1、馬德剛第12章 凈化系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)流動(dòng)氣體能量方程 伯努利方程：whgvpzgvpz2222222111氣體流動(dòng)壓力損失 沿程壓力損失沿程壓力損失RL：比壓損，：比壓損，PamR： 水力半徑，水力半徑，m（流體流經(jīng)管道的截面積（流體流經(jīng)管道的截面積A 與管道濕周與管道濕周X之比，即：之比，即： R=A/X）242lLvpllRR氣體流動(dòng)壓力損失 局部壓力損失局部壓力損失22WuP氣體流動(dòng)壓力損失 空氣流動(dòng)總阻力空氣流動(dòng)總阻力()lwppp 全國通用通風(fēng)管道計(jì)算表全國通用通風(fēng)管道計(jì)算表流動(dòng)氣體的壓力變化流動(dòng)氣體的壓力變化管道系統(tǒng)的總壓力損失等于各串連部分壓力損失之和。風(fēng)機(jī)的全壓等于管道系統(tǒng)的總壓力

2、損失（包括出口處的動(dòng)壓）。風(fēng)機(jī)吸入段的全壓和靜壓均為負(fù)值。如吸入段管道發(fā)生損壞，會(huì)使管道外的氣體滲入管道內(nèi)。風(fēng)機(jī)壓出段的全壓和靜壓一般均為正值。若壓出段管道發(fā)生損壞，會(huì)使管道內(nèi)的氣體逸出。圖中斷面6出現(xiàn)負(fù)壓是一個(gè)特例，在過程中如果沒有特殊需要，應(yīng)盡量加以避免。當(dāng)管道的斷面增大時(shí)，氣體的流速會(huì)減少，這時(shí)氣體的動(dòng)壓會(huì)轉(zhuǎn)換為靜壓，反之亦然。 風(fēng)量、壓力測量 風(fēng)量：風(fēng)速法，壓力損失法，流量計(jì)等 風(fēng)速：動(dòng)壓法，轉(zhuǎn)杯/轉(zhuǎn)輪，熱球風(fēng)速儀 壓力：傾斜微壓計(jì)，U形管，壓力計(jì)等局部排氣罩的設(shè)計(jì) 局部排氣罩的基本形式 密閉罩 排氣柜 外部排氣罩 接受式排氣罩 吹吸式排氣罩密 閉 罩 局部密閉罩 整體密閉罩 大容積密

3、閉罩密 閉 罩 密 閉 罩風(fēng) 管排氣柜排氣柜外部排氣罩接受式排氣罩吹吸式排氣罩局部排氣罩設(shè)計(jì)要點(diǎn) 對(duì)散發(fā)粉塵或有害氣體的工藝流程與設(shè)備應(yīng)采取密閉措施，盡量采用密閉罩。確定密閉罩的吸氣口位、結(jié)構(gòu)和風(fēng)速時(shí)，應(yīng)使罩內(nèi)負(fù)壓均勻，防止污染物外逸，對(duì)于散發(fā)粉塵和揮發(fā)性的污染源，應(yīng)避免過多負(fù)壓。 當(dāng)不能或不便采用密閉罩時(shí)，可根據(jù)工藝操作要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件選擇適宜的其他開敞式集氣罩。集氣罩應(yīng)盡可能包圍或靠近有害污染源，使污染物局限在較小空間內(nèi)。并盡可能減少吸氣范圍，便于捕集和控制污染物。 吸氣點(diǎn)的排風(fēng)量應(yīng)按防止粉塵或有害氣體擴(kuò)散到周圍環(huán)境空間的原則確定，集氣罩的吸氣應(yīng)盡可能利用污染氣流的運(yùn)動(dòng)作用。局部排氣罩設(shè)

4、計(jì)要點(diǎn) 已被污染的吸入氣流不允許通過人的呼吸區(qū)。設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮操作人員的位置和活動(dòng)范圍。 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。在保證功能的前提下，應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉，便于安裝和維護(hù)管理。 防止集氣罩周圍的紊流，應(yīng)盡可能避免或減弱干擾氣流、穿堂風(fēng)和送風(fēng)氣流等對(duì)吸氣氣流的影響。 氣體管道的設(shè)計(jì) 目的 確定管道斷面尺寸 計(jì)算管道系統(tǒng)的總壓力損失，選擇適當(dāng)風(fēng)機(jī)氣體管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 凈化管道系統(tǒng)的形式 就地式 分散式 集中式氣體管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 管道系統(tǒng)的劃分 可采用統(tǒng)一系統(tǒng)：同一生產(chǎn)線上同時(shí)產(chǎn)生的污染物便于統(tǒng)一集中回收處理的；污染物性質(zhì)相同的；污染物性質(zhì)不同，但生產(chǎn)設(shè)備同

5、時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)且相對(duì)集中，并且允許不同污染物混合或污染物無回收價(jià)值的。 不可采用統(tǒng)一系統(tǒng)：污染物混合后會(huì)引起燃燒或爆炸危險(xiǎn)，或形成毒性更大的污染物的；污染氣流混合后會(huì)引起管道內(nèi)結(jié)露和堵塞的；因粉塵或氣體性質(zhì)不同，會(huì)影響回收或凈化效率的；排風(fēng)量大的收集點(diǎn)位于風(fēng)機(jī)附近，不宜與遠(yuǎn)處風(fēng)量小的收集點(diǎn)合為一個(gè)系統(tǒng)的； 生產(chǎn)設(shè)備操作制度不一致情況不宜合為一個(gè)系統(tǒng)。凈化系統(tǒng)管道的布置原則 管道敷設(shè)分明裝和暗設(shè)，應(yīng)盡量明裝，以便檢修； 管道應(yīng)盡量集中成列，平行敷設(shè)，盡量沿墻或柱敷設(shè)； 管道與梁、柱、墻、設(shè)備及管道之間應(yīng)留有足夠距離，以滿足施工、運(yùn)行、檢修和熱脹冷縮的要求。一般間距不應(yīng)小于100150mm，管道通過人行橫

6、道時(shí)，與地面凈距不得小于2m，橫過公路時(shí)不應(yīng)小于4.5m，橫過鐵路時(shí)于軌面凈距不得小于6m； 對(duì)于給水和供汽管道，水平敷設(shè)時(shí)應(yīng)有一定的坡度，以便于放氣、放水、疏水和防止積塵； 捕集含有劇毒、易燃、易爆物質(zhì)的管道系統(tǒng)，其正壓段一般不應(yīng)穿過其他房間。穿過其他房間時(shí)，該段管道上不易設(shè)法蘭或閥門。 管道系統(tǒng)計(jì)算步驟 繪制系統(tǒng)平面圖、高程圖、軸測圖。 選擇最不利管路進(jìn)行管段編號(hào)，確定長度和風(fēng)量。 確定管道內(nèi)氣體的流速。 根據(jù)風(fēng)量和流速確定斷面尺寸。 計(jì)算最不利管路壓力損失。 對(duì)于并聯(lián)管路進(jìn)行平衡校核(10%)（如何平衡？） 選擇風(fēng)機(jī)（考慮余量安全系數(shù)），確定電機(jī)功率。風(fēng)機(jī)的選型與使用 風(fēng)機(jī)的分類按風(fēng)機(jī)的

7、作用原理分類：離心式，軸流式，貫流式。離心分前向、后向、徑向 前向：壓力系數(shù)高、效率低 后向：效率高、壓力系數(shù)低 徑向：不宜黏附粉塵按風(fēng)機(jī)的用途分類 ：一般用途，排塵風(fēng)機(jī) ，防爆風(fēng)機(jī) ，防腐風(fēng)機(jī) ，消防用排煙風(fēng)機(jī) ，屋頂風(fēng)機(jī) ，高溫風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)的選型與使用風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)：樣本和產(chǎn)品銘牌上通常標(biāo)出的性能參數(shù)是風(fēng)機(jī)在標(biāo)定狀態(tài)下得出的數(shù)據(jù)。 對(duì)于通風(fēng)機(jī)，是按大氣壓力101.325kPa，空氣溫度t=20，空氣密度為1.2kg/m3 ； 對(duì)于電站鍋爐引風(fēng)機(jī)，大氣壓力101.325kPa ，空氣溫度 t=140 ，空氣密度為 0.85kg/m3 ； 對(duì)于工業(yè)鍋爐引風(fēng)機(jī)，大氣壓力B=101.325kPa ，空

8、氣溫度t=200 ，空氣密度為 0.745kg/m3 。 當(dāng)使用條件與標(biāo)定條件不同時(shí)，應(yīng)對(duì)各性能參數(shù)進(jìn)行修正。在選擇風(fēng)機(jī)時(shí)，應(yīng)注意風(fēng)機(jī)性能參數(shù)的標(biāo)定狀態(tài)。風(fēng)機(jī)性能參數(shù)的變化：風(fēng)機(jī)性能參數(shù)的變化：通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī) ：鍋爐引風(fēng)機(jī)鍋爐引風(fēng)機(jī) ：0QQB2732000101.325273t1.2NNN0027320273101.3251.2Bpppt0QQ27320000101.3252730.75Bpppt27320000101.3252730.75BNNNt風(fēng)機(jī)性能曲線系統(tǒng)工況調(diào)節(jié)問題：系統(tǒng)工況不滿足設(shè)計(jì)值，從哪些角度考慮進(jìn)行調(diào)節(jié)？風(fēng)機(jī)聯(lián)合使用風(fēng)機(jī)的選型原則 了解國內(nèi)風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量情況，如風(fēng)機(jī)品

9、種、規(guī)格和特殊用途，以及產(chǎn)品質(zhì)量、后續(xù)服務(wù)等情況綜合考察。 根據(jù)輸送氣體性質(zhì)不同，選擇不同用途的風(fēng)機(jī)。如輸送易燃易爆氣體的應(yīng)選防爆型風(fēng)機(jī)；輸送煤粉的應(yīng)選擇煤粉風(fēng)機(jī)；輸送有腐蝕性氣體的應(yīng)選擇防腐風(fēng)機(jī)；在高溫場合工作或輸送高溫氣體的應(yīng)選擇高溫風(fēng)機(jī)；輸送濃度較大的含塵氣體應(yīng)選用排塵風(fēng)機(jī)等。 在風(fēng)機(jī)樣本給出的標(biāo)定條件下，根據(jù)樣本參數(shù)選擇風(fēng)機(jī)型號(hào)。風(fēng)機(jī)選擇應(yīng)使工作點(diǎn)處在高效率區(qū)域，即不應(yīng)低于風(fēng)機(jī)最高效率的90。同時(shí)還要注意風(fēng)機(jī)工作的穩(wěn)定性。當(dāng)出現(xiàn)有兩種以上的風(fēng)機(jī)可供選擇時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮效率較高、機(jī)號(hào)較小、調(diào)節(jié)范圍較大的一種。 風(fēng)機(jī)的選型原則 當(dāng)風(fēng)機(jī)配用的電機(jī)功率75kW時(shí)，可不設(shè)預(yù)啟動(dòng)裝置。當(dāng)排送高溫?zé)煔?/p>

10、或空氣而選擇離心鍋爐引風(fēng)機(jī)時(shí)，應(yīng)設(shè)預(yù)啟動(dòng)裝置及調(diào)節(jié)裝置，以防冷態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)造成過載。 對(duì)有消聲要求的通風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)首先考慮低噪聲風(fēng)機(jī)，例如效率高、葉輪圓周速度低的風(fēng)機(jī)，且使其在最高效率點(diǎn)工作；還要采取相應(yīng)的消聲措施，如裝設(shè)專用消聲設(shè)備。風(fēng)機(jī)和電機(jī)的減震措施，一般可采用減震基礎(chǔ)，如彈簧減震器或橡膠減震器等。 在選擇風(fēng)機(jī)時(shí)，應(yīng)盡量避免采用風(fēng)機(jī)并聯(lián)或串聯(lián)工作。當(dāng)風(fēng)機(jī)聯(lián)合工作時(shí)，應(yīng)盡可能選擇同型號(hào)同規(guī)格的風(fēng)機(jī)并聯(lián)或串聯(lián)工作；當(dāng)采用串聯(lián)時(shí)，第一級(jí)風(fēng)機(jī)到第二級(jí)風(fēng)機(jī)之間應(yīng)有一定的管路聯(lián)結(jié)。高溫?zé)煔夤艿赖脑O(shè)計(jì) 管道布置應(yīng)力求平直暢通、管道短、附件少且管道的氣密性要好； 高溫?zé)煔獾臒崃繎?yīng)盡量充分利用； 經(jīng)余熱利用后的

11、煙氣溫度一般仍很高，還應(yīng)對(duì)管道進(jìn)行保溫處理，使管道壁面溫度高于管內(nèi)氣體露點(diǎn)溫度的1020，以防止內(nèi)壁結(jié)露，在有人工作的地方保溫層外表面溫度不得大于60 ，以避免燙傷； 高溫?zé)煔夤艿辣仨毧紤]管道熱膨脹補(bǔ)償問題；高溫?zé)煔夤艿赖脑O(shè)計(jì) 水平煙道煙氣流向應(yīng)和水平煙道的坡度相反，接近煙囪的水平煙道的坡度一般不小于3； 管道盡量采用地上敷設(shè)，但必須采用地下敷設(shè)時(shí)，管道底部應(yīng)高于地下水位，并應(yīng)考慮清灰、防水和排水措施； 在可能出現(xiàn)凝結(jié)水的管段及濕式除塵器后的管段和風(fēng)機(jī)下方，應(yīng)安裝排水裝置； 管道系統(tǒng)中必須采取防爆措施。高溫?zé)煔獾睦鋮s 煙氣體積流量減小。降低高溫?zé)煔獾臏囟?，?huì)使煙氣體積明顯減小，從而可以減小凈化設(shè)備和風(fēng)機(jī)的規(guī)格，降低設(shè)備投資。 高溫?zé)煔饫鋮s有利于氣體的吸收和吸附處理。 高溫?zé)煔饫鋮s有利于回收高溫?zé)煔庵械臒崃浚梢怨?jié)省能源。 高溫?zé)煔饫鋮s可提高凈化系統(tǒng)的安全性。 高溫?zé)煔饫鋮s形式 直接冷卻吸風(fēng)直