乌兰浩特市某钢铁企业选矿1000mm胶带机宽度系统除尘设计说明书.docx

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乌兰浩特市某钢铁企业选矿1000mm胶带机宽度系统除尘设计说明书

题目：

乌兰浩特市某钢铁企业选矿（1000mm胶带机宽度）系统除尘设计

学生姓名：

学号：

专业：

建筑环境与设备工程

班级：

指导教师：

乌兰浩特某钢铁企业选矿（1000mm胶带机宽度）系统除尘设计

摘要

本设计题目为乌兰浩特市某钢铁企业选矿（1000mm胶带机宽度）系统除尘设计。

胶带机的宽度为1000mm，运输速度2.0m/s。

主要运输方式为胶带机运料。

产尘点主要分布在各胶带机头部、导料槽、各车间的加工设备和给料设备的落料点上，整个系统共14个产尘点，分布于整条生产线上。

本设计采用集中除尘系统，这种方式的特点是处理能力大，连接的抽风点和管道的数量多，只设一个排放烟囱，有利于减少对大气环境的污染。

经计算进入除尘器前的风量约为54572m3/h,所以除尘器选择袋式除尘器，型号为FEF－12／II–A／B型旁插回转切换反吹风扁袋除尘器。

风机型号为G4-73-11-11D，袋式除尘器相对阻力较小，风机进口的烟气含尘量也能满足风机要求，选用的除尘器和风机很合理。

根据科学分析和理论计算，除尘系统运行后，除尘效果可以达到国家标准。

在除尘系统设计中通过不断的计算和验证，整个工程设计可行。

关键词：

选矿；集中除尘；袋式除尘器；除尘设计

DesignofDustingRemovalSystemofOreDressingPlantofIronMill（1000mmwidthofbeltconveyor）inWuLanHaoTe

Abstract

Thispaperwasthedesignofdustingremovalsystemoforedressingplantofironmill（1000mmwidthofbeltconveyor）inWuLanHaoTe.Thewidthofbeltconveyorwas1000mm.Thevelocityofbeltconveyorwas2.0m/sandthemaintypeofconveyancewasmaterialtransportbybeltconveyor.Thewholedustspots,whichwerefromheadsofthebeltconveyors,gatheringsills,andthedropspotsofprocessingandfeedingequipmentineachworkshop,were14distributingatthewholeproductionline.

Thecentralizeddustremovalsystemwaschoseninthispaper.Thecharacteristicsofthissystemwerestronghandlingability,lotsofconnectiveextractorspotsandpipesandonlyonechimneywhichwaspropitioustoreducingairpollution.Accordingtothetotalairvolumeinputtingintothedustcollector,whichwasabout54572m3/h,theFET-12/II-A/Bbagtypedustcollectorwaschoseninthispaper.ThemodelnumberofblowerwasG4-73-11-11D.Becausetherelativeresistanceofbagtypedustcollectorwassmallandthedustcontentoffumeattheinletofblowermatchedtheconditionoftheblower,sothechoosingoftheductcollectorandtheblowerwasreasonably.

Accordingtothetheoreticalarithmeticandanalysis,theductremovaleffectscouldmeetthenationalrelevantstandardsafteroperating.Thewholeengineeringdesignwasfeasiblethroughcalculatingandidentifying.

Keywords:

oredressing;thecentralizeddustremovalsystem;bagtypedustcollector;dustdesign

第一章引言

1.1研究背景

对钢铁企业生产过程中产生的大量粉尘，必须采取综合防尘措施，必须采取综合防尘措施，以保证作业地点的含尘浓度，以及排入大气的气体含尘浓度符合国家“卫生标准”和“三废排放标准”的要求。

因此，控制钢铁企业产生的粉尘对空气环境的影响和破坏，是当前急需进一步研究解决的问题。

1.2工艺流程

选矿为铁矿石。

原矿从原矿仓开始落入到粗破碎车间进行粗碎，进入1号带式输送机，转运到中细碎车间，通过2号带式输送机输送到筛分间，从筛分间筛分后，细矿转运到磨矿仓。

具体流程如下：

原矿仓→粗破碎车间→中细碎车间→筛分间→磨矿仓→选矿主厂房→铁精矿库

选矿系统胶带机扬尘点设置除尘点，带速为2.0m/s。

1.3粉尘来源

粉尘由原矿仓、粗破碎车间、中细碎车间、筛分间、磨矿仓产生，选矿主厂房、铁精矿库产生的粉尘量较小，产尘点的在已给的工艺图中已经标明，共计14个产尘点，粉尘的是由原料的输送过程产生的。

1.4粉尘的成分

钢铁企业产生的粉尘多为中性物粉尘，其中游离硅对人体的危害最大。

一般游离二氧化硅含量为物料中二氧化硅含量的60%～80%左右。

1.5粉尘的危害

粉尘对人体健康的危害同粉尘的性质、粒径大小和进入人体的粉尘量有关。

粉尘的化学性质是危害人体的主要因素。

因为化学性质决定它在体内参与和干扰生化过程的程度和速度，从而决定危害的性质和大小。

粉尘粒径的大小是危害人体的另一重要因素。

它主要表现在一下几个方面：

粉尘粒径小，粒子在空气中不易沉降，也难于被捕集，造成长期空气污染；同时易于随空气吸入人的呼吸道深部；粉尘粒径小，不仅其化学活性增大，表面活性也增大（由于单位质量的表面积增大），加剧了人体生理效应的发生与发展。

粉尘对生产的影响主要是降低产品质量和机器工作精度。

1.6粉尘的传播

粉尘、有害气体都要经过一定的传播过程，扩散到周围空气中，再与人体相接触造成危害。

所谓尘化，就是使尘粒从静止状态变成悬浮于周围空气中的作用，也叫一次尘化作用。

几种常见的尘化作用包括：

剪切压缩造成的尘化作用、诱导空气造成的尘化作用、热气流上升造成的尘化作用和综合性的尘化作用。

而在本设计中的尘化属于综合性的尘化作用，皮带运输机输送的物料从高处下落到地面时，由于气流和粉尘的剪切作用，被物料挤压出来的高速气流会带着粉尘想四周飞溅。

另外，物料在下落的过程中，由于剪切和诱导空气的作用，高速气流也会使部分物料飞扬。

综上所述，由于粉尘对人体的危害，严重影响车间的生产工作环境，这就要求对选矿系统进行除尘设计。

1.7粉尘的特性

块状物料破碎成细小的粉状微粒后，除了继续保持原有的主要物理化学性质外，而炼铁矿料输运过程产生粉尘的特性，参考文献[2]有以下几个方面：

1.7.1粉尘的真密度

在自然状态下堆积起来的粉尘在颗粒之间及颗粒内部充满空隙，我们把松散状态下单位体积粉尘的质量称为粉尘的容积密度。

如果设法排除颗粒之间及颗粒内部的空气，则可测出密实状态下单位体积粉尘的质量，我们把它称为真密度（粒尘密度）。

1.7.2粘结性

粘附性粉尘是指会造成自身粘结的粉尘。

有的粉尘自身具有粘附性，另一些粉尘仅在含水后才具有粘附性。

钢铁企业中粘结性粉尘多属于后者。

钢铁企业中粘结性粉尘有镁砂粉尘、烧结混合料系统粉尘等。

对粘结性粉尘不宜设置干式除尘系统；即使采用湿式除尘系统，其管路也要可能垂直敷设，对水平管道应设检查孔和水冲洗设施。

1.7.3带电性和比电阻

悬浮在空气中的尘粒由于摩擦、碰撞和吸附会带一定的电荷，带电量的大小与尘粒的表面积和含湿量有关。

在同一温度下，表面积大、含湿量小的的尘粒带电量大；表面积小、含湿量大的尘粒带电量小。

粉尘的比电阻是电除尘器的选用和操作中考虑的一项主要因素。

比电阻在104~1010欧姆·厘米范围内的粉尘才适宜用电除尘器净化。

粉尘的导电性取决于表面导电和本征导电两种因素。

一般粉尘的比电阻在150℃～200℃时出现最大值。

低于最大值温度时，电荷通过尘粒吸附的水分和化学杂质构成的表面薄膜传导。

高于最大值温度时，粉尘因内部电子受激发而显示其半导体性质，温度升高，比电阻反而下降，本征导电占主导地位。

所以，粉尘比电阻不仅与粉尘本身的性质有关，而且与含尘气体的温度、湿度、化学杂质含量有关。

因此只有在实际操作条件下测定的比电阻才具有实用意义。

1.7.4分散度

粉尘的分散度，是指粉尘中各种粒径的尘粒所占重量或数量的百分数。

按重量计的为重量分散度，按数量计的为颗粒分散度，一般重量分散度较为常为。

粉尘中细颗粒占的百分比大，为分散度高，反之为分散度较低。

粉尘分散度对其物理和化学活泼性、在气体中的运动状况、对人体的危害性以及对净化设备的效率影响很大。

粒径大于10微米的粉尘对人体的危害较小，小于10微米特别是小于5微米的粉尘危害较大。

例如粒径小于10微米的二氧硅粉尘能侵入肺胞，引起“矽肺”病。

1.7.5磨琢性

磨琢性粉尘会磨损除尘系统的管道和设备，造成系统瘫痪。

一般硬度高、比重大、粒径大于20微米、带有棱角的粉尘均有较高的磨琢性；当气流含尘浓度大、流速高时，对管道的磨损尤甚。

1.7.6水硬性

是指粉尘吸水后形成不溶于水的硬垢的粉尘。

它容易使湿式除尘器和排水管路结垢堵塞，对水硬性粉尘应优先选择干式除尘器净化。

1.7.7粉尘的吸水性

钢铁企业的粉尘有亲水性粉尘和疏水性粉尘两种。

易被水湿润的粉尘为亲水性粉尘，反之则为亲水性粉尘。

在水中加入少量的湿润剂（如皂角素，可可加等）可提高粉尘的吸水性。

另外，对于疏水性粉尘不宜采用湿式除尘器净化。

1.7.8安息角和滑动角

粉尘的安息角，是指将粉尘自然地堆积水平面上，堆积成圆锥体的堆积角。

一般为35-55度。

第二章风量的计算

2.1排风量的确定

2.1.1胶带机的排风量

一般情况下，物料落至皮带胶带机或其他工艺设备时，排风量可按式参考文献[2]2-1计算：

（式2-1）

式中

—工艺设备的排风量，m3/h；

—随物料带入的空气量，m3/h；

—为使罩内形成一定的负压而由不严密处吸入的空气量，m3/h；

的计算公式为式2-2：

（式2-2）

式中

—密闭罩不严密处的缝隙面积，m2；

—密闭罩不严密处的缝口速度，m/s。

为减小随物料带入的空气量

，应尽量减小物料落差和溜槽倾斜角度，并在溜槽进、出口设密闭罩和遮尘帘。

密闭罩不严密处的缝口速度

取决于罩内含尘气流及设备运转产生的诱导气流的速度，并与密闭罩的形式密切相关。

一般密闭罩容积大时，

可取的小些。

除尘抽风量与很多因素有关，目前多数是根据类似设备实测的除尘抽风量进行设计。

皮带运输机常温物料时的密闭罩和除尘抽风量如下。

皮带运输机受料点一般采用单层局部密闭罩，其风量可按下列规定计算：

（1）受料点在皮带运输机机尾部时，根据落料高度

和溜槽斜角

按参考文献[2]表1-6-6查取。

（2）当受料点在皮带运输机中部时（本设计都是在头部和尾部），按参考文献[2]表1-6-6查取后，需将

乘以1.3的系数。

（3）当溜槽有转角时，应先计算出物料的末速度

，再从参考文献[2]表1-6-6中按

值直接查取（本设计溜槽没转角）。

物料的末速度

可按式2-3计算；

（式2-3）

式中

—溜槽第一段的物料末速度，m/s，根据

1、

1由参考文献[2]表1-6-6查得；

—不考虑前段物料流速（即假定起始速度为零）时，溜槽第二段的物料末速度，m/s，根据

2、

2由参考文献[2]表1-6-6查得；

—溜槽转弯的减速系数，与转角（

）有关，其关系见下参考文献[2]表3.1：

表3.1K与β的关系

5°

10°

20°

30°

40°

45°

1.0

0.97

0.93

0.85

0.75

0.69

2.1.2料槽的排风量

用胶带机向料槽卸料（包括胶带机头部、犁式卸料器，移动卸料车、移动可逆胶带机等）时，由于料槽容积大，对含尘气流有很大的缓部作用，使其动能逐渐消失，因而粉尘外逸的可能性大为减少。

若对料槽口加以妥善密闭，并将物料带入料槽内的空气，以及与进入料槽的物料体积相应的空气量抽出，即能控制粉尘的外逸。

本设计中包括一下两种卸料方式：

1）胶带机头部卸料

胶带机头部设密闭罩，抽风罩设在料槽的预留孔洞或胶带机头部密闭罩上。

抽风量为物料带入料槽内的空气量与卸料体积流量之和。

随物料带入的空气量，可按《钢铁企业采暖通风设计参考资料》表1-6-6之L1采取（物料落差H为胶带机卸料面至料槽口平面的高度）。

2）导料槽底部落料

落料口设密闭罩，抽风罩设在落料口密闭罩上。

抽风量为物料带入料槽内的空气量与料体积流量之和。

随物料带入的空气量，可按《钢铁企业采暖通风设计参考资料》表1-6-6之L1采取（物料落差H为导料槽落料口至胶带机的高度）。

2.1.3设备产尘点的排风量

1#除尘点的产尘设备有600×900复摆颚式破碎机，其除尘抽风量为2000m3/h（《钢铁企业采暖通风设计参考资料》表1-6-7）。

此外，1#除尘点的ZGZ1500电振给料机由于给料出口就是600×900复摆颚式破碎机，所以落料高度不计。

所以1#点的除尘抽风量只有600×900复摆颚式破碎机。

4#、5#、6#除尘点，4#点除尘设备为PYD-1750短头圆锥破碎机；5#、6#点除尘设备为PEX250×1200颚式破碎机。

由于4#、5#、6#除尘点的除尘设备都有上部抽风，所以当破碎机卸料至胶带机上时除尘抽风量按《钢铁企业采暖通风设计参考资料》表1-6-6中的L2选取。

则4#、5#、6#除尘点的除尘抽风量均为3500m3/h。

9#除尘点的除尘设备为2YA1842圆振筛，振动筛上部除尘抽风量可根据给料高度、密闭状况、物料性质和筛子规格等因素，按每平方米筛面面积抽风量800-1200m3/h计算。

一般小筛子和局部密闭取上限，大筛子和大容积密闭取下限。

振动筛下部受料设备的抽风量，当卸料至胶带机时，可按《钢铁企业采暖通风设计参考资料》表1-6-6中的L2选取（《钢铁企业采暖通风设计参考资料》P145）。

本设计为局部密闭，所以取上限1200根。

据振动筛型号知筛面面积为1.8×4.2=7.56m2，则9#点的除尘抽风量为9072m3/h。

11、、#除尘点的除尘设备为4台GZG503自同步惯性振动给料机，其除尘抽风量可根据设备型号在《钢铁企业采暖通风设计参考资料》表1-6-12中查取。

经查询可知单个给料机的抽风量为2200m3/h，则11、、#除尘点的除尘抽风量为8800m3/h。

2.1.4风量的计算

表3.2风量计算表

除尘点

名称

溜槽

角度

落料

高度/m

胶带

宽度/mm

L1

（m3/h）

L2

（m3/h）

L

（m3/h）

1#

600×900复摆式颚式破碎机上部抽风

2000

2#

600×900复摆式颚式破碎机下部抽风（当卸料至胶带机时取L2）

900

2

1000

―

3200

3200

3#

两台PEX250×1200颚式破碎机上部抽风

4000

4#

PYD-1750短头型圆锥破碎机下不抽风（当卸料至胶带机时取L2）

900

2.5

1000

―

3500

3500

5#

PEX250×1200颚式破碎机下不抽风（当卸料至胶带机时取L2）

900

2.5

1000

―

3500

3500

6#

PEX250×1200颚式破碎机下不抽风（当卸料至胶带机时取L2）

900

2.5

1000

―

3500

3500

7#

PYD-1750短头型圆锥破碎机上部不抽风

3000

8#

2#胶带机头部漏斗

900

1.5

1000

1300

2700

4000

9#

2YA1842圆振筛

9072

10#

导料槽落料

600

4

1000

1900

3300

5200

11#

4#胶带机尾部卸料

900

2.1

1000

―

3200

3200

11、#

导料槽落料

900

3

1000

2600

3900

6500

11、、#

4台GZG50自同步惯性振动给料机除尘抽风量

4400

经过计算得总风量为：

Q=55072m3/h

2.2防尘密闭罩

密闭罩的作用是将一次尘化气流与二次气流隔开，减少粉尘的散逸。

生产实践表明，密闭罩对防尘有很好的效果。

由于工艺设备和物料的运动，防尘密闭罩不可能完全密闭，因此在物料下落时会带入诱导气流，造成罩内正压。

减小密闭罩内的正压值方法有：

降低落料高差；减小溜槽倾斜角；在入口处加设活挡板以减少诱导气流等。

其次，适当扩大密闭罩的容积，使尘粒加长了“飞溅”过程，尽可能多地消耗能量，也可以减少粉尘的外逸。

采用凹槽盖板密闭罩后，其排风量要比普通密闭罩时的排风量可减少2/3左右[3]。

2.2.1密闭罩形式

本设计中，密闭罩采取了两种形式：

1）局部密闭罩

在每个胶带机头部进行局部密闭，这样可以防止物料在胶带机转运过程中产生的粉尘飞溅。

仅将局部产尘点予以密闭，工艺设备露在罩外。

其特点是容积较小，适用于产尘气流速度不大，连续扬尘和瞬时增压不大的尘源。

2）整体密闭罩

将产尘设备大部或全部密闭，只把设备的传动部分留在罩外。

通过罩上的观察孔对设备进行监视。

这种形式适用于振动的设备或产尘气流速度大的设备和尘源，如振动筛等。

在高炉杂矿受料仓中，振动筛下部设立整体密闭罩。

2.2.2密闭罩的设计原则

（1）密闭罩应力求严密，尽量减少罩上的孔洞和缝隙。

①密闭罩上通过物料的孔口，应设弹性材料制作的遮尘帘。

②密闭罩应尽可能避免直接连接在振动或往复运动的设备机体上。

③密闭罩上受物料撞击和磨损的部分，必须用坚固的材料制作。

（2）密闭罩的设置应不妨碍操作和便于检修。

①根据工艺操作要求，设置必要的操作孔、检修门和观察孔，门孔应严密，并使关闭灵活。

②密闭罩上需要拆卸部分的架构应便于拆卸和安装。

（3）应注意罩内气流运动的特点。

①正确地选择密闭罩内形式和抽风点位置，以合理地组织罩内气流，使罩内保持负压。

②密闭罩需有一定的空间，以缓冲气流，减小正压。

③操作孔、检修门应避开气流速度较高的地点。

2.3抽风罩设计

产尘设备进行密闭后，为了有效地控制粉尘的外逸，还必须进行排风。

抽风罩的设计原则如下[3]：

（1）选择抽风罩的位置时，要能有效地控制含尘气流不致从密闭罩外逸，同时避免吸出粉料。

通常抽风罩应正对含尘气流中心，但对破碎、筛分和运输设备，排风点应避开含尘气流中心，以防吸出大量粉料。

对于皮带运输机受料点的抽风罩与卸料溜槽相邻两边之间的距离应为溜槽边长的0.75~1.5倍，通常取300~500mm；抽风罩口距离皮带机表面的高度，不应小于皮带机宽度的0.6倍。

（2）抽风罩不宜靠近敞开的孔口，以免抽进与除尘无关的空气。

皮带机抽风罩后面，应设尘帘。

（3）处理或输送热物料时，抽风罩应设在密闭罩顶部，或给料点和受料点均设。

（4）与抽风罩相接的一段管道，宜垂直敷设，以防输入物料造成堵塞。

（5）为使罩内气流均匀，罩子应从罩口向风管接口逐渐收缩，其收缩角不宜大于60°。

（6）当采用大容积密闭罩和矿仓吸风时，因无吸出粉料的可能，可以不设抽风罩，而将风管直接接在密闭罩矿仓上。

（7）抽风罩吸风口的平均风速，可按下例数据选取：

对筛落得极细粉尘V＝0.4-0.6m/s

对粉碎或磨碎的细粉V＜2.0m/s

对粗颗粒物料V＜3.0m/s

本设计的抽风罩为伞形罩，伞形罩的罩口截面和形状应尽可能与有害物扩散区的水平投影相似。

伞形罩的开口角度（α）宜等于或小于60°（本设计为60°），最大不大于90°.为减小伞形罩的高度，对边长较长的矩形伞形罩可将边长分段设置，伞形罩应设置罩裙（即垂直边），罩裙的高度h2=0.25

（F为罩口面积）。

排除潮湿气体时，应在伞形罩罩裙内部设置檐沟。

图2.1伞形罩的外形尺寸

上图为本设计伞形罩的外形尺寸，伞形罩外形尺寸计算公式如2-4：

式（2-4）

－除尘抽风量，

；

－罩口面积，

；

－抽风罩罩口平均风速，

。

（《钢铁企业采暖通风设计参考资料》P334）

h2=0.25

mm；

h1－罩裙高度，mm；

－罩口面积，

d由管路计算可得出，h1为抽风罩高度可有三角函数关系计算得出，A长边是有抽风罩安装的具体位置选取的，由于罩口为矩形知A边就能计算出B边。

各除尘点的伞形罩尺寸如表3.3：

表3.3伞形罩外形尺寸

除尘点

α

A

B

h1

h2

流量

速度

（mm）

（mm）

（mm）

（mm）

1#

60

2000

1.5

600

650

440

152

2#

60

3200

1.5

750

800

530

192

3#

60

3500

1.5

800

850

540

201

4#

60

3500

1.5

800

850

520

201

5#

60

3500

1.5

800

850

560

201

6#

60

3500

1.5

800

850

560

201

7#

60

3000

1.5

700

800

500

186

8#

60

4000

1.5

850

900

630

215

9#

60

9072

1.5

1300

1300

940

324

10#

60

5200

0.5

1800

1600

1520

425

11#

60

3200

1.5

750

800

550

192

11、#

60

6500

1.5

1100

1100

760

274

11、、#

60

4400

1.5

900

900

600

226

第三章除尘系统的设计与计算

除尘系统设计计算包括除尘管道流量和阻力损失的设计计算、除尘设备阻力确定以及风机和电机的选择等，其中主要是管道系统的阻力计算。

管道的设计对除尘系统的