大氣污染課程設(shè)計(jì)第五組教材

1、 組 別： 環(huán)保 1323 五組 組 長(zhǎng)： 劉忠明 組 員： 劉忠明 張坤 唐文萌 張馳 周健 指導(dǎo)老師： 蔣成義老師 目錄 1 旋風(fēng)除塵器工作原理 1 1.1 氣流的運(yùn)動(dòng) 1 1.2 塵粒的運(yùn)動(dòng) 1 2 旋風(fēng)式除塵的用途 1 2.1 適應(yīng)的行業(yè) 1 3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 2 3.1 旋風(fēng)式除塵器的特點(diǎn) 2 4 主要設(shè)計(jì)指標(biāo)和安裝 3 4.1 旋風(fēng)式除塵器指標(biāo) 4 5 操作安裝 5 5.1 旋風(fēng)除塵器的操作 5 5.2 安裝條件 6 6 設(shè)備維護(hù) 9 7 故障處理 10 7.1 故障排除 12 大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì) 一、旋風(fēng)除塵器工作原理 1. 旋風(fēng)除塵器工作原理： 1.1 氣流的運(yùn)動(dòng) 普通旋風(fēng)除

2、塵器是由進(jìn)氣管、筒體、錐體和排氣管等組 成, 氣流沿外壁由上向下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。外渦旋，少量氣體沿徑 向運(yùn)動(dòng)到中心區(qū)域，旋轉(zhuǎn)氣流在錐體底部轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋 轉(zhuǎn)。內(nèi)渦旋，氣流運(yùn)動(dòng)包括切向、軸向和徑向、切向速度、 軸向速度和徑向速度。 1.2 塵粒的運(yùn)動(dòng) 切向速度決定氣流質(zhì)點(diǎn)離心力大小，顆粒在離心力作用 下逐漸移向外壁，到達(dá)外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下 沿壁面落入灰斗，上渦旋氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn) 時(shí)，一部分氣流帶著細(xì)小的塵粒沿筒壁旋轉(zhuǎn)向上，到達(dá)頂部 后，再沿排出管外壁旋轉(zhuǎn)向下，最后從排出管排出。 二、旋風(fēng)除塵器的用途 適用行業(yè)：電子業(yè)、制鞋、木業(yè)、食品、飼料、皮革、 化工、橡膠、飼料、研磨、

3、農(nóng)業(yè)、醫(yī)業(yè)、表面處理、電子、 半導(dǎo)體、機(jī)械加工、冶金建材、鑄造、礦山、水泥、采掘的 粉塵粗、中級(jí)凈化等。 旋風(fēng)除塵器是應(yīng)用廣泛的除塵器之一。在應(yīng)用中可單獨(dú) 使用，也可以并聯(lián)和串聯(lián)共用。旋風(fēng)除塵器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 造價(jià)便宜、節(jié)省占地面積、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、操作維修方便、動(dòng) 1 大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì) 力消耗小等優(yōu)點(diǎn)。適用于冶金、鑄造、建材、化工、水泥等 行業(yè)中，捕集干燥的非纖維性顆粒狀粉塵和比重較大的煙塵 除塵，可做回收物料設(shè)備使用。 旋風(fēng)除塵器（簡(jiǎn)稱(chēng)旋風(fēng)器）與其他除塵器相比，具有結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)便宜、維護(hù)管理方便以及適用面寬的特點(diǎn)。旋 風(fēng)器適用于工業(yè)爐窯煙氣除塵和工廠通風(fēng)除塵；工業(yè)氣力輸 送系統(tǒng)氣固

4、兩相分離與物料氣力烘干回收。高性能的旋風(fēng)器 對(duì)于輸送、破碎、卸料、包裝、清掃等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的 含塵氣體除塵效率可以達(dá)到 95% 98%，對(duì)于燃煤爐窯產(chǎn)箋煙 塵除塵效率可以達(dá)到 92% 95%。旋風(fēng)器亦可以作為高濃度除 塵系統(tǒng)的預(yù)除塵器，與其他類(lèi)型高效除塵器合用。旋風(fēng)器具 有可以適宜和于高溫高壓含塵氣體除塵的特點(diǎn)。 三、結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 旋風(fēng)除塵器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、處理風(fēng)量大、金 屬耗用少、阻力小、效率高、占地面積小投資少、簡(jiǎn)裝易行 收效快、沒(méi)有易損件等優(yōu)點(diǎn)， 對(duì)比重較大顆粒粉塵，有較 高的捕集能力，該種除塵設(shè)備不受入口含塵濃度限制，對(duì)腐 蝕性含塵氣體和高溫含塵氣體，同樣可以捕集回收再利用。

5、根據(jù)粉塵濃度，粉塵顆粒分別可以用作一級(jí)除塵或單級(jí)除 塵。旋風(fēng)除塵器于 1885 年開(kāi)始使用，已發(fā)展成為多種型式。 按其流進(jìn)入方式，可分為切向進(jìn)入式和軸向進(jìn)入式兩類(lèi)。 旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造、安裝和維護(hù)管理，設(shè) 大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì) 備投資和操作費(fèi)用都較低，已廣泛用來(lái)從氣流中分離固體和 液體粒子，或從液體中分離固體粒子。在普通操作條件下， 作用于粒子上的離心力是重力的 52500 倍，所以旋風(fēng)除塵 器的效率顯著高于重力沉降室。固體粉塵物理性質(zhì)主要有顆 粒大小、密度與粉塵粒徑分布是影響旋風(fēng)除塵器的重要因 素。含塵氣流中固體顆粒粒徑越大，在旋風(fēng)除塵器中產(chǎn)生的 離心力越大，越有利于分離。所以

6、，大顆粒粉塵中所占有的 百分?jǐn)?shù)越大，則除塵效率越高。顆粒密度的大小直接影響到 臨界直徑。顆粒密度越大，臨界直徑越小，除塵效率越高。 但顆粒密度對(duì)壓力損失影響很小，設(shè)計(jì)計(jì)算中可以忽略不 計(jì)。在處理粗顆粒腐蝕性粉塵時(shí)，其濃度比允許濃度低 1/2-1/3 ，為此可設(shè)計(jì)前一級(jí)預(yù)除塵器。因?yàn)樾L(fēng)除塵器構(gòu) 造簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)部件只有星型卸料器，運(yùn)行管理相對(duì)容易，但 是一但出現(xiàn)磨損、 漏風(fēng)、堵塞等故障時(shí)將嚴(yán)重影響除塵效率。 四、主要設(shè)計(jì)指標(biāo)和安裝 原始資料： 有一臺(tái)鍋爐，處理煙氣量： Q5000m3/h ，排煙 溫度： T 150，入口濃度 C0 10g/m3，要求出口濃度： C 1g/m3。粉塵密度： p 21

7、00kg/m3，粒度分布見(jiàn)原表，設(shè) 計(jì)蝸殼式 XLT 旋風(fēng)除塵器。 大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì) 粒徑范 圍 m 15 510 1030 3060 6080 80 平均徑 dp 3 7.5 20 45 70 90 質(zhì)量分 布 D 6 12 22 29 18 13 分理論 分級(jí)效 率 0.146 0.328 0.653 0.907 0.975 0.991 一、旋風(fēng)除塵器的主要尺寸： 1、初定入口風(fēng)速： 18m/s 2、確定入口斷面積、進(jìn)氣管寬和高: A= Q =0.077m2 3600 Vc 據(jù)書(shū) P98 表 4.7 得尺寸比例選用 XLP/B 3、入口寬度： 1/2 1/2 b=(A/2) 1/2

8、=(0.077/2) 1/2=0.2 4、入口高度： 1/2 1/2 h=(2A) 1/2=(0.077 2) 1/2=0.4 5、實(shí)際風(fēng)速： VC=Q/( 3600 0.39 0.196 ) 18m/s 6、筒體直徑： D0=3.33b=3.33 0.196=0.65m 參考 XLT型產(chǎn)品系列，采取 XLT-B 型。（D0=1.15 ） 7、筒體長(zhǎng)度： L 1=0.7D 0=0.8m 大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì) 8、錐體長(zhǎng)度： H 2=2.3D 0=2.6m 9、排灰口直徑： d e=0.43D 0=0.5m 10、排出管直徑： Dd=0.6D 0=0.7m 二、旋風(fēng)除塵器的效率檢驗(yàn) 已知處理

9、煙氣溫度 T 150，查表或用公式可得常壓下 煙氣密度 g0.9kg/m 3，動(dòng)力黏度 2.4 10-5 Pas 由篩分原理，其粉塵分割粒徑為： dc= 2 18P LQVC2 = 5 18 2.4 10 5 5000 =13 m 2 2100 0.8 18.22 3600 將分割徑代入篩分理論效率公式，將所計(jì)算的分級(jí)效率填入 表中。其總效率為 n Tgi i 0.06 0.146 0.328 0.12 0.22 0.653 0.29 0.907 0.18 0.975 0.13 0.991 0.86 86% 三、壓力損失估算 gVc2 (69) 2 0.9 18.22 2 894.35 268

10、3.04 Pa 四、出口濃度計(jì)算 C (1 0.86) 100% 1.41.5 故合格 五、操作使用 1、旋風(fēng)除塵器的正確操作 1.1 啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作 1) 檢查各連接部位是否連接牢固。 2) 檢查除塵器與煙道，除塵器與灰斗，灰斗與排灰裝置、輸 灰裝置等結(jié)合部的氣密性，消除漏灰、漏氣現(xiàn)象。 大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì) 3) 關(guān)小擋板閥， 啟動(dòng)通風(fēng)機(jī)、 無(wú)異?，F(xiàn)象后逐漸開(kāi)大擋板閥， 以便除塵器通過(guò)規(guī)定數(shù)量的含塵氣體。 1.2 運(yùn)行時(shí)技術(shù)要求 1) 注意易磨損部位如外筒內(nèi)壁的變化。 2) 含塵氣體溫度變化或濕度降低時(shí)注意粉塵的附著、堵塞和 腐蝕現(xiàn)象。 3) 注意壓差變化和排出煙色狀況。因?yàn)槟p和腐

11、蝕會(huì)使除塵 器穿孔和導(dǎo)致粉塵排放， 于是除塵效率下降、 排氣煙色惡化、 壓差發(fā)生變化。 4) 注意除塵器各部位的氣密性，檢查旋風(fēng)筒氣體流量和集塵 濃度的變化。 1.3 作業(yè)后的技術(shù)工作 1) 為防止粉塵的附著和腐蝕，除塵作業(yè)結(jié)束后讓除塵器繼續(xù) 運(yùn)行一段時(shí)間，直到除塵器內(nèi)完全被清潔空氣置換后方可停 止除塵器運(yùn)行。 2) 消除內(nèi)筒、 外筒和葉片上附著的粉塵， 清除灰斗內(nèi)的粉塵。 3) 必要時(shí)修補(bǔ)磨損和腐蝕引起的穿孔。 4) 檢查各部位的氣密性，必要時(shí)更換密封元件。 5) 按照使用說(shuō)明書(shū)的規(guī)定對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行例行保養(yǎng)。2、旋風(fēng)式 除塵器的維護(hù) 旋風(fēng)式除塵器運(yùn)行時(shí)應(yīng)穩(wěn)定運(yùn)行參數(shù)、防止漏風(fēng)和關(guān)鍵部位 磨損、避

12、免粉塵的堵塞，否則將嚴(yán)重影響除塵效果。 大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì) 2.1 穩(wěn)定運(yùn)行參數(shù) 旋風(fēng)式除塵器運(yùn)行參數(shù)主要包括：除塵器入口氣流速度，處 理氣體的溫度和含塵氣體的入口質(zhì)量濃度等。 1) 入口氣流速度。對(duì)于尺寸一定的旋風(fēng)式除塵器，入口氣流 速度增大不僅處理氣量可提高，還可有效地提高分離效率， 但壓降也隨之增大。當(dāng)入口氣流速度提高到某一數(shù)值后，分 離效率可能隨之下降，磨損加劇，除塵器使用壽命縮短，因 此入口氣流速度應(yīng)控制在 1823m/s 范圍內(nèi)。 2) 處理氣體的溫度。因?yàn)闅怏w溫度升高，其粘度變大，使粉 塵粒子受到的向心力加大，于是分離效率會(huì)下降。所以高溫 條件下運(yùn)行的除塵器應(yīng)有較大的入口氣

13、流速度和較小的截 面流速。 3) 含塵氣體的入口質(zhì)量濃度。濃度高時(shí)大顆粒粉塵對(duì)小顆粒 粉塵有明顯的攜帶作用，表現(xiàn)為分離效率提高。 2.2 防止漏風(fēng) 旋風(fēng)式除塵器一旦漏風(fēng)將嚴(yán)重影響除塵效果。據(jù)估算，除塵 器下錐體或卸灰閥處漏風(fēng) 1%時(shí)除塵效率將下降 5%；漏風(fēng) 5% 時(shí)除塵效率將下降 30%。旋風(fēng)式除塵器漏風(fēng)有三種部位：進(jìn) 出口連接法蘭處、除塵器本體和卸灰裝置。引起漏風(fēng)的原因 如下： 1) 連接法蘭處的漏風(fēng)主要是螺栓沒(méi)有擰緊、墊片厚薄不均 勻、法蘭面不平整等引起的。 大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì) 2) 除塵器本體漏風(fēng)的主要原因是磨損，特別是下錐體。據(jù)使 用經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)氣體含塵質(zhì)量濃度超過(guò) 10g/m3時(shí)

14、，在不到 100 天 時(shí)間里可以磨壞 3mm的鋼板。 3) 卸風(fēng)裝置漏風(fēng)的主要原因是機(jī)械自動(dòng)式(如重錘式)卸灰 閥密封性差。 2.3 預(yù)防關(guān)鍵部位磨損 影響關(guān)鍵部磨損的因素有負(fù)荷、氣流速度、粉塵顆粒， 磨損的部位有殼體、圓錐體和排塵口等。防止磨損的技術(shù)措 施包括： 1) 防止排塵口堵塞。主要方法是選擇優(yōu)質(zhì)卸灰閥，使用中加 強(qiáng)對(duì)卸灰閥的調(diào)整和檢修。 2) 防止過(guò)多的氣體倒流入排灰口。使用的卸灰閥要嚴(yán)密，配 重得當(dāng)。 3) 經(jīng)常檢查除塵器有無(wú)因磨損而漏氣的現(xiàn)象，以便及時(shí)采取 措施予以杜絕。 4) 在粉塵顆粒沖擊部位，使用可以更換的抗磨板或增加耐磨 層。 5) 盡量減少焊縫和接頭，必須有的焊縫應(yīng)磨平

15、，法蘭止口及 墊片的內(nèi)徑相同且保持良好的對(duì)中性。 6) 除塵器壁面處的氣流切向速度和入口氣流速度應(yīng)保持在 臨界范圍以?xún)?nèi)。 2.4 避免粉塵堵塞和積灰 大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì) 旋風(fēng)式除塵器的堵塞和積灰主要發(fā)生在排塵口附近，其次發(fā) 生在進(jìn)排氣的管道里。 1） 排塵口堵塞及預(yù)防措施。引起排塵口堵塞通常有兩個(gè)原 因：一是大塊物料或雜物（如刨花、木片、塑料袋、碎紙、 破布等）滯留在排塵口，之后粉塵在其周?chē)鄯e；二是灰斗 內(nèi)灰塵堆積過(guò)多， 未能及時(shí)排出。 預(yù)防排塵口堵塞的措施有： 在吸氣口增加一柵網(wǎng)；在排塵口上部增加手掏孔（孔蓋加墊 片并涂密封膏） 。 2） 進(jìn)排氣口堵塞及其預(yù)防措施。進(jìn)排氣口堵塞現(xiàn)象多

16、是設(shè)計(jì) 不當(dāng)造成的進(jìn)排氣口略有粗糙直角、斜角等就會(huì)形成粉 塵的粘附、加厚，直至堵塞 六、設(shè)備維護(hù) 1. 為防止粉塵的附著和腐蝕，除塵作業(yè)結(jié)束后讓除塵器繼續(xù) 運(yùn)行一段時(shí)間，直到除塵器內(nèi)完全被清潔空氣置換后方可 止除塵器運(yùn)行。 2. 消除內(nèi)筒、 外筒和葉片上附著的粉塵， 清除灰斗內(nèi)的粉塵。 3. 必要時(shí)修補(bǔ)磨損和腐蝕引起的穿孔。 4. 檢查各部位的氣密性，必要時(shí)更換密封元件。 5. 按照使用說(shuō)明書(shū)的規(guī)定對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行例行保養(yǎng)。2、旋風(fēng)式 除塵器的維護(hù)旋風(fēng)式除塵器運(yùn)行時(shí)應(yīng)穩(wěn)定運(yùn)行參數(shù)、防止漏 風(fēng)和關(guān)鍵部位磨損、避免粉塵的堵塞，否則將嚴(yán)重影響除塵 效果。 大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì) 七、故障處理 7.1 旋

17、風(fēng)式除塵器故障排除 旋風(fēng)式除塵器常見(jiàn)故障的現(xiàn)象、原因分析及排除方法介 紹： 故障現(xiàn)象：殼體縱向磨損 原因分析： (1) 殼體過(guò)度彎曲而不圓，造成盛況凸塊 (2) 內(nèi)部焊縫未打磨光滑 (3) 焊接金屬和基底金屬硬度差異較 大，鄰近焊接處的金屬因退火而軟于基體金屬 排除方法： (1) 矯正消除凸形 (2) 打磨光滑，且和殼內(nèi)壁 面一樣光滑 (3) 盡量減小硬度差異 故障現(xiàn)象：殼體橫向磨損 原因分析： (1) 殼體連接處的內(nèi)表面不光滑或不同心； (2) 不同金屬的硬度差異 排除方法： (1) 處理連接處內(nèi)表面， 保持光滑和同心度 ;(2) 減少硬度差異 故障現(xiàn)象：圓錐體下部和排塵口磨損，排塵不良 原

18、因分析： (1) 倒流入灰斗氣體增至臨界點(diǎn)； (2) 排灰口堵 塞或灰斗粉塵裝得太滿(mǎn) 排除方法： (1) 單筒器， 防止氣體漏入灰斗或料腿部； 對(duì)于多管器，應(yīng)減少氣體再循環(huán)； (2) 疏通堵塞，防止灰 斗中粉塵沉積到排塵口高度 故障現(xiàn)象：氣體入口磨損 10 大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì) 原因分析：原因同殼體磨損 排除方法： (1) 對(duì)于切向收縮入口式除塵器， 消除方法 同殼體的預(yù)防措施； (2) 對(duì)于平直擴(kuò)散入口式除塵器， 可在易磨損部位設(shè)置與內(nèi)表面平齊的且能更換的磨板 故障現(xiàn)象：撩撥管磨損 原因分析：排塵口堵塞或灰斗中積灰過(guò)滿(mǎn) 排除方法：疏通堵塞，減少灰斗積灰高度 故障現(xiàn)象：壁面積灰嚴(yán)重 原因分析： (1) 壁面表面不光滑。 (2) 微細(xì)塵粒含量過(guò) 多。 (3) 氣體中水氣冷凝，出現(xiàn)結(jié)露或結(jié)塊。 排除方法： (1) 處理內(nèi)表面。 (2) 定期導(dǎo)入含