打磨車間通風(fēng)除塵旋風(fēng)除塵器系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì))

打磨車間通風(fēng)除塵旋風(fēng)除塵器系統(tǒng)設(shè)計(jì)(課程設(shè)計(jì)),打磨,車間,通風(fēng),透風(fēng),除塵,旋風(fēng),除塵器,系統(tǒng),設(shè)計(jì),課程設(shè)計(jì) 《大氣污染控制工程》課程設(shè)計(jì) 打磨車間通風(fēng)除塵旋風(fēng)除塵器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師：楊家寬教授 課設(shè)編寫者：滕鷹 班級：環(huán)工1101 學(xué)號：U201115843 華中科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 二零一四年五月 目 錄 1、 局部排氣通風(fēng)系統(tǒng)的組成...............................................................2 1.1設(shè)計(jì)任務(wù)及目的.................................................................................2 1.2設(shè)計(jì)資料.............................................................................................2 2、 局部排氣通風(fēng)系統(tǒng)的組成...............................................................3 3、 集氣罩...............................................................................................4 3.1集氣罩設(shè)計(jì)原則.................................................................................4 3.2集氣罩種類.........................................................................................4 3.3集氣罩方案選定.................................................................................4 4、 管網(wǎng)的設(shè)計(jì).......................................................................................6 4.1管網(wǎng)設(shè)計(jì)原則.....................................................................................6 4.2管段標(biāo)號并注上各管段流量和長度.................................................7 4.3選擇流速和管徑.................................................................................8 4.4壓強(qiáng)損失計(jì)算.....................................................................................8 5、 旋風(fēng)除塵器的選型..........................................................................10 5.1選型原則............................................................................................10 5.2選型步驟............................................................................................10 5.3設(shè)計(jì)計(jì)算............................................................................................11 6、 風(fēng)機(jī)的選型......................................................................................12 6.1風(fēng)量....................................................................................................12 6.2全壓....................................................................................................12 6.3通風(fēng)機(jī)的選型原則............................................................................13 7、 煙囪設(shè)計(jì)..........................................................................................13 7.1煙囪出口尺寸計(jì)算............................................................................13 7.2風(fēng)帽設(shè)計(jì)............................................................................................13 8、 經(jīng)濟(jì)衡算..........................................................................................14 8.1工程投資............................................................................................14 8.2運(yùn)行費(fèi)用............................................................................................14 9、 致謝..................................................................................................15 10、 參考文獻(xiàn)..........................................................................................15 一、局部排氣通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1、 設(shè)計(jì)任務(wù)及目的 本除塵系統(tǒng)的對象為一工廠的打磨車間，打磨車間打磨鋁件時(shí)產(chǎn)生的粉塵嚴(yán)重危害到工人的身體健康，污染周圍的環(huán)境。 根據(jù)產(chǎn)生粉塵的特性，本設(shè)計(jì)項(xiàng)目選用旋風(fēng)除塵器對打磨車間的通風(fēng)除塵系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，配上相應(yīng)的集氣排氣設(shè)備，降低環(huán)境污染和對工人身體的危害。 2、 設(shè)計(jì)資料 （1）打磨機(jī)及車間布置 本打磨車間打磨的是鋁件，共有兩種型號的打磨機(jī)：A型與B型。其中A型打磨機(jī)共8臺，外形尺寸(mm)為700×600（長×寬）；B型打磨機(jī)共6臺，外形尺寸(mm)為600×600（長×寬）。已知A型打磨機(jī)產(chǎn)塵量為8kg/h，B型打磨機(jī)產(chǎn)塵量為10kg/h。要求對A型與B型打磨機(jī)的粉塵收集分別采用不同類型的吸氣罩。打磨機(jī)工作臺距二樓地面高1.2m。 本通風(fēng)系統(tǒng)的打磨車間位于廠房的二樓，二樓地面標(biāo)高為4.0m。打磨車間的平面圖如圖1所示。 圖1 打磨車間平面布置圖 （2）本系統(tǒng)產(chǎn)生粉塵的粒徑特性 粉塵分布如表1所示。 表1 粉塵粒徑分布情況 平均粒徑d(mm) 粒級分布f(%) 累計(jì)粒級分布f′(%) 25 3 3 50 7 10 75 13 23 100 70 93 125 6 99 150 1 100 含塵空氣密度為1.204kg/m3，氣體溫度為常溫。 二、局部排氣通風(fēng)系統(tǒng)的組成 局部排氣通風(fēng)系統(tǒng)的基本原理是通過控制局部氣流，使局部工作范圍不受有害物的污染，并且造成符合要求的空氣環(huán)境，保障工人的身體健康。典型的局部排氣通風(fēng)系統(tǒng)如圖2所示，通常由下述幾個部分組成。 含塵氣體 集氣罩 除塵器 風(fēng)機(jī) 煙囪 排入大氣 圖2 1、 集氣罩 集氣罩是捕集含塵有害氣體的設(shè)備裝置。通過集氣罩口的氣流運(yùn)動，可在有害物散發(fā)地點(diǎn)直接捕集有害物而控制其在車間的擴(kuò)散，保證室內(nèi)工作區(qū)有害物濃度不超過國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。集氣罩設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮實(shí)際環(huán)境，工作場合，以與工作場合匹配為宜，從而最大程度上收集有害氣體，減少擴(kuò)散。針對不同的設(shè)備使用不同種類的集氣罩。 2、 除塵器 為了保護(hù)大氣環(huán)境或回收原材料，當(dāng)排氣中的粉塵含量超過排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，必須采用除塵器進(jìn)行處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后再排入大氣。 3、 風(fēng)機(jī) 風(fēng)機(jī)由電動機(jī)帶動，為空氣流動提供動力。為了防止風(fēng)機(jī)的磨損和腐蝕，一般把它裝置在除塵設(shè)備的后面。 4、 風(fēng)管 風(fēng)管用于連接該系統(tǒng)的各個設(shè)備，提供氣體流動的道路。風(fēng)管布置要合理，力求短、直、順。風(fēng)管布置設(shè)計(jì)的好壞關(guān)系到管內(nèi)流體的壓力損失大小，從而影響了風(fēng)機(jī)的選擇。 5、 煙囪 將經(jīng)過除塵器處理后的室內(nèi)空氣排放到大氣中，煙囪適當(dāng)?shù)奈恢煤透叨饶苡欣谖廴疚镔|(zhì)的擴(kuò)散。 6、 其它設(shè)備 其他輔助設(shè)備包括清灰除塵設(shè)備等，保障系統(tǒng)的運(yùn)行。 三、集氣罩 1、 集氣罩設(shè)計(jì)原則 （1） 改善排放粉塵有害物的工藝和工作環(huán)境，盡量減少粉塵排放及危害。 （2） 吸塵罩盡量靠近污染源并將其圍罩起來。形式有密閉型、圍罩型等。 （3） 決定吸塵罩安裝的位置和排氣方向。研究粉塵發(fā)生機(jī)理，考慮飛散方向、速度和臨界點(diǎn)，用吸塵罩口對準(zhǔn)飛散方向。 （4） 決定開口周圍的環(huán)境條件。應(yīng)在不影響操作的情況下將四周圍起來，盡量少吸入未被污染的空氣。 （5） 防止吸塵罩周圍的紊流，捕捉點(diǎn)周圍的紊流對控制風(fēng)速有影響。 （6） 吹吸式利用噴出的力量將污染氣體排出。 （7） 決定控制風(fēng)速。為使有害物從飛散界限的最遠(yuǎn)點(diǎn)流進(jìn)吸塵罩開口處，而需要的最小風(fēng)速被稱為控制風(fēng)速。 （8） 集氣罩的配置應(yīng)與生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)一致，力求不影響工藝操作和設(shè)備檢修。 2、 集氣罩種類 按集氣吸塵罩的作用和構(gòu)造，主要分為四類：密閉罩、半密閉罩、外部罩和吹吸罩。 3、 集氣罩方案選定 外部集氣罩被廣泛的運(yùn)用到各種粗磨床和細(xì)磨床上。他也很適合用來排除高速切削時(shí)放出的金屬屑和粒狀灰塵。 外部罩結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，課分為上吸式和側(cè)吸式兩類。由于吸氣罩的形狀大都和傘相似，所以這類罩簡稱傘型罩。采用傘型罩是，應(yīng)該考慮工藝設(shè)備的安裝高度，室內(nèi)橫向氣流的干擾因素，必要時(shí)也可以采取圍擋、回轉(zhuǎn)、升降及其他改進(jìn)措施。 A型集氣罩的設(shè)計(jì)： A型打磨機(jī)采用側(cè)吸罩，有法蘭邊，名稱為自由懸掛。有法蘭邊，法蘭寬度一般是150mm~200mm，為減少空氣的吸入量，本法蘭寬度采用200mm。擴(kuò)張角δ=30o~60o時(shí)，壓力損失最小，本設(shè)計(jì)采用δ=60o.A型打磨機(jī)吸塵罩口尺寸為0.6X0.3（m）。A型打磨機(jī)的打磨工作控制點(diǎn)到罩口的距離x取為0.2m。以高速散發(fā)出來，或是放散到空氣運(yùn)動很迅速的區(qū)域，最小控制風(fēng)速為2.5~10m/s之間，在此選2.5m/s。 排風(fēng)量的計(jì)算 無邊板時(shí)； 有邊板時(shí)； B型集氣罩的設(shè)計(jì)： B型集氣罩采用熱過程傘形罩中的低懸傘形罩。由于低懸罩非常接近熱源，上升氣流卷入周圍空氣很少，熱射流的尺寸基本上等于熱源尺寸?？紤]橫向氣流的影響，罩口尺寸應(yīng)比熱源尺寸每邊擴(kuò)大150mm~200mm以上。本題取200mm，確保含塵氣體能夠完全吸收。 低懸罩的排風(fēng)量計(jì)算： Q——總排風(fēng)量，m3/h； ——熱源與周圍空氣溫差，℃；查相關(guān)資料知道鋁的熔點(diǎn)為660℃,因此我們認(rèn)為熱源表面(工作臺)的溫度等于660℃,設(shè)定室溫為20℃。則 A、B——矩形罩口的長和寬，m。A=B=0.6+0.2=0.8m。 計(jì)算得： 綜上，總風(fēng)量為： 四、管網(wǎng)的設(shè)計(jì) 1、 管網(wǎng)設(shè)計(jì)原則 （1） 除塵器以前的含塵氣體管段可按枝狀管網(wǎng)或集合管網(wǎng) （2） 管網(wǎng)布置應(yīng)避免與工藝管道、溜槽相碰，還要滿足通風(fēng)管道布置的特點(diǎn)（盡量避免水平鋪設(shè)，防止管道堵塞）。 （3）除塵系統(tǒng)的排風(fēng)點(diǎn)不宜過多，以利于支管間阻力平衡，如排風(fēng)點(diǎn)多，可用大斷面集合管鏈接各支管，宜超過3m/s。 （4）除塵風(fēng)管盡可能垂直或傾斜敷設(shè) （5）在除塵系統(tǒng)中，為防止風(fēng)管堵塞，風(fēng)管直徑不宜小于下列數(shù)值： 排送細(xì)小粉塵 80mm 排送較粗粉塵（如木屑） 100mm 排送粗粉塵（如小塊物體） 130mm （6） 風(fēng)管上應(yīng)設(shè)置必要的調(diào)節(jié)和測量裝置或預(yù)留測量裝置的接口，調(diào)節(jié)和測量裝置應(yīng)設(shè)在便于操作和觀察的地點(diǎn)。 （7） 風(fēng)管的布置應(yīng)力求順直，避免復(fù)雜的局部管件，彎頭、三通等管件要安排得當(dāng)，與風(fēng)管的連接要合理，以減少阻力和噪聲。 由于打磨車間內(nèi)有14個抽風(fēng)點(diǎn)，因此宜采用集合管式除塵系統(tǒng)，這種系統(tǒng)綜合起來有以下特點(diǎn)：A集合管管網(wǎng)分為水平和垂直兩種，如圖3 。B集合管有粗凈化作用，下部應(yīng)設(shè)卸塵閥和粉塵輸送設(shè)備。 C管路連接方便。 D運(yùn)動風(fēng)量變化時(shí)，系統(tǒng)比較穩(wěn)定。 E可以直接關(guān)閉任何抽風(fēng)支管，而這對周圍其余的集氣罩及整個系統(tǒng)的工作沒有重大影響。 圖3 　　　因?yàn)榇蚰ボ囬g位于同一房間內(nèi)，即產(chǎn)塵設(shè)備配置在同一層，宜采用臥式集合管除塵系統(tǒng)，不占用工廠中間行走、活動空間，方便了工廠搬運(yùn)、施工等大型活動，管道設(shè)計(jì)簡單、實(shí)用。系統(tǒng)的所有抽風(fēng)支管均可以以任何角度在集合管上部或側(cè)部與之相連接。集合管的底部沿全長設(shè)有粉塵輸送裝置，用來排出沉降在集合管內(nèi)的粉塵。通常采用螺旋輸送機(jī)、埋刮板輸送機(jī)、鏈板輸送機(jī)及水力輸送機(jī)等粉塵輸送裝置。 　　　帶有集合管的集中式除塵系統(tǒng)運(yùn)行簡單可靠，管道和除塵器的磨損較輕，尤其在生產(chǎn)設(shè)備工作條件不同的情況下，也能獲得較好的除塵效果。管網(wǎng)布置圖如圖4。 2、 管段標(biāo)號并注上各管段流量和長度 為簡化計(jì)算，管長以中心線計(jì)算，管道垂直段均設(shè)為1.0m，風(fēng)管彎頭出的曲率半徑為接頭處進(jìn)口管徑的2倍，各水平管道長度如下表所示。 各通風(fēng)管段長度： 管段 1→2 2→4 3→4 4→6 5→6 6→7 7→12 8→9 長度/m 2.8 7.2 0.7 7.1 0.7 10.7 3.1 2.2 管段 9→10 10→11 11→12 12→16 13→14 14→15 15→16 16→20 長度/m 6.5 7.1 10.7 4.9 5.9 5.9 10.5 2.6 管段 17→18 18→19 19→20 20→21 22→23 24→25 25→26 　 長度/m 5.9 5.9 10.5 2.1 4.5 6.9 10 　 3、 選擇流速和管徑 管道內(nèi)的氣速應(yīng)根據(jù)粉塵性質(zhì)確定，氣速太小，氣體中的粉塵易沉積，影響除塵系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；氣速太大，壓力損失會成平方增長，粉塵對管壁的磨損加劇，使管道的使用壽命縮短。 查除塵風(fēng)管的最小風(fēng)速表，得金屬粉塵（鋼鐵鋁粉塵）垂直風(fēng)管最小風(fēng)速為13m/s，水平風(fēng)管為15m/s。除塵器后的排氣管道內(nèi)氣體流速一般取8~12m/s。 4、 壓強(qiáng)損失計(jì)算 摩擦阻力損失計(jì)算： 圓形管道單位長度的摩擦阻力為 ： 式中 ——摩擦阻力系數(shù)； ——風(fēng)管內(nèi)的空氣的平均流速，m/s； ——空氣的密度，； D——圓形風(fēng)管直徑，m。 由《工業(yè)通風(fēng)》的附錄6所示的線解圖，已知流量、管徑、流速、阻力四個參數(shù)中的任意兩個，即可求得其余兩個參數(shù)。附錄6的線解圖是按過渡區(qū)的值，在壓力=101.325kPa,溫度=，空氣密度=1.204,運(yùn)動粘度=15.06×,管壁粗糙程度K=0.15mm、圓形風(fēng)管等條件下得出的。本設(shè)計(jì)的含塵空氣溫度和空氣密度符合上述條件，因此不需要修正系數(shù)來修正Rm。 各管段的沿程損失見下表：（所查圖表來自《除塵工程設(shè)計(jì)手冊》張殿印、王純主編——圓形風(fēng)管沿程摩擦阻力損失線算圖） 管段 長度L/m 流量Q/（m3/s) 管徑D/mm 流速V/(m/s) 比摩阻Rm/(Pa/m) 沿程損失Rml/Pa 1→2 2.8 1.09 280 17.9 9.8 27.4 2→4 7.2 2.18 400 16.4 6 43.2 3→4 0.7 1.09 280 17.9 9.8 6.9 4→6 7.1 3.27 500 16 4.4 31.2 5→6 0.7 1.09 280 17.9 9.8 6.9 6→7 10.7 4.36 560 17 4.3 46 7→12 3.1 4.36 560 17 4.3 13.3 8→9 2.2 1.09 280 17.9 9.8 21.6 9→10 6.5 2.18 400 16.4 6 39 10→11 7.1 3.27 500 16 4.4 31.2 11→12 10.7 4.36 560 17 4.3 46 12→16 4.9 8.72 800 16.2 2.7 13.2 13→14 5.9 0.52 200 16.3 13 76.7 14→15 5.9 1.04 280 16.3 9 53.1 15→16 10.5 1.56 315 19.6 11 115.5 16→20 2.6 10.28 900 16.4 2.3 6.0 17→18 5.9 0.52 200 16.3 13 76.7 18→19 5.9 1.04 280 16.3 9 53.1 19→20 10.5 1.56 315 19.6 11 115.5 20→21 2.1 11.84 900 18.3 2.7 5.7 22→23 4.5 11.84 900 18.3 2.7 12.2 24→25 6.9 11.84 900 18.3 2.7 18.6 總計(jì) 859 局部阻力損失計(jì)算： 圓形管道局部壓力損失為： 式中： ζ——局部阻力系數(shù)； ——風(fēng)管內(nèi)的空氣的平均流速，m/s； ——空氣的密度，kg/m3. 各管段的局部阻力系數(shù)可查《除塵工程設(shè)計(jì)手冊》張殿印主編中局部阻力系數(shù)圖表的到。 （1）集氣罩及其上部豎向風(fēng)管和90°彎頭的阻力損失： 集氣罩采用側(cè)吸罩，局部阻尼系數(shù)為0.09，設(shè)定彎頭的曲率半徑為0.7m，所以r/d=2，局部阻力系數(shù)ζ=0.15。所以。 （2）1點(diǎn)處的局部壓力損失（90°彎頭）： 設(shè)定彎頭的曲率半徑為0.7m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)ζ=0.15，所以90°彎頭壓力損失為=28.9Pa。 （3）2點(diǎn)處的局部壓力損失（45°合流三通）： 分流管的管徑分別為280mm和280mm，合流管的管徑為400mm，所以F2/F1=0.49，F(xiàn)3/F1=0.49，Q3/Q2=1，得到局部阻力系數(shù)ζ=0.24，所以2點(diǎn)處的局部壓力損失為46.24Pa。 （4）4點(diǎn)處的局部壓力損失（45°合流三通）： 分流管的管徑分別為280mm和280mm，合流管的管徑為400mm，所以F2/F1=0.49，F(xiàn)3/F1=0.49，Q3/Q2=0.5，得到局部阻力系數(shù)ζ=0.17，所以4點(diǎn)處的局部壓力損失為27.5Pa。 （5）6點(diǎn)處的局部壓力損失（45°合流三通）： 分流管的管徑分別為280mm和500mm，合流管的管徑為560mm，所以F2/F1=0.25，F(xiàn)3/F1=0.8，Q3/Q2=0.3，得到局部阻力系數(shù)ζ=0.30,所以6點(diǎn)處的局部壓力損失為52Pa。 (6 )7點(diǎn)處的局部壓力損失（90°彎頭）： 設(shè)定彎頭的曲率半徑為1.3m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)ζ=0.15，所以7點(diǎn)處的局部壓力損失為26.0Pa。 (7) 另外一條支路與第一條一樣，因而不再進(jìn)行壓降損失計(jì)算。 （8）12點(diǎn)處的局部壓力損失（45°合流三通）： 分流管的管徑分別為560mm和560mm，合流管的管徑為800mm，所以F2/F1=0.5，F(xiàn)3/F1=0.5，Q3/Q2=1.0，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)ζ=0.24，所以12點(diǎn)處的局部壓力損失為37.8Pa。 (9) 集氣罩及其上部豎向風(fēng)管和90°彎頭的阻力損失： 查《除塵工程設(shè)計(jì)手冊》表6-25得到集氣罩局部阻力系數(shù)ζ=0.78，所以集氣罩壓力損失為124.3Pa。設(shè)定彎頭的卻率半徑為0.60m，所以r/d=2，得到局部阻力系數(shù)ζ=0.15，所以90°彎頭壓力損失為23.9Pa。所以壓降總計(jì)為148.2Pa。 （10）13點(diǎn)處的局部壓力損失（90°彎頭）： 設(shè)定彎頭的卻率半徑為0.60m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)ζ=0.15，所以13點(diǎn)處的局部壓力損失為23.9Pa。 （11）14點(diǎn)處的局部壓力損失（45°合流三通）： 分流管的管徑分別為200mm和200mm，合流管的管徑為280mm，所以F2/F1=0.5，F(xiàn)3/F1=0.5，Q3/Q2=1，得到局部阻力系數(shù)ζ=0.24，所以14點(diǎn)處的局部壓力損失為38.2Pa。 （12）15點(diǎn)處的局部壓力損失（45°合流三通）： 分流管的管徑分別為280mm和200mm，合流管的管徑為315mm，所以F2/F1=0.8，F(xiàn)3/F1=0.4，Q3/Q2=0.5，得到局部阻力系數(shù)ζ=0.19，所以15點(diǎn)處的局部壓力損失為43.7Pa。 （13）另一條支路相同，所以省略計(jì)算。 （14）20點(diǎn)處的局部壓力損失（45°合流三通）： 分流管的管徑分別為315mm和800mm，合流管的管徑為800mm，所以F2/F1=1，F(xiàn)3/F1=0.15，Q3/Q2=2.8，沒在表中查到相應(yīng)系數(shù)，所以不予計(jì)算。 綜上，得到總壓降損失為： 五、旋風(fēng)除塵器的選型 根據(jù)打磨車間產(chǎn)生粉塵的顆粒直徑，本設(shè)計(jì)選用旋風(fēng)除塵器。因?yàn)樾L(fēng)除塵器沒有運(yùn)動部件，制作、管理十分方便；處理相同的風(fēng)量情況下體積小，價(jià)格便宜。 1、 選型原則 （1）旋風(fēng)除塵器凈化氣體量應(yīng)與實(shí)際需要處理的含塵氣體量一致。選擇除塵器直徑時(shí)應(yīng)該盡量小些。如果要求通過的風(fēng)量較大，可采用若干個小直徑的旋風(fēng)除塵器并聯(lián)為宜。 （2）旋風(fēng)除塵器入口風(fēng)速要求保持18~23m/s，低于18m/s時(shí)，其除塵效率下降；高于23m/s是，除塵效率提高不明顯，但阻力損失增加，耗電量增高很多。 （3）選擇除塵器時(shí)，要根據(jù)工況考慮阻力損失及結(jié)構(gòu)形式，盡可能使之動力消耗減少，且便于制造維護(hù)。 （4）旋風(fēng)除塵器能捕集到的最小塵粒應(yīng)等于或稍小于被處理氣體的粉塵粒度。 （5）當(dāng)含塵氣體溫度很高時(shí)，要要求保溫，避免水分在除塵器內(nèi)凝結(jié)。 （6）旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)的密閉要好，確保不漏風(fēng)。尤其是負(fù)壓操作，更應(yīng)該注意卸料鎖風(fēng)裝置的可靠性。 （7）易燃易爆粉塵應(yīng)設(shè)有防爆裝置，防爆裝置的通常做法是在入口管道上加上一個安全防爆閥門， （8）當(dāng)粉塵黏性較小時(shí)，最大允許含塵質(zhì)量濃度與旋風(fēng)筒直徑有關(guān)，即直徑越大其允許含塵質(zhì)量濃度越大。 2、 選型步驟 旋風(fēng)除塵器的選型計(jì)算主要包括類型和筒體直徑及個數(shù)的確定等內(nèi)容。 （1） 除塵系統(tǒng)需要處理的氣體量。本設(shè)計(jì)的Q=42624m3/h。 （2） 根據(jù)所需要處理氣體的含塵質(zhì)量濃度、粉塵性質(zhì)及使用條件等初步選擇除塵器類型。 （3） 根據(jù)需要處理的含塵氣體量Q，按下式算出除塵器直徑： 式中：D0——除塵器直徑，m； VP——除塵器筒體凈空截面平均流速，m/s；VP的取值范圍為1.3~5.2 m/s，此處取VP=5m/s。 Q——操作溫度和壓力下的氣體流量，m3/h。 將數(shù)據(jù)帶入公式計(jì)算可得，D0=1.74m。 根據(jù)風(fēng)量Q、除塵器直徑D0和入口風(fēng)速，選擇旋風(fēng)除塵器型號XLP/B-20.0Y型。 其技術(shù)參數(shù)如下：進(jìn)口風(fēng)速為18m/s時(shí)，Q=46660m3/h，已知含塵總量為： 。 其他詳細(xì)參數(shù)見圖紙標(biāo)注。 3、 設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）除塵器阻力的確定 含塵氣體經(jīng)過旋風(fēng)除塵器時(shí)，與經(jīng)過管道一樣，由于阻力的作用而產(chǎn)生壓強(qiáng)損失，壓強(qiáng)損失等于氣體在除塵器入口處與出去處的壓強(qiáng)差。除塵器的壓強(qiáng)損失一般有幾千至幾百毫米水柱，計(jì)算公式如下： 參考《環(huán)保設(shè)備原理與設(shè)計(jì)》表5-2-1的到局部阻力系數(shù)ζ=5.8，可得 所以除塵器局部壓強(qiáng)損失為1165.4Pa。 （2） 除塵效率計(jì)算 由前面給的數(shù)據(jù)，可以計(jì)算除塵器進(jìn)口氣體含塵濃度： C=g/m3 由氣體工業(yè)排放濃度標(biāo)準(zhǔn)要求排放濃度c0=12010-3g/m3，所以要求除塵效率為： 而本設(shè)計(jì)的粉塵分布如下表： 平均粒徑d(μm) 粒級分布f(%) 累計(jì)粒級分布f′(%) 25 3 3 50 7 10 75 13 23 100 70 93 125 6 99 150 1 100 已知公式： 其中，N為微粒通過距離為旋風(fēng)除塵器直徑的倍數(shù)，取5； Vc為進(jìn)口風(fēng)速，取18m/s. D為微粒粒徑， 為微粒的密度，取2700kg/m3 Wi為旋風(fēng)除塵器的入口寬度，取0.75m 空氣的動力粘度μ=1.8×10-5kg/ms。 代入數(shù)據(jù)，當(dāng)d=25時(shí)，η=98.0％ d=50時(shí)，η=99.99％ 到此，我們可以知道該除塵器完全能夠滿足要求。 六、風(fēng)機(jī)的選型 1、 風(fēng)量 通風(fēng)機(jī)風(fēng)量由下式計(jì)算的得到： Qr=kQ1kQ2Q 式中 Qr—?dú)怏w總流量，m3/s； kQ1——設(shè)備漏風(fēng)附加系數(shù)，取1.2； kQ2——管網(wǎng)漏風(fēng)附加系數(shù)，取1.15。 所以求得風(fēng)量為： Qr=kQ1kQ2Q=1.2×1.15×11.84m3/s=16.34m3/s=58821m3/h 2、 全壓 式中 所以風(fēng)管的總沿程損失為859Pa。 Pf——風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，Pa； p——管網(wǎng)總壓力損失，Pa； ps——設(shè)備壓力損失，Pa； kp1——管網(wǎng)壓力損失附加系數(shù)，取1.1； kp2——風(fēng)機(jī)全壓負(fù)差系數(shù)，取1.1； 其中取kp1=1.1 ，kp2=1.1，p=2729.3Pa， ps=1165.4Pa。得： Pf=(2729.3×1.1+1165.4) ×1.1=4584.4 Pa 3、 通風(fēng)機(jī)的選型原則 （1）在選擇通風(fēng)機(jī)前，應(yīng)了解國內(nèi)通風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量情況，如生產(chǎn)的通風(fēng)機(jī)品種、規(guī)格和各種產(chǎn)品的特殊用途，以及生產(chǎn)廠商產(chǎn)品質(zhì)量、后續(xù)服務(wù)等情況綜合考察。 （2）根據(jù)通風(fēng)機(jī)輸送氣體的性質(zhì)的不同，選擇不同用途的通風(fēng)機(jī)。 （3）在通風(fēng)機(jī)選擇性能圖表查得有兩種以上的通風(fēng)機(jī)可供選擇時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇效率較高、機(jī)號較小、調(diào)節(jié)范圍較大的一種。 （4）在選擇通風(fēng)機(jī)時(shí)，應(yīng)盡量避免采用通風(fēng)機(jī)并聯(lián)或串聯(lián)工作。當(dāng)通風(fēng)機(jī)聯(lián)合工作時(shí)，應(yīng)盡可能選擇同型號同規(guī)格的通風(fēng)機(jī)并聯(lián)或串聯(lián)工作；當(dāng)采用串聯(lián)時(shí)，第一季痛風(fēng)性到第二級通風(fēng)機(jī)之間應(yīng)有一定的管路聯(lián)結(jié)。 （5）原有除塵系統(tǒng)更換用新風(fēng)機(jī)應(yīng)考慮充分利用原有設(shè)備、適合現(xiàn)場安裝及安全運(yùn)行等問題。 結(jié)合上述計(jì)算，參考《除塵工程設(shè)計(jì)手冊》表8-15，,選擇使用M9-26型排塵通風(fēng)機(jī)，風(fēng)量為33910-101330m3/h、全壓為8064-11968Pa，功率為158~779KW。 七、煙囪設(shè)計(jì) 1、 煙囪出口尺寸計(jì)算 煙囪截面積可由下式求出： 式中 S——排氣筒出口截面積，m2； Qg——煙氣量，m3/h； vg——煙氣自煙囪口排出的速度，m/s。 取vg=18m/s。計(jì)算得到S=0.66m2，直徑D=0.91m。由于此排氣裝置非正式煙囪，故高度可以放低，材料也可以不用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。高度取10m，材料用薄鋼管。 2、 風(fēng)帽設(shè)計(jì) 為了防止雨水的侵蝕，通常在其頭部加裝風(fēng)帽，這已成一種約定俗成的組合。其常見的做法是在排氣筒出口加裝傘形風(fēng)帽。其結(jié)構(gòu)尺寸為傘蓋直徑2.88m 傘蓋距排氣筒出口距離0.72m，傾角：15°。 圖5 傘形風(fēng)帽 八、經(jīng)濟(jì)衡算 1、 工程投資 工程投資表 序號 名稱 規(guī)格型號 數(shù)量 單價(jià)（元） 總價(jià)（萬元） 1 旋風(fēng)除塵器 XLP/B-20.0Y型 1 2.2萬元/10000m3 11 2 風(fēng) 管 自制 130 60元/m 0.78 3 熱源上方集氣罩 自制 6 600 0.36 4 側(cè)吸罩 自制 8 800 0.64 5 風(fēng) 機(jī) M9-26型排塵通風(fēng)機(jī) 1 50000 5 合計(jì) 17.78萬元 2、 運(yùn)行費(fèi)用 系統(tǒng)的裝機(jī)容量按160kW計(jì)，全年工作按工作360每天工作8小時(shí)計(jì)，電費(fèi)按工業(yè)用電0.95元/千瓦時(shí)計(jì)，則全年電費(fèi)為：160×360×8×0.95=43.7萬元。 九、致謝 課程設(shè)計(jì)是我們在課堂上所學(xué)的專業(yè)課程知識的一次實(shí)際運(yùn)用，是我們今后走入社會在自己的工作崗位上進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)工作的一次模擬，對我們來說至關(guān)重要。 這一周的課程設(shè)計(jì)讓我從中學(xué)會了很多，對除塵工藝有了更深一步的認(rèn)識，同時(shí)也進(jìn)一步熟悉了cad制圖。同時(shí)，讓我認(rèn)識到將自己所學(xué)的知識應(yīng)用到實(shí)踐中去是一件很快樂的事情。 能夠順利的完成這次課設(shè)，首先要感謝楊家寬老師的悉心指導(dǎo)。從平時(shí)的上課到課設(shè)，可以看出老師對我們是非常認(rèn)真負(fù)責(zé)的。另一方面，感謝同學(xué)之間的相互交流，他們的幫助給我的課設(shè)帶來了很多便利，同時(shí)也讓我對有些問題看的更全面和深入；最后還要一些學(xué)長們的指導(dǎo)，以及網(wǎng)上許多朋友上傳的大量資料。 參考文獻(xiàn) [1] 孫一堅(jiān). 工業(yè)通風(fēng). 中國建筑工業(yè)出版社, 1985 [2] 唐敬麟, 張祿虎. 除塵裝置系統(tǒng)及設(shè)備設(shè)計(jì)選用手冊. 化學(xué)工業(yè)出版社. 2004 [3] 張殿印, 王純. 除塵工程設(shè)計(jì)手冊. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2003 [4] 胡傳鼎. 通風(fēng)除塵設(shè)備設(shè)計(jì)手冊. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2003 [5] 張殿印,王純.除塵器手冊. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2000