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文檔簡介
某面粉廠包裝車間通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u227771.2制粉車間設(shè)備分布情況 3317421.3包裝車間工藝流程概況 478101.4粉塵污染情況 475951.5粉塵的各種危害 440323.2集氣罩的設(shè)計(jì)原則 7163213.3集氣罩設(shè)計(jì) 7241144.1除塵器選型 15296814.1.1除塵器分類 15107964.1.2除塵器的選型要求 16260綜上,本系統(tǒng)選擇袋式除塵器效果最好。 18123014.2袋式除塵器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18265444.2.1袋式除塵器結(jié)構(gòu) 1851874.2.2除塵器進(jìn)出口設(shè)計(jì) 19284274.3濾袋設(shè)計(jì) 20277404.3.1濾袋形狀選擇及尺寸 20322194.3.3過濾風(fēng)速的選擇 21219424.3.4過濾面積 22284284.3.5濾袋條數(shù) 23119124.3.6濾袋布局 23171604.5除塵器壓力損失 24277394.6除塵器輔助配件設(shè)計(jì) 2590074.7灰斗設(shè)計(jì) 26125894.8除塵器尺寸計(jì)算 27109734.9除塵器效率檢驗(yàn) 27160625.1除塵管道布置 28318635.1.1管道材料選擇 2988725.1.2管道斷面形狀選擇 29285955.1.3管道零部件 29288455.2煙囪設(shè)計(jì) 29185105.3管道水力計(jì)算 3127125.3.1計(jì)算說明 31263405.3.2水力計(jì)算 32189336通風(fēng)機(jī)的選擇 42216556.1通風(fēng)機(jī)的選型原則 4215676.2通風(fēng)機(jī)選型計(jì)算 42303217經(jīng)濟(jì)概算 44274367.1除塵設(shè)備費(fèi)用 44324087.2后期維護(hù)費(fèi)用 44264757.3產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益 44摘要隨著時代的發(fā)展,粉塵污染越來越嚴(yán)重,除塵設(shè)備也在不斷的發(fā)展創(chuàng)新和改革換代,在各種各樣的除塵器中,袋式除塵器因?yàn)槎喾N優(yōu)點(diǎn)也成為工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的除塵器。本文針對該車間進(jìn)行除塵器系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),首先對該廠房所具有的各種粉塵類型及可能造成的嚴(yán)重危害進(jìn)行了詳細(xì)的介紹;選擇適當(dāng)?shù)某龎m器;然后具體設(shè)計(jì)了袋式除塵器結(jié)構(gòu)、除塵器布置、除塵管道設(shè)計(jì)、降塵清灰及其除塵風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì),驗(yàn)證其除塵效率,使其滿足國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及規(guī)定的要求;最后,本文針對該除塵系統(tǒng)進(jìn)行了初步的管路計(jì)算并繪制除塵器結(jié)構(gòu)圖紙。在整個設(shè)計(jì)的過程中本著安全第一的方針,針對特定的車間性能綜合考慮了使用要求、環(huán)境、產(chǎn)生塵源類型等各種因素,最終解決了該工廠中有關(guān)粉塵安全的諸多問題,對類似生產(chǎn)廠區(qū)的除塵設(shè)計(jì)具有借鑒意義。關(guān)鍵詞:袋式除塵器;除塵器設(shè)計(jì);降塵清灰;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);除塵器選擇;排風(fēng)罩;風(fēng)量前言隨著社會發(fā)展,糧食產(chǎn)業(yè)不但發(fā)展迅速而且產(chǎn)量也越來越大。小麥面粉的生產(chǎn)運(yùn)輸、篩選分離和成品包裝等過程中,都會會產(chǎn)生大量粉塵。產(chǎn)生的小麥的粉塵不但具有吸附性和易燃易爆性等特性,而且比較難以處理,必須采取有效的防塵措施。目前的許多糧食加工廠都面臨著嚴(yán)重的粉塵問題,這些企業(yè)在生產(chǎn)小麥面粉的過程中往往會產(chǎn)生大量的粉塵,而產(chǎn)生的粉塵通常具有極大的危害性。這些粉塵大多數(shù)都是有機(jī)物。不但會對的身體健造成嚴(yán)重影,而且糧食粉塵有較強(qiáng)的吸附性,會附較多的有害體、金屬離子和氧化硅,飛濺到器中會對整機(jī)器原材料成較大的害性,排放到周圍環(huán)境中會對周圍環(huán)境造成惡劣的影響,既會危害周圍人們和居民的財(cái)產(chǎn)安全,也可能對農(nóng)牧業(yè)發(fā)展造成嚴(yán)重負(fù)面影響。其他更嚴(yán)重的后果就是,粉塵在達(dá)到規(guī)定的濃度之后還可能會發(fā)生爆炸。1.設(shè)計(jì)背景1.1阜新市面粉廠簡介阜新市面粉廠于1999年10月22日在阜新市工商行政管理局注冊成立,主要經(jīng)營面粉加工、面粉包裝、飼料加工與銷售、編織袋加工。其包裝車間總占地面積300平方米,擁有日產(chǎn)50噸面粉生產(chǎn)線一條,總投資萬元。年該廠新上日產(chǎn)120噸面粉生產(chǎn)線一條,總占地面積540平方米,設(shè)計(jì)年加工小麥4萬噸。該車間長30m,寬18m。該包裝車間包括面粉原料灌裝、面粉包裝以及面粉運(yùn)輸。阜新市面粉總廠包裝車間中面粉灌裝、運(yùn)輸、清粉環(huán)節(jié)均有不同程度的粉塵產(chǎn)生,包裝車間面粉灌裝過程是最嚴(yán)重的塵源,小麥的灌裝過程中會因面粉從包裝機(jī)中落下以及機(jī)械振動而產(chǎn)生大量的揚(yáng)塵。1.2制粉車間設(shè)備分布情況阜新市面粉廠制粉車間長30米,寬18米,車間進(jìn)行包裝作業(yè)的是人工插袋式包裝機(jī),并配備有接包機(jī)、風(fēng)掃式清包機(jī)、輸送帶、等裝置,產(chǎn)塵點(diǎn)的產(chǎn)塵量分別為包裝機(jī)處700mg/m3,接包機(jī)處400mg/m3,清包機(jī)處500mg/m3,傳送帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)處由于落差導(dǎo)致大量揚(yáng)塵產(chǎn)生,產(chǎn)生的粉塵濃度為300mg/m。工人搬運(yùn)裝車作業(yè)處300mg/m。車間內(nèi)各產(chǎn)塵點(diǎn)位置。圖1-1包裝車間產(chǎn)塵點(diǎn)圖Figure1-1dustproducingpointsinpackagingworkshop1.3包裝車間工藝流程概況制粉車間生產(chǎn)的面粉運(yùn)輸至包裝車間由包裝機(jī)進(jìn)行包裝封口,然后放在接包機(jī)上,通過傳送皮帶傳送至清包機(jī)處對面粉外包裝進(jìn)行風(fēng)掃清理,再由輸送皮帶運(yùn)送至轉(zhuǎn)載點(diǎn)處,經(jīng)過另一輸送皮帶運(yùn)送至指定位置由工人搬運(yùn)擺放至車斗內(nèi)。1.4粉塵污染情況包裝車間產(chǎn)塵的主要原因有:包裝車間中,灌裝時由于面粉從包裝機(jī)中落下以及機(jī)械發(fā)生振動而產(chǎn)生粉塵揚(yáng)起;包裝后的粉塵由機(jī)械輸送過程中由于運(yùn)輸不平穩(wěn)而導(dǎo)致?lián)P塵;中風(fēng)機(jī)吹出使進(jìn)入清包機(jī)的傳送帶和面粉包裝袋上的粉塵吹起,粉塵;面粉包裝好后其面粉袋通過傳送帶運(yùn)輸?shù)窖b車處在傳送帶傳送時因?yàn)閭魉蛶еg有高度差所以在面袋落下時會產(chǎn)生大量粉塵;由于生產(chǎn)工人搬運(yùn)面粉袋有所振動,導(dǎo)致粉塵逸出揚(yáng)起。根據(jù)《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,在糧食產(chǎn)業(yè)工作場所和空氣中,粉塵的最高允許濃度為10mg/m3。如不加任何除塵裝置,此工廠中的粉塵濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值。1.5粉塵的各種危害(1)粉塵對工作人員的健康有很大的危害,面粉粉塵可以從皮膚、眼睛、嘴、鼻、耳朵等多處進(jìn)入,其中最主要的就是通過鼻子和嘴進(jìn)入人體,長期接觸面粉粉塵的作業(yè)人員,會引發(fā)塵肺病。(2)粉塵附著于灌裝機(jī)器以及高精度儀器,會使這些機(jī)器以及儀器受到影響以及傷害;當(dāng)粉塵進(jìn)入機(jī)器后,隨著機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)會使其傳動、運(yùn)轉(zhuǎn)的位置受到傷害從而影響其使用壽命。當(dāng)粉塵到達(dá)一定濃度會阻礙工人視線,影響工作效率從而影響生產(chǎn)。(3)對環(huán)境的危害當(dāng)面粉廠粉塵排放到環(huán)境中,漂浮的粉塵具有一定吸附性會吸附有害物質(zhì),。而且大量粉塵懸浮于空氣中,可降低可見度,形成煙霧使太陽的熱輻射受到嚴(yán)重影響。(4)對經(jīng)濟(jì)效益的影響面粉粉塵大量產(chǎn)生會使面粉質(zhì)量下降,產(chǎn)品合格率降低,從而影響其收益;因粉塵危害生產(chǎn)場所的機(jī)器、設(shè)備使用壽命縮短,產(chǎn)品質(zhì)量下降,市場競爭力降低;因粉塵導(dǎo)致的職業(yè)病人失去工作能力,而且同時還要支付病人的治病費(fèi)用;在粉塵作業(yè)場所工作,工作人員對自己身體健康擔(dān)心,從而產(chǎn)生不良的心理,使其失去工作興趣而影響工作效率,這樣企業(yè)就要對工作人員進(jìn)行定期培訓(xùn),同時培訓(xùn)費(fèi)用上漲的同時還會造成勞動生產(chǎn)率不穩(wěn)定。2除塵系統(tǒng)的確定按照不同的分類方法,除塵系統(tǒng)可分為多種。都有其優(yōu)缺點(diǎn)就面粉廠包裝車間分析對除塵方案進(jìn)行選擇。(1)除塵系統(tǒng)分為正負(fù)壓式。負(fù)壓除塵系統(tǒng)是將除塵器放置在通風(fēng)機(jī)前面,其除塵后的氣體流過風(fēng)機(jī),由于含塵量小所以對風(fēng)機(jī)的磨損比較小,所以其運(yùn)行壽命長,當(dāng)處理濃度高的粉塵時一般選用負(fù)壓式。正壓除塵系統(tǒng)是將除塵器設(shè)置在風(fēng)機(jī)后面,因?yàn)榉蹓m沒有經(jīng)過除塵處理所以經(jīng)過風(fēng)機(jī)是會對風(fēng)機(jī)造成磨損,所以正壓式只適用于粉塵濃度較小的情況。本次設(shè)計(jì)中,由于負(fù)壓系統(tǒng)對風(fēng)機(jī)磨損比較小、壽命長所以選擇負(fù)壓式除塵系統(tǒng)。(2)除塵系統(tǒng)中的除塵器分為干式和濕式,干式除塵器中因?yàn)椴粫玫剿疄榻橘|(zhì)所以適用范圍比較廣所以干式除塵器適用于大部分企業(yè)。濕式除塵系統(tǒng)是一種以水為介質(zhì)的除塵器。雖然其設(shè)備簡單,但是用水量比較大適用于有腐蝕氣體的系統(tǒng)而且耗能高。因?yàn)槊娣鄯蹓m沒有腐蝕性并且干燥干式除塵系統(tǒng)比較適合不僅方便收集粉塵也可以節(jié)省水所以我們選用干式除塵系統(tǒng)。(3)除塵系統(tǒng)還分為分散除塵系統(tǒng)、集中除塵系統(tǒng)和就地除塵系統(tǒng)。分散除塵系統(tǒng)試將除塵器風(fēng)機(jī)放置在產(chǎn)塵位置附近,以便處理粉塵。集中除塵系統(tǒng)適用于產(chǎn)塵點(diǎn)多而且集中的系統(tǒng),其特點(diǎn)是可以將諸多產(chǎn)塵位置集中統(tǒng)一處理。就地除塵系統(tǒng)是將除塵器設(shè)置在產(chǎn)塵位置隨著粉塵的產(chǎn)生直接吸收處理。因?yàn)榘b車間的粉塵比較集中所以我們選擇集中除塵系統(tǒng)。(4)除塵系統(tǒng)分為單段除塵和多段除塵。單段除塵系統(tǒng),費(fèi)用低,,所以應(yīng)采用單機(jī)除塵系統(tǒng)。綜上所述,除塵系統(tǒng)選用干式集中單段負(fù)壓除塵系統(tǒng)。3集氣罩的設(shè)計(jì)及風(fēng)量的計(jì)算3.1集氣罩形式特點(diǎn)(1)只對部分產(chǎn)塵點(diǎn)進(jìn)行局部封閉,通風(fēng)量小,經(jīng)濟(jì)性好。用于含塵氣體流速小、瞬時增壓較小的揚(yáng)塵點(diǎn)。
(2)全封閉罩生產(chǎn)裝置的大部分或所有密封,只有傳輸裝置留在罩外。適合振動或含塵氣流速度較高的設(shè)備。
(3)大型密閉罩將振動篩、提升機(jī)等設(shè)備全部密封在小房間內(nèi),工人可直接進(jìn)入室內(nèi)進(jìn)行檢修。該密封模式適用于多點(diǎn)產(chǎn)塵、陣發(fā)性產(chǎn)塵、大風(fēng)速產(chǎn)塵的設(shè)備和場所。其缺點(diǎn)是占用空間大,耗材多.工作面為敞開式,其它面為封閉式。在打開的表面保持一定的吸氣速度,以確保柜內(nèi)的有害物不逸出??拷kU(xiǎn)來源,依賴于罩口的吸氣動作將危險(xiǎn)物質(zhì)吸進(jìn)罩內(nèi)。對生產(chǎn)操作影響小,便于安裝圍護(hù)。但是排出的空氣量大,控制有害物質(zhì)效果差。由于工藝或操作條件的限制,污染源不能在密閉的場所進(jìn)行。通風(fēng)罩直接向有一定流速的危害性混合氣流的運(yùn)動方向移動。因?yàn)橛泻ξ锘旌蠚饬鞯亩ㄏ蜻\(yùn)動,使得罩口排風(fēng)量在一定程度上可以控制有害物在氣流中的擴(kuò)散,主要用于熱工過程。吹吸式排風(fēng)罩它是由噴氣噴嘴和外罩組成的。同樣條件下,排風(fēng)比外擋風(fēng)罩減少,抗外界擾動氣流能力強(qiáng),控制效果好,不影響工藝操作,但增加了射流裝置。由于生產(chǎn)條件所限,外罩與外罩之間距離較遠(yuǎn)的有害源,僅靠吸風(fēng)來控制較難實(shí)現(xiàn)。3.2集氣罩的設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)局部集氣罩時應(yīng)遵循以下原則:(1)區(qū)域通風(fēng)罩應(yīng)盡量包圍或接近有害部位,以限制有害物進(jìn)入局部空間。盡量縮小呼吸范圍,以便于捕捉和控制有害物質(zhì)。(2)排風(fēng)口的風(fēng)向應(yīng)盡可能地與污染氣流的風(fēng)向一致。(3)污染的吸入氣流應(yīng)避免穿過工作人員的呼吸區(qū).在設(shè)計(jì)時應(yīng)充分考慮到工作人員的地點(diǎn)和活動范圍。(4)集氣罩應(yīng)盡量設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,安裝維修方便。(5)部分排風(fēng)罩的布置應(yīng)與生產(chǎn)工藝相協(xié)調(diào),以免影響工藝操作。(6)應(yīng)盡量避免和減少干擾氣流及穿堂風(fēng)、送風(fēng)氣流等對吸風(fēng)口的影響。3.3集氣罩設(shè)計(jì)3.3.1包裝機(jī)處集氣罩設(shè)計(jì)包裝機(jī)處產(chǎn)生的粉塵分別是包裝機(jī)灌裝面粉時,面粉粉塵落下時產(chǎn)生的高度差在落到包裝袋以及落入后產(chǎn)生的粉塵從包裝袋口溢出和包裝機(jī)噴嘴處篩網(wǎng)孔徑較大,出料嘴閘板閉合不到位導(dǎo)致包裝機(jī)噴嘴處漏料;針對包裝機(jī)包裝時以及漏料等情況,在包裝機(jī)下方設(shè)置一個下吸式排風(fēng)罩,即可對粉塵產(chǎn)生有效的處理,既不影響生產(chǎn)工藝,還便于安裝拆卸和維修。由于包裝機(jī)包裝口為圓形,因此下吸罩罩口也設(shè)計(jì)為圓形。包裝處底部,集氣罩距包裝機(jī)底部包裝機(jī)底部距離,集氣罩罩口與包裝機(jī)底部的直徑相同,所以。根據(jù)排風(fēng)罩的局部阻力系數(shù)曲線表,當(dāng)擴(kuò)張角為60°時局部阻力系數(shù)最小。圖3-1包裝機(jī)處集氣罩Fig.3-1gascollectinghoodatpackagingmachine排風(fēng)量公式為(3-1):;;;,m3/s。。表3-2控制點(diǎn)的控制風(fēng)速Table3-2ControlPointControlWindSpeed污染物放散情況最小控制風(fēng)速(m/s)舉例以輕微的速度放散到相當(dāng)平靜的空氣中0.25~0.5槽內(nèi)液體的蒸發(fā)以相當(dāng)大的速度放散出來,或是放散到空氣運(yùn)動迅速的區(qū)域1~2.5在小噴漆室內(nèi)用高壓力噴漆;快速裝袋或裝桶以高速放散出來,或是放散到空氣運(yùn)動很迅速的區(qū)域2.5~10磨削;重破碎;滾筒清理圓形集氣罩:(3-2)式中:;;根據(jù)式3-2,下吸罩罩口的周長為根據(jù)式3-1,包裝機(jī)下吸罩的排風(fēng)量為3.3.2接包機(jī)處排風(fēng)罩設(shè)計(jì)面粉袋掉落到接包機(jī)的過程中,由于高度差導(dǎo)致袋內(nèi)部分面粉粉塵以及面袋袋面粉塵為了解決這個問題所以需要在接包機(jī)上方安裝一個上吸式集氣罩,可以有效的解決由于高度差造成的粉塵以及面袋表面的粉塵,由于面袋呈矩形所以集氣罩罩口同樣選擇矩形罩口比較適合()。圖3-2接包機(jī)處上吸集氣罩Fig.3-2uppersuctionandgascollectinghoodatthepacker接包機(jī)尺寸為1.8m×0.9m×0.6m,因?yàn)楣ぷ鲿r所產(chǎn)生的的塵源主要是包裝袋上的粉塵所以其產(chǎn)生粉塵的位置和包裝袋尺寸相同,包裝袋尺寸為0.7m×0.4m,集氣罩距接包機(jī)的距離H=0.6m。上吸式集氣罩罩口為矩形,根據(jù)除塵器設(shè)計(jì)手冊,集氣罩罩口尺寸公式為:()():;;根據(jù)集氣罩罩口尺寸公式可得集氣罩長邊長度為根據(jù)集氣罩罩口尺寸公式可得集氣罩短邊長度為綜上可得,接包機(jī)處上吸式集氣罩尺寸為1.18m×0.88m,距接包機(jī)距離擴(kuò)張角。矩形集氣罩罩口周長公式為:():,接包機(jī)上方形集氣罩罩口的周長為根據(jù)表3-1可得,取控制風(fēng)速。根據(jù)式3-1,排風(fēng)量為3.3.3清包機(jī)處集氣罩設(shè)計(jì)機(jī)啟動吹出將進(jìn)入清包機(jī)的面粉袋以及傳送帶上的粉塵吹起產(chǎn)生大量粉塵。的出口用來和排風(fēng)罩對接,,所以一個上吸式集氣罩可將粉塵去除與控制。清包機(jī)上方除塵口為圓形其所以設(shè)計(jì)上吸集氣罩也為圓形集氣罩距傳送帶擴(kuò)張角設(shè)置為。圖3-3清包機(jī)處上吸集氣罩Fig.3-3uppersuctionhoodatthecleaningmachine3.3.3轉(zhuǎn)載點(diǎn)處集氣罩設(shè)計(jì)面粉袋經(jīng)過清包機(jī)后通過傳送帶運(yùn)輸?shù)睫D(zhuǎn)載點(diǎn)處,因?yàn)閮啥藗魉蛶Т嬖诟叨炔钏栽趥魉瓦^程中會造成面粉袋表面粉塵溢出。因?yàn)椴荒軐魉蛶荛]所以在其上方設(shè)計(jì)一個上吸式集氣罩。(),上吸式集氣罩距傳送帶的距離,上吸式集氣罩由于工作區(qū)域?yàn)槊娣鄞叽缢栽O(shè)計(jì)成矩形。圖3-4轉(zhuǎn)載點(diǎn)處集氣罩Figure3-4gascollectinghoodattransferpoint綜上可得,集氣罩尺寸為1.1m×0.8m,距離接包機(jī)高度為,。3.3.3裝車處集氣罩設(shè)計(jì)面粉袋通過傳送帶傳送至指定地點(diǎn)由工人搬運(yùn)裝車,工人搬運(yùn)過程中會將面袋扛起并移動至車斗內(nèi),而貨車車廂處于半封閉狀態(tài),通風(fēng)差,所以在搬運(yùn)過程中面粉袋面粉會溢出,造成大量粉塵,由于車廂不能密封除塵,所以在車廂頂部安裝集氣罩。工作區(qū)域即車斗尺寸,車斗尺寸為長4.2m、寬1.9m。上吸式集氣罩距車斗的距離()。圖3-5裝車處上吸集氣罩Figure3-5uppersuctionhoodatloadingplace綜上可得,集氣罩尺寸為6.04m×3.74m,距離接包機(jī)的高度為,60°。根據(jù)式3-1,排風(fēng)量為綜上可得,面粉廠包裝車間集氣罩設(shè)計(jì)分別為:包裝機(jī)處設(shè)置的是下吸式集氣罩,接包機(jī)、清包機(jī)、轉(zhuǎn)載點(diǎn)、裝車處均是上吸式集氣罩。4除塵器設(shè)計(jì)4.1除塵器選型4.1.1除塵器分類原理及其優(yōu)缺點(diǎn)重負(fù)荷沉降采用重力除塵技術(shù),將粉塵與氣體分離,達(dá)到除塵目的。它的主要優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單,維修方便;維修成本低,使用壽命長;可靠性好,故障少。其缺點(diǎn)是:收塵效率低,一般僅為40%~50%,適于收集50μm以上的粉塵顆粒;設(shè)備體積大。慣量除塵就是利用氣流中塵粒的慣性力,通過擋板來改變氣流方向,從而實(shí)現(xiàn)分離。它的體積可以大大減小,不需要移動部件,可用于高溫、高濃度粉塵的場合,與重力除塵器相比,分離效率更高,捕集效率可達(dá)10微米。在600~1200帕之間有一個慣性過濾器。慣量收塵器的主要缺點(diǎn)是磨損嚴(yán)重,影響其工作性能。用離心風(fēng)機(jī)將塵埃吸進(jìn)旋風(fēng)除塵器內(nèi),塵埃將沿著除塵壁面旋轉(zhuǎn)。塵埃粒子也因此受到離心力的作用從氣流中分離出來,在沿氣流方向上再受重力使其落入灰斗,氣體沿排氣管旋向排氣管。它具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、體積小、易于操作和維修、壓損適中、耗能少等優(yōu)點(diǎn),但其缺點(diǎn)是除塵效率不高,且對流場變化影響較大。袋式除塵器是一種利用纖維狀濾袋收集粉塵的除塵設(shè)備,它利用濾袋過濾粉塵顆粒,使含塵氣體從濾袋外進(jìn)入室內(nèi),將粉塵分離到濾袋外表面,或?qū)⒑瑝m氣體從濾袋內(nèi)排入室內(nèi),從而實(shí)現(xiàn)粉塵與濾袋內(nèi)表面的分離。袋式除塵器最大優(yōu)點(diǎn)是除塵效率高,屬高效除塵器,平均除塵效率可達(dá)99%以上。無風(fēng)波動,工作平穩(wěn),適應(yīng)性強(qiáng),無粉塵阻力值限制。其用量約為各類除塵器用量的60%~70%。另外,布袋除塵器還存在著濕法收塵較濕法收塵吸附性差的缺點(diǎn)。電收塵器是一種利用靜電力(庫侖力)把粉塵或液滴從氣體中分離出來的收塵設(shè)備,與其他收塵設(shè)備相比,電收塵器具有以下顯著特點(diǎn):對各種粉塵、煙氣的收塵效率極低,即使在高溫高壓環(huán)境下也能使用;設(shè)備阻力小,耗能少;維修簡單。濕法、濕法或水法除塵,是指用水(或其它液體)與含塵氣體相互接觸,伴隨著熱量和質(zhì)量的轉(zhuǎn)移,通過清洗將粉塵顆粒與氣體分離。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):設(shè)備投資小,結(jié)構(gòu)簡單,凈化效率高,可以去除0.1μm以上的灰塵顆粒;設(shè)備本身一般無活動部件,例如制造材料質(zhì)量好,不易發(fā)生故障;在除塵過程中,還存在降溫、增濕、凈化有害有聲氣體等作用,除塵后需要對污水進(jìn)行處理,以防止二次污染;粉塵回收困難:易受酸堿氣(體腐蝕,應(yīng)考慮防腐;粘粉塵容易堵塞、掛壁;冬季需要考慮防凍。4.1.2除塵器的選型要求各類除塵器的除塵效率,設(shè)備購置和運(yùn)行費(fèi)用,維護(hù)費(fèi)用等均不同,因此在選型時應(yīng)充分考慮各類除塵器性能,并考慮各項(xiàng)因素。(1)
除塵器的分散度對除塵效果有很大影響,即使產(chǎn)生的除塵設(shè)備相同,由于運(yùn)行條件的不同,除塵效果也會有很大差別。所以在選擇除塵器類型時,首先要準(zhǔn)確掌握粉塵的分散程度。大于10微米的顆粒應(yīng)選用離心力除塵器,小于4微米的顆粒占大多數(shù)應(yīng)選用電除塵器、濾式除塵器或洗滌器。但具體的選擇,可根據(jù)粒度分布等要求,參照常用的除塵器類型及性能表,進(jìn)行初步的選擇。接著按照除塵器類型和類型的性能要求和設(shè)計(jì)要求確定。(2)除塵器的除塵性能主要受粉塵密度的影響。這一效應(yīng)表現(xiàn)最明顯的是重力,慣性力和離心力的作用。沉積物密度越小,分離捕集塵粒的難度越大,粉塵的二次飛揚(yáng)問題也越嚴(yán)重,因此在操作和設(shè)備結(jié)構(gòu)上應(yīng)采取特殊措施。(3)一般情況下,在重力、慣性力和離心力作用下,進(jìn)含塵濃度越大,除塵效率越高。但這樣一般又會增加出口含塵濃度,所以單從除塵效率來說,不能單純從籠統(tǒng)的考慮除塵是否有效。對于文丘里管式清潔器.噴射式清潔器等除塵器,要求初始含塵量低于10g/(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)),同時考慮了喉曾段的摩擦損失和噴嘴堵塞等因素。過濾機(jī)初始含塵量越低,其整機(jī)的除塵性能就越好;當(dāng)含塵濃度較高時,可采用壓力損失變化不大的連續(xù)清灰方式。電收塵裝置一般用于初始含塵量低于30g/min的含塵量(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))。粉塵與壁面的粘著機(jī)理十分復(fù)雜,塵埃粒徑越小,比表面積越大,粘著性能越好。由于離心力的作用,旋風(fēng)除塵器的粉塵粘在壁面上,有發(fā)生堵塞的危險(xiǎn)。而且對袋除塵器容易造成濾袋過濾氣孔堵塞。對于電除塵器,則容易使放電電極增大,集塵極堆積。試驗(yàn)結(jié)果表明:粉塵的粘附特性對形成過濾除塵粉塵初始層具有重要影響。塵埃的附著不僅與其比表面積有關(guān),而且與塵埃成分、塵埃氣體的性質(zhì)、塵埃之間相互附著的性質(zhì)等有關(guān)。(5)
含塵塵氣的溫度、濕度不同,粉塵的比阻差異較大。-如100~200C°時,電阻值最大;含塵氣的加濕量越大,其含塵率越低。所以在選擇電除塵器時,要事先掌握除塵比阻,充分考慮到煙氣溫度的選擇及含塵氣體特性的調(diào)節(jié)。
(6)
原則上,干式除塵設(shè)備必須在排風(fēng)含塵氣體露點(diǎn)以上的溫度下工作。水蒸氣蒸發(fā)和排入大氣層后冷凝等現(xiàn)象,在洗滌除塵時,應(yīng)盡量采用低溫處理。濾布除塵時,埋入含塵氣體的直接或間接溫度應(yīng)降低到濾布耐熱溫度以下。玻璃鋼過濾布的使用溫度類似-300度以下。其它濾布溫度在80~150C之間。電收塵采用溫度最高可達(dá)400C。在處理含塵氣體時,應(yīng)考慮粉塵的比電阻,選用溫度。(8)
為有效地利用除塵器,應(yīng)根據(jù)情況,對如下的粉塵和含塵氣體的性質(zhì),進(jìn)行處理。
(9)
在不同工作條件和燃燒條件下,含塵氣休的性質(zhì)會發(fā)生明顯的變化,對除塵性能影響很大。實(shí)際運(yùn)行后,除塵器要達(dá)到設(shè)計(jì)要求的除塵性能,實(shí)際上并不容易。一方面操作和設(shè)備安裝時的環(huán)境條件,對設(shè)備的性能是惡化了還是改善了,也難以預(yù)料。所以在確定設(shè)備的容量時,要保證有一定的余量,或留出一些可以增加設(shè)備的空間。由于新選型除塵裝置可用于現(xiàn)有裝置,也可用于新建裝置,而裝置所在地的環(huán)境容量要求、氣象條件和投資限制程度也將對選型產(chǎn)生一定影響。常用的除塵器性能表4-1所示:表4-1除塵器性能Tab.4-1theperformanceofdustcollector除塵器名稱適用的粉塵粒徑μm除塵器效率%阻力Pa設(shè)備費(fèi)用運(yùn)行費(fèi)用溫度℃重力沉降室>50<5050~130少少<400慣性除塵器>2050~70300~800少少<400旋風(fēng)除塵器>560~90800~1500少中<400袋式除塵器>0.195~991000~1500中上大<300文丘里除塵器0.5~10090~984000~10000少大<800電除塵器>0.0590~9850~130大中上<400綜上,本系統(tǒng)選擇袋式除塵器效果最好。4.2袋式除塵器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.2.1袋式除塵器結(jié)構(gòu)袋式除塵器是所有除塵器中適用范圍最廣應(yīng)用最多的除塵器,其除塵效率高達(dá)99%,而且具有運(yùn)行穩(wěn)定、處理的氣體量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)還。隨著袋式除塵器的發(fā)展,其更新?lián)Q代非??欤貏e是濾袋以及清灰方式變化較大。結(jié)構(gòu)不用選用的除塵器也略有不用。(1)根據(jù)過濾方向不同,除塵器分為外濾式和內(nèi)濾式。外濾式袋式除塵器氣流則是從濾袋外面向內(nèi)部流動,粉塵被過濾在外面;內(nèi)濾式除塵器則是氣流從濾袋內(nèi)部向外面流動,將粉塵被過濾在外邊。內(nèi)濾式除塵器具有便于檢修和換袋,不停機(jī)檢修等優(yōu)點(diǎn),而且外濾式除塵器對于濾袋的磨損程度較大,所以除塵器選擇內(nèi)濾式。根據(jù)進(jìn)氣口位置不同,除塵器分為下進(jìn)風(fēng)除塵器和上進(jìn)風(fēng)除塵器,下進(jìn)風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)安裝成本較低,所以本次設(shè)計(jì)選用下進(jìn)風(fēng)式。(3)根據(jù)清灰方式除塵器分為機(jī)械振動清灰、脈沖噴吹清灰。機(jī)械式振動清灰機(jī)是利用振動機(jī)構(gòu)將吊掛的濾袋機(jī)架平移或上下移動來清灰。脈動噴氣除塵器中,含塵氣體進(jìn)入經(jīng)過灰斗后,大顆粒受慣性作用被直接分離,然后含塵氣體進(jìn)入濾袋區(qū),粉塵留在外面,通過的氣體從風(fēng)口排出。因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)安裝成本較低,所以本次設(shè)計(jì)選用機(jī)械振動清灰,而且內(nèi)濾式過濾多用于機(jī)械振動清灰方式。(4)對于內(nèi)濾式振動清灰除塵器,花板設(shè)置在下方,濾袋底部掛在上方。除塵器整體分兩部分,花板下部為進(jìn)氣室,花板上方為凈氣室。綜上,的袋式除塵器為下進(jìn)風(fēng)式、內(nèi)濾式、機(jī)械振動清灰袋式除塵器。4.2.2除塵器進(jìn)出口設(shè)計(jì)(1)(),距離地面高度為2.4m,寸為。(如圖4-3),距地面高15.45m,出口尺寸設(shè)計(jì)為圖4-4除塵器進(jìn)出口位置側(cè)視圖Figure4-4Sideviewofinletandoutletpositionofdustcollector4.3濾袋設(shè)計(jì)4.3.1濾袋形狀選擇及尺寸濾袋按形狀可分為圓袋式和扁袋式。圓袋連接簡單,清灰容易,維護(hù)管理也比較方便,所以應(yīng)用非常廣泛。扁袋由于清灰、檢修、換袋麻煩所以選擇圓袋。因此本次設(shè)計(jì)的濾袋形式選用圓袋式。直徑300mm,高度9m。4.3.2濾料的選擇1.濾料選擇原則1、
過濾材料一般由棉、毛等纖維或合成纖維制成,其物理化學(xué)性質(zhì)各不相同,在溫度、濕度、耐化學(xué)腐蝕等方面也不可能具有優(yōu)異的性能和抗性。因此,作為選擇過濾材料的原則,必須充分把握含塵氣的特點(diǎn),仔細(xì)對照各種纖維所具有的性能,合理選擇
2、
粉塵的性狀包括粉塵的化學(xué)性和物理性,主要是從粉塵的物理性能角度考慮對濾料的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及后處理等方面的選用,這些性狀主要包括粉塵的性狀和粒徑分布、粉塵的附著性和凝聚性、粉塵的吸濕性和潮解性、粉塵的磨啄性等。
3、
袋式除塵器的清灰方式是選擇濾料結(jié)構(gòu)類型的主要因素,但由于清灰方式的能量不同,其形變特征也不相同,故可選用不同的結(jié)構(gòu)類型。
4、
重點(diǎn)介紹了高濃度收塵工藝,,行的場合,含油微塵氣體的處理,以及特殊結(jié)構(gòu)的除塵器的要求等4.3.3過濾風(fēng)速的選擇過濾器風(fēng)速與除塵物理化學(xué)性質(zhì)及不同除塵方式有關(guān),包裝車間的除塵都是面粉粉塵,一般設(shè)計(jì)的過濾風(fēng)速以經(jīng)驗(yàn)參數(shù)為主,根據(jù)表4-5,本次設(shè)計(jì)的機(jī)械振動選擇的過濾風(fēng)速為1m/min。粉塵種類常用過濾風(fēng)速粉塵種類常用過濾風(fēng)速振打式脈沖式反吹式振打式脈沖式反吹式氧化鋁0.8~0.92.4~3.00.5~0.6皮革粉末1.1~1.23.7~4.6石棉0.9~1.13.0~3.7石灰0.8~0.93.0~3.70.5~0.6鋁土礦0.8~1.02.4~3.0石灰石0.8~1.02.4~3.0炭黑0.5~0.61.5~1.80.3~0.4云母0.8~1.02.7~3.40.5~0.6煤0.8~0.92.4~3.0顏料0.8~0.92.1~3.40.6~0.7可可粉0.9~1.03.7~4.60.5~0.6面粉0.9~1.13.7~4.6黏土0.8~1.02.7~3.00.4~0.5石墨0.6~0.81.5~1.80.5~0.6水泥0.6~0.92.4~3.0石青0.6~0.83.0~3.70.5~0.6化妝品0.5~0.63.0~3.70.5~0.6鐵礦石0.9~1.13.4~3.7飼料1.1~1.54.3~4.6氧化鐵0.8~0.92.1~2.40.5~0.6長石0.7~0.92.7~3.00.5~0.6肥料0.9~1.12.4~2.70.5~0.64.3.4過濾面積(1)總過濾面積除塵器設(shè)計(jì)手冊,總過面積的計(jì)算公式為:(4-1):。可得,總過濾面積為集氣罩總風(fēng)量即總氣量,所以總氣體量,選取過濾風(fēng)速為1m/min。單條濾袋的過濾面積除塵器設(shè)計(jì)手冊,單條濾袋的計(jì)算公式為:():圓袋式濾袋的直徑為0.3m,高度為9m,根據(jù)式可得單條濾袋的過濾面積為因?yàn)闉V袋是裝在濾袋上的配件,所以會造成一部分濾袋沒有過濾效果,濾袋配件占總過濾面積的5%,所以單條濾袋的實(shí)際過濾面積應(yīng)該是4.3.5濾袋條數(shù)根據(jù)除塵器設(shè)計(jì)手冊,計(jì)算濾袋條()式中:可得,濾袋條數(shù)為本設(shè)計(jì)的濾袋數(shù)為299條,可設(shè)300條,以方便施工和提高除塵效率。4.3.6濾袋布局本次設(shè)計(jì)中,濾袋呈正方形形布置,分3個除塵室,每個除塵室100條濾袋,按10×10布置。(如圖所示)。集塵室與集塵室之間的間隔為500mm,集塵室與箱體之間的間隔為500mm,用于人員檢修。設(shè)置濾袋間距為70mm,與除塵室邊緣相距70mm,以避免相鄰濾袋在清灰時碰撞造成濾袋損壞。圖4-5濾袋平面布局圖Figure4-5layoutplanoffilterbag4.4振打裝置設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的振動方式為水平振動,也就是上部框架橫向擺動。每個室一個大框架,2個振打裝置,包含振打錘、振打軸和減速機(jī)。濾袋底部掛在框架的掛鉤上,框架由方管焊接而成,框架吊掛在箱體上部的支座上。每個除塵室統(tǒng)一振打,過濾時,隨著濾袋內(nèi)表面粉塵層厚度增加,壓差檢測裝置檢測到壓差過大時會啟動減速機(jī),隨著減速機(jī)轉(zhuǎn)動會帶動振打軸轉(zhuǎn)動使振打錘敲擊安裝在框架上的振打砧,從而使框架產(chǎn)生橫移,帶動濾袋產(chǎn)生瞬間抖動,清除灰塵(如圖4-6)。當(dāng)壓差檢測裝置檢測到壓差過小時會自動關(guān)閉振打機(jī)構(gòu)。該除塵器為連續(xù)性振打,當(dāng)一個分室清灰時,其余分室仍在過濾。機(jī)械振打除塵器主要參數(shù)為:(1)振打時間:2min;(2)振打沖程:50mm;(3)振打頻率:80次/min。圖4-6振打裝置示意圖Figure4-6DiagramofVibratingDevice4.5除塵器壓力損失除塵壓力損失是濾袋阻力、濾袋塵層阻力、箱體阻力等的總和。對于布袋除塵器來說,壓力損失比布袋除塵效率更合理,而且更重要,而布袋除塵壓力的損失不僅影響能耗,還會影響除塵效率、布袋除塵周期等,這還與布袋除塵器的結(jié)構(gòu)、布袋除塵的物理化學(xué)特性、布袋除塵的設(shè)計(jì)及方式等有關(guān),根據(jù)除塵器設(shè)計(jì)手冊,阻力公式為(4-4):查除塵器設(shè)計(jì)手冊可得,濾袋阻力計(jì)算公式為():εcεpdμv由4-5可知,計(jì)算得到濾袋阻力為:濾袋粉塵層的阻力缺乏相關(guān)數(shù)值;由于本次設(shè)計(jì)采用內(nèi)濾式濾袋,故濾袋的積塵量較大,按經(jīng)驗(yàn)值可達(dá)1200Pa,濾袋等附件阻力為70Pa。按式4-4,除塵器總阻為4.6除塵器輔助配件設(shè)計(jì)(1)防癟環(huán)為提高濾袋強(qiáng)度,在濾袋上每隔1000毫米設(shè)置鋼制鋼性環(huán)。袋帽為防止振動清灰時濾袋脫落,袋帽采用封閉掛鉤。拉緊裝置濾袋口采用彈性卡圈固定濾袋,并利用調(diào)節(jié)板適當(dāng)松弛濾袋。檢修門因?yàn)檫@次設(shè)計(jì)的濾袋比較多,而且濾袋容易損壞,所以必須設(shè)置大修門,大修門尺寸為2000mm×1000mm。樓梯和走臺因?yàn)槌龎m器較高,上部維修比較困難,所以需設(shè)置樓梯和走臺,樓梯設(shè)在吸塵器前側(cè),樓梯寬度為0.8米,與設(shè)置應(yīng)相互。4.7灰斗設(shè)計(jì)每間集塵室下設(shè)一灰斗,共三個灰斗。排灰口處有大車運(yùn)輸帶塵。爐壁的傾斜角度一般不小于50°,為便于塵土落下,本次設(shè)計(jì)灰斗的傾斜角度為60°,灰斗底部排灰口尺寸設(shè)置在1200×1200,并配有卸灰閥。灰斗長與除塵室長相同,均為4770mm,一個小除塵室的寬度等于灰斗長4770mm,則灰斗的高度為進(jìn)風(fēng)口設(shè)在灰斗處,因?yàn)闅怏w進(jìn)入灰斗后,容易堆積在除塵器后面,造成除塵器室內(nèi)對后面的濾袋壓力過大,使灰層迅速沉降而損壞。因此,均布板的長度在花板的左側(cè)1/3處,長40cm,傾斜角15°;而距花板左側(cè)3/4處,長60cm,長60cm的均布板材則在距花板左側(cè)3/4處。采用均布后,解決了灰斗內(nèi)氣流過于集中于除塵室后部的問題,使進(jìn)入除塵室前后的方濾袋內(nèi)氣流均勻,有效地解決了除塵室后部濾袋損壞過快的問題。圖4-7灰斗示意圖Figure4-7Grayhopperdiagram4.8除塵器尺寸計(jì)算(1)除塵室的長度為每段檢修道長1000mm,樓梯寬800mm,則除塵器的長為(2)除塵室的寬度為根據(jù)除塵器設(shè)計(jì)手冊,除塵器的高度計(jì)算公式為:(4-7)除塵器的高度分別由灰斗距離地面的高度、灰斗高度、濾袋長度、出風(fēng)口直徑一起圍欄組成,其中灰斗距離地面的高度為1.5m、灰斗高度為3.03m、濾袋長度為9m,出風(fēng)口直徑為1150mm,圍欄高度為770mm,。根據(jù)式4-7,除塵器的高為:4.9除塵器效率檢驗(yàn)根據(jù)除塵器設(shè)計(jì)手冊,除塵器效率計(jì)算公式為(4-8)式中:—除塵器濃度,mg/m3;—除塵器濃度,mg/m3。已知粉塵入口濃度為各處塵源點(diǎn)濃度相加之和為2200mg/m3,本次設(shè)計(jì)的除塵器效率為99.6%,根據(jù)式4-8可得除塵器出口濃度為按照國標(biāo)要求,面粉廠包裝車間的粉塵排放濃度限值不大于10mg/m3,經(jīng)過本次設(shè)計(jì)的除塵系統(tǒng)后,粉塵排放濃度達(dá)到8.8mg/m3<10mg/m3,因此本次設(shè)計(jì)合理可行,符合國標(biāo)要求。5除塵系統(tǒng)管道布置及水力計(jì)算5.1除塵管道布置管道布置時需注意以下事項(xiàng):布置管道要盡量簡化,安裝盡量多平行,傾斜角盡可能大于,確?;覊m能夠完全落。管道截面多選用圓形截面,因?yàn)閳A形截面不容易積塵。管道布局安排盡量避免交叉,為方便施工。根據(jù)灰塵性質(zhì)不同,選擇合適的管道。通風(fēng)除塵系統(tǒng)的軸測圖如圖5-1所示。圖5-1通風(fēng)除塵系統(tǒng)軸測圖Fig.5-1AxonometricMapofVentilationandDustRemovalSystem5.1.1管道材料選擇管道材料分為普通材料和耐磨材料。在工業(yè)中Q235鋼板是最常用的管道材料之一,這種材料堅(jiān)硬、抗磨損、使用方便。本設(shè)計(jì)用Q235鋼板作為管道普通材料。耐磨管道材料選有淬火耐磨鋼材,其成本相對其他耐磨材料更低,又因?yàn)槊娣鄯蹓m,顆粒較細(xì),磨損力度較小,Q235鋼板耐磨性能可以滿足磨損。壁厚設(shè)計(jì)為6mm。5.1.2管道斷面形狀選擇管材的截面形狀有矩形和圓形兩種,圓形管材相對矩形管材制作簡單,保溫性能好,另外考慮到壓力損失,當(dāng)斷面積相同時,圓形的管道壓力損失更小,故本次設(shè)計(jì)管道斷面形狀為圓形。5.1.3管道零部件一般情況下,管道零部件中清掃孔、檢測孔和防爆裝置是必不可少的裝置,這些配件可以保證相關(guān)技術(shù)性能和參數(shù)要求。管道測孔在除塵系統(tǒng)的管路上應(yīng)設(shè)置一定的測孔,以便檢測管路內(nèi)的溫度、濕度、風(fēng)量風(fēng)壓及粉塵濃度等。本設(shè)計(jì)中在管路內(nèi)氣流穩(wěn)定段設(shè)置有濕度、溫度、粉塵濃度及風(fēng)量的測孔,同時還設(shè)置了粉塵濃度及風(fēng)量的風(fēng)量測孔。煙塵濃度測量孔直徑80mm,其余孔直徑50mm,請注意清掃孔管件側(cè)面、管件頂部及彎頭、三通、管口均設(shè)有掃塵孔,以便定期清掃管件內(nèi)的局部部件因旋渦或產(chǎn)生的積塵,掃塵孔蓋板由螺釘擰緊,中間墊上橡膠板。5.2煙囪設(shè)計(jì)5.2.1煙囪設(shè)計(jì)時注意事項(xiàng)在進(jìn)行煙囪設(shè)計(jì)時,應(yīng)確定出口直徑、進(jìn)口直徑和其它設(shè)備設(shè)施的尺寸。一般除塵系統(tǒng)多采用鋼制煙囪。底部設(shè)有檢修孔、排水孔等。排煙應(yīng)符合大氣排放標(biāo)準(zhǔn),排放濃度不得超過15m/h,排放濃度不得超過廠房附近2-3m/h的要求,并應(yīng)降低排放速率。在排放同一塵埃的兩個噴管之間的距離小于兩個噴管高度時,等效為一個噴管。三個以上的,應(yīng)當(dāng)按照同樣的原則等效。如果排出的煙氣的高度在本標(biāo)準(zhǔn)所列的兩個值之間,則在其執(zhí)行的最高允許排放率范圍內(nèi)計(jì)算排放率;如果排放率的高度大于或小于本標(biāo)準(zhǔn)所列的最大或最小值,則在排放率范圍之外計(jì)算排放率。燃燒后產(chǎn)生的煙氣,其煙氣黑度不能超過林格曼1級5.2.2煙囪尺寸計(jì)算(1)根據(jù)除塵系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)手冊,可知煙囪排放口截面積公式為(5-1):,(排煙速度應(yīng)該是當(dāng)?shù)仫L(fēng)速的1.5倍),則,由此可得煙囪出口直徑為(2)煙囪高度面粉廠包裝度為16m,,煙囪高度不圍建筑物2-3m,最低20m,故設(shè)置煙囪高度為20m。(3)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊,煙囪進(jìn)口直徑公式為(5-2)式中:所以5.3管道水力計(jì)算5.3.1計(jì)算說明根據(jù)這次設(shè)計(jì)的除塵系統(tǒng)進(jìn)行水力計(jì)算,可以確定出各個管段的管徑及阻力,從而選擇到合適的風(fēng)機(jī)型號。本文采用假設(shè)流速的水力計(jì)算方法,具體如下:繪制除塵系統(tǒng)管道網(wǎng)絡(luò)圖,并對其每一段管路一一編號并標(biāo)注。選定合理的空氣流速。通過風(fēng)量的計(jì)算及各管段的氣速的選取,確定了管徑大小、摩擦阻力及局部阻力。并聯(lián)管路的阻力平衡。由于包裝車間粉塵屬于谷物粉塵所以由表5-1可知,其垂直管道的最小風(fēng)速為10m/s,水平管道的最小風(fēng)速為12m/s。表5-1除塵管道的最小風(fēng)速(m/s)Table5-1minimumwindspeed(m/s)fordustduct粉塵類別粉塵名稱垂直管道水平管道纖維粉塵干鋸末、小刨塵、紡織塵1012木屑、刨花1214干燥粗刨花、大塊干木屑1416潮濕粗刨花、大塊濕木屑1820棉絮810麻1113石棉粉塵1218礦物粉塵耐火材料粉塵1417粘土1316石灰石1416水泥1218濕土(含水2%以下)1518重礦物粉塵1416輕礦物粉塵1214灰土、砂塵1618干細(xì)型砂1720金剛砂、剛玉粉1519金屬粉塵鋼鐵粉塵1315鋼鐵屑1923鉛塵2025粉塵類別粉塵名稱垂直管道水平管道其他粉塵煤塵1113焦炭粉塵1418谷物粉塵10125.3.2水力計(jì)算該系統(tǒng)選用1-2-4-6-8-11-12-風(fēng)機(jī)作為最不利的管路。每個管道部分的流量如表5-2所示。表5-2各段管道的長度及風(fēng)量Table5-2lengthandairvolumeofeachpipesection12345678910111225.225.21.0726.273.9630.231.0431.278.88.840.0740.075.84.34.56.43.86.23.45.88.341.447.388.99(1)各段管道管徑以及摩擦阻力的計(jì)算管道1:管道1的風(fēng)量為,因?yàn)楣艿?是垂直管道,因此管道最小風(fēng)速為,通過式5-3計(jì)算得到管道1的管徑為(5-3):查《工業(yè)通風(fēng)》附錄11通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格表后確定管段1的標(biāo)準(zhǔn)直徑為1700mm,在代入式5-3得到實(shí)際風(fēng)速為符合要求,因此管段1的直徑設(shè)計(jì)為1700mm。查《工業(yè)通風(fēng)》附錄9通風(fēng)管道單位長度摩擦阻力線算圖得。因此根據(jù)除塵工程設(shè)計(jì)手冊,摩擦阻力計(jì)算公式如5-4所示,又因?yàn)楣芏?的長度為5.8m。根據(jù)式5-4,管段1的摩擦阻力為(5-4):同理即可得到其他管段的管段直徑、單位長度摩擦阻力、摩擦阻力以及實(shí)際風(fēng)速。見表5-3.表5-3各管段的直徑及摩擦阻力Table5-3diameterandfrictionresistanceofeachpipesection管段序號123456789101112直徑mm1700160036016006301700330180090090020002000單位長度摩擦阻力Pa/m0.50.83.00.42.50.354.00.42.02.00.40.4摩擦阻力Pa2.93.4413.52.569.52.1713.62.3216.682.882.9523.596續(xù)表5-3管段的直徑及摩擦阻力管段序號123456789101112實(shí)際風(fēng)速m/s11.112.5410.5213.0712.7113.3212.1412.2913.8313.8312.7612.76(2)局部阻力計(jì)算1.管道1管道1連接的是一個上吸式矩形集氣罩:,查表得管路1局部阻力系數(shù)由除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊可得局部阻力公式為(5-5):通過公式5-5計(jì)算管路1的局部阻力為2管道2管道2接到主管道用到了彎頭()一個,查表得有管道2通過至管道4用到的是直流三通,查表得通過式5-5可得管道2的局部阻力為3管道3管道3連接的是一個上吸式矩形集氣罩:,管道3接通主管道用到了60°彎頭()1個,查表可得有管道3通過至管道4用到的是直流三通,通過式5-5得到管道3的局部阻力為4管道4有管道4通過至管道6用到的是為直流三通,查表得通過式5-5得到管道4的局部阻力為5管道5管道5連接的是一個上吸式圓形集氣罩:,管道5連接到主管道用到了60°彎頭()1個,查表可得管道5連接管道6用的是直流三通:通過式5-5得到管道5的局部阻力為6管道6管道6連接管道8用的是直流三通,查表得通過式5-5可得管道6的局部阻力為7管道7管道7連接的是一個上吸式矩形集氣罩:,管道7連接到主管道用到的是60°彎頭():1個,管道7連接管道8用到的是直流三通,查表可得通過式5-5得到管道7的局部阻力為8管段8管道8連接管道11用到的是直流三通,查表得通過式5-5得管道8的局部阻力為9管道9管道9連接但除塵器以及主管道分別用到的是90°彎頭(),和60°彎頭(),管道9連接管道11用到的是直流三通:通過式5-5得管段9的局部阻力為10管段10管道10連接的是一個下吸式圓形集氣罩:,管道10連接到主管道用的是90°彎頭(),通過式5-5得管道10的局部阻力為11管段11管道11連接到主管道用到的是90°彎頭(),由于除塵器進(jìn)口直徑為950mm與管道11管徑2000mm不匹配所以增加一段漸縮管,設(shè)置漸縮管長為500mm,通過式5-5可得管段11的局部阻力為12管段12管道12連接到主管道用到的是90°彎頭()一個,由于除塵器出口直徑為1150mm與管道12管徑2000mm不匹配所以增加一段漸擴(kuò)管,漸擴(kuò)管長同樣設(shè)為500mm,由于管道12管徑為2000mm與風(fēng)機(jī)進(jìn)口管徑為2100mm不匹配所以設(shè)置一段變徑管長度為200mm。通過式5-5可得管道12的局部阻力為(4)管道的總阻力就是摩擦阻力與局部阻力之和。管道1:同理可得其他管道總阻力見表5-4。表5-4各管段的總阻力Table5-4TotalResistanceofPipelines管段123456789101112阻力Pa14.7321.3637.413.83-11.8213.870.3414.1-12.0132.7256.6757.32(4)并聯(lián)管路阻力平衡①A點(diǎn)符合要求。②B點(diǎn)由于管道5管徑過大導(dǎo)致B點(diǎn)阻力不平衡,所以首先要改變管徑,解決不平衡問題,《工業(yè)通風(fēng)》中對管徑進(jìn)行了5-6的調(diào)整。(5-6): 。根據(jù)式5-6可得到:根據(jù)《工業(yè)通風(fēng)》附錄11通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格表,取,其對應(yīng)的阻力為由于阻力同樣不能滿足要求,所以繼續(xù)減小直徑,后經(jīng)計(jì)算仍不能滿足要求,于是增加了閥門。③C點(diǎn)管道7的管徑過大,C點(diǎn)阻力不平衡,應(yīng)首先采取改變管徑措施來解決不平衡問題,根據(jù)式5-4,得:根據(jù)《工業(yè)通風(fēng)》附錄11通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格表,取,其對應(yīng)的阻力為符合要求。④D點(diǎn)管段9的管徑過大,D點(diǎn)阻力不平衡,應(yīng)采取先改變管徑再解決不平衡問題。根據(jù)式5-6,得:根據(jù)《工業(yè)通風(fēng)》附錄11通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格表,取,其對應(yīng)的阻力為符合要求。⑤(5)表5-5水力計(jì)算表Table5-5Hydrauliccalculationtable管道編號流量m3/s長度m管徑mm流速m/s局部阻力系數(shù)∑ζ局部阻力Pa單位長度摩擦阻力Pa/m摩擦阻力Pa管段阻力Pa備注19.583.25100012.20.1614.31.65.219.529.582.680019.10.1941.63.69.451410.29580020.50.1127.73.316.544.2611.35680022.60.1133.13.219.252.3812.814.390020.20.1331.73.515.146.71117.432.05125014.20.5566.60.95.7972.4230.713.225014.50.3645.26.219.865.151.062.5332013.2-0.22-234.812.1-10.9阻力不
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