南昌大學(xué)大氣污染控制工程

大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 2009年 6月 8 日目錄課程設(shè)計(jì)的目的2課程設(shè)計(jì)題目描述和要求2設(shè)計(jì)說明書3一、工廠污染情況3二、污染防治的必要性32、1什么是大氣污染32、2大氣污染的危害4三、凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程5四、集氣罩的集氣機(jī)理7五、集氣罩以及管道的設(shè)計(jì)要求9六、集氣罩的優(yōu)缺點(diǎn)11七、集氣罩的設(shè)計(jì)原則11八、設(shè)計(jì)參數(shù)13設(shè)計(jì)計(jì)劃書13一、集氣罩設(shè)計(jì)131、1集氣罩尺寸的確定131、2集氣罩排風(fēng)量的確定151、3集氣罩高度的確定151、4集氣罩壓力損失的計(jì)算15二、管道布置圖162.1走向原則162.2走向分類16三、管道、彎頭及三通設(shè)計(jì)163、1管道設(shè)計(jì)173、2彎頭設(shè)計(jì)183、3三通設(shè)計(jì)19四、傘形風(fēng)帽設(shè)計(jì)20五、總壓損設(shè)計(jì)205、1總壓損設(shè)計(jì)205、2驗(yàn)證并連管路壓力平衡21六、風(fēng)機(jī)的確定216、1風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的計(jì)算風(fēng)量216、2風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的計(jì)算風(fēng)壓226、3風(fēng)機(jī)的選擇226、4電機(jī)的選擇23總結(jié)23參考書目24課程設(shè)計(jì)的目的 課程設(shè)計(jì)的目的在于進(jìn)一步鞏固和加深課程理論知識，并能結(jié)合實(shí)踐，學(xué)以致用。通過課程設(shè)計(jì)，掌握大氣污染控制工程各基本原理和基本設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，培養(yǎng)我們解決實(shí)際問題的能力。通過課程設(shè)計(jì)，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)理論與生產(chǎn)實(shí)際知識來分析和解決設(shè)計(jì)問題的能力。本設(shè)計(jì)為某工廠集氣罩的設(shè)計(jì)，結(jié)合大氣污染控制工程的內(nèi)容，及各種參考資料，完成集氣罩的設(shè)計(jì)，了解工藝設(shè)計(jì)流程，以及集氣罩除塵的工作原理。并且在設(shè)計(jì)過程中：（1）了解工程設(shè)計(jì)中的基本方法步驟，技術(shù)資料的查找與應(yīng)用。（2）學(xué)會基本的計(jì)算方法和進(jìn)行繪圖能力的訓(xùn)練。（3）綜合運(yùn)用本課程及有關(guān)課程的理論知識解決工程設(shè)計(jì)中的實(shí)際問題。（4）熟悉、貫徹國家環(huán)境保護(hù)法及其他有關(guān)政策。課程設(shè)計(jì)題目描述和要求1）在污染設(shè)備的頂部設(shè)計(jì)二個(gè)傘形集氣罩。設(shè)計(jì)要求：使用材料為鋼板，罩口邊須距污染面積H=600 mm。2）設(shè)計(jì)一套管路使集氣罩與除塵器形成一個(gè)除塵系統(tǒng)。設(shè)計(jì)要求：所用除塵器為LD14型布袋除塵器，使用相對粗糙度為K=0.15的鋼管，彎頭及三通設(shè)備自取，排氣筒口需離地面高12m。3）選擇一臺風(fēng)機(jī)使個(gè)除塵系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)要求：最大風(fēng)量不超過25200 m3/h。4）使用計(jì)算機(jī)繪圖，并用A2圖紙打印。5）要求說明書以及計(jì)算書內(nèi)容完整、簡潔明了，排版工整、計(jì)算正確。6）設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)能較好地表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，要求內(nèi)容完整，布局合理，正確清晰，符合制圖標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定。設(shè)計(jì)說明書一、工廠污染情況該工廠有兩個(gè)污染源，主要產(chǎn)生輕礦物粉塵，以輕微速度發(fā)散到尚屬平靜的空氣中。產(chǎn)生污染的設(shè)備如下圖：圖一要求設(shè)計(jì)集氣罩收集工廠的粉塵，設(shè)計(jì)管道輸送粉塵到布袋除塵器，從而達(dá)到凈化工廠空氣的目的，使工廠員工有較好的工作環(huán)境。二、污染防治的必要性2、1什么是大氣污染大氣是環(huán)境的組成部分，是人類和動植物攝取氧氣的源泉，是植物進(jìn)行光合作用所需二氧化碳的貯存庫，也是環(huán)境中能量流轉(zhuǎn)的重要環(huán)節(jié)。大氣是多種氣體的混合物，其組成基本上是恒定的。但由于人口增多，工業(yè)發(fā)展，向大氣中排放的有害氣體及飄塵越來越多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過大氣自凈能力，使大氣的組成發(fā)生變化，有害氣體危害了人類的生存和發(fā)展，就形成了大氣污染。大氣污染可以根據(jù)污染物的不同，分為氮氧化物污染、硫氧化物污染、碳氧化物污染及飄塵污染。1氮氧化物污染: 主要污染物是一氧化氮和二氧化氮。大氣中的氮氧化物大約有2/3來自煤炭及石油產(chǎn)品燃燒，以及生產(chǎn)氮肥、有機(jī)中間體、金屬冶煉時(shí)產(chǎn)生的廢氣。燃燒1噸煤能產(chǎn)生3.6千克9千克二氧化氮。還有約1/3來自汽車的尾氣。少量是由于自然界的火山爆發(fā)、雷擊閃電等使大氣中的氮和氧化合生成的。大氣中氮氧化物含量達(dá)到一定程度時(shí)，如果還有碳?xì)浠衔?、硫氧化物等存在，就可能發(fā)生“光化學(xué)煙霧”，危害人類健康。2硫氧化物污染: 主要污染物是二氧化硫，還包括硫酸及硫酸鹽的微粒等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年由于人類活動排放到大氣中的二氧化硫超過一億五千萬噸。其中2/3來自煤炭燃燒，l/5來自石油的燃燒。大氣中硫氧化物含量大時(shí)，就可能形成酸雨。世界八大公害之一的比利時(shí)馬斯河谷事件就是由于二氧化硫污染造成的。3碳氧化物污染:主要污染物是一氧化碳和二氧化碳。大氣中的碳氧化物主要來自煤炭和石油的燃燒。碳和碳的化合物在空氣不充足的情況下燃燒，就會產(chǎn)生一氧化碳。例如，l噸鍋爐工業(yè)用煤燃燒約產(chǎn)生1.4千克一氧化碳；l噸居民取暖用煤燃燒約產(chǎn)生20千克以上的一氧化碳；一輛行駛中的汽車，每小時(shí)約產(chǎn)生l千克l.5千克一氧化碳。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年排入大氣中的一氧化碳約2.4億噸，而且一氧化碳不能氧化，不易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因此，一氧化碳對環(huán)境的污染絕不能忽視。二氧化碳雖然不是有毒物質(zhì)，但大氣中含量過高，就會形成“溫室效應(yīng)”，有可能給全球帶來巨大災(zāi)難。4大氣飄塵污染: 大氣中彌漫著的固體和液體微粒，粒徑大約在1.0107 m1.0105 m之間，長期懸浮不落的，稱為“大氣飄塵”。飄塵的成分復(fù)雜，形態(tài)萬千，往往是其他多種污染物的“載體”和“催化劑”。大氣中飄浮著因核爆炸而產(chǎn)生的放射性灰塵時(shí)，會使人引起慢性放射性病或皮膚慢性損傷。因此，大氣飄塵是危害較大的大氣污染物之一。2、2大氣污染的危害該工廠的主要污染物是礦物粉塵，且以輕微速度散發(fā)到尚屬平靜的空氣中，造成污染物不能及時(shí)的擴(kuò)散，從而造成其弄懂不能及時(shí)得到稀釋，對人體、對生產(chǎn)、對產(chǎn)品質(zhì)量、對環(huán)境、對自然景觀的美觀、對生態(tài)平衡都有影響。粉塵排入大氣會造成大氣污染，很多有害氣體、液體或某些金屬元素都能吸附在其上，隨著人的呼吸而被帶入肺部深處或粘附在支氣管的管壁上，引起或加重呼吸器官的各種疾病。另外，空氣中的粉塵還會降低大氣的能見度，促使煙霧的形成，使太陽輻射能的傳遞受到影響?？諝庵械姆蹓m落到機(jī)器的轉(zhuǎn)動部件上，會加速轉(zhuǎn)動部件的磨損，降低機(jī)器工作的精度和壽命。粉塵彌漫在車間，還可降低可見度，影響視野，妨礙操作，降低勞動生產(chǎn)率，甚至?xí)斐墒鹿省?生產(chǎn)過程中，工人長時(shí)間吸入粉塵，能引起肺部組織纖維化病變，硬化，喪失正常的呼吸功能，導(dǎo)致塵肺病。塵肺病是無法痊愈的職業(yè)病。此外，部分粉塵還可以引發(fā)其他疾病，如造成刺激性疾病（瀝青煙塵、石灰、皮毛引起的皮炎），急性中毒（如鉛煙、錳塵等），致癌率增高（如石棉、放射性物質(zhì)粉塵）。影響粉塵的致病因素：粉塵的沉積量、粉塵的致病性、吸入量。1）、粉塵在肺泡里的沉積量是發(fā)生塵肺病的首要條件，粉塵粒徑越小、表面活性越大、所帶電荷越多、越容易在肺泡內(nèi)沉積。2）、粉塵中的游離二氧化硅（不與其他元素化合物結(jié)合在一起的二氧化硅）含量越高，發(fā)病時(shí)間越短，病變發(fā)展越快，危害越大。3）、粉塵的吸入量，作業(yè)場所中粉塵的濃度越高、有塵作業(yè)的勞動強(qiáng)度越大、接觸粉塵的時(shí)間越長，粉塵的吸入量就越多，越容易得塵肺病。 由此可知，采取一定措施防治大氣污染,降低污染物的濃度，不僅是為工人的健康著想，更是為公司的利益做鋪墊，只有好的工作環(huán)境才能提高工人的工作積極性，公司的生產(chǎn)效率就會上來，生產(chǎn)效率上來公司員工的福利待遇就會跟著好起來，最終就會吸引更多的優(yōu)秀人才來到公司，為公司做貢獻(xiàn)。三、凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程局部排氣系統(tǒng)的基本組成如下圖所示，主要由以下幾部分組成：局部排氣凈化系統(tǒng)示意圖1、 集氣罩 2、風(fēng)管 3、凈化設(shè)備 4、煙囪該工廠的主要污染物為輕礦物粉塵，在設(shè)計(jì)中所使用的凈化裝置為LD14型袋式除塵器，凈化氣體通過風(fēng)機(jī)，經(jīng)由煙囪排出工廠，其的流程圖及凈化系統(tǒng)如下所示：污染源傘形集氣罩LD14型袋式除塵器風(fēng)機(jī)煙囪圖一.凈化系統(tǒng)圖簡易流程圖凈氣含塵氣體濾袋圖二 袋式除塵器四、集氣罩的集氣機(jī)理在工業(yè)生產(chǎn)過程中，控制氣態(tài)和顆粒狀污染物的方法，通常在有害物質(zhì)發(fā)生源處或近旁設(shè)置集氣罩，利用風(fēng)機(jī)做動力，將生產(chǎn)過程產(chǎn)生的污染源在擴(kuò)散到大氣之前，盡量將高濃度氣體吸入罩內(nèi)，進(jìn)入凈化系統(tǒng)，經(jīng)凈化處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排入大氣。由于設(shè)備污染源和生產(chǎn)操作工藝的不同，相應(yīng)集氣罩的形式是多種多樣的。合理的設(shè)計(jì)和正確的使用對凈化系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有直接影響，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要有通風(fēng)量和壓損兩部分。H0.4H300500等速線污染源流線Q圖三 .集氣罩的集氣機(jī)理研究集氣罩罩口氣流運(yùn)動的規(guī)律是對于集氣罩有效捕集污染物是十分重要的。集氣罩罩口氣流運(yùn)動方式有兩種：一種是吸氣口氣流的吸入流動；一種是吹氣口氣流的吹出流動。吸入氣流原理：一個(gè)敞開的管口是最簡單的吸氣口當(dāng)吸氣口吸氣時(shí)，在吸氣口附近形成負(fù)壓，周圍空氣從四面八方流向集氣口，形成吸入氣流或匯流。當(dāng)吸氣口面積很小時(shí)，可視為點(diǎn)匯流。假定流動沒有阻力，在吸氣口外氣流流動的流線是一吸氣口為中心的徑向線，等速面是以吸氣口為球心的球面，如圖四-a示：圖四 點(diǎn)電匯氣流流動情況由于通過每個(gè)等速面的吸氣量相等，假定點(diǎn)匯流的吸氣量為Q，等速面的半徑為r1和r2，相應(yīng)的氣流速度為和，則有 或 （1-1）若在吸氣口的四周加上擋板，如圖四-b所示：吸氣范圍減少一半，其等速面為半球面，則吸氣口的吸氣量為:（12）比較（1）式和（2）式可以看出，在同樣的距離上造成同樣的吸氣速度，即達(dá)到同樣的控制效果時(shí)，吸氣口不設(shè)擋板的吸氣量比加設(shè)擋板時(shí)大一倍。或者說，在吸氣量相同的情況下，在相同的距離上，有擋板的吸氣口的吸氣速度比無擋板的大一倍。因此，在設(shè)計(jì)外部集氣罩時(shí)，應(yīng)盡量減少吸氣范圍，以增強(qiáng)控制效果。另一種是吹氣口氣流的吹出流動。該除塵流程設(shè)備采用吸氣口氣流的外部集氣罩。五、集氣罩以及管道的設(shè)計(jì)要求（一）集氣罩的設(shè)計(jì)要求集氣罩的設(shè)計(jì)主要包括結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)及性能參數(shù)計(jì)算。集氣罩設(shè)計(jì)的合理是指用較小的排風(fēng)量就可以有效的控制污染物的擴(kuò)散。反之，用很大的排風(fēng)量也不一定能達(dá)到預(yù)期的效果。因此，集氣罩在凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中占有非常重要的位置。本設(shè)計(jì)要求去除工廠污染源產(chǎn)生的輕礦物粉塵，集氣罩得設(shè)計(jì)要求如下：（1）在污染設(shè)備的頂部設(shè)計(jì)二個(gè)傘形集氣罩。設(shè)計(jì)要求：使用材料為鋼板，罩口邊須距污染面積H=600 mm。（2）設(shè)計(jì)一套管路使集氣罩與除塵器形成一個(gè)除塵系統(tǒng)。設(shè)計(jì)要求：所用除塵器為LD14型布袋除塵器，使用相對粗糙度為K=0.15的鋼管，彎頭及三通設(shè)備自取，排氣筒口需離地面高12m。（3）選擇一臺風(fēng)機(jī)使個(gè)除塵系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)要求：最大風(fēng)量不超過25200 m3/h。（二）管道的設(shè)計(jì)要求1、管道布置一般原則：（1）管道布置應(yīng)減少阻力，采用圓形風(fēng)道強(qiáng)度大，耗用材料少，但是占用空間大。矩形風(fēng)道管件占用空間小，因此易布置。根據(jù)具體情況也可以采用其他的形狀，以充分了利用建筑空間。（2）管道敷設(shè)的原則 管道敷設(shè)有兩種形式：明裝和暗裝。在實(shí)際運(yùn)用中常采用明裝，因?yàn)樗阌跈z修，不能用明裝時(shí)采用暗裝。管道應(yīng)盡量集中成列，平行敷設(shè)，并盡量沿墻或柱子敷設(shè)，管徑大的和保溫管應(yīng)設(shè)在靠墻側(cè)。管道與梁、柱、墻。設(shè)備及管道之間應(yīng)有一定的距離，以滿足施工、運(yùn)行、檢修和熱脹冷縮的要求。一般設(shè)計(jì)原則為：不保溫管道與墻的距離應(yīng)根據(jù)焊接要求考慮，管道外壁與墻的距離一般不小于150200mm。管道與梁、柱、墻、設(shè)備的距離可比與墻的距離減少50mm，在該處不應(yīng)有焊接接頭。兩根管平行布置時(shí)，不保溫管道不小于150200mm。當(dāng)管道受熱伸長或冷縮后，上述間距均應(yīng)不小于25mm。水平管道應(yīng)有一定的坡度，以便于放水、放氣、疏水和防止積塵，一般坡度為0.0020.005。坡度應(yīng)考慮斜向風(fēng)機(jī)方向，并應(yīng)在風(fēng)管的最低點(diǎn)和風(fēng)機(jī)底部裝設(shè)水封泄液管。（3）管道應(yīng)盡量避免遮擋室內(nèi)光線和妨礙門窗的關(guān)閉，不應(yīng)影響正常的生產(chǎn)操作。（4）管道的支撐原則 注意管道不宜與閥件直接支撐在設(shè)備上，應(yīng)該單獨(dú)支架或吊架。管道的焊接縫位置應(yīng)布置在施工方便和受力較小的地方。焊縫不得位于支架處。焊縫與支架的距離不應(yīng)小于管徑，至少不得小于200mm。（5）管道連接的原則 在以焊接為主要的連接方式的管道中，應(yīng)設(shè)置足夠數(shù)量的法蘭連接處。在以螺紋連接為主的管道中應(yīng)設(shè)置足夠數(shù)量的活接頭，以便于暗轉(zhuǎn)、拆卸和檢修。（6）風(fēng)管上應(yīng)設(shè)置必要的調(diào)節(jié)和測量裝置，如閥門、壓力表、溫度計(jì)、風(fēng)量測量孔及采樣孔等，或者預(yù)安裝測量裝置的接口。（7）管道設(shè)計(jì)中既要考慮便于施工，又要保證嚴(yán)格不漏。整個(gè)系統(tǒng)要求漏損小，以保證吸風(fēng)口有足夠的風(fēng)量。2、除塵管道布置原則：除應(yīng)遵守上述一般原則外，還應(yīng)滿足以下要求：除塵管道力求順直，保證氣流通暢。當(dāng)必須水平敷設(shè)時(shí)，要有足夠的流速以防止積塵。對易產(chǎn)生積灰的管道，必須設(shè)置清灰孔；為減輕風(fēng)機(jī)磨損，特別當(dāng)氣體含塵濃度較高時(shí)（大于3g/）,應(yīng)將凈化裝置設(shè)在風(fēng)機(jī)的吸入段；分支管與水平管或傾斜主干管連接時(shí)，應(yīng)從上部或側(cè)面接入。三通管的夾角一般不大于300。當(dāng)有幾個(gè)支管會和于同一主干管時(shí)，匯合點(diǎn)最好不設(shè)在同一斷面上。六、集氣罩的優(yōu)缺點(diǎn)1、集氣罩的優(yōu)點(diǎn)外部集氣罩用在應(yīng)工藝或操作條件的限制，不能將污染源密閉起來的場合，其特點(diǎn)是為了得到較大速度的氣流，往往需要很大的排風(fēng)量。外部集氣罩利用罩口抽吸作用造成罩口附近所需的氣流速度，能防止有害物質(zhì)的擴(kuò)散和逸出。2、集氣罩的缺點(diǎn)外部集氣罩易受外界干擾、影響工藝操作，當(dāng)外部集氣罩罩口必須遠(yuǎn)離污染源時(shí)，外部集氣罩不能有效的集氣，宜采用設(shè)有吹出氣流裝置的吹吸式集氣罩。七、集氣罩的設(shè)計(jì)原則集氣罩設(shè)計(jì)得合理，使用較小的排風(fēng)量就可以有效地控制污染物的擴(kuò)散。反之，用很大的排風(fēng)量也不一定達(dá)到預(yù)期的效果。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn);1. 集氣罩應(yīng)盡可能將污染源包圍起來，使污染物擴(kuò)散限制在最小范圍內(nèi)，以便防止橫向氣流干擾，減少排風(fēng)量；2. 集氣罩的吸氣方向盡可能與污染氣流運(yùn)動方向一致，充分利用污染氣流的初始動能；3. 盡量減少集氣罩的罩口面積，以減少排放量；4. 集氣罩的吸氣氣流不經(jīng)允許先經(jīng)過工人的呼吸區(qū)再進(jìn)入罩內(nèi)。5. 集氣罩的記過不應(yīng)該妨礙工人操作和設(shè)備檢修6、吸風(fēng)位置不宜設(shè)在物料集中地點(diǎn)和飛濺區(qū)內(nèi)，避免把大量物料吸入凈化系統(tǒng)。7、罩內(nèi)應(yīng)保持一定的均勻負(fù)壓，避免污染物外逸。8、設(shè)計(jì)外部集氣罩時(shí)：1 使用外部集氣罩時(shí)為了有效的控制、捕集粉塵和有害氣體，在不妨礙生產(chǎn)操作的情況下，應(yīng)盡可能使外部集氣罩的罩口靠近污染源或揚(yáng)塵點(diǎn)，以使整個(gè)污染源或所有的揚(yáng)塵點(diǎn)都處于必要的風(fēng)速范圍。2 罩口尺寸應(yīng)以有效控制污染源和不影響操作為原則，只要條件允許為提高集氣罩的控制效果，減少無效氣流的吸入，罩口應(yīng)加設(shè)法蘭邊。上部集氣罩的吸入氣流易受橫向氣流的影響，最好靠墻布置，或在罩口四周加設(shè)活動板。3 污染后的氣體，應(yīng)不再經(jīng)過人員操作區(qū)，并防止干擾氣流將其再次吹散，要使污染氣流的流程最短，盡快地吸入罩口內(nèi)。4 連接罩子的吸風(fēng)管應(yīng)盡量置于粉塵或污染氣體散發(fā)中心。罩口大而罩身淺的罩子氣流會幾種驅(qū)向吸風(fēng)管口正中，為獲得均勻的罩口氣流，可采用條縫罩、管口前加擋板或改用多吸風(fēng)管的方法。5 為保證罩口吸氣速度均勻，集氣罩的夸張角不應(yīng)大于。當(dāng)污染源的平面尺寸較大時(shí)，為降低罩高度，可以將罩分割成幾個(gè)小罩子，還可以在罩口加設(shè)擋板或氣流分布板，以保證罩口氣流速度分布均勻。冷凝過程集氣罩如下圖所示：上部集氣罩HAB八、設(shè)計(jì)參數(shù) 產(chǎn)生污染源設(shè)備情況：立方體12006001000mm3 操作條件：20，101.3kPa墻厚：240mm 方塊柱：300300mm車間大門：20102010mm2鋼管相對粗糙度 K=0.15管外徑：D=750mm 鋼管相對粗糙度為K=0.15排氣筒口離地面高12m 三通管的摩擦阻力系數(shù)為0.12LD14-84型袋式除塵器：阻力：980Pa 長：4503mm 寬：2250mm 進(jìn)口高度：3653mm 出口高度：8810mm 過濾面積：168m2 最大風(fēng)量：25200m3/h傘形集氣罩：罩口邊距污染源距離H=600mm；罩口吸入速度取0.7m/s;壓損系數(shù)為0.235設(shè)計(jì)計(jì)劃書一、集氣罩設(shè)計(jì)1、1集氣罩尺寸的確定集氣罩尺寸及示意圖LDddD圖五 上部集氣罩與污染源的相對尺寸Q1污染物發(fā)生量；Q2吸入室內(nèi)空氣量；Q3集氣罩排風(fēng)量；L3罩口法蘭邊全廠；G3集氣罩接風(fēng)管場邊尺寸；L1污染源場邊尺寸；H罩口距污染源距離。集氣罩連接風(fēng)管的特征尺寸為d，是方形的為短邊。污染源的特征尺寸為E，是方形為短邊。集氣罩口的特征尺寸為D，是方形為短邊。集氣罩距污染源的垂直距離H，則應(yīng)該滿足dE0.3 (1-1) ；1.0DE2.0(1-2)；E0.7 （若影響操作，可適當(dāng)增大）； LD3 ,D4d； (1-3)則集氣罩得尺寸確定如下：已知：E=600mm,H=600mm,擴(kuò)張角小于60。則(1)d180mm,擬定接風(fēng)口的特征尺寸d=400mm，即集氣罩連接風(fēng)口的特征尺寸為400mm。 （2）600D1200,取D=1100mm，即集氣罩的特征尺寸為1100mm； (3)同時(shí)D4d，經(jīng)驗(yàn)證符合條件；（4）L1200。對于外部集氣罩，為保證罩口吸氣速度均勻，集氣罩的擴(kuò)張角不應(yīng)大于600。則有，即L可以取800mm。則集氣罩罩口面積：集氣罩接風(fēng)管面積： (1-4) 1、2集氣罩排風(fēng)量的確定排風(fēng)量 P-罩口敞開面周長，m；H-罩口至污染源距離，m；-控制速度，m/s；K-考慮高度速度分布不均勻的安全系數(shù)，通常取K=1.4P=3.45m (1-5)1、3集氣罩高度的確定罩口距污染源的距離由參考系數(shù)有H=600mm,以及污染源的立體高度1000mm,即得到集氣罩的高度即600+1000=1600mm。1、4集氣罩壓力損失的計(jì)算 式中：壓力損失系數(shù)，集氣罩為圓臺，壓損系數(shù)選擇為0.235 pv-氣流的動壓，Pa; -氣流的速度，m/s-氣流的密度，kg/，20時(shí)為1.204 kg/ (1-6)直管速度控制在1020m/s,基本符合要求。則集氣罩的壓力損失 (1-7)二、管道布置圖管道的走向是根據(jù)設(shè)備排列情況和相應(yīng)的除塵設(shè)備位置而定。2.1走向原則 管道走向以短而直為佳。所謂短，就是管道的長度小，因?yàn)槟Σ磷枇?管內(nèi)徑管道長度，管長短則摩擦阻力小。所謂直就是管道的局部阻力系數(shù)小，局部阻力的部位少。特別是在支管和小風(fēng)量的干管上力求短而直。因?yàn)槟Σ磷枇ο禂?shù)在風(fēng)速一定的情況下，風(fēng)量越小，摩擦阻力系數(shù)越大，則摩擦阻力增加。2.2走向分類 除塵管道的走向可概括為以下三種類型：支管道在干管一側(cè)平行排列；支管道在干管道兩側(cè)平行排列；支管道成不規(guī)則排列。管道布置圖如下：三、管道、彎頭及三通設(shè)計(jì)3、1管道設(shè)計(jì)(1)圓形管內(nèi)氣流速度的確定由集氣罩連接風(fēng)口特征尺寸為400mm，選取直徑為400mm的管道。查除塵管內(nèi)最低氣流速度表知垂直管的速度為12m/s，水平管的速度為14m/s。按管道內(nèi)的體積流量計(jì)算公式：式中：Q-流體體積流量，m3/s; D-管道直徑，m -管內(nèi)的平均流速，m/s得則管道內(nèi)氣流速度 （1-8）含塵氣體管道風(fēng)速一般取1525m/s，基本符合條件。（2）管道阻力損失計(jì)算QL1L2L3L4L5除塵器L1L6Q各管長如下：L1=1003mm ，L2=5821mm ， L3=342mm ， L4=1000mL5=5300mm ，L6=12m管道阻力損失為:式中：K -鋼管相對粗糙度,K=0.15;L-管道長度，m; -氣體密度，時(shí)=1.204氣流速度，。 （1-9）(3) 局部阻力損失計(jì)算各管件局部壓損系數(shù)（查手冊）為:集氣罩 0.19，90彎頭 120彎頭 30三通吸氣頭 對于管路L1和L2： (1-10)對于管路L3： (1-11)則管道L1和L2的總壓損：管路L3的總壓損： （1-12）3、2彎頭設(shè)計(jì)集氣罩風(fēng)口連接處連接選擇大圓角900直徑為330mm的彎頭，除塵器后的管道連接選擇900直徑為480mm的彎頭，連接垂直與水平的管道。其局部阻力系數(shù)查表為0.175。 圖八.彎頭示意圖除塵器后有兩個(gè)彎頭，氣流速度近似等于流出三同時(shí)的速度，則其壓損為： （1-13）3、3三通設(shè)計(jì)=400mm 所以 =550mm =2.022=4.04/s所以經(jīng)過三通后的速度 （1-14）L5（550-400）=750m兩進(jìn)管口處的壓力損失為： （1-15）出口管的壓力損失為： （1-16）三通管后直管的壓力損失為： （1-17）氣體流經(jīng)三通后，氣流速改變，由后面三通計(jì)算知，氣流速度為29.46m/s,則，設(shè)置袋式除塵器后彎頭的局部阻力損失為： (1-18)布袋除塵器與風(fēng)機(jī)之間管道的壓損及煙囪的壓損為： （1-19）四、傘形風(fēng)帽設(shè)計(jì)煙囪直徑 D=550mm,傘形風(fēng)帽的壓力損失，風(fēng)機(jī)出口=0.1，傘形風(fēng)帽（h/D=0.5）=1.3則其局部壓力損失: （1-20）五、總壓損設(shè)計(jì)5、1總壓損設(shè)計(jì)（1）直管管道的總壓力損失為： =23.9+116.4+44.5+22.2+149.9+266.4 =623.3Pa（2）彎頭總的局部壓力損失為： =64.4+63.7+67.8 =195.9Pa（3）三通的壓力損失為:(4)集氣罩的總壓損為：（5）設(shè)布袋除塵器的局部損失為：（6）風(fēng)機(jī)和傘形風(fēng)帽的壓力損失為： 則總的壓力損失為總= =623.3+195.9+49.8+62.4+980+317 =2168.9Pa5、2驗(yàn)證并連管路壓力平衡對于管路L1和L2：對于管路L3：則管道L1和L2的總壓損：管路L3的總壓損：節(jié)點(diǎn)壓力平衡 。六、風(fēng)機(jī)的確定6、1風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的計(jì)算風(fēng)量風(fēng)機(jī)的風(fēng)量計(jì)算公式：式中：Q-管道計(jì)算的總風(fēng)量，m3/h K1-考慮系統(tǒng)漏風(fēng)所附加的安全系數(shù)。一般管道取0.1；除塵管道的取0.10.15。則，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量為：6、2風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的計(jì)算風(fēng)壓通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓計(jì)算公式：式中：管道計(jì)算的總壓力損失，Pa；考慮管道計(jì)算誤差及系統(tǒng)漏風(fēng)等因素所采用的安全系 數(shù)。一般管道取0.10.15，除塵管道取0.150.2； 、通風(fēng)機(jī)性能表中給出的標(biāo)定狀態(tài)的空氣密度、壓力、溫度。一般來說，=101.3kpa,對于通風(fēng)機(jī)=293，=1.2kg/m3,對于引風(fēng)機(jī)=293，=0.745kg/m3； 、運(yùn)行工況下進(jìn)入風(fēng)機(jī)時(shí)的氣體密度、壓力、溫度。設(shè)計(jì)選取引風(fēng)機(jī)，則風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓6、3風(fēng)機(jī)的選擇依據(jù)作用機(jī)理不同，風(fēng)機(jī)一般分為離心式、軸流式、貫流式3種。常用的是離心式和軸流式風(fēng)機(jī)。根據(jù)壓力風(fēng)機(jī)可分為高壓風(fēng)機(jī)（p3000Pa）、中壓風(fēng)機(jī)（1000Pap3000Pa）,低壓風(fēng)機(jī)（p1000Pa）。在選擇風(fēng)機(jī)時(shí)，應(yīng)注意一下問題（1）根據(jù)輸送氣體的性質(zhì)，如氣體的含塵濃度、腐蝕性與爆炸性成分的含量、濕度、溫度等來確定風(fēng)機(jī)的類型。（2）根據(jù)所需風(fēng)量、風(fēng)壓或選定的風(fēng)機(jī)類型，來確定風(fēng)機(jī)的型號。（3）考慮到管道可能漏風(fēng)，有些阻力計(jì)算不夠完善，選用風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與風(fēng)壓應(yīng)大于通風(fēng)計(jì)算的風(fēng)量和風(fēng)壓。計(jì)算出和后，即可按風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣把你給出的性能曲線后表格選擇所需風(fēng)機(jī)的型號規(guī)格。,選用低壓風(fēng)機(jī)根據(jù)上述風(fēng)速和風(fēng)壓，在風(fēng)機(jī)樣本上選擇T4-72型，NO5A離心通風(fēng)機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速N