吸塵罩的設計原則.doc

吸塵罩在除塵工程系統(tǒng)中處于前沿陣地,它主要借助于風機在罩口造成一定的吸氣速度而有效地將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵和有害氣體吸走,經(jīng)過處理達到收塵凈化的目的。要合理、經(jīng)濟地解決粉塵治理問題,正確地設計吸塵罩也是至關重要的。 1 吸塵罩的設計原則 吸塵罩的形式,根據(jù)產(chǎn)生塵源的設備、工作環(huán)境的要求不同,可以是多種多樣的,但無論是哪種形式的吸塵罩在設計時都應該遵循通、近、順、封、便的原則。 通:就是粉塵能暢通地被吸走。通常物料從高處落地時,會向四面散發(fā),此時,粉塵的散發(fā)速度稱為飛揚速度。物料落點處的粉塵飛揚速度最大。隨著粉塵散發(fā)距離的增加,達到一定距離后,其散發(fā)速度為零。當粉塵散發(fā)速度較大時,不容易被捕集。而散發(fā)速度達到零時,粉塵被捕集就容易得多了。速度達到零點的那一點稱為控制點,控制點到吸塵罩口的距離為x,塵源至吸塵罩口的距離為D,如圖1所示。 圖1 粉塵散發(fā)示意圖 在實際工作中,為有效捕集粉塵,應根據(jù)塵源周圍空氣運動的速度、粉塵的有害程度,使吸塵罩在該處造成一個吸收速度(稱為控制風速),見表1。要在塵源點造成一定的控制風速,必須有相應的罩口風速(罩口面風速)。對一定形式的吸塵罩,風量愈大,罩口風速愈大,控制風速也愈大,粉塵就容易被捕集。 表1 控制點的吸收速度1 有害物產(chǎn)生的情況吸收速度(m/s)舉例以輕微的速度放散到相當平靜的空氣中 0.250.5蒸汽的蒸發(fā);氣體或煙從敞口的容器中外逸 以較低的速度放散到尚屬平靜的空氣中 0.51.0噴漆室的噴漆;斷續(xù)傾倒有塵屑的干物料到容器中;焊接 以相當大的速度放散出來或放散到空氣運動迅速的區(qū)域 1.02.5翻砂;脫模;皮帶運輸(高于1m/s)的轉(zhuǎn)換點;混合;裝桶 以高速放散出來或是放散到空氣運動迅速的區(qū)域 2.510磨床;重破碎;在巖石表面工作 近:就是吸塵罩要盡量靠近塵源。 順:在生產(chǎn)中,必須在順著粉塵飛濺的方向設置罩口正面對著含塵氣流的吸塵罩,使吸塵罩充分利用含塵氣流的動能,以提高捕集效果。 封:就是在不影響操作和生產(chǎn)的前提下,吸塵罩應盡可能將塵源包圍起來。這樣有利于用較少的抽風量達到收塵效果。 便:就是吸塵罩的結(jié)構(gòu)設計應便于操作,便于檢修。 通、近、順、封、便這五個方面是一個整體,不可分割,但也常常發(fā)生矛盾,尤其是近、順、封與便更是常發(fā)生矛盾。當吸塵罩和塵源設置太近時,操作往往不方便。所以,設計過程也是正確處理這些矛盾的過程。 2 幾種吸塵罩的設計問題 2.1 密閉罩的抽風量 僅僅將產(chǎn)生粉塵的設備或地點密閉起來,是不能完全解決粉塵危害的,還必須從罩內(nèi)抽出一定量的氣體,使罩內(nèi)產(chǎn)生一定的負壓,以阻止粉塵外逸。 幾種常見水泥廠設備負壓值見表2。 表2 常用設備密閉罩中的最小負壓值2 序號設備名稱密閉方法最小負壓值H(Pa) 1膠帶運輸機局部密閉上部罩(僅對熱料時用) 4.9下部罩7.8整體密閉罩4.9大容積密閉罩2.52回轉(zhuǎn)式包裝機大容積密閉罩4.93振動篩局部密閉罩1.5整體式或大容積式密閉罩1.04回轉(zhuǎn)篩局部密閉罩1.5整體式或大容積式密閉罩1.05顎式破碎機上部罩2.0下部罩(膠帶機)7.86圓錐破碎機上部罩2.0下部罩(膠帶機)7.87輥式破碎機上部罩2.0下部罩(膠帶機)5.98可逆式錘式破碎機 上部罩14.7下部罩9不可逆錘式破碎機 上部罩下部罩(膠帶機)9.810鼠籠式破碎機下部罩14.711圓盤給料機上部罩(僅對熱料)5.9下部局部密閉7.8給料機與受料設備整體密閉2.512電磁振動給料機 與受料膠帶整體密閉2.513球磨機出料抽氣密閉罩、風量由工藝要求定 P=Q210-6 =4.55.5 為了造成罩內(nèi)負壓,確定除塵抽風量時必須滿足密閉罩內(nèi)進、排風量的總平衡。在大多數(shù)情況下,其抽風量主要由兩個方面組成:運動物料帶入的風量;密閉罩漏氣處吸收的風量。這兩部分風量一般可按下面方法進行確定。 (1)按漏風面積計算風量 這種方法只適用于大容積密閉罩。 Q=3600VF (1) (2)按發(fā)氣量和漏風面積計算風量 這種方法只適用于有些設備本身在罩內(nèi)產(chǎn)生大量氣體,如:反擊式破碎機等,這些氣體量大大超過漏風量。 Q=3600VF+Q0 (2) (3)按換氣次數(shù)計算風量 這種方法計算簡單,但確定換氣次數(shù)較困難,一定要掌握好,否則不準確。 Q=60ns (3) (4)按截面風速計算風量 為了避免因排風而使物料損失過多,常用這種方法計算大容積密閉罩或密閉室抽風量。在此情況下,一般抽風口設在密閉罩上部。 Q=3600fVJ (4) (1)(4)式中: Q抽風量,m3/h; F密閉罩上開啟孔口及漏風總面積,m2; 設計安全系數(shù),一般按=1.051.1; V通過漏風處或孔口的風速,m/s,一般按V=14m/s; Q0密閉罩內(nèi)產(chǎn)生的氣體,m3/h; n換氣次數(shù),次/min; s密閉罩總?cè)莘e,m3; f密閉罩截面面積,m2; VJ垂直于密閉罩的平均風速,m/s,一般按VJ=0.250.5m/s。 2.2 敞口罩的風量計算2.2.1 吸風口的氣體運動規(guī)律 在吸風口處,氣體在吸風口內(nèi)負壓的作用下,從周圍向吸風口匯集,氣流流線的密度自吸風口外向口內(nèi)迅速增加,空氣質(zhì)點的流速也由外面向吸風口迅速提高,在入口斷面處速度達到最大。在離吸風口一倍D處(D為吸風口直徑),速度為吸風口內(nèi)速度的10%左右。這一情況對正確認識和使用敞口吸塵罩十分重要。2.2.2 吸風罩風量計算 (1)有邊和無邊圓形及無邊矩形吸塵罩抽風量 Q=3600V(102+F) (5) (2)有邊矩形吸風口抽風量 Q=3600V(F0.181.5+CF)/C (6) (5)(6)式中: V軸線上距罩口x處的風速,m/s; 從粉塵飛揚點到吸塵罩口的距離,m; Q抽風量,m3/h; F罩口面積,m2; C根據(jù)邊長比而確定的校正系數(shù),具體數(shù)值見表3。 (3)在其它情況下的風量計算見表4。 表3 邊長比與校正系數(shù)的關系2 邊長比0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0C0.0460.0720.0900.1050.1170.1260.1320.1380.1420.144表4 幾種吸塵罩風量計算2 注:L罩口長度,m;V風速,m/s;W罩口寬度,m;F罩口面積,m2;P工作臺周長,m;F框門面積,m2,其它同前。 (4)有上升熱氣流的吸塵罩抽風量 由于熱源的存在,熱空氣帶著粉塵上升,此時,吸塵罩常設計為傘形罩,這種傘形罩一般高懸在發(fā)熱設備的上方(圖2)。 圖2 高懸罩工作原理圖 當罩口高度h1.5或h1m時稱為低懸罩，其誘導空氣可以不計;對于h1.5的罩稱為高懸罩。由于高懸罩h較大,因而誘導空氣量較多,高度愈大,帶入氣體體積愈大,那么