打磨車間通風除塵旋風除塵器系統(tǒng)設計（課程設計） (2)

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八、排氣煙囪的設計…………………………………………………………23 8.1煙囪設計注意事項…………………………………………………23 8.1煙囪出口尺寸計算…………………………………………………23 九、工程經濟概算………………………………………………………………25 十、致謝…………………………………………………………………………26 十一、附錄………………………………………………………………………27 一、局部排氣通風系統(tǒng)設計背景 1.1設計任務及目的 打磨車間在工作期間會產生各種粉塵和有害氣體，使空氣環(huán)境受到污染，對人的健康和生產過程以及生態(tài)造成危害，故需進行通風除塵設計。 本設計項目便是選用旋風除塵器對打磨車間的通風除塵系統(tǒng)進行設計,降低污染和對人體健康的危害。 1.2設計資料 （1）打磨機及車間布置 本打磨車間打磨的是鋁件，共有兩種型號的打磨機：A型與B型。其中A型打磨機共8臺，外形尺寸(mm)為700×600（長×寬）；B型打磨機共6臺，外形尺寸(mm)為600×600（長×寬）。已知A型打磨機產塵量為8kg/h，B型打磨機產塵量為10kg/h。要求對A型與B型打磨機的粉塵收集分別采用不同類型的吸氣罩。打磨機工作臺距二樓地面高1.2m。 本通風系統(tǒng)的打磨車間位于廠房的二樓，二樓地面標高為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)產生粉塵的粒徑特性 粉塵分布如表1所示。 平均粒徑d(mm) 粒級分布f(%) 累計粒級分布f′(%) 25 3 3 50 7 10 75 13 23 100 70 93 125 6 99 150 1 100 表1 粉塵粒徑分布情況 含塵空氣密度為1.204kg/m3，氣體溫度為常溫。 二、局部排氣通風系統(tǒng)的設計 排氣通風方式就是在局部污染源設置集氣罩，將會對大氣環(huán)境造成污染的污染氣流收集起來，并經過凈化裝置凈化后排至室外。其基本原理是通過控制局部氣流，使局部工作范圍內不受有害物的污染，以保證該范圍內的空氣環(huán)境符合要求。 典型的局部排氣通風系統(tǒng)如圖2所示，通常由下述幾個部分組成。 圖2 打磨車間工作臺平面布置圖 a集氣罩 集氣罩是用來補集有害物的裝置。通過集氣罩口的氣流運動，可在有害物散發(fā)地點直接捕集有害物或控制其在車間的擴散，保證室內工作區(qū)有害物濃度不超過國家衛(wèi)生標準的要求。其設計和安裝是否合理，性能是否良好，直接影響到局部排氣通風系統(tǒng)的效果。 b風管 通風系統(tǒng)中用來輸送氣體的管道稱為風管，它把系統(tǒng)中的各種設備和部件連成一個整體。風管布置要合理，力求短、直、順。風管布置設計的好壞關系到管內流體的壓力損失大小，從而影響了風機的選擇。 c除塵設備 為了保護大氣環(huán)境或回收原材料，當排氣中的粉塵含量超過排放標準時，必須采用除塵器進行處理，達到排放標準后再排入大氣。 d風機 風機由電動機帶動，為空氣流動提供動力。為了防止風機的磨損和腐蝕，一般把它裝置在除塵設備的后面。 e煙囪 將經過除塵器處理后的室內空氣排放到大氣中，煙囪適當?shù)奈恢煤透叨饶苡欣谖廴疚镔|的擴散。 三、集氣罩 集氣吸塵罩是除塵系統(tǒng)的重要部分，是除塵工程設計的重要環(huán)節(jié)。集氣吸塵罩的使用效果越好意味著越能滿足生產和環(huán)保的要求。集氣吸塵罩因生產工藝條件和操作方式的不同，形式很多，按集氣吸塵罩的作用和構造，主要分為四類：密閉罩、半密閉罩、外部罩、和吹吸罩。 3.1集氣罩的設計原則 （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）集氣罩盡量靠近污染源并將其圍罩起來。 （3）決定集氣罩安裝的位置及排氣方向，研究粉塵發(fā)生機理，考慮飛散方向、速度和臨界點，用集氣罩口對準飛散方向。如果采用側型或上蓋型集氣罩，要是操作人員無法進入污染源與集氣罩的開口處，比空氣密度大的氣體可在下方吸引。 （4）決定開口周圍的環(huán)境條件，一個側面封閉的集氣罩比開口四周全部開放的集氣罩效果好。因此應在 不影響操作的情況下降四周圍起來，盡量少吸入未被污染的氣體。 （5）防止集氣罩的紊流，如果捕集點周圍的紊流對控制風速有影響，就不能提供更大的控制風速，有時這會是集氣罩喪失正常的作用。 （6）吹吸式利用噴出的力量將污染氣體排出。 （7）決定控制風速，為使有害物從飛散界限的最遠點流進集氣罩的開口處，而需要的最小風速稱為控制風速。 3.2選擇思路 為不妨礙人工操作，不能選用密閉罩。由于工作臺面積較小，可以考慮柜式集氣吸塵罩，其將粉塵發(fā)生源圍擋在柜狀空間內，并且工作臺小，安裝費用不大。同時，柜式罩的流量較小，風管的管道直徑可以選小管徑，風機也可以選相對較小功率的。 也可采用外部集氣吸塵罩，它利用罩口的吸氣作用將距吸氣口有一定距離的有害物吸入罩內，并且結構簡單，制作方便。 3.3方案選定 打磨車間有兩種型號的打磨機：A型與B型。其中A型打磨機共8臺，外形尺寸(mm)為700×600；B型打磨機共6臺，外形尺寸(mm)為600×600。A型采用柜式集氣吸塵罩，B型采用外部集氣吸塵罩。 采用柜式集氣罩：設計要求柜口風速不小于平均風速的80%；當柜內同時產生熱量時，為防止含塵氣體由工作口上緣逸出，應在柜上抽氣；當柜內無熱量產生時，可在下部抽風。此時工作口截面上的的任何一點風速不宜大于平均風速的10%，下部排風口應緊靠工作臺面?？紤]到車間工作臺實際情況，采用下部排風通風柜。 采用外部集氣罩：在不妨礙工藝操作的前提下，罩口應盡可能地靠近污染物發(fā)生源，在排風罩口四周增設法蘭邊，可使排風量減少，一般法蘭邊寬度為150~200mm。考慮到車間工作臺實際情況，采用側吸罩。 3.4設計計算 控制風速vx值與工藝過程和室內氣流運動情況有關，一般通過實測求得。如果缺乏現(xiàn)場實測的數(shù)據(jù)，設計時可參考表2確定。 污染物放散情況 舉例 以很緩慢的速度放散到相當平靜的空氣中 槽內液體的蒸發(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 以相當大的速度放散出來，或是放散到空氣運動迅速的區(qū)域 在小噴漆室用高壓噴漆；快速裝袋或裝桶；以運輸器上給料 1.0～2.5 以高速散發(fā)出來，或是放散到空氣運動很迅速的區(qū)域 磨削；重破碎；滾筒清理 2.5～10 表2 控制點的最小控制風速vx（m/s） 柜式罩排風量（A型）的計算： 式中 Q——排風量，m3 /h； v——工作口截面處平均吸氣速度，m/s； ——泄漏安全系數(shù)，一般取1.05~1.10，若有活動設備，經常需拆卸 時，可取1.5~2.0； ——工作口、觀察孔及其它孔口的總面積，m2； VB——產生的有害物容積，m3/h。 v此處取2.5m/s。 在車間內一般取1.1。 由于每個工作臺的尺寸為0.7m×0.6m，所以A=0.7m×0.6m=0.42m2 為簡化計算，可忽略VB取值。 代入上式可得排風量的值： 側吸罩排風量（B型）的計算： 側吸罩自由懸掛，有法蘭式擋板， 式中 Q——排風量，m3 /h； x——控制點到罩口的距離，m； F——罩口面積，m2； vx——控制風速，保證粉塵能全部被吸入罩內，在控制點上必須具有 的速度，m/s。 設計罩口尺寸為300mm×200mm，則有 x取0.3m。 F取0.3*0.2=0.06m2。 Vx取2.5m/s。 代入上式可得排風量的值： 四、管網的設計 4.1管網設計原則 （1）管網布置應避免與工藝管道、溜槽相碰，還要滿足通風管道布置的特點（盡量避免水平鋪設，防止管道堵塞）。 （2）除塵系統(tǒng)的排風點不宜過多，以利于支管間阻力平衡，如排風點多，可用大斷面集合管鏈接各支管，宜超過3m/s。 （3）除塵風管盡可能垂直或傾斜敷設。 （4）輸送含有整齊、霧滴的氣體時，應有不小于0.005的坡度，以排出積液，并應在風管的最低點和風機底部設誰都、封泄液管。 （5）在除塵系統(tǒng)中，為防止風管堵塞，風管直徑不宜小于下列數(shù)值： 排送細小粉塵 80mm 排送較粗粉塵（如木屑） 100mm 排送粗粉塵（如小塊物體） 130mm （6）排送含有劇毒物質的正壓風管，不應穿過其他房間。 （7）風管上應設置必要的調節(jié)和測量裝置或預留測量裝置的接口，調節(jié)和測量裝置應設在便于操作和觀察的地點。 （8）風管的布置應力求順直，避免復雜的局部管件，彎頭、三通等管件要安排得當，與風管的連接要合理，以減少阻力和噪聲。 由于打磨車間內有14個抽風點，因此宜采用集合管式除塵系統(tǒng)，這種系統(tǒng)綜合起來有以下優(yōu)點： （1）可以直接關閉任何抽風支管，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。 （2）局部集氣罩的抽風量變化范圍較寬，具有一定的自動調節(jié)風壓和風量的功能，因而可以改變任何一個局部集氣罩的抽風量而對整個系統(tǒng)運行影響不大。 （3）因為集合管內氣速較低，部分粗顆粒粉塵在此分離出來，這樣不僅減小了凈化設備的負荷，而且減輕對總管和主要設備的磨損。 因為打磨車間位于同一房間內，即產塵設備配置在同一層，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、施工等大型活動，管道設計簡單、實用。系統(tǒng)的所有抽風支管均可以以任何角度在集合管上部或側部與之相連接。集合管的底部沿全長設有粉塵輸送裝置，用來排出沉降在集合管內的粉塵。通常采用螺旋輸送機、埋刮板輸送機、鏈板輸送機及水力輸送機等粉塵輸送裝置。 帶有集合管的集中式除塵系統(tǒng)運行簡單可靠，管道和除塵器的磨損較輕，尤其在生產設備工作條件不同的情況下，也能獲得較好的除塵效果。管網布置圖如圖3。 圖3 風管平面布置示意圖 4.2設計管網 （1）管段標號并注上各管段流量和長度 為簡化計算，管長以中心線計算，管道垂直段均設為1.0m，風管彎頭出的曲率半徑為接頭處進口管徑的2倍，各水平管道長度如下表所示。 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 　 （2）選擇流速和管徑 管道內的氣速應根據(jù)粉塵性質確定，氣速太小，氣體中的粉塵易沉積，影響除塵系統(tǒng)的正常運轉；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。 查除塵風管的最小風速表，得金屬粉塵（鋼鐵鋁粉塵）垂直風管最小風速為13m/s，水平風管為15m/s。除塵器后的排氣管道內氣體流速一般取8~12m/s。 （3）壓強損失計算 摩擦阻力損失計算： 圓形管道單位長度的摩擦阻力為 ： 式中 ——摩擦阻力系數(shù)； ——風管內的空氣的平均流速，m/s； ——空氣的密度，； D——圓形風管直徑，m。 由《工業(yè)通風》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,運動粘度=15.06×,管壁粗糙程度K=0.15mm、圓形風管等條件下得出的。本設計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： 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 859 局部阻力損失計算： 圓形管道局部壓力損失為： 式中： ζ——局部阻力系數(shù)； ——風管內的空氣的平均流速，m/s； ——空氣的密度，kg/m3. （1）集氣罩及其上部豎向風管和90°彎頭的阻力損失： 集氣罩采用側吸罩，局部阻尼系數(shù)為0.09，設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點處的局部壓力損失（90°彎頭）： 設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點處的局部壓力損失為46.24Pa。 （4）4點處的局部壓力損失（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點處的局部壓力損失為27.5Pa。 （5）6點處的局部壓力損失（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點處的局部壓力損失為52Pa。 （6）7點處的局部壓力損失（90°彎頭）： 設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，因而不再進行壓降損失計算。 （8）12點處的局部壓力損失（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點處的局部壓力損失為37.8Pa。 （9）集氣罩及其上部豎向風管和90°彎頭的阻力損失： 查《除塵工程設計手冊》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。所以壓降總計為148.2Pa。 （10）13點處的局部壓力損失（90°彎頭）： 設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點處的局部壓力損失為23.9Pa。 （11）14點處的局部壓力損失（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點處的局部壓力損失為38.2Pa。 （12）15點處的局部壓力損失（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點處的局部壓力損失為43.7Pa。 （13）另一條支路相同，所以省略計算。 （14）20點處的局部壓力損失（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，沒在表中查到相應系數(shù)，所以不予計算。 綜上，得到總壓降損失為： 五、旋風除塵器的選型 旋風除塵器是除塵裝置的一類。除塵機理是使含塵氣流作旋轉運動，借助于離心力將塵粒從氣流中分離并捕集于器壁，再借助重力作用使塵粒落入灰斗。 5.1選型原則 （1）旋風除塵器精華氣體量應與實際需要處理的含塵氣體量一致。選擇除塵器直徑是應盡量小些。如果要求通過的風量較大，可采用若干個小直徑的旋風除塵器并聯(lián)為宜；如氣量與多管旋風除塵器相符，以選多管除塵器為宜。 （2）旋風除塵器入口風速要保持18-23m/s，低于18m/s時，其除塵效率下降；高于23m/s時，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，要根據(jù)工況考慮阻力損失及結構形式，盡可能使之動力消耗減少，且便于制造維護。 （4）旋風除塵器能捕集到的最小塵粒應等于或稍小于被處理氣體的微塵歷度。 （5） 當含塵氣體溫度很高時，要注意保溫，避免水分在除塵器內凝結。假如粉塵不吸收水分。露點為30~50℃時，除塵器的溫度最少應高出30℃左右；假如粉塵吸水性較強、露點為20~50℃時，除塵器的溫度應高出露點溫度40~50℃。 （6）旋風除塵器結構的密閉要好，確保不漏風，尤其是負壓操作，更應該注意卸料索風裝置的可靠性。 （7）易燃易爆粉塵（如煤粉）應設有防爆裝置。防爆裝置的通常做法是在人口官道上加個安全防爆閥門。 （8）當粉塵粘性較小時，最大允許含塵質量濃度與旋風筒直徑有關，即直徑越大其允許含塵質量濃度也越大。 5.2初步選型 旋風除塵器的選型計算主要包括類型和簡體直徑及個數(shù)的確定等內容。一般步驟和方法如下： （1）除塵系統(tǒng)需要處理的氣體量。當氣體溫度較高、含塵量較大時，其風量和密度發(fā)生較大變化，需要進行換算。若氣體中水蒸氣含量較大時，亦應考慮水蒸氣的影響。 （2）根據(jù)所需處理氣體的含塵質量濃度、粉塵性質及使用條件等初步選擇防塵器類型。 （3）根據(jù)需要處理的含塵氣體量Q，按下列式算出除塵器直徑： 中，D——除塵器直徑，m； VP——除塵器簡體凈空截面平均流速， VP 的取值范圍為1.3~5.2 m/s； Q——操作溫度和壓強下的氣體流量，m3/h。 A型打磨機有8臺，每臺產生的微塵氣流量為4158m3/h，共產生微塵氣流量為4158×8=33264m3/h；B型打磨機有6臺，每臺產生的微塵氣流量為6480m3/s，共產生微塵氣流量6480×6=38880m3/h；所以在操作溫度和壓力下A型打磨機和B型打磨機所產生的微塵氣流量之和Q=72144m3/h。 取VP=5m/s，代入上式計算 根據(jù)除塵器直徑可選擇擴散式旋風除塵器XLP/B22.5型。 5.3設計計算 （1）壓力損失 含塵氣體經過旋風除塵器時，與經過管道一樣，由于阻力的作用而產生壓強損失，壓強損失等于氣體在除塵器入口處與出去處的壓強差。除塵器的壓強損失一般有幾千至幾百毫米水柱，計算公式如下： 式中，——流體阻力，Pa； ——阻力系數(shù)，推薦值為9； vj——除塵器進口氣流速度，m/s； ——含塵氣體密度，kg/m3。 考慮風速范圍為18~23m/s，取vj=20m/s，代入數(shù)據(jù)計算 （2）除塵效率 除塵器進口氣體含塵濃度： C=g/m3 由氣體工業(yè)排放濃度標準要求排放濃度c0=12010-3g/m3，所以要求除塵效率為： 而本設計的粉塵分布如下表： 平均粒徑d(μm) 粒級分布f(%) 累計粒級分布f′(%) 25 3 3 50 7 10 75 13 23 100 70 93 125 6 99 150 1 100 已知公式： 式中，N——微粒通過距離為旋風除塵器直徑的倍數(shù)，取5； Vc——進口風速，取18m/s； D——微粒粒徑； ——微粒的密度，取2700kg/m3； Wi——旋風除塵器的入口寬度，取0.75m； 空氣的動力粘度μ=1.8×10-5。 代入數(shù)據(jù)，當D=25時，η=98.0％ D=50時，η=99.99％ 顯然粒徑越大效率越高，均能滿足93.0%的除塵效率。 六、通風機的選型 6.1通風機的選型原則 （1）在選擇通風機前，應了解國內通風機的生產和產品質量情況，如生產的通風機品種、規(guī)格和各種產品的特殊用途，以及生產廠商產品質量、后續(xù)服務等情況綜合考察。 （2）根據(jù)通風機輸送氣體的性質的不同，選擇不同用途的通風機。 （3）在通風機選擇性能圖表查得有兩種以上的通風機可供選擇時，應優(yōu)先選擇效率較高、機號較小、調節(jié)范圍較大的一種。 （4）當通風機配用的電機功率≦75kW時，可不裝設啟動用的閥門。當排送高溫煙氣或空氣而選擇離心鍋爐引風機時，應設啟動用的閥門，以防冷態(tài)運轉時造成過載。 （5）對有消聲要求的通風系統(tǒng)，應首先選擇低噪聲的風機，并采取相應的消聲措施。 （6）在選擇通風機時，應盡量避免采用通風機并聯(lián)或串聯(lián)工作。當通風機聯(lián)合工作時，應盡可能選擇同型號同規(guī)格的通風機并聯(lián)或串聯(lián)工作；當采用串聯(lián)時，第一級通風機到第二級通風機之間應有一定的管路聯(lián)結。 （7）原有除塵系統(tǒng)更換用新風機應考慮充分利用原有設備、適合現(xiàn)場安裝及安全運行等問題。 6.2 通風機的選型 （1）風量 通風機風量由下式計算的得到： Qr=k1k2Q 式中 Qr—氣體總流量，m3/s； k1——設備漏風附加系數(shù)，取1.2； k2——管網漏風附加系數(shù)，取1.15。 所以求得風量為： Qr=1.2×1.15×72144=99559m3/h （2）全壓 式中 Pf——風機的風壓，Pa； p——管網總壓力損失，Pa； ps——設備的壓力損失，Pa； ——管網壓力損失附加系數(shù)，取1.15； ——通風機全壓負差系數(shù)，取1.05； p=2729.3Pa， ps=2167.2Pa。得： Pf=(2729.3×1.15+2167.2) ×1.05=5571.2 Pa 結合上述計算，參考《除塵工程設計手冊》表8-15，,選擇使用M9-26型排塵通風機，風量為33910-101330m3/h、全壓為8064-11968Pa，功率為158~779kW。 七、輸排灰裝置的設計 除塵器收集的粉塵需要從除塵器排出并輸送到適當?shù)奈恢眉右詢Υ?、回收、利用。因此，輸排灰系統(tǒng)是除塵工程設計中的一個環(huán)節(jié)，是除塵系統(tǒng)不可缺少的組成部分。輸排灰系統(tǒng)包括排灰裝置、輸灰裝置和儲運裝置等。 7.1卸灰閥的選擇 卸塵量為8*8+10*6=124kg/h，參考《除塵工程設計手冊》表5-2圓錐式卸塵閥性能尺寸表，選用D70型圓錐式卸塵閥，D=70mm，H=450mm，F(xiàn)=30mm，M=340mm，P=160mm。 7.2螺旋輸送機計算 （1） 螺旋直徑 式中 D——螺旋直徑，m； K——物料綜合特性的經驗系數(shù)； Q——輸送量，t/h； ——物料的充填系數(shù)； ——物料的堆積密度，t/m3； C——螺旋輸送機傾斜安裝時輸送量的校正系數(shù)。 查表得物料填充系數(shù) ，物料綜合特性經驗系數(shù) K=0.0565，校正系數(shù)C=1.0，研磨粉堆積密度取值范圍0.5~1.6，取1.0便于計算。計算得到螺旋運輸機的螺旋直徑為 小于規(guī)格中的最小直徑，所以選用最小直徑為150mm作為螺旋運輸機的直徑。 （2）螺旋輸送機轉速 n==90r/min 式中 n——螺旋輸送機轉速，r/min； A——物料綜合特性系數(shù)。 查表得物料綜合特性系數(shù) A=35。代入計算得 n=90r/min 校核填充系數(shù)==0.084，值低于推薦值很多，故降低螺旋軸轉速，以提高螺旋機的壽命。.取n=30r/min，則=0.252。正好在推薦范圍內， 最后確定D=150mm，n=30r/min。 （3）螺旋輸送機的功率 螺旋運輸機軸功率 P0= 式中 P0——軸功率，kW； k——功率備用系數(shù)，可取1.2~1.4; ——物料阻力系數(shù)； L——螺旋輸送機水平投影長度，m； H——螺旋輸送機垂直投影長度，m。 取k=1.2，=3.2， 輸送機長度取L=3m，為簡化計算取H=0，代入計算得： 取驅動裝置總效率η=0.94，則額定功率 P==0.0032kW 八、排氣煙囪的設計 8.1煙囪設計注意事項 煙氣排放的原則有以下幾項： (1) 排氣筒(煙囪)高度應高出周圍200m半徑范圍的建筑5m以上，不能達到該要求的排氣煙囪，應按其高度對應的排放速率標準值減少50%執(zhí)行。 (2) 兩個排放相同的污染物(不論其是否由同一生產工藝過程產生)的排氣筒，若其距離小于其幾何高度之和，應合并視為一根等效排氣煙囪。若有3根以上的近距排氣煙囪，且排放同一種污染物時，應以前兩根的等效排氣煙囪，依次與第三、第四根排氣煙囪取等效值。 (3) 若某排氣簡的高度處于本標準列出的兩個值之間，其執(zhí)行的最高允許排放速率以內插法計算。當某排氣筒的高度大于或小于本標準列出的最大或最小值時，以外推法計算其最高允許排放速率。 (4) 新污染源的排氣筒一般不應低于15m。若某新污染源的排氣煙囪必須低于15m時，其排放速率標準值按外推計算結果再減少50%執(zhí)行。 (5) 新污染源的無組織排放應從嚴控制，一般情況下不應有無組織排放存在，無法避免的無組織排放應達到表5-3規(guī)定的標準值。 (6) 工業(yè)生產尾氣確需燃燒排放的，其煙氣黑度不得超過林格曼l級。 8.2煙囪出口尺寸計算 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=20m/s，代入計算得 解得直徑D=1.13m。 九、工程經濟概算 （1） 除塵器 旋風除塵器的價格可根據(jù)其處理能力還估計，每處理10000m3/h的價格約在2.2萬元左右。本系統(tǒng)處理量為72144m3/h，故除塵器價格約為15.87萬元。 （2）風管 風管目前市場價約為60元/m。本系統(tǒng)總長134.4m，買140m，故花費8400元。 （3）集氣罩 柜式集氣罩價格約為400元/個。本系統(tǒng)共8個，所以花費3200元。 側吸罩價格約為400元/個。本系統(tǒng)共用6個，所以花費2400元。 集氣罩總花費為5600元。 （4）風機 M9-26型風機網絡價格23100元，購買一臺。 序號 名稱 規(guī)格型號 數(shù)量 單價（元） 總價（萬元） 1 旋風除塵器 XLP/B-22.5型 1 2.2萬元/10000m3 15.87 2 風 管 自制 140 60元/m 0.84 3 柜式罩 自制 8 400 0.32 4 側吸罩 自制 6 400 0.24 5 風 機 M9-26型排塵通風機 1 23100 2.31 合計 19.58萬元 十、致謝 大氣污染控制工程的課程設計結束了，這一周來，通過對這個打磨車間通風除塵系統(tǒng)的設計讓我理解到了許多課堂上并沒有深入研究的知識?？紤]到這門課是英語教學，并且課時不足以展開講解許多其他方面，我認為這次的課設不僅是加強了我對旋風除塵器這一方向的理解，還讓我對簡單的工程項目有了不小的興趣。楊老師說過，環(huán)境工程的學生出去做工程，簡單來說就是對系統(tǒng)的設計和對設備的選型。通過這幾天自己的親身經歷，我知道了工程不是好做的，大量的計算，大量的查表，大量的翻閱資料,最后做好的也僅僅是最基本的初稿。學無止境，要想在環(huán)境領域上去到更高更遠的地方，就一定要更加努力才行。 無論如何，這次的課設結束了，感謝楊老師，感謝同組的同學，希望下一次的課設能做得更好。 十一、附錄 [1] 唐敬麟, 張祿虎. 除塵裝置系統(tǒng)及設備設計選用手冊. 化學工業(yè)出版社. 2004 [2] 張殿印, 王純. 除塵工程設計手冊. 化學工業(yè)出版社, 2003 [3] 胡傳鼎. 通風除塵設備設計手冊. 化學工業(yè)出版社, 2003 [4] 張殿印,王純.除塵器手冊. 化學工業(yè)出版社, 200 [5] 孫一堅. 工業(yè)通風. 中國建筑工業(yè)出版社, 1985 26