车间除尘系统设计.doc
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车间除尘系统设计.doc
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目录
1绪论 1
1.1课程设计的目的 1
1.2课程设计的任务 1
1.3设计的内容 1
1.4设计课题与有关数据 2
2集气罩的设计 5
2.1集气罩 5
2.2设计计算 5
3管道、弯头及三通的设计 7
3.1管道的设计 7
3.2集气罩和弯头的确定 8
3.3三通的确定 8
4阻力平衡校核 9
4.1设计说明 9
4.2管段①的阻力计算 9
4.3管段②的阻力计算 9
4.4管段③的阻力计算 9
4.5管段④的阻力计算 10
4.6管段⑤的阻力计算 10
4.7并联管压力平衡 10
4.8系统总压力损失 11
5风机、电机选择及计算 12
6厂房设计 14
7设计小结 15
参考文献 16
附录 17
图1车间除尘系统平面布置图 17
图2立面布置图 17
图3轴测图 17
16
1绪论
1.1课程设计的目的
课程设计的目的在于进一步巩固和加深课程理论知识,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、工程设计的基本方法、步骤,技术资料的查找与应用;
2、基本计算方法和绘图能力的训练;
3、综合运用本课程及其有关课程的理论知识解决工程中的实际问题;
4、熟悉、贯彻国家环境保护法规及其它有关政策。
1.2课程设计的任务
学生在有限的时间内,必须在老师的指导下独立、全面地完成此规定的设计。
其内容包括:
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设计的内容
1、罩的设计
控制点速度Vx的确定;
集气罩排风量、尺寸的确定。
2、道的初步设计
管内流速的确定;
管道直径的确定;
弯头设计;
直管长的确定;
三通的设计计算。
3、损平衡计算
分段计算;
压力校核。
4、压损计算
5、风机、校核
6、机选择、校核
7、有关说明
1.4设计课题与有关数据
1、设计题目:
车间除尘系统设计;
2、课题已知条件;
a车间面积与两台产生污染设备的位置,见附图。
b产生污染源设备的情况
污染源:
立方体长×宽×高=1200×650×950
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。
c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。
d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
e所用除尘器
LD14型布袋除尘器,
该除尘器阻力为980Pa;
长:
4503mm;宽:
2250mm;
除尘器进口高度:
3653mm;除尘器出口高度:
8890mm;
所用除尘草图见附图或者自行设计。
f有关尺寸
墙厚240mm方块柱300×300
车间大门可取2010×2010
3010×3010
2550×2410
4010×4010
窗台到地面距离:
民房900~700mm
工业用房1.0~2.0m
仓库1.5~2.0m
图1.1
2集气罩的设计
2.1集气罩
由于空气污染物在车间的扩散机理是污染物依附于气流而扩散的,由题设条件可知,本设计适宜采用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的确定多采用控制速度法。
2.2设计计算
根据集气罩草图进行计算。
如图2.1所示:
图2.1
2.2.1控制点控制速度的确定
本设计中,污染源产生轻矿物粉尘,从轻微速度发散到上述平静的空气中,所以污染源的控制速度按《大气污染控制工程》中表13-2可得,取0.5~1.0m/s之间。
本设计选用vx=0.6m/s。
2.2.2控集气罩排风量、尺寸的确定
1、由于气体只能从侧面流入罩内,为避免横向气流干扰,要求H尽可能≤0.3L,由于题设中已给出H=0.6m,因此,L≥2m,取L=2m。
2、由于吸气流易受横向气流的影响,所以靠墙布置。
由于墙厚240mm,污染源中心距离墙中心750mm,因此污染源距墙边B=750-240/2=6300mm,由此可知集气罩宽:
2B=2×630mm=1260mm=1.26m。
3、为保证罩口吸气速度均匀,,本设计中取α为30°。
4、排风量按下式计算:
Q=KPHvx=1.4×2×(2.0+1.26)×0.6×0.6
=3.29(m3/s)
式中:
P----罩口敞开面周长,m;
H----罩口至污染源距离,m;
vx-----控制速度,m/s;
K----考虑沿高度速度分布不均匀的安全系数,通常取K=1.4。
5、总排风量Qz:
Qz=2Q=6.58(m3/s)
3管道、弯头及三通的设计
3.1管道的设计
首先设计管道的布置位置,然后对各管段进行编号,按最大压损原则选择计算环路,如下图。
图3.1
3.1.1管道内最低速度的确定
在本设计中,污染物为轻矿粉,查《大气污染控制工程》表14-2,得水平管内最低流速为14m/s,垂直管为12m/s。
考虑要用到垂直管和水平管两部分,而用同一管径。
故取管内气速:
V1=14m/s
3.1.2管径的计算与实际速度的确定
由Q=(πd2V)/4得到:
d=
1、则有d1=550mm,圆整取d1=530mm;
核算实际速度:
V1=4Q/(πd12)=14.9m/s;
查计算表知:
动压为133.2Pa;当量阻力系数。
2、三通管后的管径d2:
d2=774mm,圆整取d2=750mm;
核算实际速度:
V2=14.9m/s;
查计算表知:
动压为133.2Pa;当量阻力系数。
3.1.3管段长度的确定
总体设计草图见图3.1。
由除尘器进口高度:
3653mm,
故管段1的长度L1=2000+7385=9385mm
管段2的长度L2=2000mm
管段3的长度L3=1615+1267=2882mm
管段4的长度L4=3000+8890=11890mm
管段5的长度L5=1200mm
3.2集气罩和弯头的确定
查《环境工程设计手册》:
1、对集气罩1,ξ=0.11。
2、对集气罩2,ξ=0.11。
3、采用90°弯头(R/d=1.5)阻力系数ξ=0.18。
3.3三通的确定
根据管径与流量查《环境工程设计手册》:
采用30°直流三通(如图3.2):
阻力系数ξ1=0.02,阻力系数ξ2=0.21。
图3.2
4阻力平衡校核
4.1设计说明
由图3.1所示,根据图示计算。
4.2管段①的阻力计算
摩擦压力损失为
局部阻力包括集气罩1、90°弯头(R/d=1.5)和30°直流三通;
故∑ξ=0.11+0.18+1.02=0.31
则局部压损为
4.3管段②的阻力计算
摩擦压力损失为
局部阻力包括集气罩2、90°弯头(R/d=1.5)和30°直流三通;
故∑ξ=0.11+0.21+0.18=0.50
则局部压损为
4.4管段③的阻力计算
摩擦压力损失为
局部阻力包括除尘器阻力、90°弯头(R/d=1.5)和合流三通;
故局部压损为
4.5管段④的阻力计算
摩擦压力损失为
局部阻力有两个90°弯头(R/d=1.5);
故局部压损为
4.6管段⑤的阻力计算
摩擦压力损失为
改管段有90°弯头(R/d=1.5)两个;伞形风帽压力损失ξ=0.10;通风机出口压力损失ξ=0.10。
故局部压损
4.7并联管压力平衡
故有:
显然压力平衡,符合节点要求。
4.8除尘器总压力损失计算
除尘系统总压损失为
5风机、电机选择及计算
5.1风机的确定
1、选择通风机的计算风量:
Q0=Qz(1+K1)=6.5×(1+0.1)
=25000(m3/h)
2、选择风机的计算风压:
△P0=△P(1+K2)=1292×(1+0.2)
=1550.4(Pa)
其中:
Q-----管道计算总风量,;
-----管道计算总压损,Pa;
------考虑系统漏风所附加的安全系数,除尘管道取0.1~0.15;
-------考虑管道计算误差及系统漏风等因素所采用的安全系数,除尘管道取0.15~0.2。
3、根据上述风量和风压,查《环境工程设计手册》:
选排尘离心通风机4-72型,机号8,传动方式C,转速2240r/min,全压2472-1844Pa,风量17920-31000,配套电动机为Y180M-2,22kW。
复核电动机功率:
故其配套电机满足要求。
5.2管道计算总结
表一管道计算表
管段编号
流量Q/
m3s-1
管长l
/m
管径d/mm
流速v/
m-1
λ/d
/m-1
动压v2ρ/2
/Pa
摩擦损失△PL/
Pa
局部压损系数∑ξ
局部压损△Pm/Pa
管段总压损△P/Pa
管段压损累计∑△P/Pa
①
3.29
9.385
530
14.9
0.0306
133.2
38.25
0.31
41.29
79.54
②
3.29
2.0
530
14.9
0.0306
133.2
8.15
0.50
66.60
74.75
③
6.58
2.882
750
14.9
0.02
133.2
7.68
0.3
1018.6
1026.28
④
6.58
11.89
750
14.9
0.02
133.2
31.67
0.36
47.95
79.62
⑤
6.58
12.0
750
14.9
0.02
133.2
31.97
0.56
74.59
106.56
1366.75
6厂房设计
6.1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动方向的影响,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,尽量减少对流空气对污染物扩散方向的影响。
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,将大门设置在除尘器旁边,尺寸选择4010×4010mm。
窗户共设9个,以保证通风效果。
位置见平面图。
7设计小结
这次通过对车间除尘系统的设计,使我学习到了很多的课本上没有的知识,以及得到了一点设计经验,当然这与实际还有很大差别。
而在这次的课程设计,通过对集气罩、以及对应得管道进行的设计计算,使我对集气罩和管道的设计有了一定的了解。
这次设计中的难点是三通的选择和设计以及压力损失的计算,对这,我确实学到了一定的设计经验,通过查资料,然后计算以得到较为理想的结果。
而该设计的重点就是压力平衡的校核和风机的选择,通过对总风量的计算和对总压的计算,从而根据风量和总压选择合适的风机和配套的电机,最后校核电机功率。
设计的最后是对厂房的布置,这使我对总体布局有了一定的了解。
这个过程中,让我在设计、计算方面得到了充分锻炼,并相应的提高了自己在这方面的能力,同时也使所学专业知识得到了实际的运用。
总之,通过这次课程设计,使我对除尘设计有了一定的了解,以及学习到了很多在书本和课堂内学习不到的知识、经验,让我更加深刻的了解所学的知识;在很多方面的能力也得到相应的提高。
另一方面是得到了同学的帮助还有自己的一定努力。
最后,感谢在课程设计中给予我帮助和支持的老师和同学们。
参考文献
[1]郝吉明,马广大.大气污染控制工程.第二版.北京:
高等教育出版社
[2]金国淼.除尘社备.北京:
化学工业出版社
[3]周兴求.环保设备设计手册-大气污染控制工程.北京:
化学工业出版社
[4]魏先勋,马菊元,陈信常等.环境工程设计手册.长沙:
湖南科学技术出版社,2002
[5]孙颐.袋式除尘技术与应用.机械工业出版社
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- 车间 除尘 系统 设计