二氧化碳气体保护焊废气治理工程方案设计方案学位论文.doc

浙江天成座椅有限公司120台(18万M3/h)二氧化碳气体保护焊废气治理工程方案设计书13* * * * 环 保 工 程 有 限 公 司 二O一一年七月 第一章 概况1.1概况浙江天成座椅有限公司计划年产120万席汽车等座椅，生产过程中需有120台二氧化碳气体保护焊机在正常工作。二氧化碳气体保护焊是焊接方法的一种，是以二氧化碳气体为保护气体进行焊接的方法，在应用方面操作简单，成本低廉，焊接过程稳定，焊缝形成良好，因此这种焊接方法目前已成为最重要的金属焊接方法之一。但是在焊接过节中产生大量CO2烟雾气体和尘埃对人体有害，需要加以处理。1.2 设计依据1.2.1中华人民共和国环境保护法和大气污染防治法1.2.2建设项目环境保护管理条例国务院令第253号，19981.2.3通风除尘技术1.2.4公司提供有关资料1.3设计参数120台CO2焊机风量18万M3/h。分二条流水线安装，可以单独或合并使用。1.4工艺路线袋式除尘器1.5设计指标根据大气污染物综合排放标准GB16297-1996序号项目指标1烟尘排放浓度120mg/M33.5kg/h（15M）2林格曼黑度一级1.6设计原则（1）严格执行国家环境保护有关法规，排放标准（2）采用先进、合理、成熟的可靠工艺，并具有显著的环境效益和社会效益1.7设计范围本工程设计范围：从车间烟气吸入口至处理后排放范围之内的工艺设备和电气控制设计。第二章 有害气体除尘净化工艺概况2.1烟气除尘净化技术现状目前比较常用的烟气除尘净化技术有湿式、旋风、袋式、滤芯、文丘里和静电除尘装置，现分别叙述如下。2.1.1湿式除尘湿式除尘主要是通过含尘气体与液滴或液膜接触，在液体与粗大尘粒的相互碰撞、滞留，细微尘粒的扩散、互相凝聚等净化机理的共同作用下，使尘粒从气体中分离出来净化气体，其设备称为湿式除尘器。该除尘器结构简单、投资低、占地少、除尘效率高，能同时进行有害气体的净化，压力损失为8501500Pa。湿式除尘器有旋流板式、填料塔式、立式旋风水膜式等多种类型，其中旋流板式除尘器阻力少、效率高。2.1.2旋风除尘器旋风除尘器是利用旋转的含尘气体所产生的离心力，将粉尘从气流中分离出来的一种干式气-固分离装置。该类分离设备结构简单，造价和运行费用较低，对于捕食5-10um以上的较粗颗粒粉尘净化效率很高，一般可达85%以上。5-10um以下的粉尘净化效率较低。旋风除尘器有单管、多管、组合式三类，按气流入口方式可分为切向入口和轴向入口两种。压力损失800-900Pa。2.1.3袋式除尘器袋式除尘器是一种利用有机纤维或无机纤维过滤布将含尘气体中的固体粉尘因过滤而分离出来的一种高效除尘设备。该设备除尘效率高，结构简单，适应性强。对于1um以上的尘粒，除尘效率可达99%，小于1um，除尘效率最低。压力损失1200Pa。袋式除尘器如按清灰方式分三类：机械振动类，气流反吹类和脉冲喷吹类，其中脉冲喷吹类清灰能力强，效率最高，可允许高的过滤风速，并保持低的压力损失，近年来发展迅速2.1.4滤筒除尘器滤筒式除尘器是由美国唐纳森公司生产的一种新型除尘器，新型滤料使其效率高达99%，压力损失低，管理简便，体型小等优点。该除尘器已在国内卷烟厂大量使用，实测除尘效率为99.299.9%,我市浙江永强休闲日用品公司已安装使用。压力损失为1200Pa1500Pa。该除尘器新型滤料（ultra-web）特点是把一层超亚微米级的超薄纤维粘附在一般滤料上，在该粘附层纤维间排列非常紧密，间隙为底层纤维的1%（即0.120.6um）。较少的筛孔可以把大部分亚微级的尘粒阻挡在滤料表面，使其不能深入底层纤维内部。因此，在除尘初期即可在滤料表面迅速形成透气性好的粉尘层，使其保持低阻，高效，便于清灰的特点。2.1.5静电除尘器静电除尘器是利用静电力将气体中粉尘分离的一种除尘设备。除尘器本体及直流高压电源两部分组成，利用极板与极线产生电晕，捕集粉尘。电除尘器优点是效率高，耐高温（可达350400），压力损失低（200pa300pa），运行费用低，适宜净化大烟气量；缺点是投资高，安装精度高，对净化的粉尘比电阻要求是1041011cm。第三章 有害气体除尘工艺设计3.1设计参数理论计算3.1.1风量计算该企业目前已安装在位的手工焊机102台（其中已损18台，可用84台），自动焊机13台，计划今年新增自动焊机5台，总装机台数为120台。其中正常开机的手工焊机62台，自动焊机18台。本方案设计CO2焊机台数为120台，每台焊机风量为1500M3/h，共计总风量为120×1500=18万M3/h，本设计考虑到日常运行的经济性和降低管道的系统阻力。因此120台焊机分二条流水线安装，每条按60台焊机的风量（即9万M3/ h）来设计，二条流水线总管连接管中间加电动阀控制调节，如果整个车间只有60台焊机工作，只需开动电动调节阀将全车间分布各点工作焊机产生废气抽出，每小时可以节电90度，如果有70台以上焊机工作，那么二条流水线同时投入运行，满足车间排风除尘要求。3.1.2风管直径计算60台管网轴向计算图风管直径计算.管道计算按下式计算：公式：Q=0.785D2V式中：Q风量 V风速 D管道直径风量与管径计算表台数风量M3/ h合计风量M3/ h单位风量M3/ S风速m/s计算管径m选择管径m管路长度m（1）5750075002.1200.370.410（2）1015000225006.25200.640.6510（3）15225004500012.50200.890.9020（4）15225006750018.75201.0961.1020（5）15225009000025.00201.2651.30603.1.3系统阻力计算：袋式除尘器平均阻力：第一年850pa 第二年1100pa 第三年1200pa所以最小阻力：850pa.。最大阻力：1200pa.系统管道阻力：总管平均流速设计为20m/s。各段管道不同直径的管道阻力计算如下：摘处通风手册P.238单位长度管道阻力按下式计算 Rm=(/4Rs)*（V2/2）式中Rm -单位长度阻力pa/m V-风管内平均流速20m/s -空气密度 -阻力系数 Rs-风管水力半径风管系统阻力计算表管径 mm长度m流量L/s单位阻力pa/m合计阻力paØ400102.1660Ø650106.25440Ø9002012.503.570Ø11002018.753.162Ø13006025.002.5150合计382pa阻力计算结果如下：系统最大阻力=袋式除尘器+管道=1200+382=1582pa系统最小阻力=袋式除尘器+管道=850+382=1232pa3.2除尘工艺设备工艺路线吸风罩轴流风机袋式除尘器变频器离心风机放空 总管流程说明：CO2焊机平台的侧面相距30cm处安装吸风罩，在轴流风机抽引下将焊机工作台面上的废气吸入支管，再汇入到总管进入袋式除尘器，除尘后的净化气体经离心风机出口放空。3.3除尘设备3.3.1吸风罩（原有）计算吸风量按下式计算：通风设计手册P130L=K×H×P×V式中 K不均匀安全系数 K=1.4H罩口至有害物源距离mP吸风罩敞开面周长m（吸风罩尺寸长×宽，700×700）V边缘控制点风速0.35m/sL吸风量1500M3/h（原轴流风机额定风量）H=1500/（3600×1.4×2.8×0.35）=0.3m原安装H距离是1.5m，因此吸风效果极差，本次设计必须重新调整至H距离为0.3m。3.3.2 电动调节阀 1个功率：1.5KW电动调节阀安装在二条流水线总管之间的连接管上，70台以下焊机工作时打开电动阀，开一条流水线。70台以上焊机工作时关闭电动阀开二条流水线。3.3.3轴流风机（原有）单叶风机 0.75KW风量1500M3/h风压3.3.4袋式除尘器 2台设备型号：脉冲袋式除尘器YLCM-1280-G，处理风量90000 M3/h 。设计尺寸：长*宽*高=6000*5000*11000设计效率：99.9%过滤面积：1280m2过滤速度：1.2M/min.滤袋数量：504条规格：135×6000材质：无纺针剌毡阻力：第一年设备平均阻力800-900pa 第二年设备平均阻力1100pa 第三年设备平均阻力<1200pa喷吹气流压力0.2-0.3pa ，耗气量1.3-2 M3/min.台 含尘气体由底部进入粉尘阻留在滤袋外表面，穿过滤袋壁进入袋内的净气体由上箱体排出。清灰时脉冲阀受控制器的指令开启，稳压气包中的压缩空气经喷吹喷气管上喷孔伸出，借助于袋内的文丘管引射器诱导数倍的气体一同进入滤袋，使袋壁受到向外的冲力和加速度，从而清落粉尘，每次喷吹时间为0.1-0.2s连续过滤清灰。它有以下特点：过滤风速高、设备紧凑、阻力低、能耗少、活动部件少、维修量少。但换袋时人工操作，职工受粉尘危害。3.3.5变频器 2台功率：110KW3.3.6离心风机 2台型号：F4-72-16(C)风量：8.613.6万m3/ h风压：30001500pa功率：110KW第四章 投资金额120台焊机（18万M3/h）袋式除尘器投资表（单位：万元） 建设单位: 年 月 日设备及材料名称规格型号数量单位单价合价袋式除尘器YLCM-1280-G风量：90000M3/h2台64.0128离心风机4-72-16(c)风量:8.613.6万M3/h风压：30001500Pa功率110KW2台7.014.0变频器110KW2台1.753.50电动调节阀1.5KW3套0.150.15螺旋风管Ø1300*1.2120m0.09411.28Ø1100*1.240m0.0793.16Ø900*1.040m0.0471.88Ø650*1.020m0.0310.62Ø400*0.820m0.0170.34弯头(900)Ø1300*1.28只0.3072.46Ø1100*1.26只0.2261.36Ø900*1.06只0.1330.80Ø650*1.06只0.0740.44Ø400*0.86只0.0250.15旧管系统改造1.0管道支架36，244吨0.602.40电缆及电气系统3.0小计174.54设计费5%174.54×5%8.73吊装、运输、安装12%174.54×12%20.95税金7.3%204.22×7.3%14.91小计44.59总计219.13附：设备基础:2套*长*宽*厚= 2*8*6*0.4=38.4m3。38.4 m3* 800元/ m3=2.3万元第五章 运行成本1、袋式除尘器运行成本主要是电费装机容量（KW）=2台风机（110KW）+40台轴流风机（0.75KW）+脉冲清灰压缩机（1.5KW）=2×110+40×0.75+1.5=251.5KW功率因素为0.85有效负荷：251.5×0.85=214KW，电费单价：0.736元/KW每小时电费：214KW×0.736元/KW=157.5元每万M3电费：157.5元/h÷18万M3/h=8.75元/万M32、时间安排从管路制作到设备管路安装共需300个工时日，按照5人1班作业共需要60天（二个月）。根据海锦装泡车间经验，管路安装只能安排在星期天作业，每月按4个星期天计算，那么安装时间约60天÷4天/月=15个月完成。