打磨車間通風除塵旋風除塵器系統(tǒng)設計

打磨車間通風除塵旋風除塵器系統(tǒng)設計,打磨,車間,通風,透風,除塵,旋風,除塵器,系統(tǒng),設計 大氣污染控制課程設計打磨車間旋風除塵器系統(tǒng)設計大氣污染控制工程課程設計打磨車間通風除塵旋風除塵器系統(tǒng)設計指導老師：楊家寬教授課設編寫者：汪海峰班 級：環(huán)境工程1101班學 號：U201115828華中科技大學環(huán)境科學與工程學院二0一四年五月目 錄1 局部通風除塵系統(tǒng)設計的背景資料41.1設計任務及目的41.2 設計資料41.2.1打磨機及車間布置41.2.2 本系統(tǒng)產(chǎn)生粉塵的粒徑特性52 局部排氣通風系統(tǒng)的設計62.1 集氣罩62.2 風管62.3 除塵設備62.4 排氣煙囪72.5 風機72.6消聲器73 集氣罩83.1 集氣罩的設計原則83.2 設計思路83.3 設計計算84 管網(wǎng)的設計104.1管網(wǎng)設計原則104.2管段標號并注上各管段流量和長度114.3 選擇流速和管徑114.4 壓強損失計算114.4.1以1點為壓強控制點：124.4.2以8點為壓強控制點：134.4.3以13點為壓強控制點：154.4.4總壓力損失：165旋風分離器的選型195.1選型原則195.2選型步驟195.3設計計算196通風機的選型226.1 風量226.2 全壓226.3.通風機的選型原則227 輸排灰裝置的設計237.1卸灰閥的選擇237.2螺旋輸送機計算238煙囪設計248.1煙囪出口尺寸計算248.2 風帽設計249工程經(jīng)濟概算259.1 工程投資259.2運行費用2510感言致謝2611附錄271 局部通風除塵系統(tǒng)設計的背景資料1.1設計任務及目的在工業(yè)生產(chǎn)中把氣體與粉塵微粒的多相混合物的分離操作稱為工業(yè)除塵，該除塵操作過程是將粉塵微粒從氣體中分離下來。本通風除塵系統(tǒng)的設計對象是一個工廠的打磨車間，工廠在打磨過程中會產(chǎn)生細小粉塵，對工廠內(nèi)部和周圍區(qū)域的空氣環(huán)境造成污染，會影響到廠內(nèi)工人和周圍居民的身體健康，并會對周圍的生態(tài)環(huán)境造成一定程度的危害。國家規(guī)定在大、中及小型工廠中，凡與粉塵有關(guān)的工序必須有防塵設計。生產(chǎn)過程和規(guī)模不斷改變，防塵設計中系統(tǒng)與設備應生產(chǎn)規(guī)模相適應，有效地進行工業(yè)防塵需要在技術(shù)上有一套與生產(chǎn)工藝特點相適應的措施。本設計試選用旋風除塵器進行該打磨車間通風除塵系統(tǒng)的設計，以期降低空氣中粉塵濃度，維持工廠和周圍區(qū)域良好的空氣環(huán)境，以防粉塵對工人和周圍居民造成危害。1.2課程設計資料1.2.1 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700600（長寬）；B型打磨機共6臺，外形尺寸(mm)為600600（長寬）。已知A型打磨機產(chǎn)塵量為8kg/h，B型打磨機產(chǎn)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1.2.2 本系統(tǒng)產(chǎn)生粉塵的粒徑特性粉塵分布如表1所示。表1 粉塵粒徑分布情況平均粒徑d(mm)粒級分布f(%)累計粒級分布f(%)25335071075132310070931256991501100含塵空氣密度為1.204kg/m3，氣體溫度為常溫。2 局部排氣通風系統(tǒng)的設計空氣污染物在車間的擴散機理是污染物依附于氣流運動而擴散。對于生產(chǎn)過程散已經(jīng)散發(fā)到車間空氣中的污染物，只有采取合理的通風方式，來控制室內(nèi)氣流的運動，進而控制污染物的擴散和飛揚，從而達到改善車間內(nèi)外空氣環(huán)境質(zhì)量的目的。局部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(jīng)過凈化裝置凈化后排至室外。這是控制車間空氣污染最常用、最有效的方法，因為一旦污染物進入大氣，將很難被收集和處理。局部排風系統(tǒng)需要的風量少，效果好，因此本設計中采用局部排風來控制工廠內(nèi)和桌位區(qū)域的空氣環(huán)境。局部排氣通風系統(tǒng)的基本原理是通過控制局部氣流，使局部工作范圍內(nèi)不受有害物的污染，以保證該范圍內(nèi)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 噴漆車間工作臺平面布置圖2.1 集氣罩集氣罩是用來補集有害物的裝置，可將粉塵及氣體污染源導入凈化系統(tǒng)，同時防止其向生產(chǎn)車間及大氣擴散，造成污染。它的性能對局部排風系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標有直接影響。性能良好的集氣罩，如密閉罩，只要較小的風量就可以獲得良好的工作效果。由于污染源設備和生產(chǎn)操作工藝的不同，集氣罩的形式只多種多樣的，選擇原則是以能和生產(chǎn)設備及操作條件實現(xiàn)良好配合為優(yōu)。2.2 風管通風系統(tǒng)中用來輸送和分布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。為了提高通風系統(tǒng)的經(jīng)濟性，應合理選定風管中的氣流速度，管路應力求短且直。風管通常用表面光滑的材料制作，如薄鋼板、聚氯乙烯板，有時也用混凝土、磚等材料制作風管。風管布置設計的好壞關(guān)系到管內(nèi)流體的壓力損失大小，進而影響了風機的選擇。2.3 除塵設備除塵設備指從氣體中去除或捕集固態(tài)或液態(tài)微粒的設備，根據(jù)主要除塵機理，目前常用的除塵設備可分為：機械除塵器；電除塵器；袋式除塵器；濕式除塵器等。為了保護大氣環(huán)境和回收原材料，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，達到排放標準后才可以排入空氣中。2.4 排氣煙囪 排氣煙囪指將收集到的氣體排放到大氣中的設備，避免具有一定濃度的污染氣體集聚在地面附近，對居民健康產(chǎn)生影響。2.5 風機風機指向機械排風系統(tǒng)提供空氣流動動力的設備，通過輸入機械能以提高氣體壓力。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。2.6消聲器消聲器是阻止聲音傳播而允許氣流通過的一種器件，是消除空氣動力性噪聲的重要措施。消聲器是安裝在空氣動力設備（如鼓風機、空壓機）的氣流通道上或進、排氣系統(tǒng)中的降低噪聲的裝置。消聲器能夠阻擋聲波的傳播，允許氣流通過，是控制噪聲的有效工具。3 集氣罩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(cè)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(cè)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 設計思路基于設計的實際要求，工作臺有工人工作，因此不能選用密閉罩。由于工作臺面積較小，可以考慮外部吸氣罩和柜式排風罩。外部吸氣罩將排風罩設在有害物源附近，依靠罩扣的抽吸作用，在有害物發(fā)散地點造成一定的氣流運動，把有害物質(zhì)吸入罩內(nèi)。柜式排風罩單純依靠排風的作用，在工作孔上造成一定的吸入速度，將粉塵發(fā)生源圍擋在柜狀空間內(nèi)，防止有害物質(zhì)外溢。其中A型打磨機使用外部吸氣罩，B型打磨機使用柜式排風罩。介于工作臺較小，所以外部吸氣罩和排風罩的安裝費用不大。同時外部吸氣罩和柜式排風罩的流量較小，后面的管道直徑可以選小，風機也可以選相對較小功率的，整個系統(tǒng)更加經(jīng)濟。由于柜內(nèi)沒有熱源，含塵空氣密度大于空氣密度，因此柜式排風罩采用下部排風通風柜。3.3 設計計算 計算外部吸氣罩的排風量時，首先要確定控制點的控制風速vx。vx值與工藝過程和室內(nèi)氣流運動情況有關(guān)，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3-1確定表3-1 控制點的最小控制風速vx（m/s）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(nèi)液體的蒸發(fā)；氣體或煙從敞口容器中外溢0.250.5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0.51.0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1.02.5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2.510A型打磨機選擇側(cè)吸罩，所以實際排風罩的排風量L=12L=1210x2+2Fvx=(5x2+F)vx工作臺尺寸為600mm700mm，罩口尺寸為200mm100mm，所以控制點到罩口的最大距離為x=0.3m，查表3-1得到控制點吸入速度vx=2.5m/s（磨削工藝吸入速度范圍2.5-10m/s），吸氣口面積F=0.20.1=0.02m2，得到L=12L=1210x2+2Fvx=5x2+Fvx=50.32+0.022.5=1.175m3/sx2.4F符合公式要求。B型打磨機選擇下部排風通風柜，所以通風柜的排風量L=L1+vF工作臺尺寸為600mm600mm，罩口尺寸為600mm600mm(寬度與工作臺相同，高度為600mm)，含塵氣體發(fā)生量 L1=101.2043600=0.0023m3/s通風柜工作空的面積F=0.60.6=0.36m2，v=1.0m/s，=1.2，得到L=L1+vF=0.0023+1.00.361.2=0.4343m3/s所以A型打磨機選擇側(cè)吸罩，排風量為1.175m3/s，B型打磨機選擇下部排風通風柜，排風量為0.4343 m3/s。通風柜張角=120。4 管網(wǎng)的設計4.1管網(wǎng)設計原則（1）管網(wǎng)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，集合管內(nèi)流速不宜超過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(zhì)的正壓風管，不應穿過其他房間。（7）風管上應設置必要的調(diào)節(jié)和測量裝置或預留測量裝置的接口，調(diào)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(nèi)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(guān)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(diào)節(jié)風壓和風量的功能，因而可以改變?nèi)魏我粋€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(nèi)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(nèi)，即產(chǎn)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(cè)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(nèi)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(chǎn)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(wǎng)布置圖如圖3。圖3 風管平面布置示意圖4.2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。各通風管段長度：管段12243446566771289長度/m2.87.20.77.10.710.73.12.2管段9101011111212161314141515161620長度/m6.57.110.74.95.95.910.52.6管段1718181919202021222324252526長度/m5.95.910.52.14.56.9104.3 選擇流速和管徑根據(jù)除塵系統(tǒng)管道內(nèi)最低風速規(guī)定，金屬粉塵垂直風管最低風速為13m/s，水平風管最低風速為15m/s。設計過程中根據(jù)各管段的風量和設計風速，確定個管段的斷面尺寸。4.4 壓強損失計算圓形管道沿程壓力損失為：Rm=Dv22l式中：摩擦阻力系數(shù)；風管內(nèi)的空氣的平均流速，m/s；空氣的密度，kg/m3；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，即可久的其余兩個參數(shù)。圓形管道局部壓力損失為：Rz=v22式中：局部阻力系數(shù)；風管內(nèi)的空氣的平均流速，m/s；空氣的密度，kg/m3.各管段的局部損失系數(shù)可通過查附錄7得到。1、8、13點為控制點，17點所在干管和13點所在干管相同，且在主干管上的壓力損失比13點小，可忽略。4.4.1以1點為壓強控制點：（1）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)=1.78，所以集氣罩壓力損失為Rz=v22=1.781621.2042=274.3Pa垂直管段長1.0m，空氣量1.175m3/s，選擇管徑為300mm，查附錄9得到空氣流速為v=16m/s，符合要求，單位長度沿程損失為10Pa/m，總沿程壓力損失為10Pa。設定彎頭的卻率半徑為0.6m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)=0.15，所以90彎頭壓力損失為Rz=v22=0.151621.2042=23.1Pa所以集氣罩及其上部豎向風管和90彎頭的總阻力損失為274.3+10+23.1=307.4Pa。（2）1點處的局部壓力損失（90彎頭）：設定彎頭的卻率半徑為0.6m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)=0.15，所以90彎頭壓力損失為Rz=v22=0.151621.2042=23.1Pa所以1點處的局部壓力損失為23.1Pa。（3）12管段沿程壓力損失： 水平管段長2.8m，空氣量1.175m3/s，選擇管徑為300mm，查附錄9得到空氣流速為v=16m/s，符合要求，單位長度沿程損失為10Pa/m，總沿程壓力損失為28Pa。（4）2點處的局部壓力損失（45合流三通）：分流管的管徑分別為300mm和300mm，合流管的管徑為400mm，所以F2/F1=0.6，F(xiàn)3/F1=0.6，L3/L2=1，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)31=0.26，所以45合流三通壓力損失為Rz=v22=0.261621.2042=40.1Pa所以2點處的局部壓力損失為40.1Pa。（5）24管段沿程壓力損失：水平管段長7.2m，空氣量2.35m3/s，選擇管徑為400mm，查附錄9得到空氣流速為v=18m/s，符合要求，單位長度沿程損失為8.7Pa/m，總沿程壓力損失為62.6Pa。（6）4點處的局部壓力損失（45合流三通）：分流管的管徑分別為300mm和400mm，合流管的管徑為550mm，所以F2/F1=0.5，F(xiàn)3/F1=0.3，L3/L2=0.5，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)31=0.72，所以45合流三通壓力損失為Rz=v22=0.721821.2042=140.4Pa所以4點處的局部壓力損失為140.4Pa。（7）46管段沿程壓力損失：水平管段長7.1m，空氣量3.525m3/s，選擇管徑為550mm，查附錄9得到空氣流速為v=15m/s，符合要求，單位長度沿程損失為4.3Pa/m，總沿程壓力損失為30.5Pa。（8）6點處的局部壓力損失（45合流三通）：分流管的管徑分別為300mm和550mm，合流管的管徑為600mm，所以F2/F1=0.8，F(xiàn)3/F1=0.3，L3/L2=0.3，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)31=0.42，所以45合流三通壓力損失為Rz=v22=0.421521.2042=56.9Pa所以6點處的局部壓力損失為64.7Pa。（9）67管段沿程壓力損失：水平管段長10.7m，空氣量4.7m3/s，選擇管徑為600mm，查附錄9得到空氣流速為v=16.7m/s，符合要求，單位長度沿程損失為4.6Pa/m，總沿程壓力損失為49.2Pa。（10）7點處的局部壓力損失（90彎頭）：設定彎頭的卻率半徑為1.2m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)=0.15，所以90彎頭壓力損失為Rz=v22=0.1516.721.2042=25.2Pa所以7點處的局部壓力損失為25.2Pa。（11）712管段沿程壓力損失：水平管段長3.1m，空氣量4.7m3/s，選擇管徑為600mm，查附錄9得到空氣流速為v=16.7m/s，符合要求，單位長度沿程損失為4.6Pa/m，總沿程壓力損失為14.3Pa。所以112段總沿程損失為307.4+23.1+28.0+40.1+62.6+140.4+30.5+56.9+49.2+25.2+14.3=777.7Pa。4.4.2以8點為壓強控制點：（1）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)=1.78，所以集氣罩壓力損失為Rz=v22=1.781621.2042=274.3Pa垂直管段長1.0m，空氣量1.175m3/s，選擇管徑為300mm，查附錄9得到空氣流速為v=16m/s，符合要求，單位長度沿程損失為10Pa/m，總沿程壓力損失為10Pa。設定彎頭的卻率半徑為0.6m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)=0.15，所以90彎頭壓力損失為Rz=v22=0.151621.2042=23.1Pa所以集氣罩及其上部豎向風管和90彎頭的總阻力損失為274.3+10+23.1=307.4Pa。（2）8點處的局部壓力損失（90彎頭）：設定彎頭的卻率半徑為0.6m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)=0.15，所以90彎頭壓力損失為Rz=v22=0.151621.2042=23.1Pa所以1點處的局部壓力損失為23.1Pa。（3）89管段沿程壓力損失： 水平管段長2.2m，空氣量1.175m3/s，選擇管徑為300mm，查附錄9得到空氣流速為v=16m/s，符合要求，單位長度沿程損失為10Pa/m，總沿程壓力損失為22Pa。（4）9點處的局部壓力損失（45合流三通）：分流管的管徑分別為300mm和300mm，合流管的管徑為400mm，所以F2/F1=0.6，F(xiàn)3/F1=0.6，L3/L2=1，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)31=0.26，所以45合流三通壓力損失為Rz=v22=0.261621.2042=40.1Pa所以9點處的局部壓力損失為40.1Pa。（5）910管段沿程壓力損失：水平管段長6.5m，空氣量2.35m3/s，選擇管徑為400mm，查附錄9得到空氣流速為v=18m/s，符合要求，單位長度沿程損失為8.7Pa/m，總沿程壓力損失為56.6Pa。（6）10點處的局部壓力損失（45合流三通）：分流管的管徑分別為300mm和400mm，合流管的管徑為550mm，所以F2/F1=0.5，F(xiàn)3/F1=0.3，L3/L2=0.5，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)31=0.72，所以45合流三通壓力損失為Rz=v22=0.721821.2042=140.4Pa所以4點處的局部壓力損失為111.0Pa。（7）1011管段沿程壓力損失：水平管段長7.1m，空氣量3.525m3/s，選擇管徑為550mm，查附錄9得到空氣流速為v=15m/s，符合要求，單位長度沿程損失為4.3Pa/m，總沿程壓力損失為30.5Pa。（8）11點處的局部壓力損失（45合流三通）：分流管的管徑分別為300mm和550mm，合流管的管徑為600mm，所以F2/F1=0.8，F(xiàn)3/F1=0.3，L3/L2=0.3，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)31=0.42，所以45合流三通壓力損失為Rz=v22=0.421521.2042=56.9Pa所以6點處的局部壓力損失為64.7Pa。（9）1112管段沿程壓力損失（包括一個45彎頭的損失）：水平管段長10.7m，空氣量4.7m3/s，選擇管徑為600mm，查附錄9得到空氣流速為v=16.7m/s，符合要求，單位長度沿程損失為4.6Pa/m，總沿程壓力損失為49.2Pa。設定45彎頭的卻率半徑為1.2m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)=0.09，所以45彎頭壓力損失為Rz=v22=0.0916.721.2042=15.1Pa所以1112管段沿程壓力損失為64.3Pa。所以812段總沿程損失為307.4+23.1+22.0+40.1+56.6+140.4+30.5+56.9+64.3=741.3Pa777.7Pa，所以1點和8點相比，1點為控制點。（10）12點處的局部壓力損失（45合流三通）：分流管的管徑分別為600mm和600mm，合流管的管徑為900mm，所以F2/F1=0.4，F(xiàn)3/F1=0.4，L3/L2=1.0，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)31=1.10，所以45合流三通壓力損失為Rz=v22=1.1016.721.2042=184.7Pa所以6點處的局部壓力損失為184.7Pa。（11）1216管段沿程壓力損失：水平管段長4.9m，空氣量9.4m3/s，選擇管徑為900mm，查附錄9得到空氣流速為v=15m/s，符合要求，單位長度沿程損失為2.3Pa/m，總沿程壓力損失為11.3Pa。所以116段總沿程損失為307.4+23.1+28.0+40.1+62.6+140.4+30.5+56.9+49.2+25.2+14.3+184.7+11.3=973.7Pa。4.4.3以13點為壓強控制點：（1）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)=0.1，所以集氣罩壓力損失為Rz=v22=0.1018.221.2042=19.9Pa垂直管段長1.0m，空氣量0.434m3/s，選擇管徑為175mm，查附錄9得到空氣流速為v=18.2m/s，符合要求，單位長度沿程損失為24Pa/m，總沿程壓力損失為24Pa。設定彎頭的卻率半徑為0.35m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)=0.15，所以90彎頭壓力損失為Rz=v22=0.1518.221.2042=29.9Pa所以集氣罩及其上部豎向風管和兩個90彎頭的總阻力損失為19.9+24+29.9=73.8Pa。（2）13點處的局部壓力損失（90彎頭）：設定彎頭的卻率半徑為0.35m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)=0.15，所以90彎頭壓力損失為Rz=v22=0.1518.221.2042=29.9Pa所以13點處的局部壓力損失為23.1Pa。（3）1314管段沿程壓力損失： 水平管段長5.9m，空氣量0.434m3/s，選擇管徑為175mm，查附錄9得到空氣流速為v=18.2m/s，符合要求，單位長度沿程損失為24Pa/m，總沿程壓力損失為141.6Pa。（4）14點處的局部壓力損失（45合流三通）：分流管的管徑分別為175mm和175mm，合流管的管徑為250mm，所以F2/F1=0.5，F(xiàn)3/F1=0.5，L3/L2=1，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)31=0.88，所以45合流三通壓力損失為Rz=v22=0.8818.221.2042=175.5Pa所以14點處的局部壓力損失為175.5Pa。（5）1415管段沿程壓力損失：水平管段長5.9m，空氣量0.868m3/s，選擇管徑為250mm，查附錄9得到空氣流速為v=17.4m/s，符合要求，單位長度沿程損失為14.5Pa/m，總沿程壓力損失為85.6Pa。（6）15點處的局部壓力損失（45合流三通）：分流管的管徑分別為175mm和250mm，合流管的管徑為300mm，所以F2/F1=0.7，F(xiàn)3/F1=0.3，L3/L2=0.5，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)31=0.58，所以45合流三通壓力損失為Rz=v22=0.5817.421.2042=105.7Pa所以15點處的局部壓力損失為105.7Pa。（7）1516管段沿程壓力損失（包括一個45彎頭的損失）：水平管段長10.5m，空氣量1.302m3/s，選擇管徑為300mm，查附錄9得到空氣流速為v=17.5m/s，符合要求，單位長度沿程損失為12Pa/m，總沿程壓力損失為126Pa。設定45彎頭的卻率半徑為0.6m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)=0.09，所以45彎頭壓力損失為Rz=v22=0.0917.521.2042=16.6Pa所以1516管段沿程壓力損失為142.6Pa。所以1316段總沿程損失為73.8+23.1+141.6+175.5+85.6+105.7+142.6=747.9Pa973.7Pa，所以1點和13點相比，1點為控制點，所以1點為整個通風管網(wǎng)的控制點。4.4.4總壓力損失：（1）16點處的局部壓力損失（45合流三通）：分流管的管徑分別為300mm和900mm，合流管的管徑為900mm，所以F2/F1=1.0，F(xiàn)3/F1=0.1，L3/L2=1.0，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)31=0.15，所以45合流三通壓力損失為Rz=v22=0.1517.521.2042=27.7Pa所以16點處的局部壓力損失為27.7Pa。（2）1620管段沿程壓力損失：水平管段長2.6m，空氣量10.702m3/s，選擇管徑為900mm，查附錄9得到空氣流速為v=16.4m/s，符合要求，單位長度沿程損失為2.8Pa/m，總沿程壓力損失為7.3Pa。1720支管與1316相同，此處不詳細計算。（3）20點處的局部壓力損失（45合流三通）：分流管的管徑分別為300mm和900mm，合流管的管徑為900mm，所以F2/F1=1.0，F(xiàn)3/F1=0.1，L3/L2=1.0，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)31=0.15，所以45合流三通壓力損失為Rz=v22=0.1516.421.2042=24.3Pa所以20點處的局部壓力損失為24.3Pa。（4）2021管段沿程壓力損失：水平管段長2.1m，空氣量12.004m3/s，選擇管徑為900mm，查附錄9得到空氣流速為v=18.4m/s，符合要求，單位長度沿程損失為3.4Pa/m，總沿程壓力損失為7.1Pa。（5）旋風除塵器的壓力損失為991.6Pa（6）2223管段沿程壓力損失：水平管段長4.5m，空氣量12.004m3/s，選擇管徑為900mm，查附錄9得到空氣流速為v=18.4m/s，符合要求，單位長度沿程損失為3.4Pa/m，總沿程壓力損失為15.3Pa。（7）2425管段沿程壓力損失：水平管段長6.9m，空氣量12.004m3/s，選擇管徑為900mm，查附錄9得到空氣流速為v=18.4m/s，符合要求，單位長度沿程損失為3.4Pa/m，總沿程壓力損失為23.5Pa。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/Pa122.81.175300161028247.22.35400188.762.6340.71.17530016107467.13.52550154.330.5560.71.175300161076710.74.760016.74.649.27123.14.760016.74.614.3892.21.1753001610229106.52.35400188.756.610117.13.525550154.330.5111210.74.760016.74.649.212164.99.4900152.311.313145.90.43417518.224141.614155.90.86825017.414.585.6151610.51.30230017.51212616202.610.70290016.42.87.317185.90.43417518.224141.618195.90.86825017.414.585.6192010.51.30230017.51212620212.112.00490018.43.47.122234.512.00490018.43.415.324256.912.00490018.43.423.55旋風分離器的選型5.1選型原則選型原則有以下幾方面。（1）旋風分離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(jié)構(gòu)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(nèi)凝結(jié)。假如粉塵不吸收水分。露點為3050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2050時，除塵器的溫度應高出露點溫度4050。(6)旋風除塵器結(jié)構(gòu)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(zhì)量濃度與旋風筒直徑有關(guān)，即直徑越大其允許含塵質(zhì)量濃度也越大。5.2選型步驟A型打磨機有8臺，每臺產(chǎn)生的微塵氣流量為1.175m3/s，共產(chǎn)生微塵氣流量為1.1758=9.4m3/s；B型打磨機有6臺，每臺產(chǎn)生的微塵氣流量為0.434m3/s，共產(chǎn)生微塵氣流量0.4346=2.604m3/s；所以在操作溫度和壓力下A型打磨機和B型打磨機所產(chǎn)生的微塵氣流量之和Q=12.004m3/s，入口風速v=18.4m/s，選用4個XLP/A-10.6型旋風除塵器并聯(lián)使用進行除塵，旋風除塵器的上筒體直徑1=1.06m，器體全高H=4.62m，入口管寬高為0.315m0.630m，入口管法蘭中心高為0.36m0.676m，排出管直徑2=0.63m，排出口法蘭中心距3=0.676m，排出口直徑4=0.165m，排灰口法蘭中心距離=0.197m，入口管中心至支架平面距離C1=0.591m，入口管中心至器體中至支架平面距離C2=1.185m，入口管中心至排出管上平面距離C3=0.685m，質(zhì)量X型為497.97kg，B型為393.29kg。5.3設計計算（1）除塵器阻力的確定 含塵氣體經(jīng)過旋風除塵器時，與經(jīng)過管道一樣，由于阻力的作用而產(chǎn)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：P=0.5v2參考除塵工程設計手冊表4-9的到局部阻力系數(shù)=5.7，可得P=0.5v2=0.55.71.204172=991.6Pa所以除塵器局部壓強損失為991.6Pa。（2）除塵效率的確定粉塵分布如下表：平均粒徑d(m)粒級分布f(%)累計粒級分布f(%)25335071075132310070931256991501100旋風除塵器對25m微粒去除效率=1-exp-NVcD2part9Wi式中N為微粒通過距離為旋風除塵器直徑的倍數(shù)，取5；Vc為進口風速，取17m/s，D為微粒粒徑，取25m，part為微粒的密度，取2700kg/m3；Wi為旋風除塵器的入口寬度，取0.315m；空氣的動力粘度=1.810-5kg/ms，可計算得到=1-exp-NVcD2part9Wi=1-exp-517（2510-6）2270090.3151.810-5=99.98%達到要求的除塵效率。旋風除塵器對50m微粒去除效率=1-exp-NVcD2part9Wi式中N為微粒通過距離為旋風除塵器直徑的倍數(shù)，取5；Vc為進口風速，取17m/s，D為微粒粒徑，取50m，part為微粒的密度，取2700kg/m3；Wi為旋風除塵器的入口寬度，取0.315m；空氣的動力粘度=1.810-5kg/ms，可計算得到=1-exp-NVcD2part9Wi=1-exp-517（5010-6）2270090.3151.810-5=100.00%達到要求的除塵效率。旋風除塵器對75m微粒去除效率=1-exp-NVcD2part9Wi式中N為微粒通過距離為旋風除塵器直徑的倍數(shù)，取5；Vc為進口風速，取17m/s，D為微粒粒徑，取75m，part為微粒的密度，取2700kg/m3；Wi為旋風除塵器的入口寬度，取0.315m；空氣的動力粘度=1.810-5kg/ms，可計算得到=1-exp-NVcD2part9Wi=1-exp-517（7510-6）2270090.3151.810-5=100.00%達到要求的除塵效率。旋風除塵器對100m微粒去除效率=1-exp-NVcD2part9Wi式中N為微粒通過距離為旋風除塵器直徑的倍數(shù)，取5；Vc為進口風速，取17m/s，D為微粒粒徑，取100m，part為微粒的密度，取2700kg/m3；Wi為旋風除塵器的入口寬度，取0.315m；空氣的動力粘度=1.810-5kg/ms，可計算得到=1-exp-NVcD2part9Wi=1-exp-517（10010-6）2270090.3151.810-5=100.00%達到要求的除塵效率。旋風除塵器對125m微粒去除效率=1-exp-NVcD2part9Wi式中N為微粒通過距離為旋風除塵器直徑的倍數(shù)，取5；Vc為進口風速，取17m/s，D為微粒粒徑，取125m，part為微粒的密度，取2700kg/m3；Wi為旋風除塵器的入口寬度，取0.315m；空氣的動力粘度=1.810-5kg/ms，可計算得到=1-exp-NVcD2part9Wi=1-exp-517（12510-6）2270090.3151.810-5=100.00%達到要求的除塵效率。旋風除塵器對150m微粒去除效率=1-exp-NVcD2part9Wi式中N為微粒通過距離為旋風除塵器直徑的倍數(shù)，取5；Vc為進口風速，取17m/s，D為微粒粒徑，取150m，part為微粒的密度，取2700kg/m3；Wi為旋風除塵器的入口寬度，取0.315m；空氣的動力粘度=1.810-5kg/ms，可計算得到=1-exp-NVcD2part9Wi=1-exp-517（15010-6）2270090.3151.810-5=100.00%達到要求的除塵效率。6通風機的選型6.1 風量 通風機風量由下式計算的得到：Qr=kQ1kQ2Q式中Qr氣體總流量，m3/s；kQ1設備漏風附加系數(shù)，取1.2；kQ2管網(wǎng)漏風附加系數(shù)，取1.15。所以求得風量為：Qr=kQ1kQ2Q=1.21.1512.004m3/s=16.566 m3/s=59636m3/h6.2 全壓式中所以風管的總沿程損失為937.7+27.7+7.3+24.3+7.1+991.6+15.3+23.5=2034.5Pa。Pf風機的風壓，Pa；p管網(wǎng)總壓力損失，Pa；ps設備壓力損失，Pa；kp1管網(wǎng)壓力損失附加系數(shù)，取1.1；kp2風機全壓負差系數(shù)，取1.1；其中取kp1=1.1 ，kp2=1.1，p=3240.48Pa， ps=1002Pa。得：6.3.通風機的選型原則（1）在選擇通風機前，應了解國內(nèi)通風機的生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量情況，如生產(chǎn)的通風機品種、規(guī)格和各種產(chǎn)品的特殊用途，以及生產(chǎn)廠商產(chǎn)品質(zhì)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(zhì)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(diào)節(jié)范圍較大的一種。（4）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，第一季痛風性到第二級通風機之間應有一定的管路聯(lián)結(jié)。（5）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。結(jié)合上述計算，參考除塵工程設計手冊表8-15，,選擇使用6-30型普通中壓風機，風量為2210-17300m3/h、全壓為1785-4355Pa，功率為137KW。7 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124kg/h，參考除塵工程設計手冊表5-2可選用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）螺旋直徑查表得物料填充系數(shù) ，物料綜合特性經(jīng)驗系數(shù) K=0.0565，校正系數(shù)C=1.0。計算得到螺旋運輸機的螺旋直徑為D=K2.5QC=0.027m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(zhuǎn)速n=90r/min參考除塵工程設計手冊表5-8，物料綜合特性系數(shù) A=35。校核填充系數(shù)=0.084，值低于推薦值很多，故降低螺旋軸轉(zhuǎn)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(nèi)，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P=0.003kW始終取k=1.2，=3.2， 輸送機長度取L=6m。取驅(qū)動裝置總效率=0.94，則額定功率P=0.0032kW8煙囪設計8.1煙囪出口尺寸計算煙囪截面積可由下式求出：S=Qg/3600vg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=16m/s。計算得到S=0.75m2，直徑D=0.98m。由于此排氣裝置非正式煙囪，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，材料用薄鋼管。8.2 風帽設計為了防止雨水的侵蝕，通常在其頭部加裝風帽，這已成一種約定俗成的組合。其常見的做法是在排氣筒出口加裝傘形風帽。其結(jié)構(gòu)尺寸為傘蓋直徑2.88m傘蓋距排氣筒出口距離0.72m，傾角：15。圖4 傘形風帽9工程經(jīng)濟概算9.1 工程投資（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43214m3/h，故除塵器價格約為9.5萬元。（2） 風管風管目前市場價約為60元/m。本系統(tǒng)總長123m，買130m，故花費7800元。（3） 柜式集氣罩柜式集氣罩價格約為400元/個。本系統(tǒng)共用6個，所以花費2400元。側(cè)吸罩價格約為400元/個。本系統(tǒng)共用8個，所以花費3200元。集氣罩總花費為5600元。（4） 風機高壓風機9-26型號型風機市場報價格1900元，購買一臺。如果不考慮粉塵的回收，整個通風除塵系統(tǒng)的建設投資為11.03萬元。9.2運行費用（1） 電費系統(tǒng)的裝機容量按50kW計，全年工作按工作360每天工作10小時計，電費按工業(yè)用電0.95元/千瓦時計，則全年電費為：50360100.95=17.1萬元。（2） 維修費用由于設備、管道均為鋼結(jié)構(gòu)，無易損部件，所以全年的維修費按總投資的2%計，即2200元。由此可知，系統(tǒng)每年的運行費用為17.12萬元。表4 工程投資表序號名稱規(guī)格型號數(shù)量單價（元）總價（萬元）1旋風除塵器XLP/A-10.6型42.2萬元/10000m39.52風 管自制13060元/m0.783柜式集氣罩自制84000.324平口集氣罩自制64000.245風 機6-30型119000.19合計11.03萬元10感言與致謝時間過得真快，轉(zhuǎn)眼間為期一周的“大氣污染控制工程課程設計”已臨近尾聲。這次課設是我們學完大氣污染控制工程這門專業(yè)課后一次個人獨自完成的課設。在設計中，既要完成旋風分離器各個組成部分的計算、選型，還要用CAD繪制出相應比例的圖紙。在設計過程中，難點在于計算后的選型。這時，需要我們充分發(fā)揮出查閱資料的能力。記得上學期做“環(huán)境工程原理課程設計”時，我們同樣查閱了大量資料和文獻進行選型，因此，這次課設中查閱資料就容易入手。當然，本次課設不僅僅鍛煉我們個人的設計能力，也需要我們小組成員之間密切交流，共同探討遇到的難題，互相分享設計過程中的心得以便取長補短，提高效率。在這里，我要感謝每一個做“旋風分離器設計”的同學，同時，也感謝10級的龔宇鵬、孟玉軸學長在課設中就計算和選型部分給與的建議和指導。另外，由于從大二開始我就加入了“楊家寬老師的課題組”，在張偉師兄的帶領下，我在文獻寫作、文獻查閱等方面取得了很大的進步，我也多次參加課題組關(guān)于文獻查閱的培訓。這次課程設計的完成要感謝楊老師以及課題組里給與指導的師兄、師姐。 最后，感謝學院給予我們這次課程設計的機會，這既是對我們平時學習課程的復習，鞏固了專業(yè)知識，也對相關(guān)的課題與設計有了一定的了解。由于課設只有一周的時間，因此我的設計在很多方面還有不足之處，希望老師能夠批評指正，讓我有更大的進步。我相信，這次課設并沒有結(jié)束，這只是我在專業(yè)課課設道路的一個開始，我將更好的面對接下來的其他專業(yè)課課程設計。11附錄1 孫一堅. 工業(yè)通風. 中國建筑工業(yè)出版社, 19852 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. 20043 張殿印, 王純. 除塵工程設計手冊. 化學工業(yè)出版社, 20034 胡傳鼎. 通風除塵設備設計手冊. 化學工業(yè)出版社, 20035 張殿印,王純.除塵器手冊. 化學工業(yè)出版社, 20056 工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準（TJ36-79）7 國家大氣污染物綜合排放標準（GB16297-1997）8 工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準（GB12348-90）9 通風機噪聲限值，JB/TQn341-428