旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)

1、中南大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)（實(shí)踐）任務(wù)書、設(shè)計(jì)報(bào)告題目 除塵器設(shè)計(jì)計(jì)算學(xué)生姓名 蘇小根指導(dǎo)教師 馬愛純學(xué)院能源科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)班級熱能與動(dòng)力工程 0902學(xué)生學(xué)號(hào)10030904192012年 9 月 21日1除塵器1. 1除塵器簡介除塵器是把粉塵從煙氣中分離出來的設(shè)備叫除塵器或除塵 設(shè)備。除塵器的性能用可處理的氣體量、氣體通過除塵器時(shí)的 阻力損失和除塵效率來表達(dá)。日常工業(yè)上使用的除塵器主要有: 重力除塵器、慣性除塵器、電除塵器、濕除塵器、袋式除塵器、 旋風(fēng)除塵器等。重力除塵器是使含塵氣體中的粉塵借助重力作用自然沉降 來達(dá)到凈化氣體的裝置，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，阻力小，但體 積大，除塵效率低，設(shè)備

2、維修周期長。慣性除塵器是一種利用 粉塵在運(yùn)動(dòng)中慣性力大于氣體慣性力的作用，將粉塵從氣體中 分離出來的除塵設(shè)備，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，阻力較小，但除塵效 率低。電除塵器利用含塵氣體在通過高壓電場電離時(shí)，塵粒荷 電并受電場力的作用，沉積于電極上，從而使塵粒和氣體分離 的一種除塵設(shè)備，其特點(diǎn)是效率高、阻力低、適用于高溫和除 去細(xì)微粉塵等優(yōu)點(diǎn)。濕式除塵器是使含塵氣體與水或者其他液 體相接觸，利用水滴和塵粒的慣性膨脹及其他作用而把塵粒從 氣流中分離出來，特點(diǎn)是投資低、造作簡單，占地面積小，能 同時(shí)進(jìn)行有害氣體的凈化、含塵氣體的冷卻和加濕等優(yōu)點(diǎn)。袋 式除塵器主要依靠編織的或氈織的濾布作為過濾材料達(dá)到分離 含塵氣

3、體中粉塵的目的，特點(diǎn)是適應(yīng)性比較強(qiáng)，不受粉塵比電 阻的影響，也不存在水的污染問題，同時(shí)存在過濾速度低、壓降大、占地面積大、換袋麻煩等缺點(diǎn)12除塵器的概念和分類除塵器是把粉塵從煙氣中分離出來的設(shè)備叫做除塵器 或除塵設(shè)備。除塵器的性能用可處理的氣體量、氣體通過除塵器時(shí)的阻力損 失和除塵效率來表達(dá)。同時(shí)，除塵器的價(jià)格、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用、使用 壽命長短和操作管理的難易也是考慮其性能的重要因素。除塵器是鍋 爐及工業(yè)生產(chǎn)中常用的設(shè)施。在國家采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)術(shù)語標(biāo)準(zhǔn) 中，明確了若干除塵器的具體含義，摘抄部分如下：除塵器：用于捕集、分離懸浮于空氣 或氣體中粉塵例子粒子的 設(shè)備，也稱收塵器。沉降室：由于含塵氣流

4、進(jìn)入較大空間速度突然降低，使塵粒在自 身重力作用下與氣體分離的一種重力除塵裝置。也稱重力除塵器。旋風(fēng)除塵器：含塵氣流沿切線方向進(jìn)入筒體做螺旋形旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)，在離心作用下將塵粒 分離和捕集的除塵器。袋式除塵器：用纖維性濾袋捕集粉塵的除塵器。慣性除塵器：借助各種形式的擋板，迫使氣流方向改變，利用塵 粒的慣性使其和擋板發(fā)生碰撞而將塵粒分離和捕集的除塵器。除塵器有很多種類，除塵器按其作用原理分成以下五類：(1) 機(jī)械力除塵器包括重力除塵器、慣性除塵器、離心除塵器等。(2) 洗滌式除塵器包括水浴式除塵器、泡沫式除塵器，文丘里管 除塵器、水膜式除塵器等。(3) 過濾式除塵器包括布袋除塵器和顆粒層除塵器等(4

5、) 靜電除塵器；包括管式靜電除塵器、板式靜電除塵器、濕式 靜電除塵器。(5) 磁力除塵器。(6) 旋風(fēng)除塵器。包括：單筒旋風(fēng)除塵器、多筒旋風(fēng)除塵器。(7) 除塵器按照除塵方式分為：(8) 干式除塵器。(9) 半干式除塵器。(10) 濕式除塵器?，F(xiàn)在工業(yè)中用的比較多的是電袋復(fù)合式除塵器及袋式除塵器。(fabric filter )(11) 工業(yè)氣體如果直接排放到大氣中，會(huì)對環(huán)境造成極大的污染 與危害，形成酸雨、酸霧等惡劣氣候，除塵器已經(jīng)在國內(nèi)應(yīng)用廣泛， 目前出現(xiàn)的新型除塵器如電力除塵器、纖維粉塵除塵器復(fù)合式除塵器 等都表現(xiàn)了除塵器還有很大的發(fā)展前景。1.3除塵器的選型依據(jù)(1) 根據(jù)除塵效率的要

6、求所選除塵器必須滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。要注意煙氣處理量變化對除塵效率的影響。正常運(yùn)行時(shí)，除塵器的效率高低排序是：袋式除塵 器 電除塵器及文丘里除塵器 水膜旋風(fēng)除塵器 旋風(fēng)除塵器 慣性除 塵器 重力除塵器(2) 根據(jù)氣體性質(zhì)選擇除塵器時(shí)，必須考慮氣體的風(fēng)量、溫度、成分、濕度等因素。電除塵器適用于大風(fēng)量、煙氣溫度V400C的煙氣凈化袋式除塵器適用于煙氣溫度V260C的煙氣凈化，不受煙氣量大小 的限制，但不宜處理高濕度和含油污的煙氣凈化。易燃易爆的氣體凈化適合于濕式除塵器。旋風(fēng)除塵器的處理風(fēng)量有限。當(dāng)需要同時(shí)除塵和凈化有害氣體時(shí)，可考慮采用噴淋塔和旋風(fēng)水 膜除塵器。（3）根據(jù)粉塵性質(zhì)粉塵性質(zhì)包括比電阻

7、、粒度、真密度、粘性、憎水性和水硬性、 可燃、爆炸性等。比電阻過大或過小的粉塵不宜采用電除塵器、袋式除塵器不受粉 塵比電阻的影響；粉塵的濃度和粒度對電除塵器的效率影響較為顯著， 但對袋式除 塵器的影響不顯著，當(dāng)氣體的含塵濃度較高時(shí)（30kg/）,電除塵前宜 設(shè)置預(yù)除塵裝置。袋式除塵器的型式、清灰方式和過濾風(fēng)速取決于粉塵的性質(zhì)。濕式除塵器不適合于凈化憎水性和水硬性的粉塵；粉塵的真密度 對重力除塵器、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器的影響顯著。（4）根據(jù)壓力損失與耗能（5）根據(jù)設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用（6）節(jié)水與防凍的要求(7) 粉塵和氣體回收利用的要求2、旋風(fēng)除塵器2.1.旋風(fēng)除塵器簡介旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)的含

8、塵氣體產(chǎn)生的慣性離心力，將粉塵從氣流中分離出來的一種干式氣-固分離裝置。其特點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡單，本身無運(yùn)動(dòng)部件，不需要特殊的附屬設(shè)備，占地面積小，操作、維護(hù)簡便，壓力損失中等，運(yùn)動(dòng)消耗不大，運(yùn)轉(zhuǎn)、維護(hù)費(fèi)用低；操作彈性大，性能穩(wěn)定，不受含塵氣體的 濃度、溫度限制，對于粉塵的物理性質(zhì)無特殊要求。旋風(fēng)除塵 器可捕集粒徑為5um以上的粉塵，允許最高進(jìn)口含塵質(zhì)量濃度 為100g/m3,最高溫度450度，進(jìn)口氣流速度15 25m/s，阻力損失588 1960Pa，除塵效率50% 90%。旋風(fēng)除塵器按結(jié)構(gòu)可分為，普通旋風(fēng)除塵器、異性旋風(fēng)除塵器、雙旋風(fēng)除塵器、組合式旋風(fēng)除塵器。按其旋風(fēng)子數(shù)量， 可分為單管式和多管

9、式。目前，旋風(fēng)除塵器廣泛應(yīng)用于化工、石油、冶金、建筑、礦山、機(jī)械、輕紡等工業(yè)部門。2.2旋風(fēng)除塵器的概念及類型旋風(fēng)除塵器，含塵氣流沿切線方向進(jìn)入筒體做螺旋形旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 在離心作用下將塵粒分離和捕集的除塵器。旋風(fēng)除塵器有了上百年的發(fā)展歷程，由于不斷改進(jìn)和為了適應(yīng)各 種應(yīng)用場合出現(xiàn)了很多類型，因而可以根據(jù)不同的特點(diǎn)和要求來進(jìn)行 分類。按照 旋風(fēng)除塵器的構(gòu)造，可以分為普通旋風(fēng)除塵器、異形旋風(fēng) 除塵器、雙旋旋風(fēng)除塵器和組合式旋風(fēng)除塵器按照旋風(fēng)除塵器的效率不同，可以分為通用旋風(fēng)除塵器（包括普 通旋風(fēng)除塵器和大流量旋風(fēng)除塵器）和高效旋風(fēng)除塵器按清灰方式可以分為干式和濕式兩種。按進(jìn)氣方式和排灰方式，旋風(fēng)除塵

10、器可以分為以下四類：切向進(jìn)氣，周邊排灰；軸向進(jìn)氣，軸向排灰；軸向進(jìn)氣，軸向排灰；軸向進(jìn)氣，周邊排灰；2.3旋風(fēng)除塵器的工作原理和結(jié)構(gòu)旋風(fēng)除塵器的除塵機(jī)理是使含塵氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，借助于離心力降塵粒從氣流中分離并捕集與器壁，再借助重力作用使塵粒落入灰 斗。旋風(fēng)除塵器由筒體、錐體、進(jìn)氣管、排氣管和卸灰管等組成。旋風(fēng)除塵器的工作過程是當(dāng)含塵氣體由切向進(jìn)氣口進(jìn)入旋風(fēng)分離器時(shí) 氣流將由直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)閳A周運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)氣流的絕大部分沿器壁自圓筒 體呈螺旋形向下、朝錐體流動(dòng)，通常稱此為外旋氣流。含塵氣體的旋 轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生離心力，將相對密度大于氣體的塵粒甩向器壁。 塵粒一 旦與器壁接觸，便失去徑向慣性力而靠向下的動(dòng)量

11、和向下的重力沿壁 面下落，進(jìn)入排灰管。2.4旋風(fēng)除塵器的特點(diǎn)旋風(fēng)除塵器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)便宜，體積小，無運(yùn)動(dòng)部件， 操作維修方便，壓力損失中等，動(dòng)力消耗不大；缺點(diǎn)是除塵效率不高， 對于流量變化大的含塵氣體性能較差。旋風(fēng)除塵器的選型步驟如下：（1）除塵系統(tǒng)需要處理的氣體量。（2）根據(jù)所需處理的氣體的含塵質(zhì)量濃度、粉塵性質(zhì)及使用條 件等初步選擇除塵器類型。（3）根據(jù)需要處理的含塵氣體量 Q,算出除塵器直徑。（4）必要時(shí)按給定的條件計(jì)算除塵器的分離界限粒徑和預(yù)期達(dá) 到的除塵效率，也可按照有關(guān)旋風(fēng)除塵器性能表選取， 或者按照經(jīng)驗(yàn) 數(shù)據(jù)選取。（5）除塵器不需選用氣密性好的卸灰閥，以防除塵器本體下部

12、漏風(fēng)，否則效率急劇下降。（6）旋風(fēng)除塵器并聯(lián)使用時(shí)，應(yīng)采用同型號(hào)旋風(fēng)除塵器，并需合理地設(shè)計(jì)連接風(fēng)管，使每個(gè)除塵器處理的氣體量相等，以免除塵器之間產(chǎn)生串聯(lián)現(xiàn)象，降低效率。(7) 旋風(fēng)除塵器一般不宜串聯(lián)使用。3、中等風(fēng)量旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)計(jì)算3.1設(shè)計(jì)參數(shù)3處理風(fēng)量15909 m /h空氣溫度300 C粉塵成分S i 0粉塵質(zhì)量濃度用途閃速爐除塵選型方向標(biāo)準(zhǔn)CLP/B-12.5X型高風(fēng)量旋風(fēng)除塵器3.2結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算排氣管(內(nèi)筒)截面積與直徑：Qv3600Vd=15909/(360020)2=0.221mDd =(4Sd/：)0.505= (Sd /0.785).=(0.088/0.785)丸&伽 取

13、Dd =530mm圓筒空(環(huán))截面積QvSk3600Vk (一般空截面上升速度Vk=2.54.9m/s)2= 15909/(3600 5)=1.473m圓筒全截面積=0.221 + 1.4732= 1.694m圓筒直徑Do =(S0/0.785)0.5=(1.694/0.785)05=1.469m取 Do=1470mm3.3相關(guān)尺寸(1) 圓筒長度J 150 = 2D。150=2X1470+150=3090mm(2) 錐體長度：L2 100 = 2D。100=2X1470+100=3040mm進(jìn)口尺寸：3 二V/3600V1(般M=1525m/s)= 15909/ (3600X16)2=0.2

14、767mS1=bH=B.2B=2B2B=(S/2)0.5= (0.276/ 2)0.5=0.371m取 B=375mmH=2B=750mm(4)排灰口直徑：d = 0.25D。=0.25 X470=0.367m取 D=370mm3.4技術(shù)性能(1) 處理能力：Qv =3600=3600X( 0.375 0.750) X163= 16200m /h(2) 設(shè)備阻力：P=(V21/2)( =5.05.5)=5X(20 X20/.205/2)=1205Pa(3) 除塵效率：按經(jīng)驗(yàn)值取=90%(4) 排放濃度：C2 珂1 - )G=(1-0.90) 00.1163=0.0116kg/m(5) 粉塵回收

15、量：G=Qv(GC2) 10-6= 1660kg/h3.5定型結(jié)論型式：標(biāo)準(zhǔn)CLP/B-12.5X型高風(fēng)量旋風(fēng)除塵器風(fēng)量：315909m /h阻力：1200Pa外形尺寸：1470mn 6130mm注意事項(xiàng)旋風(fēng)除塵器的性能包括分割粒徑、除塵效率、阻力損失、漏風(fēng)率 等，要保證除塵器的正常運(yùn)行，在使用旋風(fēng)除塵器時(shí)，應(yīng)該注意以下 幾點(diǎn)問題：1、使用單位應(yīng)根據(jù)處理含塵煙氣流量， 按主要技術(shù)要求選用旋 風(fēng)除塵器。2、安裝對旋風(fēng)除塵器與煙氣管道之間所有連接法蘭應(yīng)加密封墊 片。3、除塵系統(tǒng)投入運(yùn)行前，開啟引風(fēng)機(jī)利用煙氣進(jìn)行除塵系統(tǒng)氣 密性檢査，漏風(fēng)部位要及時(shí)處理，以免影響除塵效率。4、旋風(fēng)除塵器無論采用何種集塵、排灰方式，必須定期排灰，嚴(yán)格防止排灰口漏風(fēng)或堵塞影響正常運(yùn)行。5、旋風(fēng)除塵器進(jìn)風(fēng)口高度與鍋爐煙氣出口髙度差， 可變更旋風(fēng) 除塵器基礎(chǔ)高度解決，但要保證有一定的排塵空間。6、根據(jù)現(xiàn)場安裝要求，旋風(fēng)除塵器可制成后側(cè)出風(fēng)口和上出風(fēng) 兩種方式?？偨Y(jié)除塵器設(shè)計(jì)是在閃