~1.0m/s之間。本設計選用vx=0.6m/s。 ②集氣罩排風量、尺寸的確定； 由于氣體只能從側面流入罩內，為避免橫向氣流干擾，要求H盡可能≤0.3L，由于題設中已給出H=0.6m，因此，L≥2m，取L=2m。 為提高集氣罩的控制效果，減少無效氣流的吸入，罩口加設法蘭邊。上

8、 部集氣罩的 吸氣流易受橫向氣流的影響，所以靠墻布置，在罩口四周加設活動擋板。由于墻厚240mm，污染源中心距離墻中心630mm，因此污染源距墻邊B=630-240/2=510mm，由此可知集氣罩寬2B=1020mm=1.02m。為保證罩口吸氣速度均勻，集氣罩的擴張角α不應大于60，本設計中取α為60。 則其排風量按下式計算： Q=KPHvx= 式中：P----罩口敞開面周長，m; H----罩口至污染源距離，m vx-----控制速度，m/s; K----考慮沿高度速度分布不均勻的安全系數，通常取K=1.4 2、 管道的初步設計及壓損的

9、確定； ① 設計管道的布置位置 ② 對各管段進行編號，注上管段的流量與長度。 ③ 按最大壓損原則選擇計算環(huán)路，本設計由管段1開始計算。 ④ 本設計中，污染物為輕礦粉，查《大氣污染控制工程》表14-2，得水平管內最低流速為14m/s。 ⑤ 計算管徑和壓力損失 管段1 ：據，查《全國通用通風管道設計計算表》選用 =530mm，λ/d=0.0308，實際流速 ，動壓為 則摩擦壓力損失為 各管件局部壓力損失系數（查手冊）為： 集氣罩1，ξ=0.11；90彎頭（R/d=1.5）,ξ=0.18;30直流三通，ξ=0.020 ∑ξ=0.11+0.18+0.02

10、=0.31 則局部壓損： 管段2：據，查《全國通用通風管道設計計算表》選用 =530mm，λ/d=0.0308，實際流速 ，動壓為 則摩擦壓力損失為 各管件局部壓力損失系數（查手冊）為： 集氣罩2，ξ=0.11；90彎頭（R/d=1.5）,ξ=0.23;30合流三通旁支管，ξ=0.21 ∑ξ=0.11+0.23+0.21=0.55 則局部壓損： 管段3：，，查表，=700mm，λ/d=0.0217，實際流速，動壓為153.8Pa 則摩擦壓力損失為 局部壓力損失為合流三通對應總管動壓的壓力損失，其局部壓損系數ξ=0.11，除塵器壓力損失為980Pa。則局部

11、壓力損失。 管段4：氣體流量同管段3，，，查表，=700mm，λ/d=0.0217，實際流速，動壓為153.8Pa 則摩擦壓力損失為 該管段有90彎頭（R/d=1.5）兩個，由手冊查得ξ=0.18 則局部壓損： 管段5：氣體流量同管段4，，，查表，=700mm，λ/d=0.0217，實際流速，動壓為153.8Pa 則摩擦壓力損失為 該管段局部壓損主要包括風機進出口級排風口傘形風帽的壓力損失，若風機入口變徑管壓力損失忽略不計，風機出口ξ=0.1，不設風帽，出口損失ξ=1.0。 則總損失∑ξ=0.1+1.0=1.1 則局部壓力損失。 ⑥ 并聯(lián)管路壓力平衡：

12、 ，故節(jié)點壓力平衡。 ⑦ 除塵系統(tǒng)總壓損失： 73.04+8.73+996.92+33.37+55.37+36.71+169.181373.32 管段編號 流量Q 管長l/m 管徑d /mm 流速 m/s λ/d m-1 動壓 /Pa 摩擦壓損 /Pa 局部壓損系數∑ξ 局部壓損 /Pa 管段總壓損 /Pa ① 10959 8.86 530 14.0 0.0308 117.8 32.15 0.31 36.52 68.67 ② 10959

13、2.275 530 14.0 0.0308 117.8 8.25 0.55 64.79 73.04 ③ 21918 2.615 700 16.0 0.0217 153.8 8.73 0.11 996.92 1005.65 ④ 21918 13.6 700 16.0 0.0217 153.8 45.39 0.36 83.05 128.44 ⑤ 21918 8.086 700 16.0 0.0217 153.8 26.99 1.1 169.18 196.17 3、選擇風機和電機： A 選擇通風機的計算風量

14、：） =24110 B選擇風機的計算風壓：= = 其中：Q-----管道計算總風量， -----管道計算總壓損，Pa ------考慮系統(tǒng)漏風所附加的安全系數，除塵管道取0.1~0.15 -------考慮管道計算誤差及系統(tǒng)漏風等因素所采用的安全系數，除塵管道取0.15~0.2 根據上述風量和風壓，查《除塵設備》風機樣本上選擇，排塵離心通風 機4-72型，機號8，轉動方式C，轉速1600r/min，全壓2472-18

15、44Pa，風量 17920-31000 配套電動機為Y180M-2,22kW。 復核電動機功率：=。 4、大門及窗戶的設計 本設計中，大門和窗戶的位置選擇要充分考慮氣流對煙塵流動方向的影響，以確保除沉效果的穩(wěn)定及有效。因此大門和窗戶應設在離污染物排放口較遠的地方，盡量減少對流空氣對污染物擴散方向的影響。但同時也要綜合考慮室內的通風狀況良好，選擇設置窗戶的個數、尺寸及位置。在本設計中，將大門設置在平面圖靠下位置處，尺寸選擇20102010mm。窗戶共設9個，以保證通風效果。位置見平面圖。 五、主要參考資料 1、郝吉明，馬廣大主編，大氣污染控制工程（第二版）。高等教育出版社。 2、周興求. 環(huán)保設備設計手冊-大氣污染控制工程。北京：化學工業(yè)出版社。 3、金國淼. 除塵社備。北京：化學工業(yè)出版社。 4、孫頤. 袋式除塵技術與應用。機械工業(yè)出版社。 5、魏先勛，馬菊元，陳信常等。環(huán)境工程設計手冊。長沙：湖南科學技術出版社，2002