噴漆車(chē)間通風(fēng)除塵布袋除塵器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

噴漆車(chē)間通風(fēng)除塵布袋除塵器系統(tǒng)設(shè)計(jì),噴漆,車(chē)間,通風(fēng),透風(fēng),除塵,布袋除塵器,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 《大氣污染控制工程》課程設(shè)計(jì) 噴漆車(chē)間通風(fēng)除塵布袋除塵器 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師：楊家寬教授 課設(shè)編寫(xiě)者：朱令 班級(jí)：環(huán)境工程1101 學(xué)號(hào)：U201115879 華中科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 二0一四年六月  目錄 一、局部排氣通風(fēng)系統(tǒng)的組成 3 二、局部排氣通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4 2.1設(shè)計(jì)任務(wù)和目的 4 2.2設(shè)計(jì)資料 4 三、集氣罩 6 3.1 集氣罩的設(shè)計(jì)原則 6 3.2 集氣罩的選擇思路 6 3.3方案選定 6 3.4設(shè)計(jì)計(jì)算 7 四、管網(wǎng)的設(shè)計(jì) 9 4.1管網(wǎng)初步設(shè)計(jì) 9 4.2設(shè)計(jì)計(jì)算 10 五、袋式除塵器的選型 20 5.1 初選 20 5.2 濾料 20 5.3 選型 21 5.4 設(shè)計(jì)計(jì)算 23 (1) 除塵器阻力 23 (2)除塵效率 24 六、通風(fēng)機(jī)選型 25 6.1. 風(fēng)量 25 6.2. 風(fēng)壓 25 七、輸排灰裝置的設(shè)計(jì) 26 7.1.卸灰閥 26 7.2.螺旋輸送機(jī) 27 7.3.輸送機(jī)轉(zhuǎn)速 27 八、排氣煙囪的設(shè)計(jì) 29 8.1. 煙囪出口截面尺寸 29 8.2. 風(fēng)帽 29 九、工程經(jīng)濟(jì)概算 30 9.1.設(shè)備投資 31 9.2.運(yùn)行費(fèi)用 32 十、致謝 32 參考文獻(xiàn) 34 一、局部排氣通風(fēng)系統(tǒng)的組成 一個(gè)完整的局部排風(fēng)系統(tǒng)可用如圖1所示來(lái)表示，它主要由以下幾個(gè)部分組成： 圖1 局部排風(fēng)系統(tǒng)示意圖 1、集氣罩；2、排風(fēng)管；3、凈化設(shè)備；4、風(fēng)機(jī)；5、煙囪； (1)集氣罩。它是局部排風(fēng)的重要裝置，用來(lái)捕集粉塵和有害物。 (2)排風(fēng)管。它是通風(fēng)系統(tǒng)中輸送氣體的管道，把通風(fēng)系統(tǒng)中的各種設(shè)備或部件連成一個(gè)整體。 (3)凈化設(shè)備。當(dāng)排風(fēng)系統(tǒng)排出的空氣中有害物質(zhì)含量超過(guò)國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，必須設(shè)置凈化設(shè)備來(lái)處理含塵空氣。 (4)風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)是向機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)提供氣流流動(dòng)的動(dòng)力裝置。為防止風(fēng)機(jī)的磨損和腐蝕，通常把風(fēng)機(jī)放在凈化設(shè)備后面。 (5)煙囪。 煙囪是凈化系統(tǒng)的排氣裝置。 二、局部排氣通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2.1設(shè)計(jì)任務(wù)和目的 本除塵系統(tǒng)的對(duì)象是一工廠的噴漆車(chē)間，其在工作期間會(huì)產(chǎn)生各種粉塵和有害氣體，使環(huán)境空氣受到污染，危害人體健康，造成生態(tài)破壞。 本設(shè)計(jì)項(xiàng)目采用布袋除塵器對(duì)噴漆車(chē)間的通風(fēng)除塵系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，降低污染，減少其對(duì)人體健康的危害。 2.2設(shè)計(jì)資料 （1） 、塵源及粉塵特性 塵源為噴漆車(chē)間的小型零件噴漆工作臺(tái)，一共16個(gè)工作臺(tái)，分兩排置于車(chē)間南北兩個(gè)方向，其尺寸均為(m)：a×b=0.4×0.3。工作臺(tái)距水平地面高度為1.2m。 粉塵粒徑為0.45～1.6 μm，含塵空氣密度為1.5 kg/m3，氣體溫度為常溫。噴漆車(chē)間工作臺(tái)平面示意圖如圖2所示。 圖2 噴漆車(chē)間工作臺(tái)平面布置圖 （2）、集氣罩中控制點(diǎn)的的風(fēng)速 按照下表進(jìn)行風(fēng)速的選取。 表1 控制點(diǎn)的最小控制風(fēng)速（m/s） 污染物放散情況 舉例 以很緩慢的速度放散到相當(dāng)平靜的空氣中 槽內(nèi)液體的蒸發(fā)；氣體或煙從敞口容器中外溢 0.25～0.5 以較低的速度放散到尚屬平靜的空氣中 室內(nèi)噴漆；斷續(xù)地傾倒有塵屑的干物料到容器中；焊接 0.5～1.0 以相當(dāng)大的速度放散出來(lái)，或是放散到空氣運(yùn)動(dòng)迅速的區(qū)域 在小噴漆室用高壓噴漆；快速裝袋或裝桶；以運(yùn)輸器上給料 1.0～2.5 以高速散發(fā)出來(lái)，或是放散到空氣運(yùn)動(dòng)很迅速的區(qū)域 磨削；重破碎；滾筒清理 2.5～10 表2 表1中控制風(fēng)速取上下限的情況 范圍下值 范圍上值 室內(nèi)空氣流動(dòng)小或者對(duì)捕集有利 室內(nèi)擾動(dòng)氣流強(qiáng)烈 污染物毒性很低或者僅是一般灰塵 污染物毒性高 間斷性生產(chǎn)或產(chǎn)量低 連續(xù)性生產(chǎn)或產(chǎn)量高 大型罩子大風(fēng)量 小型罩局部控制 三、集氣罩 3.1 集氣罩的設(shè)計(jì)原則 （1）集氣罩應(yīng)該盡可能的將污染源包圍起來(lái)，使污染物的擴(kuò)散限制在最小的范圍內(nèi)； （2）在保證控制污染的條件下，盡量減少集氣罩的開(kāi)口面積，以防止橫向氣流的干擾，并減少排風(fēng)量； （3）集氣罩的吸氣氣流不允許經(jīng)過(guò)人的呼吸區(qū)再進(jìn)入罩內(nèi)； （4）集氣罩的結(jié)構(gòu)不應(yīng)該妨礙人工操作和設(shè)備檢修； 3.2 集氣罩的選擇思路 基于設(shè)計(jì)要求，不能為密閉罩，由于工作臺(tái)面積較小，可以考慮柜式排風(fēng)罩，這與小型通風(fēng)柜適用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)室及小零件噴漆的要求是符合的。柜式排風(fēng)罩將粉塵發(fā)生源圍擋在柜狀空間內(nèi)，工作臺(tái)小，所以安裝費(fèi)用不大，同時(shí)柜式排風(fēng)罩的流量較小，后面的管道直徑可以選小，風(fēng)機(jī)也可以選相對(duì)較小功率的。 3.3方案選定 綜合考慮之下，本方案決定采用下部排風(fēng)通風(fēng)柜。這樣做的理由如下所陳述：由于工作臺(tái)僅用來(lái)進(jìn)行噴漆使用，沒(méi)有熱源，而且柜內(nèi)空氣密度為1.5kg/m3,比室內(nèi)空氣密度大，故不能采用柜頂排氣，因?yàn)樵诠耥數(shù)脑?huà)操作口上緣風(fēng)速大，可達(dá)孔口平均速度的150%，下緣風(fēng)速僅為平均風(fēng)速的60%，有害氣體有可能從操作口下部泄露。為改善此情況，在柜狀空間的下部設(shè)置排氣點(diǎn)。下圖3是常見(jiàn)的下部排風(fēng)通風(fēng)柜工作原理圖。 圖3 下部排風(fēng)通風(fēng)柜 3.4設(shè)計(jì)計(jì)算 排風(fēng)量的計(jì)算： Q=Q1+Fvβ 式中 Q——排風(fēng)量，m3/s； Q1——柜內(nèi)污染氣體的發(fā)生量，m3/s； F——工作孔口及縫隙總面積，m2/s； v——工作孔口上的控制風(fēng)速，m/s； β——安全系數(shù)，一般取β=1.1～1.2，若有活動(dòng)設(shè)備，且需經(jīng)常拆卸時(shí)，可取1.5～2.0。 對(duì)于某些特定的工藝，工作口截面處的平均吸氣速度有不同的規(guī)定，參考《工業(yè)通風(fēng)與除塵》（蔣仲安等編）一書(shū)附錄3可知。對(duì)噴漆工藝過(guò)程中產(chǎn)生的漆懸浮物和溶解蒸汽，其工作口截面處平均速度一般取1.0～1.5m/s，此處取v=1.25m/s。 β這里取1.10。需要說(shuō)明的是，v、β的取值是相輔相成的，由于是噴漆工作，對(duì)環(huán)境要求較高，故這里選取的v、β都相對(duì)大一些。 由于每個(gè)工作臺(tái)的尺寸為0.4m×0.3m,故可以寬0.4m，高0.4m的工作口。所以F=0.4m×0.3m=0.12m2 Q1取0.9m3/h。帶入上式可得排風(fēng)量的值： Q=0.165m3/s 以上為一個(gè)工作臺(tái)集氣罩的排風(fēng)量，總共有16個(gè)工作臺(tái)，16個(gè)集氣罩，所以總排氣量為Q總=0.165×16=2.64m3/s=9504m3/h,即布袋除塵器的除塵風(fēng)量。 四、管網(wǎng)的設(shè)計(jì) 4.1管網(wǎng)初步設(shè)計(jì) 通風(fēng)排氣管網(wǎng)的設(shè)計(jì)應(yīng)力求做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，設(shè)計(jì)之后不妨礙原車(chē)間的生產(chǎn)活動(dòng)。管道應(yīng)該追求短、直，以減少阻力和管長(zhǎng)，減少投資。結(jié)合給定的CAD圖紙上車(chē)間的位置，考慮風(fēng)向以及與選用的集氣罩類(lèi)型相匹配，采用臥式集合管除塵系統(tǒng)。兩邊支管對(duì)稱(chēng)分布，不占用工廠中間行走活動(dòng)空間，方便了工廠搬運(yùn)、施工等大型活動(dòng)。管道在車(chē)間的分布如下圖4所示： 圖4 通風(fēng)除塵系統(tǒng)管道布置簡(jiǎn)易圖 車(chē)間內(nèi)管線(xiàn)南北對(duì)稱(chēng)分布，水平兩干管。管線(xiàn)有垂直的和水平的，垂直管是連接柜式排氣罩和水平支管的管段，長(zhǎng)度為1m，水平支管連接垂直支管和水平干管，始端水平支管長(zhǎng)0.5m，其他7條水平支管均長(zhǎng)為0.8m。南北兩條水平干管最后匯集于I點(diǎn)，由水平干管接到袋式除塵器，該連接管長(zhǎng)為1.5m。 4.2設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）選擇合理的空氣流速。 風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速對(duì)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性有較大影響。流速高、風(fēng)管斷面小，材料消耗少，建造費(fèi)用少；但是，系統(tǒng)阻力增大，動(dòng)力消耗增加，有時(shí)還可能加速管道的磨損。流速低、阻力小，動(dòng)力消耗少；但是風(fēng)管面積大，材料和建造費(fèi)用增加。對(duì)通風(fēng)除塵系統(tǒng)，流速過(guò)低會(huì)造成粉塵沉積，堵塞管道。對(duì)于一般的工業(yè)通風(fēng)除塵系統(tǒng)，其風(fēng)速按表3確定，為防止粉塵在管道內(nèi)沉積所需的最低風(fēng)速可按表4確定。 一般通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)倌管內(nèi)的風(fēng)速（m/s） 表3 風(fēng)管部位 生產(chǎn)廠房機(jī)械通風(fēng) 民用及輔助建筑物 鋼板及塑料風(fēng)管 磚及混凝土風(fēng)道 自然通風(fēng) 機(jī)械通風(fēng) 干管 6~14 4~12 0.5~1.0 5~8 支管 2~8 2~6 0.5~0.7 2~5 除塵通風(fēng)管道最低空氣流速（m/s） 表4 粉塵性質(zhì) 垂直管 水平管 粉塵性質(zhì) 垂直管 水平管 粉狀的粘土和砂 耐火泥 重礦物粉塵 輕礦物粉塵 干型砂 煤灰 濕土（2%以下水分） 鐵和鋼（塵末） 棉絮 水泥粉塵 11 14 14 12 11 10 15 13 8 8~12 13 17 16 14 13 12 18 15 10 18~22 鐵和鋼（屑） 灰土、砂塵 鋸屑、刨屑 大塊干木屑 干微塵 染料粉塵 大塊濕木屑 谷物粉塵 麻（短纖維粉塵、雜質(zhì)） 19 16 12 14 8 14~16 18 10 8 23 18 14 15 10 16~18 20 12 12 根據(jù)《工業(yè)通風(fēng)與除塵》以及相關(guān)規(guī)定，得知噴漆除塵風(fēng)管的最小風(fēng)速如下：垂直風(fēng)管14m/s，水平風(fēng)管16m/s。然后通過(guò)流量和流速計(jì)算出管徑，通過(guò)選型修正管徑，再通過(guò)修正后管徑計(jì)算出修正后流速。 （2） 摩擦阻力損失計(jì)算 圓形管道單位長(zhǎng)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)與除塵》的圖6-1所示的線(xiàn)解圖，已知流量、管徑、流速、阻力四個(gè)參數(shù)中的任意兩個(gè)，即可求得其余兩個(gè)參數(shù)。圖6-1的線(xiàn)解圖是按過(guò)渡區(qū)的值，在壓力=101.325kPa,溫度=，空氣密度=1.204,運(yùn)動(dòng)粘度=16.06×,管壁粗糙程度K=0.15mm、圓形風(fēng)管等條件下得出的。而本題的適用條件是1.5的含塵空氣，故用密度和粘度的修正： 式中 ——實(shí)際的單位長(zhǎng)度的摩擦阻力，； ——從圖6-1上查出的單位長(zhǎng)度摩擦阻力，； ——實(shí)際的空氣密度，； ——實(shí)際的空氣運(yùn)動(dòng)粘度，。 因此在本設(shè)計(jì)中，查表得當(dāng)空氣密度=1.5時(shí)，其運(yùn)動(dòng)粘度為=，故： 由課程設(shè)計(jì)資料可知，含燃料粉塵的空氣，風(fēng)管內(nèi)最小速度為：垂直風(fēng)管14~16m/s，水平風(fēng)管為16~18m/s。 垂直支管：設(shè)管內(nèi)風(fēng)速14m/s，流量0.165m3/s，查通風(fēng)管道單位長(zhǎng)度摩擦阻力線(xiàn)算圖，得管徑（取整）為125mm，Rm0=23.5Pa/m，修正流速為 ，單位長(zhǎng)度摩擦阻力為1.25Rm0=29.38Pa/m.16個(gè)垂直支管是同樣的規(guī)格，故它們均相同。 水平支管：設(shè)管內(nèi)風(fēng)速16m/s，流量0.165 m3/s，同樣查得管徑為120mm，Rm0=31Pa/m，Rm=1.25Rm0=38.75Pa/m,修正流速為。始端水平支管通過(guò)一個(gè)90°彎管與水平干管連接，后面水平支管通過(guò)一個(gè)三通管與水平干管連接。 水平干管（由于南北兩水平干管對(duì)稱(chēng)一樣，所以只計(jì)算一條水平干管）：A~B管段：理論流速16m/s，流量0.165m/s，查得管徑120mm，故實(shí)際流速14.59m/s，理論單位長(zhǎng)度摩擦阻力Rm0=31Pa/m，實(shí)際Rm=1.25Rm0=38.75Pa/m。同理可查其他管段的數(shù)據(jù)。所計(jì)算的全部結(jié)果見(jiàn)表5管段水力計(jì)算表。 查附錄7，確定各管段的局部阻力系數(shù)。 (3)管段的局部阻力計(jì)算： 查附錄7，確定各管段的局部阻力系數(shù)。 管段1~B： 柜式集氣罩一個(gè)，ζ=0.6 90°彎頭（R/D=1.5）兩個(gè)，ζ=0.17×2=0.34 則∑ζ＝0.6+0.17×2=0.94。 管段B~C： 柜式集氣罩一個(gè)，ζ=0.6 90°彎頭（R/D=1.5）一個(gè)，ζ=0.17 直流三通：根據(jù)F1+F2>F3 ，α=30 ，查附錄7得ζ=0 則∑ζ＝0.6+0.17=0.77 管段C~D： 柜式集氣罩一個(gè)，ζ=0.6 90°彎頭（R/D=1.5）一個(gè)，ζ=0.17 直流三通：根據(jù)F1+F2>F3 ，α=30 ，查附錄7得ζ=-0.3 則∑ζ＝0.6+0.17-0.3=0.47 管段D~E： 柜式集氣罩一個(gè)，ζ=0.6 90°彎頭（R/D=1.5）一個(gè)，ζ=0.17 直流三通：根據(jù)F1+F2=F3 ，α=30 ，查附錄7得ζ=-0.7 則∑ζ＝0.6+0.17-0.7=0.07 管段E~F： 柜式集氣罩一個(gè)，ζ=0.6 90°彎頭（R/D=1.5）一個(gè)，ζ=0.17 直流三通：根據(jù)F1+F2=F3 ，α=30 ，查附錄7得ζ=-0.9 則∑ζ＝0.6+0.17-0.9=-0.13 管段F~G： 柜式集氣罩一個(gè)，ζ=0.6 90°彎頭（R/D=1.5）一個(gè)，ζ=0.17 直流三通：根據(jù)F1+F2=F3 ，α=30 ，查附錄7得ζ=-1.44 則∑ζ＝0.6+0.17-1.44=-0.67 管段G~H： 柜式集氣罩一個(gè)，ζ=0.6 90°彎頭（R/D=1.5）一個(gè)，ζ=0.17 直流三通：根據(jù)F1+F2>F3 ，α=30 ，查附錄7得ζ=-2 則∑ζ＝0.6+0.17-2=-1.23 管段H~Q： 柜式集氣罩一個(gè)，ζ=0.6 90°彎頭（R/D=1.5）一個(gè)，ζ=0.17 直流三通：根據(jù)F1+F2>F3 ，α=30 ，查附錄7得ζ=-2.5 則∑ζ＝0.6+0.17-2.5=-1.73 這里特別計(jì)算除塵器進(jìn)風(fēng)管段和除塵器至風(fēng)機(jī)管段以及風(fēng)機(jī)出口至煙囪排放口的阻力系數(shù)： 除塵器進(jìn)風(fēng)管段：其有一個(gè)圓形三通，阻力系數(shù)查得為0.03×2=0.06，除塵器進(jìn)口變徑管進(jìn)口尺寸300×800mm，變徑管長(zhǎng)度400mm， 除塵器至風(fēng)機(jī)管段：設(shè)計(jì)長(zhǎng)度4m，出口變徑管尺寸300×800，變徑管長(zhǎng)度400mm , 90°彎頭（R/D=1.5）兩個(gè) , ζ=2×0.17=0.34 風(fēng)機(jī)進(jìn)口漸擴(kuò)管：先擬選一臺(tái)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)進(jìn)口直徑600mm，變徑管長(zhǎng)度300mm , 風(fēng)機(jī)出口至煙囪排放口：風(fēng)機(jī)出口漸擴(kuò)管，風(fēng)機(jī)出口尺寸410×500 ,D排=560mm， 帶擴(kuò)散管的傘形風(fēng)帽（h/D0=0.5）ζ=0.6 Σζ=0.6 同理可求得其他管段的局部阻力系數(shù)，從而計(jì)算出各管段的摩擦阻力和局部阻力，見(jiàn)表6。 對(duì)并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡，對(duì)于匯合點(diǎn)B： 表5 管段水力計(jì)算表 管段編號(hào) 流量 長(zhǎng)度L 理論管徑D 設(shè)計(jì)流速v 修正管徑D' 修正流速v’ 單位長(zhǎng)摩擦 阻力Rm0 實(shí)際單位長(zhǎng)度摩擦 阻力Rm m3/s (m) （mm) （m/s） (mm) （m/s） （Pa/m) 1.25Rm0 編號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 1~B 0.165 3.8 115 16.00 120 14.59 31 38.75 B~C 0.330 2.5 162 16.00 160 16.41 21 26.25 C~D 0.495 2.5 198 16.00 200 15.76 17 21.25 D~E 0.660 2.5 229 16.00 225 16.60 14 17.5 E~F 0.825 2.5 256 16.00 250 16.81 12 15 F~G 0.990 2.5 281 16.00 280 16.08 11 13.75 G~H 1.155 2.5 303 16.00 320 14.36 9 11.25 H~Q 1.320 2.5 324 16.00 350 13.72 8 10 Q~除塵器 2.640 5.0 458 16.00 420 19.06 7 8.75 除塵器~風(fēng)機(jī) 2.640 10.0 458 16.00 420 19.06 7 8.75 風(fēng)機(jī)~排放口 2.640 10.0 458 16.00 420 19.06 7 8.75 2~B 0.165 1.3 115 16.00 120 14.59 31 38.75 3~C 0.165 1.3 115 16.00 120 14.59 31 38.75 4~D 0.165 1.3 115 16.00 120 14.59 31 38.75 5~E 0.165 1.3 115 16.00 120 14.59 31 38.75 6~F 0.165 1.3 115 16.00 120 14.59 31 38.75 7~G 0.165 1.3 115 16.00 120 14.59 31 38.75 8~H 0.165 1.3 115 16.00 120 14.59 31 38.75 表6 管段阻力計(jì)算表 管段編號(hào) 局部阻力 局部阻力 Z（Pa） 摩擦阻力 管段阻力 備注 修正值 系數(shù)Σζ Rml（Pa） Rml+Z（Pa） 管徑 D(mm) 速度 V（m/s) 編號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 1~B 0.94 150.06 117.80 267.86 B~C 0.77 155.57 52.50 208.07 C~D 0.47 87.51 42.50 130.01 D~E 0.07 14.47 35.00 49.47 E~F -0.13 -27.54 30.00 2.46 F~G -0.67 -129.90 27.50 -102.40 G~H -1.23 -190.26 22.50 -167.76 H~Q -1.73 -244.23 32.00 -212.23 Q~除塵器 0.60 163.40 35.00 198.40 除塵器~風(fēng)機(jī) 0.45 122.55 70.00 192.55 風(fēng)機(jī)~排放口 0.60 163.40 42.00 205.40 2~B 0.94 150.06 40.30 190.36 不平衡 110 17.36 3~C 0.94 150.06 40.30 190.36 平衡 4~D 0.94 150.06 40.30 190.36 平衡 5~E 0.94 150.06 40.30 190.36 平衡 6~F 0.94 150.06 40.30 190.36 平衡 7~G 0.94 150.06 40.30 190.36 平衡 8~H 0.94 150.06 40.30 190.36 平衡 計(jì)算管道的總阻力，280+208.07+130.01+49.47+2.46-102.40-167.76-212.23+198.40+192.55+205.40=783.97Pa 五、袋式除塵器的選型 5.1 初選 袋式除塵器是一種利用有機(jī)纖維或無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾布（又稱(chēng)過(guò)濾材料）將含塵氣體中的固體粉塵因過(guò)濾（捕集）而分離出來(lái)的一種高效除塵設(shè)備。因過(guò)濾材料多做成布袋，所以又稱(chēng)為布袋除塵器。 袋式除塵器有很多類(lèi)型，有簡(jiǎn)易袋式除塵器、機(jī)械振打式袋式除塵器、氣體反吹袋式除塵器等，根據(jù)各種袋式除塵器的適用場(chǎng)合和目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)除塵器的技術(shù)特點(diǎn)以及考慮經(jīng)濟(jì)可行性，本通風(fēng)除塵系統(tǒng)選用氣體反吹式袋式除塵器中的脈沖噴吹式袋式除塵器。 脈沖袋式除塵器是一種周期性地向?yàn)V袋內(nèi)或?yàn)V袋外噴吹壓縮空氣（0.5~0.6MPa）來(lái)達(dá)到清除粘附在濾袋上的粉塵目的的高效率干式空氣凈化設(shè)備。具有處理能力大，除塵效率高，濾袋使用周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，可使用各種工業(yè)的含塵空氣的凈化，使用廣泛，能耗低，技術(shù)成熟。 5.2 濾料 濾料的性能對(duì)袋式除塵器的工作具有很大的影響，選擇濾料時(shí)必須全面考慮含塵氣體的特性，如粉塵和氣體的性質(zhì)、溫度、濕度、粒徑等。性能良好的濾料應(yīng)具備耐溫、耐磨、耐腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度高、吸濕性小、效率高、阻力低、使用壽命長(zhǎng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)。此外，還要考慮濾料的表面結(jié)構(gòu)，表面起毛的濾料容塵量大，粉塵能深入濾料的內(nèi)部。 在選擇濾料時(shí)濾料性能應(yīng)遵循以下原則： （1） 濾料性能應(yīng)能滿(mǎn)足生產(chǎn)條件和除塵工藝的一般情況和特殊要求； （2） 應(yīng)選擇使用壽命長(zhǎng)的濾料； 根據(jù)該設(shè)計(jì)任務(wù)粉塵的性質(zhì)特點(diǎn)和各種濾料的適用情況，本設(shè)計(jì)選取針刺氈作為布袋除塵器的濾料，針刺氈由基料和針扎在基料上的纖維組成，單位面積質(zhì)量為500~650g/m3。 5.3 選型 a.過(guò)濾速度的確定 根據(jù)《工業(yè)通風(fēng)與除塵》，冷凝或化學(xué)反應(yīng)形成的氣溶膠且采用脈沖噴吹的過(guò)濾速度取0.8~2.0m/min，這里取v=1.8m/min=0.03m/s。 b.氣體流量的確定 氣體溫度為25°C時(shí)產(chǎn)生的氣體流量為9504m3/h，考慮到泄露等因素，附加10%的風(fēng)量，則除塵器進(jìn)口氣體量為： c.過(guò)濾面積的確定 A=Q/3600v=10454.4/(36000.03)=96.8m2 d.過(guò)濾袋數(shù)的確定 取單個(gè)濾袋直徑D=120mm,單個(gè)濾袋長(zhǎng)度L=2000mm,則過(guò)濾袋數(shù): n=A/( πDL)=96.8/( π2.0.12)=129 據(jù)此選擇LCPM160-10-2000型脈沖除塵器，其性能參數(shù)如下： 過(guò)濾面積：120.5m2； 濾袋數(shù)量：160個(gè)； 濾袋規(guī)格：Φ1202000mm； 處理風(fēng)量：7200~21600m3/h； 設(shè)備阻力：600~1200P 除塵效率：≥99.5%； 過(guò)濾速度：1~3m/min； 清灰噴吹壓力：0.196~0.294MPa； 壓縮空氣耗量：0.15m3/（閥·次）； 電磁脈沖閥：12個(gè)； 排灰電機(jī)功率：1.5kW; 設(shè)備質(zhì)量：5900kg 由此算的實(shí)際過(guò)濾速度： V=10454.4/120.5=86.76m/h=1.45m/min 濾袋面積：A=3.140.122=0.75m2 5.4 設(shè)計(jì)計(jì)算 (1) 除塵器阻力 除塵器阻力由三部分構(gòu)成：除塵器結(jié)構(gòu)阻力、濾料本身阻力、粉塵層阻力，其中濾料本身阻力和粉塵層阻力合起來(lái)成為過(guò)濾阻力。除塵器結(jié)構(gòu)阻力通常為200~500Pa，這里取為500Pa。 氣體含塵質(zhì)量濃度： 濾袋粉塵負(fù)荷：g=cvt 式中：g——濾袋粉塵負(fù)荷，g/m2； c——?dú)怏w的含塵質(zhì)量濃度，g/m3； v——過(guò)濾速度，m/min； t——濾袋清灰周期，min。 這里取t=180min，則g=0.621.45180=161.82g/m2。由此查《除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》附表4-5： 用線(xiàn)性?xún)?nèi)插法求得過(guò)濾阻力為484.70Pa。則總的阻力為500Pa+484.70Pa=984.7Pa，在600~1200Pa范圍內(nèi)，說(shuō)明計(jì)算無(wú)誤。 (2)除塵效率 除塵器進(jìn)口氣體含塵濃度： C=0.62g/m3 由氣體排放濃度標(biāo)準(zhǔn)要求排放濃度c0=3.010-3g/m3，所以要求除塵效率為： 而實(shí)際該除塵器的除塵效率達(dá)到99.5%，滿(mǎn)足要求。 六、通風(fēng)機(jī)選型 6.1. 風(fēng)量 式中 Q——?dú)怏w總流量，即風(fēng)機(jī)風(fēng)量，m3/s； 1.265——考慮到管網(wǎng)、設(shè)備漏風(fēng)的附加系數(shù)； Q0——?dú)怏w原始流量，m3/s 故 Q=1.265×9504=12022.56m3/h 6.2. 風(fēng)壓 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓 綜合風(fēng)量風(fēng)壓，選擇4-72NO.5風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)風(fēng)量Q=13750m3/h，Pf=2412Pa，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速2900r/min，配用電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y160M2-2，電動(dòng)機(jī)功率N=13kW，外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高/mm）為704×807×982mm，質(zhì)量（不含電動(dòng)機(jī)）為74kg。 七、輸排灰裝置的設(shè)計(jì) 除塵器收集的粉塵，需要從除塵器排出并輸送到適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)加以?xún)?chǔ)存、回收、利用。因此，輸排灰系統(tǒng)是除塵工程設(shè)計(jì)的一個(gè)環(huán)節(jié)，是大、中型除塵系統(tǒng)不可缺少的組成部分。輸排灰系統(tǒng)包括排灰裝置、輸灰裝置、儲(chǔ)運(yùn)裝置等。輸排灰系統(tǒng)由卸灰閥、刮板輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、貯灰罐、汽車(chē)登封組成。 本系統(tǒng)屬于小型通風(fēng)除塵系統(tǒng)，輸排灰裝置比較簡(jiǎn)單。排灰用排灰閥，輸灰用螺旋輸送機(jī)直接排到送灰校車(chē)，定時(shí)把裝著灰的小車(chē)送走。 7.1.卸灰閥 選用干式卸灰閥中的圓錐卸灰閥，卸灰閥直徑 式中： ，q這里取60kg/s，則 7.2.螺旋輸送機(jī) （1） 螺旋直徑 7.3.輸送機(jī)轉(zhuǎn)速 ，圓整為標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，取n=35r/min； 校核： 功率（P） 螺旋軸所需功率（P0）按軸功率計(jì)算公式求得： 根據(jù)計(jì)算所得的P值，查表選用YJ6165型驅(qū)動(dòng)裝置。 計(jì)算結(jié)果： 螺旋機(jī)型式 GX型； 螺旋直徑 D=900mm； 水平輸送長(zhǎng)度 L=5m； 螺距 S=720mm； 螺旋軸轉(zhuǎn)速 n=30r/min； 螺旋機(jī)制法 S制法； 驅(qū)動(dòng)裝置型號(hào) YJ6165型 八、排氣煙囪的設(shè)計(jì) 煙囪墻體高度為10m，煙氣排放速度13.23m/s，終端附有風(fēng)帽。 8.1. 煙囪出口截面尺寸 煙囪出口的截面積S 式中 S——出口截面積，m2； Qg——煙氣排放量，m3/h; Vg——煙氣排放速度，m/s 據(jù)前，Qg=9504m3/h，vg=19.06m/s，則 ，則D=0.421m，取為420mm。由于此排氣裝置非正式煙囪且煙氣無(wú)腐蝕性，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即可，材料用薄鋼管。 8.2. 風(fēng)帽 為防止雨水侵蝕煙囪，通常附加風(fēng)帽。風(fēng)帽一般是傘形風(fēng)帽，結(jié)構(gòu)圖如下： 九、工程經(jīng)濟(jì)概算 9.1.設(shè)備投資 （1）柜式集氣罩 本系統(tǒng)采用柜式集氣罩，根據(jù)其設(shè)計(jì)規(guī)格和用途制作，預(yù)計(jì)成本為1000元/個(gè)，本系統(tǒng)共16個(gè)，所以花費(fèi)1000×16=1.6萬(wàn)元 （2） LCPM160-10-2000型脈沖除塵器 布袋除塵器的價(jià)格可根據(jù)其處理能力還估計(jì)，每處理10000m3/h的價(jià)格約在2.2萬(wàn)元左右。本系統(tǒng)處理量為9504m3/h，故除塵器價(jià)格約為2.1萬(wàn)元。 （3） 風(fēng)管 風(fēng)管目前市場(chǎng)價(jià)約為60元/m。本系統(tǒng)總長(zhǎng)51.6m，買(mǎi)60m，故花費(fèi)3600元。 （4） 風(fēng)機(jī) 型號(hào)為4-72NO.5的風(fēng)機(jī)市場(chǎng)價(jià)格約為2000元，購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)。 （5） 輸排灰系統(tǒng) 輸排灰系統(tǒng)包括卸灰閥、輸灰機(jī)械等，預(yù)計(jì)投資1萬(wàn)元。不考慮粉塵回收，則總投資約為1.6+2.1+0.36+0.2+1=5.27萬(wàn)元 9.2.運(yùn)行費(fèi)用 （1）電費(fèi) 系統(tǒng)的裝機(jī)容量主要來(lái)自風(fēng)機(jī)和輸排灰裝置，其容量約為13kW+11.3kw+1.5kW=25.8kW，設(shè)計(jì)全年工作300天，每天工作8h，每度電電費(fèi)按工業(yè)用電0.95元計(jì)，則全年運(yùn)行電費(fèi)為：25.8×300×8×0.95=5.89萬(wàn)元。 （2）維修費(fèi)用 由于設(shè)備、管道均為鋼結(jié)構(gòu)，無(wú)易損部件，所以全年的維修費(fèi)用僅考慮總投資的2%，即1054元。 袋式除塵器的布袋要更換這是不容置疑的，滌綸針刺氈的使用壽命一般為2年，即每2年要把所有的布袋換完。那么2年換袋的費(fèi)用就為0.393萬(wàn)元，折算到每年就是1965元。因此，每臺(tái)設(shè)備每年的維修費(fèi)為1054+1965=3019元。 由此可知，系統(tǒng)每年的運(yùn)行費(fèi)用為：5.89+0.3019=6.1919萬(wàn)元。十、致謝 本大氣課程設(shè)計(jì)是楊家寬教授精心負(fù)責(zé)的，從出題至成果審閱。楊老師把課題要求給的很清楚，這給我很好的指明了設(shè)計(jì)思路，在此衷心感謝楊老師。 另外感謝我的同學(xué)和學(xué)長(zhǎng)，尤其是楊成同學(xué)，在CAD繪圖方面給了我很多的指導(dǎo)。課設(shè)過(guò)程中遇到許多問(wèn)題，有的是請(qǐng)教他人，有的一起討論解決，而且我們一起公用老師給的參考資料，沒(méi)有出現(xiàn)不愿意互借的情況，這體現(xiàn)了我們團(tuán)結(jié)互助的精神。 最后感謝網(wǎng)上許多朋友，他們提供的資料在一定程度上幫我順利完成課程設(shè)計(jì)。 參考文獻(xiàn) [1] 張殿印, 王純. 除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè). 化學(xué)工業(yè)出版社, 2003 [2] 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