1、學(xué)生編號(hào)。2010122140課程設(shè)計(jì)標(biāo)題車間除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)科學(xué)院環(huán)境和生物工程學(xué)院專業(yè)化產(chǎn)業(yè)環(huán)境工程班級(jí)級(jí)別環(huán)境工程1級(jí)學(xué)生姓名張瓊教師楊海林2013年6月23天目錄1前言-3-2設(shè)計(jì)任務(wù)書-3-2.1設(shè)計(jì)目的3-2.2設(shè)計(jì)任務(wù)和要求-3-2.3設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)-4-3設(shè)計(jì)說(shuō)明-6-3.1集氣罩設(shè)計(jì)-6-3.1.1設(shè)計(jì)原則-63.1.2集氣罩尺寸參數(shù)的確定-6-3.1.3控制點(diǎn)控制速度vx的確定-7-3.1.4廢氣量的測(cè)定-9-3.2除塵器的選擇和設(shè)計(jì)-9-3.2.1除塵器類型的比較和選擇-9-3.2.2除塵器的選擇-10-3.3管道、彎頭和三通的設(shè)計(jì)-11-3.3.1管道設(shè)計(jì)原則-11-3.3.2

2、管道初步設(shè)計(jì)-11-3.3.3管道直徑和速度的測(cè)定-12-3.3.4彎頭-13-的設(shè)計(jì)3.3.5三通13的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.3.6管道截面長(zhǎng)度的確定-13-3.4壓力損失平衡設(shè)計(jì)-14-3.4.1管段壓力損失計(jì)算-14-3.4.2壓力檢查-16-3.4.3除塵系統(tǒng)總壓力損失-17-3.5風(fēng)機(jī)17的選擇和檢查3.6電機(jī)的選擇和檢查-18-3.7車間布局-19-3.7.1車間布局原則-19-3.7.2車間門窗設(shè)計(jì)-20-3.7.3車間總平面布置圖-20-3.8相關(guān)說(shuō)明-20-4參考文獻(xiàn)-21-1前言在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種粉塵和有害氣體。目前，最常用的控制方法是直接從源頭收集有害物質(zhì)，并通過(guò)凈

3、化設(shè)備凈化后排入大氣。這是局部氣體凈化系統(tǒng)，它要求最小的風(fēng)量，良好的效果和較少的能源消耗。局部通風(fēng)系統(tǒng)分為兩類：局部進(jìn)風(fēng)和局部排風(fēng)。實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常使用局部排氣。局部排氣凈化系統(tǒng)主要由集氣罩、排氣管、凈化設(shè)備、風(fēng)機(jī)和煙囪組成。2設(shè)計(jì)任務(wù)書2.1設(shè)計(jì)目的通過(guò)空氣污染凈化系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)，初步掌握了空氣污染凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法，將所學(xué)的理論知識(shí)用于綜合分析問(wèn)題，提高了解決實(shí)際問(wèn)題的能力、繪圖能力和正確使用設(shè)計(jì)手冊(cè)的能力。2.2設(shè)計(jì)任務(wù)和要求1.集氣罩的設(shè)計(jì)：控制點(diǎn)控制速度vx的確定，廢氣量和集氣罩尺寸的確定2.除塵器的選擇和設(shè)計(jì)：確定除塵器的類型、型號(hào)和規(guī)格，并確定其主要運(yùn)行參數(shù)。3.管網(wǎng)布置和計(jì)算

4、：確定各設(shè)備的位置、管道布置和管道內(nèi)的流速。并計(jì)算系統(tǒng)的管徑、長(zhǎng)度、流量和總壓損失。4.風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇和設(shè)計(jì)：根據(jù)凈化系統(tǒng)處理的煙氣量、煙氣溫度和系統(tǒng)總阻力，計(jì)算選擇風(fēng)機(jī)的類型和型號(hào)以及電機(jī)的類型、型號(hào)和功率。5.門窗的位置和數(shù)量應(yīng)根據(jù)需要設(shè)計(jì)。6.編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明：設(shè)計(jì)說(shuō)明是根據(jù)設(shè)計(jì)程序編寫的。包括方案確定、設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)備選型和設(shè)計(jì)草圖等。課程設(shè)計(jì)說(shuō)明應(yīng)包括封面、目錄、前言、正文、摘要和參考文獻(xiàn)。文字應(yīng)該簡(jiǎn)潔、流暢、正確、完整，書寫整齊，裝訂成冊(cè)。7.圖紙要求(1)除塵系統(tǒng)布置(2)除塵器標(biāo)高2.3設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)1.設(shè)計(jì)主題：車間除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.服從已知條件：(1)車間面積和兩個(gè)污染設(shè)備的位置(見圖

5、1)。本圖只給出了方柱與污染源的相對(duì)位置，門窗的位置和壁厚由設(shè)計(jì)決定；(2)污染源設(shè)備情況污染源：立方體長(zhǎng)、寬、高=12006001000操作條件：20101.3千帕污染源產(chǎn)生的輕礦物粉塵以微小的速度擴(kuò)散到平靜的空氣中。(3)在污染設(shè)備頂部設(shè)計(jì)兩個(gè)傘狀集氣罩，只有當(dāng)罩的邊緣距離污染源上平面600毫米時(shí)才能正常工作。(4)管道和集氣罩由鋼板制成鋼管的相對(duì)粗糙度為0.15通風(fēng)口高出地面12米(5)灰塵顆粒2550241040104010窗臺(tái)到地面的距離為：900 700毫米工業(yè)廠房1.02.0 m倉(cāng)庫(kù)1.52.0 m3設(shè)計(jì)規(guī)范3.1集氣罩設(shè)計(jì)3.1.1設(shè)計(jì)原則1.集氣罩應(yīng)盡可能圍繞污染源，將污染物

6、的擴(kuò)散限制在最小范圍內(nèi)，以防止橫向氣流的干擾，減少排氣量。2.集氣罩的吸氣方向盡可能與污染氣流的運(yùn)動(dòng)方向一致，充分利用了污染氣流的初始動(dòng)能。3.最小化集氣罩的開口面積，減少?gòu)U氣量。4.集氣罩的吸氣氣流在進(jìn)入罩前不允許通過(guò)工作人員的呼吸區(qū)域。5.集氣罩的結(jié)構(gòu)不應(yīng)妨礙工人的操作和設(shè)備維護(hù)。根據(jù)以上原則，選擇了冷工藝中的上集氣罩。為了避免橫向氣流的干擾，在罩口處設(shè)置了活動(dòng)擋板，以保證罩口內(nèi)氣流速度的均勻分布。如右圖所示。3.1.2集氣罩尺寸參數(shù)的確定在本設(shè)計(jì)中，污染源大小為lwh=12006001000，因此宜采用矩形集氣罩。1.集氣罩長(zhǎng)邊如果頭罩的長(zhǎng)邊尺寸為1，污染源的長(zhǎng)邊尺寸為1，那么l=0.8

7、h l已知l=1200mm毫米和h=600mm毫米，因此l=1680mm毫米；2.集氣罩的短邊b=0.8w高=1080毫米由于空間限制，b只能是2630-120=1020毫米。3.集氣罩周長(zhǎng)為了避免橫向氣流的干擾，要求罩口到污染源的距離h盡可能小于或等于0.3l，即h504mm，小于設(shè)計(jì)條件，因此有必要在罩口周圍增加活動(dòng)擋板?？紤]到空間限制，集氣罩可設(shè)計(jì)為三面開放，罩口開放面周長(zhǎng)為p=10202 1680=3720mm毫米。4.集氣罩的擴(kuò)張角為了保證罩口處的吸氣速度均勻，吸氣罩的擴(kuò)張角不應(yīng)大于60，集氣罩的高度為60.5。h=l2tan=16802tan60=485mm，取480mm。為了提高

8、集氣罩的控制效果，減少無(wú)效氣流的吸入，罩口采用藍(lán)色鑲邊。法蘭邊寬150 200毫米，本次設(shè)計(jì)取160毫米，因此集氣罩總高度為h=h 168=480 170=650mm毫米3.1.3控制點(diǎn)控制速度vx的確定當(dāng)污染源為含少量污染物的冷工藝源時(shí)，可采用速度控制法設(shè)計(jì)外部集氣罩。用控制速度法計(jì)算排風(fēng)罩的排氣量，關(guān)鍵在于確定控制速度vx、排風(fēng)罩的結(jié)構(gòu)、安裝位置和周圍的氣流運(yùn)動(dòng)，一般通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量來(lái)確定。由于本例中缺少現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中參考表1-表4確定表1污染源控制速度vx污染物產(chǎn)生狀況例如控制速度/m.s-1以微小的速度釋放到相當(dāng)平靜的空氣中蒸汽蒸發(fā)，氣體或煙氣在敞口容器中逸出0.250.5以微

9、小的速度釋放到平靜的空氣中在噴漆室噴漆，間歇地將帶有灰塵的干物質(zhì)倒入容器中，然后焊接0.51.0以相當(dāng)快的速度釋放，或者釋放到空氣快速流動(dòng)的區(qū)域翻砂、脫模、高速(1m/s以上)帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)、攪拌、裝載或包裝1.02.5高速釋放，或者釋放到空氣快速流動(dòng)的區(qū)域研磨機(jī)，中等破碎，在巖石表面工作2.510表2風(fēng)速根據(jù)周圍氣流和污染物的危害性進(jìn)行選擇圓周氣流條件控制風(fēng)速/(米/秒)有害時(shí)間當(dāng)傷害很大時(shí)，沒有氣流或擋板的地方容易安裝0.200.250.250.30在有適度氣流的地方0.250.300.300.35強(qiáng)氣流或擋板未被擠壓的地方0.350.400.380.50在有強(qiáng)氣流的地方0.50.5氣流

10、非常強(qiáng)的地方1.01.0表3根據(jù)污染物的危害性和集氣罩的形式選擇控制風(fēng)速傷害圓形蓋子側(cè)方形蓋傘面在一邊打開兩個(gè)開口三面開放四面開放大的0.380.500.50.630.88在0.330.450.380.考慮到上述因素和安全性，采用最大值原則，表4中開口段的流速vx控制在0.9-1.0之間。然而，當(dāng)流速太高時(shí)，功耗將太高。因此，vx=0.9m/s是優(yōu)選的。3.1.4廢氣量的測(cè)定q=kphvx=1 . 43 . 720 . 650 . 9=3.047 m3/s=10969.2 m3/h其中：蓋子開口面的周長(zhǎng)，m；h -從蓋開口到污染源的距離，m；k -考慮沿高度不均勻速度分布的安全系數(shù)，通常k=1

11、.4vx-控制速度。3.2除塵器的選擇和設(shè)計(jì)3.2.1除塵器類型的比較和選擇表5各種除塵器的效率比較吸塵器名稱總效率/%不同粒度下的分類效率(微米)/%0551010202044歲44帶擋板的沉降室58.67.522438090普通旋風(fēng)除塵器65.31233578291長(zhǎng)錐旋風(fēng)除塵器84.240799299.5100噴霧塔94.5729698100100電收塵器97.09094.59799.5100文丘里除塵器99.59999.5100100100袋式除塵器99.799.5100100100100表6各種除塵設(shè)備的投資和運(yùn)行費(fèi)用裝備投資成本(萬(wàn)元)運(yùn)營(yíng)成本(萬(wàn)元)高效旋風(fēng)除塵器100100袋式

12、除塵器250250電收塵器450200塔式洗滌器270260文丘里洗滌器220500綜合考慮運(yùn)行穩(wěn)定性、一次性投資、處理效率和運(yùn)行成本，本方案選擇袋式除塵器。3.2.2除塵器的選擇1.選擇除塵器選用ld14-112機(jī)械振打袋式除塵器，其技術(shù)性能見下表5表7 ld14-112機(jī)械振動(dòng)袋式除塵器模型形式隔間數(shù)量過(guò)濾袋編號(hào)過(guò)濾面積/m2氣體處理能力/(m3/h)壓力損失/帕排放管數(shù)量質(zhì)量/千克尺寸/毫米alld14-112單行811222433600980111998225060002.規(guī)格和參數(shù)濾袋：圓帶進(jìn)排氣方式：下進(jìn)排氣和上排氣袋式過(guò)濾模式：內(nèi)部過(guò)濾過(guò)濾材料：208滌綸法蘭絨每個(gè)集塵箱的過(guò)濾面

13、積為28平方米，由14個(gè)過(guò)濾袋組成，每個(gè)過(guò)濾袋的直徑為220毫米，長(zhǎng)度為3100毫米，過(guò)濾面積為2平方米。3.支票過(guò)濾面積：a=qv60vf其中：過(guò)濾氣體速度，vf=1.02.0m/minqv-待處理的煙氣量，m3/h。然后：a=qv 60 vf a=qv 60 vf=21938601.7=215 m2 2224 m2，因此所選除塵器滿足要求。3.3管道、彎頭和三通的設(shè)計(jì)3.3.1管道設(shè)計(jì)原則1.管道系統(tǒng)布局應(yīng)從總體布局、統(tǒng)一規(guī)劃、合理布局等方面考慮。盡量簡(jiǎn)單、緊湊、安裝、操作和維護(hù)方便，盡可能縮短管道長(zhǎng)度，減少占用空間，適用、美觀、節(jié)省投資。2.管道應(yīng)盡可能成排平行敷設(shè)，并盡可能沿墻或柱敷設(shè)。大直徑或隔熱管應(yīng)位于靠墻的一側(cè)。3.管道與梁、柱、墻、設(shè)備和管道之間應(yīng)有一定的距離，以滿足施工、運(yùn)行、維護(hù)和熱脹冷縮的要求，一般不小于100 200毫米。4.管道應(yīng)盡量避免堵塞室內(nèi)照明和妨礙門窗的開關(guān)；不得妨礙設(shè)備、管件、閥門和人孔的操作和維護(hù)；不應(yīng)干擾起重機(jī)的工作。5.管道通過(guò)人行道時(shí)，與地面的凈距不得小于2m。6.盡一切努力保持除塵管道筆直，以確保氣流順暢。支管與水平管或傾斜干管連接時(shí)，應(yīng)從上部或側(cè)面連接；三通的夾角一般不超過(guò)30。7.計(jì)算管道壓力損失時(shí)，管段長(zhǎng)度一般根據(jù)兩個(gè)管件中心線之間的距離計(jì)算，不扣除管件(如三通和彎頭)本身的長(zhǎng)度。8.計(jì)算并