1、- 0 -课 程 设 计题 目 除尘系统设计学 院专 业班 级学生姓名指导教师- 1 -目录1 前言 .- 3 -2 设计任务书 .- 3 -2.1 设计目的 .- 3 -2.2 设计任务与要求 .- 3 -2.3 设计资料 .- 4 -3 设计说明书 .- 6 -3.1 集气罩的设计 .- 6 -3.1.1 设计原则 .- 6 -3.1.2 集气罩尺寸参数的确定 .- 6 -3.1.3 控制点控制速度 的确定 .- 7 -3.1.4 排风量的确定 .- 9 -3.2 除尘器的选型与设计 .- 9 -3.2.1 除尘器类型比选 .- 9 -3.2.2 除尘器的选型 .- 10 -3.3 管道、
2、弯头及三通的设计 .- 11 -3.3.1 管道设计原则 .- 11 -3.3.2 管道的初步设计 .- 11 -3.3.3 管径与管内流速的确定 .- 12 -3.3.4 弯头的设计 .- 13 -3.3.5 三通的设计计算 .- 13 -3.3.6 管段长度的确定 .- 13 -3.4 压损平衡设计 .- 14 -3.4.1 管段压损计算 .- 14 -3.4.2 压力校核 .- 16 -3.4.3 除尘系统总压力损失 .- 17 -3.5 风机的选择与校核 .- 17 -3.6 电机的选择与校核 .- 18 - 2 -3.7 车间布置 .- 19 -3.7.1 车间布设原则 .- 19
3、-3.7.2 车间大门与窗户的设计 .- 20 -3.7.3 车间总体布局 .- 20 -3.8 有关说明 .- 20 -4 参考文献 .- 21 - 3 -1 前言在工业生产过程中，常常出现各种粉尘和有害气体。目前最常用的控制方法是将有害的物质在发生源直接收集起来，经过净化设备净化后排到大气中取，这就是局部气体净化系统，这种净化系统所需要的风量最小，效果好，能耗少。局部通风系统分为局部进风和局部排风两类。生产实际工作中采用局部排风较多。局部排风净化系统主要由集气罩，排风管道，净化设备，风机，烟囱等组成。2 设计任务书2.1 设计目的通过对大气污染净化系统的工艺设计，初步掌握大气污染净化系统设
4、计的基本方法，培养利用已经学过的理论知识综合分析问题，并提高解决实际问题的能力、绘图能力、以及正确使用设计手册的能力。2.2 设计任务与要求1.集气罩的设计:控制点控制速度 的确定，集气罩排烟量、尺寸的确定2.除尘器的选型与设计：确定除尘器类型、型号及规格，并确定其主要运行参数。3.管网布置及计算：确定各装置的位置、管道布置及管内流速。并计算各管段的管径、长度、流速以及系统总压损。4.风机及电机的选择设计：根据净化系统所处理烟气量、烟气温度、系统总阻力等计算选择风机种类、型号及电动机的种类、型号和功率。5.门窗位置、数量根据需要自行设计。6.编写设计说明书：设计说明书按设计程序编写。包括方案的
5、确定、设计计算、设备选择和有关设计的简图等内容。课程设计说明书应有封面、目录、- 4 -前言、正文、小结及参考文献等部分。文字应简明、通顺，内容正确完整，书写工整，装订成册。7.图纸要求(1)除尘系统平面布置图一份(2)除尘器立面图一份2.3 设计资料1. 设计题目：车间除尘系统设计2. 课题已知条件：（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） 产生污染源设备的情况污染源：立方体 长宽高=12006001000操作条件：20 101.3KPa污染源产生轻矿物粉尘，以轻微速度发散到尚属平静的空气中。（3） 在该污染设备
6、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） 除尘器查找产品目录进行设备选型（6） 有关尺寸墙厚 240mm 方块柱 300300车间大门 可取 20102010301030102550241040104010窗台到地面距离: 民 房 900700mm- 5 -工业用房 1.02.0 m仓 库 1.52.0 m图 1. 车 间 平 面 及 两 个 污 染 源 的 位 置- 6 -3 设计说明书3.1 集气罩的设计3.1.1 设计原则1.集气罩应尽可能将污染源包围起
7、来，使污染物的扩散限制在最小范围内，以便防止横向气流的干扰，减少排风量。 2.集气罩的吸气方向尽可能与污染气流的运动方向一致，充分的利用污染气流的初始动能。3.尽量减少集气罩的开口面积，减少排风量。4.集气罩的吸气气流不允许先经过工人的呼吸区再进入罩内。5.集气罩的结构不应妨碍工人操作和设备检修。根据以上原则选取冷过程上部集气罩，为避免横向气流干扰，在罩口设置活动挡板，以保证罩口气流速度分布均匀。如右图所示。3.1.2 集气罩尺寸参数的确定本设计中污染源尺寸为 ，故适宜采用矩=12006001000形集气罩.1集气罩口长边设罩口长边尺寸为 l，污染源长边尺寸为 L，则=0.8+已知 ， ，故
8、；=1200=600=16802.集气罩口短边 =0.8+=1080由于空间限制，B 只能为 。2(630120)=10203.集气罩口周长为避免横向气流干扰，要求罩口至污染源距离 H 尽可能小于或等于 0.3L，- 7 -即 ，比题设条件小，故需在罩口四周加设活动挡板，考虑到空间限504制，集气罩可设计为三面敞开形式，罩口敞开面周长为。=10202+1680=37204.集气罩扩张角为保证罩口吸气速度均匀，吸气罩的扩张角 不应大于 ，本设计中取60，5. 集气罩高度60取 480mm。=2=1680260=485为提高集气罩的控制效果，减少无效气流的吸入，罩口加设法兰边。法兰边宽 ，本设计取
9、 160mm，则集气罩总高为150200=+168=480+170=6503.1.3 控制点控制速度 的确定当污染源为污染物发生量较小的冷过程源时，可以采用速度控制法进行外部集气罩的设计。采用控制速度法计算集气罩的排风量，关键在于确定控制速度 和集气罩结构、安设位置及周围气流运动情况，一般通过现场实测确定。由于本例缺乏现场实测数据，设计时参考表 1-表 4 确定表 1 污染源的控制速度 污染物的产生状况 举例 控制速度/m .s-1以轻微的速度放散到相当平静的空气中蒸汽的蒸发，气体或烟气敞口容器中外逸 0.25 0.5以轻微的速度放散到尚属平静的空气中喷漆室内喷漆，断续地倾倒有尘屑的干物料到容
10、器中，焊接 0.5 1.0以相当大的速度放散出来，或放散到空气运动迅速的区域翻砂、脱模、高速（大于1m/s）皮带运输机的转运点、混合、装货或装箱1.0 2.5以高速放散出来，或是放散到空气运动迅速的区域磨床，中破碎，在岩石表面工作 2.5 10- 8 -表 2 按周围气流情况和污染物危害性选择风速控制风速/(m/s)周围气流情况危害性小时 危害性大时无气流或容易安装挡板的地方 0.200.25 0.250.30中等程度气流的地方 0.250.30 0.300.35较强气流或不按挡板的地方 0.350.40 0.380.50强气流的地方 0.5 0.5非常强气流的地方 1.0 1.0表 3 按污
11、染物危害性及集气罩形式选择控制风速圆形罩 伞形罩危害性一面开口 两名开口侧面方形罩三面开口 四面开口大 0.38 0.50 0.5 0.63 0.88中 0.33 0.45 0.38 0.50 0.78小 0.30 0.38 0.25 0.38 0.63由上述知集气罩为矩形，三面开口且设置挡板；根据题设条件，污染源产生轻矿物粉尘，以轻微速度发散到尚属平静的空气中。表 4 敞开断面处流速罩子形式 断面流速（m/s） 罩子形式 断面流速（m/s）四面敞开三面敞开1.01.270.91.0两面敞开一面敞开0.760.90.50.76综合考虑上述因素及安全性，采取最大值原则，由表 4 得敞开断面处控制
12、流速 在 之间。但考虑到流速太大时，会造成动力消耗过大， 0.91.0故可取 。=0.9/- 9 -3.1.4 排风量的确定Q=KPH=1.43.720.650.9=3.047 3/=10969.2 3/式中：P-罩口敞开面周长，m；H-罩口至污染源距离，m；K-考虑沿高度速度分布不均匀的安全系数，通常取 K=1.4；-控制速度。3.2 除尘器的选型与设计3.2.1 除尘器类型比选表 5 各种除尘器的效率对比不同粒径（ ）时的分级效率/%除尘器名称 全效率/% 05 5101020204444带挡板的沉降室 58.6 7.5 22 43 80 90普通的旋风除尘器 65.3 12 33 57 82 91长椎体旋风除尘器 84.2 40 79 92 99.5 100喷淋塔 94.5 72 96 98 100 100电除尘器 97.0 90 94.5 97 99.5 100文丘里除尘器 99.5 99 99.5 100 100 100袋式除尘器 99.7 99.5 100 100 100 100表 6 各种除尘设备投资和运行费用设备 投资费用（万元） 运行费用（万元）高效旋风除尘器 100 100袋式除尘器 250 250电除尘器 450 200塔式洗涤器 270 260
