大气污染控制工程课程设计车间除尘系统设计计算.docx

大气污染把握工程课程设计设计课题：车间除尘系统设计名目1. 大气污染把握工程课程设计任务31.1 目的31.2 任务及要求31.3 设计内容及步骤31.4 设计课题及相关数据32. 大气污染把握工程课程设计及相关计算52.1 集气罩的设计52.1.1 把握点把握速度Vx 确实定52.1.2 集气罩排风量、尺寸确实定52.2 设计管道的布置位置62.3 选择风机和电机92.4 大门及窗户的设计93. 除尘器的选择104. 主要参考资料101. 大气污染把握工程课程设计任务1.1 目的课程设计的目的在于进一步稳固和加深课程理论学问，并能结合实践，学以致用。本设计为车间除尘系统的设计，能使学生得到一次综合训练，特别是：1、工程设计的根本方法、步骤，技术资料的查找与应用；2、根本计算方法和绘图力气的训练；3、综合运用本课程及其有关课程的理论学问解决工程中的实际问题；4、生疏、贯彻国家环境保护法规及其它有关政策。1.2 任务及要求1、设计说明书和计算书各一份2、平面布置图一份；3、立面布置图一份；4、轴侧图一份。1.3 设计内容及步骤（1） 集尘罩的设计和风量计算（2） 除尘器的选择及除尘系统管网布置（3） 除尘系统阻力计算（4） 通风机和电机选择（5） 说明书编写（6） 绘制图纸1.4 设计课题及相关数据1、设计题目车间除尘系统设计；2、条件；（1） 车间面积与两台产生污染设备的位置见图1。此图仅给出方柱及污染源相对位置，门、窗位置及墙厚由设计定；（2） 产生污染源设备的状况污染源：立方体长×宽×高=1200×600×1000 操作条件：20101.3KPa污染源产生轻矿物粉尘，以略微速度发散到尚属安静的空气中。（3） 在该污染设备的顶部设计两个伞形集气罩，罩口边须距离污染源上平面 H=600mm 时才操作正常。（4） 管道和集气罩均用钢板制作钢管相对粗糙度 K=0.15 排气筒口离地面高度 12m(5) 所用除尘器LD14 型布袋除尘器,该除尘器阻力为 980Pa； 所用除尘草图见附图。也可另选其它除尘器(6) 有关尺寸墙厚 240mm方块柱300×300 车间大门可取2023×20233010×30102550×24104010×4010窗台到地面距离:民房900700mm工业用房1.02.0 m 仓库1.52.0 m2. 大气污染把握工程课程设计及相关计算2.1 集气罩的设计由题设条件可知，本设计适宜承受外部集气罩中的冷过程上部集气罩。对于外部集气罩排风量确实定多承受把握速度法。2.1.1 把握点把握速度 Vx 确实定本设计中，污染源产生轻矿物粉尘，从略微速度发散到上述安静的空气中， 所以污染源的把握速度按大气污染把握工程中表 132 可得，取 0.51.0m/s 之间。本设计选用 vx=0.5m/s。2.1.2 集气罩排风量、尺寸确实定由于气体只能从侧面流入罩内，为避开横向气流干扰，要求 H 尽可能0.3L， 由于题设中已给出 H=0.6m，因此，L2m，取 L=2m。为提高集气罩的把握效果，削减无效气流的吸入，罩口加设法兰边。上部集气罩的吸气流易受横向气流的影响，所以靠墙布置，在罩口四周加设活动挡板。由于墙厚 240mm，污染源中心距离墙中心 630mm，因此污染源距墙边 B=630 240/2=510mm，由此可知集气罩宽 2B=1020mm=1.02m。为保证罩口吸气速度均匀，集气罩的扩张角不应大于 60°，本设计中取为 60°。则其排风量按下式计算：Q=KPHvx=式中：P-罩口放开面周长，m;H罩口至污染源距离，mvx把握速度，m/s;K-考虑沿高度速度分布不均匀的安全系数，通常取 K=1.42.2 设计管道的布置位置对各管段进展编号，注上管段的流量与长度，按最大压损原则选择计算环路， 本设计由管段 1 开头计算。本设计中，污染物为轻矿粉，查大气污染把握工程表 14-2，得水平管内最低流速为 14m/s。管段 1：，查全国通用通风管道设计计算表1) 计算管径和压力损失选用=500mm，/d=0.0325，实际流速 V =16m/s，动压为v2=153.6Pa12则摩擦压力损失为𝑃= L v2=7.92×0.0325×153.6=39.53664Pa𝑙1d2各管件局部压力损失系数查手册为：集气罩 1，=0.11；90°弯头R/d=1.5,=0.15；直流三通， =0.020；则=0.11+0.18+0.02=0.28；则局部压损：𝑃𝑚1= v2=0.28×153.6=43.008Pa管段 2：据，查全国通用通风管道设计计算表2则摩擦压力损失为𝑃𝑙2= L v2=1.99×0.0325×153.6=9.934 Pa选用=530mm，/d=0.0325，实际流速 V =16m/s，动压为v2=153.6Pa22d2各管件局部压力损失系数查手册为：集气罩 2，=0.11；90°弯头R/d=1.5,=0.15；30°合流三通旁支管，=0.21；则=0.11+0.15+0.21=0.47则局部压损：𝑃𝑚2= v2=0.47×153.6=72.19Pa管段 3：，查表，=700mm，2/d=0.0217，实际流速，动压为 153.6Pa；则摩擦压力损失为𝑃= L v2=3.1×0.0217×153.6=10.33 Pa𝑙3d2局部压力损失为合流三通对应总管动压的压力损失，其局部压损系数=0.11，除尘器压力损失为 980Pa。管段 4：气体流量同管段 3，查表，则局部压力损失：𝑃𝑚3=980+0.26×153.6=1019.94Pa=700mm，/d=0.0217，实际流速，动压为 153.6Pa则摩擦压力损失为P= L v2=13.6×0.0217×153.6=45.33Pal4d2该管段有 90°弯头R/d=1.5两个，由手册查得 =0.15管段 5：气体流量同管段 4，查表，则局部压损：𝑃𝑚4=0.15×2×153.6=46.08Pa则摩擦压力损失为𝑃𝑙5= L v2=8.09×0.0217×153.6=26.96 Pa=700mm，/d=0.0217，实际流速，动压为 153.6Pad2该管段局部压损主要包括风机进出口级排风口伞形风帽的压力损失，假设风机入口变径管压力损失无视不计，风机出口 =0.1，不设风帽，出口损失 =1.0。则总损失=0.1+1.0=1.1则局部压力损失𝑃𝑚4=1.1×153.6=168.96Pa2) 并联管路压力平衡𝑃1=𝑃𝑙1+𝑃𝑚1=82.54Pa 𝑃2=𝑃𝑙2+𝑃𝑚2=82.12Pa 𝑃3=𝑃𝑙3+𝑃𝑚3=1030.27Pa 𝑃4=𝑃𝑙4+𝑃𝑚4=91.41Pa 𝑃5=𝑃𝑙5+𝑃𝑚5=195.92Pa𝑃2𝑃1=5.08% < 10%，故节点压力平衡。𝑃23) 除尘系统总压损失𝑃2 + 𝑃3 + 𝑃4 + 𝑃582.54+1030.27+91.41+195.9271400.15编号流量管长管径流速/d动压摩擦压损局部压损系数局部压损管道总压损110958.987.92500160.0325153.639.536640.2843.00882.54464210958.981.99500160.0325153.69.934080.4772.19282.12608321917.953.1700160.0217153.610.3320.261019.9361030.268421917.9513.6700160.0217153.645.3300.3046.0891.410521917.958.09700160.0217153.626.9641.10168.96195.9242.3 选择风机和电机1. 选择通风机的计算风量=241102. 选择风机的计算风压𝑃0=P1 + 𝐾2=1400.15×1.2=1680.18 PaQ管道计算总风量，-管道计算总压损，Pa其中：-考虑系统漏风所附加的安全系数，除尘管道取 0.10.15-考虑管道计算误差及系统漏风等因素所承受的安全系数，除尘管道取 0.150.217920-31000配套电动机为 Y180M-2,22kW。依据上述风量和风压，查除尘设备风机样本上选择，排尘离心通风机 4-72 型，机号 8，转动方式 C，转速 1600r/min，全压 2472-1844Pa，风量复核电动机功率：= 24110×1680.18×1.33600000×0.7×0.95=22.00KW2.4 大门及窗户的设计本设计中，大门和窗户的位置选择要充分考虑气流对烟尘流淌方向的影响， 以确保除沉效果的稳定及有效。因此大门和窗户应设在离污染物排放口较远的地方，尽量削减对流空气对污染物集中方向的影响。但同时也要综合考虑室内的通风状况良好，选择设置窗户的个数、尺寸及位置。在本设计中，将大门设置在平面图靠下位置处，尺寸选择 2023×2023mm。窗户共设 9 个，以保证通风效果。位置见平面图。3. 除尘器的选择袋式除尘器主要由滤袋、箱体、灰斗与清灰构造、排灰机构等几个主要局部组成。对粒径为 1um 的微小颗粒净化效率可高达 99%,压力损失为 1.01.5KPa, 构造简洁，操作便利，工作稳定，便于回收干料，可以捕集不同性质的粉尘。但占地面积大；不适宜净化黏性强及湿性强的粉尘，入口浓度不大于 15g/m3。本设计中选用的除尘器为袋式除尘器，其具体型号及参数如下：1选择LD1484 型布袋除尘器；2过滤面积：168m3；3最大风量：25200m3/h。4. 主要参考资料1、郝吉明，马宽阔主编，大气污染把握工程第三版.高等教育出版社,2023.2、周兴求. 环保设备设计手册-大气污染把握工程。北京：化学工业出版社3、金国淼. 除尘社备。北京：化学工业出版社4、孙颐. 袋式除尘技术与应用。机械工业出版社5、孙一坚.工业通风。北京：中国建筑工业出版社，1985.