大氣污染控制工程課程設計---小型車間的除塵系統(tǒng)

1、<p>　　大氣污染控制工程課程設計</p><p>　　學生學院 城建學院 </p><p>　　專業(yè)班級 環(huán)境0902班 </p><p>　　學 號 </p><p>　　學生姓名 </p><p>　　指

2、導教師 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　設計目的.....................................3</p><p>　　設計任務.....................................3</p><p>　　

3、設計資料.....................................3</p><p>　　除塵系統(tǒng)組成.................................4</p><p>　　設計內容.....................................5</p><p>　　集氣罩設計......................

4、..........5</p><p>　　袋式除塵器設計............................7</p><p>　　煙囪的設計................................8</p><p>　　管道的初步設計............................9</p><p>　　壓損平衡計算.

5、.............................11</p><p>　　總壓計算..................................13</p><p>　　風機與電機的選擇..........................13</p><p>　　有關說明..................................14<

6、/p><p>　　心得體會與總結...............................14 </p><p>　　參考文獻........................................ 14</p><p>　　題目:小型車間的除塵系統(tǒng)</p><p><b>　　一．設計目的</b></p

7、><p>　　通過對大氣污染凈化系統(tǒng)的工藝設計，初步掌握大氣污染凈化系統(tǒng)設計的基本方法，培養(yǎng)利用已經(jīng)學過的理論知識綜合分析問題，并解決實際問題的能力、繪圖能力、以及正確使用設計手冊的能力。</p><p><b>　　設計任務</b></p><p>　　本設計為一個小型車間的除塵系統(tǒng)。學生須在限定時間內，在老師的指導下獨立、全面地完成此規(guī)定的設計

8、。</p><p><b>　　具體內容包括：</b></p><p><b>　　設計計算書一份；</b></p><p>　　管道平、剖面圖一張（1:50）；</p><p>　　系統(tǒng)圖及明細表一張（1:50）。</p><p><b>　　設計資料</b

9、></p><p>　　設計題：車間除塵系統(tǒng)設計；</p><p><b>　　已知條件；</b></p><p>　　車間面積與兩臺產(chǎn)生污染設備的位置（見圖1）。此圖僅給出方柱及污染源相對位置，門、窗位置及墻厚由設計定；</p><p>　　產(chǎn)生污染源設備的情況</p><p>　　污染源

10、：立方體 長×寬×高=1200×600×1000</p><p>　　操作條件：20℃ 101.3KPa</p><p>　　污染源產(chǎn)生輕礦物粉塵，以輕微速度發(fā)散到尚屬平靜的空氣中。</p><p>　　在該污染設備的頂部設計兩個傘形集氣罩，罩口邊須距離污染源上平面H=600mm時才操作正常。</p>&l

11、t;p>　　管道和集氣罩均用鋼板制作</p><p>　　鋼管相對粗糙度 K=0.15</p><p>　　排氣筒口離地面高度12m</p><p>　　所用除塵器 LD14型布袋除塵器, 該除塵器阻力為980Pa； 所用除塵草圖見附圖。 </p><p>　?。ㄒ部闪磉x其它除塵器）</p><p>　　

12、有關尺寸 墻厚 240mm 方塊柱 300×300 車間大門 可取 2010×2010 3010×3010 2550×2410 4010×4010 窗臺到地面距離: 民 房 900～700mm

13、 工業(yè)用房 1.0～2.0 m 倉 庫 1.5～2.0 m</p><p><b>　　除塵系統(tǒng)組成</b></p><p>　　除塵系統(tǒng)的基本組成如圖所示，主要由以下幾部分組成：</p><p>　　1、集氣罩；2、風管；3、除塵器；4、風機；5、煙囪</p>

14、<p>　　1、集氣罩：集氣罩是煙氣凈化系統(tǒng)污染源的收集裝置，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。其性能對凈化系統(tǒng)的技術經(jīng)濟指標有直接的影響。由于污染源設備結構和生產(chǎn)操作工藝的不同、集氣罩的形式是多種多樣的。</p><p>　　2、風管：風管就是用于空氣輸送和分布的管道系統(tǒng)。風管可按截面形狀和材質分類。按截面形狀，風管可分為圓形風管，矩形風管，扁圓風管等多種

15、，其中圓形風管阻力最小的高度尺寸最大，制作復雜。所以應用以矩形風管為主。按材質，風管可分為金屬風管，復合風管，索斯風管等。</p><p>　　3、除塵器：是把粉塵從煙氣中分離出來的設備叫除塵器或除塵設備。除塵器的性能用可處理的氣體量、氣體通過除塵器時的阻力損失和除塵效率來表達。同時，除塵器的價格、運行和維護費用、使用壽命長短和操作管理的難易也是考慮其性能的重要因素。</p><p>　　

16、4、通風機：通風機時系統(tǒng)中氣體流動的動力設備。為了防止通風機的磨損和腐蝕，通常把風機設在凈化設備后面。</p><p>　　5、煙囪：煙囪是除塵系統(tǒng)中的排氣裝置。由于凈化后煙氣仍含有一定量的污染物，這些污染物在大氣中擴散、稀釋、懸浮或沉降到地面。為了保證污染物的地面濃度不超過環(huán)境空氣質量標準，煙囪必須具有一定高度。 </p><p><b>　　設計內容</b>

17、</p><p><b>　　集氣罩的設計；</b></p><p>　　控制點控制速度VX的確定</p><p><b>　　集氣罩的選擇</b></p><p>　　選用兩個外部集氣罩，傘形</p><p><b>　　控制點控制速度VX</b>&l

18、t;/p><p>　　污染源產(chǎn)生輕礦物粉塵，以輕微速度發(fā)散到尚屬平靜的空氣中,控制速度VX一般去0.5~1.0m/s，取0.785m/s。</p><p>　　集氣罩排風量、尺寸的確定；</p><p>　　另外此設計中，集氣罩設置于污染源的上方，為避免橫向氣流的干;擾，要求H≦0.3L，罩口的長L為2000mm；上部集氣罩的吸氣流易受橫向氣流的影響，所以靠墻布置，在罩

19、口四周加設活動擋板。由于墻厚240mm，污染源中心距離墻中心630mm，因此污染源距墻邊S=630-240/2=510mm，設集氣罩寬B=1000mm=1m</p><p>　　此設計中為立方體的污染源，長寬高=1200.罩口至污染源的距離為600mm.</p><p><b>　　1、排風量的計算</b></p><p>　　x (m

20、3/s)</p><p>　　式中：P罩口敞開面周長，m；</p><p>　　H罩口至污染源距離，m；</p><p>　　VX控制速度，m/s；</p><p>　　K考慮沿高度速度分布不均勻的安全系數(shù)，通常取K=1.4. </p><p>　　x=m3/s </p><p><

21、;b>　　2、尺寸的設計</b></p><p>　　1) 集氣罩采用傘形；</p><p>　　2) α角的選取考慮到綜合結構、速度分布、阻力三方面的因素，一般去30°~ 60°，這里取60°；</p><p>　　3) 集氣罩連接風管中的速度v,根據(jù)設計手冊可知，對于輕礦物粉塵的要求，這里v取16m/s，查“計算表

22、”得d1=560mm,Rmo=4.7Pa/m.</p><p>　　2/4，即實際2=43.956/(3.140.562)=16m/s。</p><p>　　即集氣罩連接風管的直徑d為560mm；</p><p>　　集氣罩的具體形狀、尺寸如下圖：</p><p><b>　　集氣罩的剖面圖</b></p>

23、<p><b>　　袋式除塵器的設計；</b></p><p><b>　　袋式除塵器的簡介</b></p><p>　　袋式除塵器除塵器是一種高效率除塵器。是依靠纖維濾料做成的濾袋，更主要的是通過濾袋表面上形成的粉塵層來凈化氣體的。其除塵效率高，特別是對微細粉塵也有較高的除塵效率，一般可達99%以上。如果所用濾料性能好，設計、制造和

24、運行均得當，則其除塵效率可達到99.9%。袋式除塵器的構造簡單，適應性強，可以捕集不同性質的粉塵。通常袋式除塵器的濾袋多做成圓柱形，直徑120~300mm，長度可達10m。為了結構緊湊，也有做成扁袋的，其厚度及間距可以只有25~50mm。袋式除塵器的處理風量可以從每小時幾百立方米到百萬立方米。由于所采用的濾袋形式、組合方式以及清灰方式等不同，濾袋除塵器的種類很多。</p><p>　　袋式除塵器的工作原理<

25、/p><p>　　含塵氣流從下部進入圓筒形濾袋，在通過濾料的空隙時，粉塵被捕集于濾料上，透過濾料的清潔氣體由排出口排出。沉積在濾料上的粉塵，可在機械振動下從濾料表面脫落，落入灰斗中。</p><p><b>　　袋式除塵器的選擇</b></p><p>　　本設計中選擇LD14-98型機械振打袋式除塵器，其性能參數(shù)如下表 </p>&

26、lt;p><b>　　煙囪的設計;</b></p><p>　　煙囪一般高出周圍建筑物3m。煙囪的高度及排氣速度和溫度要有利于氣體高空擴散稀釋，本設計中煙囪的高度為12m,管徑d為800mm。排氣筒的頂部不舍排氣帽。為防止進水，如下圖設置排水口</p><p><b>　　管道的初步設計;</b></p><p>　

27、　一般情況下，管道配置應遵循下列一般性原則。</p><p>　　管道系統(tǒng)配置應從總體布局考慮，對全車間管線通盤考慮，統(tǒng)一規(guī)劃，合理布局，力求簡單、緊湊、實用、美觀，而且安裝、操作、維修方便，并盡可能縮短管線長度，減少占地與空間，節(jié)省投資。</p><p>　　對于有多個污染源的場合，可以分散布置多個獨立系統(tǒng)，也可以采用集中布置成一個系統(tǒng)。在劃分系統(tǒng)時，要考慮輸送氣體的性質。當污染物混合后

28、會引起燃燒、爆炸；不同溫度、濕度的煙氣混合后會引起管道內結露；或者因煙塵性質不同而影響凈化效率及綜合利用時，則不能將其合在一個凈化系統(tǒng)內進行處理。除此之外，課考慮采取集中或組合式凈化系統(tǒng)來處理各種受污染氣體，獲得最佳的凈化效果和經(jīng)濟效益。</p><p>　　管道布置應力求順直、減少阻力。一般圓形管道強度大、耗用材料少，但占用空間大。矩形管件占用空間小、容易布置。管道鋪設分明裝和暗裝，應盡量明裝，不宜明裝方采用暗

29、裝，以方便檢修。管道應盡量集中成列、平行安裝，并盡可能靠墻、梁、柱、設備及管道之間要保持一定距離，以滿足安裝、施工、管理、維修及熱脹冷縮等諸因素的要求。</p><p>　　盡量避免遮擋室內采光和妨礙門窗的開閉；應避免通過電動機、配電盤、儀表盤上方；應不妨礙設備、管件、閥門和人孔的操作和檢修；應不妨礙吊車通過。</p><p>　　水平管道的敷設應有一定的坡度，以便于放水、放氣、疏水和防止

30、積塵。</p><p>　　以焊接為主要連接方式的管道中，應設置足夠數(shù)量的法蘭，方便檢修、安裝。</p><p>　　管道和閥件不宜直接支承在設備上，需單獨設置支架和吊架；保溫管的支架應設管托；管道的焊縫應布置在施工方便和受力小的位置，焊縫不得位于支架處。</p><p>　　對于除塵系統(tǒng)的管道，在采用水平敷設時，應保證足夠的流速，以防積塵。一般盡可能采用垂直或傾斜

31、敷設，傾斜角度不小于煙塵的安息角。對于容易積塵的管道應設置清灰孔。當氣體含塵濃度較大時，應將風機設于凈化裝置后面。</p><p>　　本設計管道布置簡圖如下圖</p><p><b>　　管內流速的確定；</b></p><p>　　1、 對于1管和2管，管徑為560mm，長度分別為12米與4米，管內流速v=16m/s</p>

32、<p>　　2、 3管長度為10米，Q3=3.9562=7.912m3/h，v=16m/s，查“計算表”得d3=800mm,Rmo=3 Pa/m。</p><p><b>　　2/4，</b></p><p>　　即實際2=47.912/(3.140.802)=15.7m/s</p><p>　　Rm= RmoKr=Rmo0.25=3

33、(0.1515.7)0.25=3.7 Pa/m</p><p>　　3、 4管與5管與3管管徑一樣d均為800mm，v=15.7m/s，長度均為12米。</p><p><b>　　彎頭的設計；</b></p><p>　　1管設一個90°彎頭（R/d=1.5），ζ=0.17；2管同樣設一個90°彎頭（R/d=1.5），ζ=

34、0.20；4管設三個90°彎頭（R/d=1.5），ζ=0.17</p><p><b>　　三通設計計算；</b></p><p>　　1管與2管、3管交匯處，設一個30°直流三通,風機出口與煙囪處設一個45°的直流三通。</p><p><b>　　壓損平衡計算；</b></p>

35、<p><b>　　分段計算；</b></p><p>　　1、 管段1：據(jù)Q1=3.956m3/h，v=16m/s,L=12m,Rmo=4.7Pa/m，動壓為153.6 Pa，</p><p>　　Rm= RmoKr=Rmo0.25=4.7(0.1516)0.25=5.8 Pa/m</p><p>　　則摩擦壓力損失為△PL1=

36、lRM=125.8=69.6Pa</p><p>　　各管件局部壓損系數(shù)（查手冊）為：</p><p>　　集氣罩1：ζ=0.09；90°彎頭（R/d=1.5），ζ=0.17；30°直流三通，ζ=0.175（對應直通管的局部壓損系數(shù)）。</p><p>　　0.175=0.435</p><p>　　則局部壓損：△Pm1=

37、2/2=0.435153.6=66.8</p><p>　　2、 管段2：Q2=3.956m3/h，v=16m/s，L=4m,Rm=5.8Pa/m，動壓為153.6 Pa，</p><p>　　則摩擦壓力損失為△PL2=lRM=45.8=23.2 Pa</p><p>　　各管件局部壓損系數(shù)（查手冊）為：</p><p>　　集氣罩2：ζ=0

38、.09；90°彎頭（R/d=1.5），ζ=0.20；30°直流三通，ζ=0.7（合流三通旁支管）。</p><p>　　則局部壓損：△Pm2=2/2=0.7153.6=107.5</p><p>　　3、 管段3：據(jù)Q3=7.912m3/h，v=15.7m/s，L=10m,Rm=3Pa/m，動壓為147.9Pa，</p><p>　　則摩擦壓力損

39、失為△PL3=lRM=103.7=37Pa</p><p>　　局部壓損為合流三通對應總管動壓的壓力損失，其局部壓損系數(shù)ζ=0.15；除塵器壓損850 Pa（進出口壓損忽略不計）。</p><p>　　則局部壓損：△Pm3=0.15147.9+980=1002.2</p><p>　　4、 管段4：氣體流量同管段3，即Q4= Q3=7.912m3/h，v=15.7m

40、/s，L=14m,Rm=3.7Pa/m，動壓為147.9Pa，</p><p>　　則摩擦壓力損失為△PL4=lRM=143.7=51.8Pa</p><p>　　該管段有90°彎頭（R/d=1.5）三個，由手冊查的ζ=0.17</p><p>　　則局部壓損：△Pm4=0.173Pa</p><p>　　5、 管段:5：氣體流量同

41、管段3，即Q5= Q3=7.912m3/h，v=15.7m/s，L=12m,Rm=3Pa/m，動壓為147.9Pa，</p><p>　　則摩擦壓力損失為△PL5=lRM=123.7=44.4Pa</p><p>　　該管段局部壓損主要包括風機進出口的壓力損失，若風機入口處變徑管壓力損失忽略不計，風機出口ζ=0.1（估算）,直流三通總的壓損系數(shù)ζ=0.5</p><p&

42、gt;　　則局部壓損：△Pm5=（0.1+0.5）147.9=88.74 Pa</p><p><b>　　壓力校核；</b></p><p><b>　　并聯(lián)管路壓力平衡：</b></p><p>　　△P1=△PL1+△Pm1=69.6+66.8=136.4 Pa</p><p>　　△P2=△

43、PL2+△Pm2=23.2+107.5=130.7 Pa</p><p>　　△P1－△P2/△P1=136.4－130.7/136.4=4%，未超過10%</p><p>　　無需對管徑進行壓力平橫調節(jié)</p><p><b>　　總壓計算；</b></p><p>　　除塵系統(tǒng)總壓力損失：</p>&l

44、t;p>　　P = △P1+△P2+△P3+△P4+△P5</p><p>　　=136.4+130.7+1039.2+127.23+133.14=1566.67 Pa</p><p>　　把上述結果填入計算表中</p><p>　　選風機、電機并校核；</p><p>　　選擇風機的計算風量：Q0=Q（1+K1）=7.9121.1=8

45、.7m3/s=31320 m3/h</p><p>　　選擇通風機的計算風壓：△P0=△P（1+ K2）=1566.671.2=1880 Pa</p><p>　　根據(jù)上述風量與風壓，在通風機樣本上選擇風機，4-79，N010E，當轉數(shù)N=1170r/min，Q=34600m3/h，p=2160 Pa，配套電機為Y225S-4，基本滿足要求，其主要性能參數(shù)如下表</p>&l

46、t;p><b>　　復核電動機功率：</b></p><p>　　Ne= Q0△P0 K/（3600）</p><p>　　=313201880</p><p><b>　　配套電機滿足要求。</b></p><p><b>　　有關說明；</b></p>

47、<p>　　1. 管道：本設計的管道均采用鋼板制作，圓形管道，管厚2mm。涂刷防腐油漆以防腐。</p><p>　　2. 管道加固筋：在制作及安裝過程中，為避免發(fā)生較大變形，設置管道加固筋。</p><p>　　六. 課程設計總結</p><p>　　經(jīng)過了一星期的除塵課程設計，是我知道了自己努力和合作的重要性， </p><p&

48、gt;　　雖然在設計過程中存在不少問題，但是同學們積極交流，互相幫助，不斷克 </p><p>　　服在設計中遇到的種種困難，經(jīng)過了大家共同的努力，最終完成了屬于自己</p><p>　　的課程設計，盡管有些地方還是不太完善，但是作為我們的第一次設計成果，</p><p>　　感覺還是十分有成就感。我知道以后還會有更多的設計等著我們，相信在以</p>

49、;<p>　　后的設計中會更加熟練，同時也可以更好的做出設計作品。設計和實踐密不</p><p>　　可分，是我們在設計中應該注意的，如果我們在以后的實踐環(huán)節(jié)可以把我們</p><p>　　的設計理念付諸于行動，將來就會有更多經(jīng)驗值得我們去學習。同時感謝老</p><p><b>　　師的指導。</b></p>&l

50、t;p><b>　　主要參考資料</b></p><p>　　1、郝吉明，馬廣大主編. 大氣污染控制工程（第二版）. 高等教育出版社，2002.</p><p>　　2、陸耀慶主編. 供暖通風設計手冊. 中國建筑工業(yè)出版社，1987.</p><p>　　3、羅輝主編. 環(huán)保設備設計與應用. 高等教育出版社1997. </p>