大氣污染控制工程畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、前言1第一章設(shè)計(jì)任務(wù)書 .21.1設(shè)計(jì)目的 .21.2畢業(yè)設(shè)計(jì)題目21.3設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料 .21.4設(shè)計(jì)要求 .21.5設(shè)計(jì)成果 .21.6參考資料 .2第二章 設(shè)計(jì)說明書 .32.1工程概況 .3.2.2除塵系統(tǒng)的組成及除塵方案的原則 32.3除塵效率概算32.4除塵系統(tǒng)方案的選擇和確定42.5管網(wǎng)布置 11第三章設(shè)計(jì)計(jì)算書123.1 管道系統(tǒng)的計(jì)算.123.2 風(fēng)機(jī)、電機(jī)的選擇.143.3 煙囪高度的計(jì)算 15.第四章設(shè)計(jì)概算書.164.1 一次性投資費(fèi) 164.2設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用17第五章結(jié)束語及參考文獻(xiàn)195.1 結(jié)束語 19.5.2 參考文獻(xiàn) .19大氣污染控制工程是環(huán)境工程的一個重要領(lǐng)域

2、，是黃石理工學(xué)院環(huán)境 工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課。在畢業(yè)之際，根據(jù)院教研組的安排，我選擇了以大 氣污染控制為主題的畢業(yè)設(shè)計(jì) 某公司堆存鉻渣回轉(zhuǎn)窯還原焙燒干法解毒尾氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)。作為工業(yè)三廢中的廢氣污染， 隨工業(yè)生產(chǎn)的迅速拓展而急劇膨脹， 已經(jīng)越 來越引起人們的關(guān)注。 為了更好的鞏固自己所學(xué)， 以便能為實(shí)際工業(yè)廢氣治理工 作提出切實(shí)可行的方案， 我組查閱了大量的相關(guān)資料， 聯(lián)系了生產(chǎn)及畢業(yè)實(shí)習(xí)的 生產(chǎn)實(shí)踐，制定此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中的每部分應(yīng)體現(xiàn)出技術(shù)的可行性和規(guī)范性， 此外還要體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)上 的合理性，即是要從技術(shù)、 經(jīng)濟(jì)兩方面綜合考慮， 使設(shè)計(jì)項(xiàng)目在有效工作的同時， 具有費(fèi)用節(jié)省的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)過程

3、中，指導(dǎo)老師劉子國給予了悉心指導(dǎo)，同組同學(xué)也給予了熱心幫 助，幫助我完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此，表示衷心的感謝！作為一名未畢業(yè)的學(xué)生， 缺乏實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)， 在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)錯誤在所難免， 敬請批評，指正！王超君第一章環(huán)境工程畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書1畢業(yè)設(shè)計(jì)目的：1.1將所學(xué)的理論知識應(yīng)用實(shí)踐，在實(shí)踐中鞏固理論知識，為以后的工作打下 基礎(chǔ)；1.2學(xué)會看工程圖紙和繪制工程圖圖紙，提高看、繪工程圖紙的能力；1.3 了解工程設(shè)計(jì)的一般步驟，進(jìn)行工程設(shè)計(jì)計(jì)算與概預(yù)算的基本訓(xùn)練，提高 利用已學(xué)到的基本知識解決工程問題的動手能力。2設(shè)計(jì)課題：某公司堆存鉻渣回轉(zhuǎn)窯還原焙燒干法解毒尾氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)3相關(guān)參數(shù)：33.1. 回轉(zhuǎn)

4、窯產(chǎn)生的煙氣量為：10000m /h煙氣溫度：150oC3.2. 回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的煙氣含塵濃度：6000 12000mg/Nm,3.3. 粉塵粒徑分布：粒徑（卩m）> 301030<10質(zhì)量百分比5035154設(shè)計(jì)內(nèi)容和深度要求：4.1. 除塵系統(tǒng)方案論證。包括除塵器的選擇及除塵基本工藝路線的確定，除 塵工藝流程和主要設(shè)備的選型。方案比較主要進(jìn)行方案的技術(shù)比較， 如處理效果、技術(shù)合理性和先進(jìn)性；同 時進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，如一次性投資、運(yùn)行管理費(fèi)用及運(yùn)行管理的復(fù)雜程度。4.2. 除塵系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)計(jì)算。4.3. 最后成果必須打印訂成冊（用 Word）,畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯時用幻燈片匯報(bào)畢 業(yè)設(shè)計(jì)成果。5

5、提交的設(shè)計(jì)成果：5.1. 設(shè)計(jì)說明書，計(jì)算書一份；5.2. 設(shè)計(jì)圖紙：除塵系統(tǒng)工藝流程圖，系統(tǒng)總平面布置圖、立面圖、左視圖（右 視圖）主要設(shè)備構(gòu)筑圖、系統(tǒng)軸測圖各一張。6設(shè)計(jì)參考資料：鋼鐵企業(yè)采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊冶金工業(yè)出版社空氣污染控制工程采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊煉鐵工藝及相關(guān)資料第二章 設(shè)計(jì)說明書2.1 工程概況該公司位于湖北省西部某市，處長江中上游結(jié)合處，地處東經(jīng)110051' 一111039' ，北緯 30032' 3102' 。氣候?qū)俦眮啛釒Ъ撅L(fēng)型氣候，氣候溫和，四季 分明，年平均氣溫16.9 C,年平均照數(shù)1923h,年平均相對濕度29%年平均降水 量1385.

6、4 mm,年平均風(fēng)速3.0m/s，年主導(dǎo)風(fēng)東風(fēng)（E）,平均頻率17%靜風(fēng)頻 率14%地面TSP濃度0.25 mg/吊。煙氣量為10000 nVh。該公司地處某市近郊， 附近周圍均有廠礦企業(yè)及居民住宅， 爐尾氣污染較大， 因而對廠區(qū)及周圍環(huán)境造 成極大危害。 根據(jù)現(xiàn)行環(huán)保法規(guī)及當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門要求必須進(jìn)行環(huán)保治理， 且應(yīng)做 到達(dá)標(biāo)排放。2.2 除塵系統(tǒng)的組成及除塵方案的原則除塵系統(tǒng)一般由集氣裝置、 抽風(fēng)管道、凈化裝置、風(fēng)機(jī)排氣管道（包括煙囪）、 管道附近排塵設(shè)備等幾個部分組成。它是將生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生的粉塵通過集氣裝置、 管道送至除塵器內(nèi)凈化，氣體經(jīng)排氣管道（煙囪）排至大氣。除塵方案的設(shè)計(jì)和選擇遵循基本原

7、則 :（ 1 ）技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，運(yùn)行管理方便；（ 2）能夠達(dá)到預(yù)期的處理效果，滿足環(huán)境保護(hù)的要求；（ 3）除塵方案的占地面積小，對生產(chǎn)不會造成不利的影響。2.3 除塵效率概算由初始濃度（C=10000mg/ n3）和中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB9078-1996）二類區(qū)U時段標(biāo)準(zhǔn)排放標(biāo)準(zhǔn)（200mg/ m3）計(jì)算 得：n =1- C0/C=1-200/10000=98%式中：C煙排放濃度（mg/n3）C 。一工業(yè)窯煙氣濃度（mg/m）2.4除塵系統(tǒng)方案的選擇和確定 241凈化工藝方案在大氣污染控制方面，除塵設(shè)計(jì)可采用濕式和干式兩種方式。由工程特點(diǎn) 分析可知道，

8、粉塵微粒較小，有一部分有毒氣體，煙氣溫度較高，除塵效率要求 較高。據(jù)此提出以下三個方案：萬案一、萬案一、煙氣煙氣濕法收塵排出J煙囪 旋風(fēng)脫水器方案三、煙氣管道T干塵回收2.4.2方案比較1、方案一采用袋式除塵器的除塵系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：（1）袋式除塵器在處理含微米和亞微米數(shù)量級的粉塵氣體時效果較高，一般 可達(dá)到 99% ，甚至 99.99%以上。（2）袋式除塵器可以捕集多種干性粉塵， 特別是在處理比電阻較高的粉塵時， 比用電除塵器的凈化效率高很多。（3）含塵氣體濃度在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化時，除塵器的除塵效率和阻力受其 影響不大。（4）袋式除塵器規(guī)格多樣，使用靈活，可以適應(yīng)不同氣量的含塵氣體，其處 理煙氣量

9、可從幾立方米每小時到幾百萬立方米每小時。（5）這種除塵器可以做成小型的，安裝在散塵設(shè)備上或散塵設(shè)備附近，也可 安裝在車上制成移動式過濾器，這種小巧、靈活的袋式除塵器特別適用 于塵源較分散的時候。（6）運(yùn)行穩(wěn)定可靠，沒有污泥處理、廢水污染和液體冰凍等問題，操作、維 護(hù)簡單。缺點(diǎn)：（1）袋式除塵器的應(yīng)用主要受濾料的耐高溫和耐腐蝕等性能的影響。通常使 用的濾料可耐高溫250C左右。煙氣溫度如果超過280C時，需要采用特 殊的耐高溫的礦物或金屬纖維。（2）處理高溫含塵煙氣時，需要采取降溫措施，會導(dǎo)致除塵系統(tǒng)復(fù)雜化和造 價的提高；如果使用特殊濾料，將會增大投資費(fèi)用。（3）這種除塵器不適用于凈化含黏結(jié)性和

10、吸濕性強(qiáng)的塵粒的煙氣。用袋式除塵器凈化煙氣時不能低于露點(diǎn)溫度， 否則將會產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象而堵塞布袋 濾料的孔隙；處理露點(diǎn)很高的煙氣時，需要采取保溫或加熱措施。（4）凈化煙氣量小于 17000 m3/h 時，投資費(fèi)用比電除塵器少；煙氣量大于 17000 m3/h 時，投資費(fèi)用要比電除塵器大。（5）袋式除塵器不同程度上存在著占地面積大、濾袋易損壞、換袋困難、勞 動條件差等問題。(6) 煙氣量溫度較高，或是含酸、堿性微?；驓怏w成分，這些情況都會降低濾袋的壽命。2、方案二采用旋風(fēng)除塵器和濕式除塵器的二級凈化系統(tǒng)A.旋風(fēng)除塵器優(yōu)點(diǎn)：(1設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，體積小，制造費(fèi)用低。除塵器內(nèi)部沒有傳動機(jī)構(gòu)及運(yùn)動 部件，維

11、護(hù)、修理方便。(2) 可用于高溫含塵煙氣的凈化，例如用一般碳鋼制造的除塵器可以處理350C的煙氣，而內(nèi)壁襯以耐火材料的除塵器則可以處理500C煙氣。(3) 可以承受內(nèi)、外壓力。(4) 可以干法清灰，有利于回收有價值的粉塵。(5) 除塵器內(nèi)易于敷設(shè)耐磨、耐腐蝕內(nèi)襯，因而可以凈化含高腐蝕性粉塵的 煙氣。(6) 可以用做多級除塵系統(tǒng)中的第一級除塵器。缺點(diǎn)：(1旋風(fēng)除塵器適用于處理凈化密度大、粒度較粗(一般大于54m)、非纖維的粉塵，而對于較細(xì)和纖維性的粉塵，其凈化效率較低(但細(xì)筒長錐 形高效旋風(fēng)器對細(xì)塵也有一定的凈化效果)。(2) 不宜處理氣體流量波動太大的場合，入口風(fēng)速一般為1225m/s,但是

12、阻力也隨速度的平方增長，從效率和阻力綜合考慮，入口的最佳速率大 約為 1622m/so(3) 對于非濕式旋風(fēng)除塵器，不宜凈化黏結(jié)性粉塵，而且在處理相對濕度較 高的含塵氣體時，應(yīng)注意避免因結(jié)露而造成的黏結(jié)。(4) 由于旋轉(zhuǎn)氣流速度很高，固體顆粒物對器壁的磨損較快，應(yīng)采取防磨措 施。(5) 由于通常旋風(fēng)除塵器是負(fù)壓運(yùn)行的，所以在設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中，應(yīng)特別 注意防止旋風(fēng)除塵器底部漏風(fēng)， 必須選擇氣密性好的卸灰裝置，以避免除塵效率的下降。實(shí)踐表明，旋風(fēng)除塵器漏風(fēng)5%，效率降低 50%，效率接近與零。（ 6）在并聯(lián)使用旋風(fēng)除塵器時， 應(yīng)合理設(shè)計(jì)連接處除塵器的分風(fēng)管和匯風(fēng)管， 盡可能使進(jìn)入各旋風(fēng)除塵器的風(fēng)量

13、相等、風(fēng)壓平衡。B.濕式除塵器優(yōu)點(diǎn)：（1）在耗用相同的能量條件下，濕式除塵器的除塵效率比干式除塵器的除 塵效率高。（2）可以處理高溫、高濕、高比電阻以及粉塵黏結(jié)性大的含塵氣體。（3）安全性好，可以處理可燃性的含塵氣體。對細(xì)小的粒子也能達(dá)到較高 的除塵效率。（4）在除塵的同時，還可以去除氣體中的水蒸氣及某些有毒有害氣態(tài)污染 物，具有除塵、冷卻和凈化的作用。（5）結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，一次性投資小。缺點(diǎn)：（1）從濕式除塵器排出的沉漿或廢液需要處理，否則會造成二次污染。（2）凈化含有腐蝕性的氣態(tài)污染物時，洗滌水（或液體）具有一定的腐蝕 性，金屬設(shè)備容易被腐蝕， 除塵器和污水處理設(shè)施都須采取防腐措施。

14、（3）在寒冷的地區(qū)，冬天使用濕式除塵器容易凍結(jié)，所以需要采取防凍措 施。（4）不適于凈化含憎水性和水硬性粉塵的氣體，而且當(dāng)氣體中含遇水容易 引起自燃或結(jié)垢的粉塵時也不宜使用。（5）多數(shù)情況下需要安裝除水器。能耗比較大。水源不足的地方使用比較 困難。3、方案三 采用電除塵器的除塵設(shè)備優(yōu)點(diǎn)：（1）凈化效率高，能捕集細(xì)小顆粒，除塵效率高可達(dá)99%。對于粒徑為 1卩m以下的粉塵仍有很高的效率。設(shè)計(jì)中可通過選取不同的操作參數(shù)和結(jié)構(gòu)來滿 足所要求的凈化效率，阻力小， 適用于大風(fēng)量的除塵系統(tǒng)， 容許操作溫度較高的 氣體，操作過程可實(shí)現(xiàn)自動控制。耐溫性能好。一般情況下，電除塵器可在350?C 400?C之間工

15、作；阻力低一般電除塵器的設(shè)備阻力不超過 200300Pa,具電能耗 低，運(yùn)行費(fèi)用低。 選用于處理煙氣量大， 特別選用于大容器的工藝設(shè)備的工藝凈 化，操作控制的自動化程度高。缺點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，有較高的制作安裝和管理水平的要求，對粉塵比內(nèi)阻 有一定的要求，即對粉塵有一定的選擇性，易受氣體溫度，濕度的影響，同一種 粉塵如在不同溫度或濕度條件下操作， 漏風(fēng)率較高，一般達(dá)到 20%左右，投資高， 占地面積大。2.4. 3 性能比較優(yōu)點(diǎn)：凈化效率高，是一種高效除塵器，結(jié)構(gòu)簡單、投資少、運(yùn)行穩(wěn)定，還可以回收高比電阻粉塵，動力消耗小，回收的干粉塵便于綜合利用。可達(dá) 95%以上，所收干塵用于凈化粘結(jié)性強(qiáng)

16、，吸濕式強(qiáng)的含塵氣體，壓力損失大。缺點(diǎn)：只適用于凈化腐蝕性小，溫度低于 300° C的氣體，壓力損失大。優(yōu)點(diǎn)：采用二級除塵系統(tǒng)，凈化效率高，能耗低，適用廣，去除粉塵的同時， 可去除有害氣體。缺點(diǎn)：所排污水和泥漿會造成二次污染，須處理，須采取防腐措施，缺水地 區(qū)不適宜使用。方案三優(yōu)點(diǎn)：除塵效率高，適用已經(jīng)廣，阻力損失低，自動化程度高缺點(diǎn)：一次性投資費(fèi)用高，占地面積大，應(yīng)用范圍受粉塵比電阻限制，難以適應(yīng)操作條件的變化，此外，對制作，安裝質(zhì)量要求較高。244經(jīng)濟(jì)比較除塵器的經(jīng)濟(jì)性包括除塵器的設(shè)備費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用，它是評定除塵器性能 指標(biāo)之一。由以上的比較可知，方案一，投資中等，占地面較??；方

17、案二，投資 最低占地面積最小。方案三，一次性投資費(fèi)用最高，占地面積最大。根據(jù)化學(xué)工業(yè)部環(huán)保設(shè)計(jì)中心化工環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)手冊（化學(xué)工業(yè)出版社2003版）查得下表：方案一次性投資（萬元）運(yùn)行費(fèi)用（萬元）萬案一32：21萬案二3545萬案三50352.4.5選用方案簡介根據(jù)上述分析，方案三配套設(shè)施一次性投資較大，占地面積較大；方案二配套設(shè)施次之；方案一投資最小。在運(yùn)行管理費(fèi)用方面，方案一、方案二的運(yùn)行管 理費(fèi)用較高，電除塵器運(yùn)行管理費(fèi)用最低。經(jīng)上述對除塵器優(yōu)缺點(diǎn)比較和在經(jīng)濟(jì) 上分析，在本設(shè)計(jì)中采用方案一。它一次性投資少，運(yùn)行管理方便，運(yùn)行費(fèi)用適 中，較其它兩種方案經(jīng)濟(jì)合理。2.4.6袋式除塵器的工作原理

18、袋式除塵器是將棉、毛或人造纖維等材料加工成織物作為濾料，制成濾袋對 含塵氣流進(jìn)行過濾。當(dāng)含塵氣流經(jīng)過濾料表面被截留下來，清潔氣流穿過濾袋后 排出。沉積在濾袋上的粉塵通過機(jī)械振動，從濾料表面脫落下來，降至灰斗中。 袋式除塵器的除塵效率高，一般可達(dá) 99沏上，且性能穩(wěn)定可靠、操作簡單，因 而獲得越來越廣泛的應(yīng)用。2.4.7袋式除塵器的設(shè)備選型本設(shè)計(jì)選用 MC84-U型脈沖噴吹袋式除塵器，此除塵器分為八種型號（及MC24120- H型），本設(shè)計(jì)選用 MC96-U型，處理風(fēng)量7550-15100h，煙氣的入 口濃度最大達(dá)15000 mg/ni，凈化效率達(dá) 99%-99.5% 重量M=1942kg最大外

19、形 尺寸3075X 1678X 3676，它與其它的除塵器相比，處理能力比較吻合，比較適 合本設(shè)計(jì)的應(yīng)用。247.1 MC84- U型除塵器概述及工作原理脈沖噴吹袋式除塵器是一種結(jié)構(gòu)合理，清灰能力強(qiáng)，除塵效率高，能適應(yīng)各 行業(yè)除塵系統(tǒng)回收粉塵的除塵裝置。 該除塵器在九十年代應(yīng)用以來， 受到國內(nèi)外 用戶的普遍歡迎。含塵氣體從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入灰斗后， 由于粉塵的重力作用， 粗顆粒在重力作用下， 直接沉降在灰斗內(nèi)，其余含塵氣體經(jīng)導(dǎo)流板到中箱體，均勻分布于各濾袋， 此時 粉塵被阻留在濾袋外表面， 被過濾后的干凈空氣經(jīng)花板流入上箱體， 由排風(fēng)道排 出。當(dāng)濾袋外表面粉塵層增厚到一定程度時（除塵器阻力達(dá)到1500

20、Pa）,脈沖控制裝置發(fā)出信號， 關(guān)閉第一室進(jìn)風(fēng)口閥門，噴吹裝置開始工作，壓縮空氣以極短 時間、順序地通過脈沖閥及噴吹管上的噴口向?yàn)V袋內(nèi)噴射,使濾袋振動。 在振動 力作用下, 附著在濾袋外表面的粉塵層脫離濾袋落入灰斗。 當(dāng)除塵器第一室清灰 完畢后, 打開第一室進(jìn)風(fēng)口閥門并關(guān)閉第二室進(jìn)風(fēng)口閥門, 第一室又參加過濾工 作,第二室開始進(jìn)行離線清灰,以此逐室行。由于實(shí)現(xiàn)了離線清灰,提高了清灰 效果。2.4.7.2 基本結(jié)構(gòu)1 、除塵器包括以下六部分1.1 下箱體由立柱、灰斗、塵氣進(jìn)口、卸灰閥和檢查門組成。1.2 中箱體由箱體骨架、壁板、濾袋、濾袋骨架組成。1.3 上箱體由箱體骨架、壁板、花板、隔板、噴吹

21、管、頂板、頂蓋組成。1.4 塵氣、凈氣風(fēng)道由氣箱、進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口氣動蝶閥、聯(lián)管等組成。1.5 噴吹裝置由氣包、脈沖電磁閥、 PLC 程序控制裝置等組成。1.6 走梯、平臺、欄桿等附屬設(shè)施。2、主要性能參數(shù)本除塵器為單元組合型式, 每單元有濾袋 6排,每排有濾袋 14條,每單元共 計(jì)有濾袋 84條,過濾面積為 63 m2 。本除塵器常規(guī)濾料材質(zhì)為滌綸針刺氈,濾 料材質(zhì)可根據(jù)用戶要求另行選配。（一）選用參數(shù)2.1對于較細(xì)粉塵，其過濾風(fēng)速控制在 1m/min以內(nèi)。2.2進(jìn)口煙氣溫度為150C。2.3除塵器阻力為1500Pa,大于1500Pa時即進(jìn)行脈沖噴吹清灰。2.4使用壓縮空氣需先進(jìn)行油水分離，工

22、作壓力為（0.200.25） Mpa。 2.5噴吹脈沖頻率為0.1&2.6噴吹耗氣量為（200250） L /閥次。2.7噴吹間隔時間在0.2s范圍內(nèi)可調(diào)。2.4.8除塵設(shè)備選擇的原則根據(jù)選用的除塵方案和計(jì)算書中所給定的煙氣量。選用處理能力與煙氣量相 當(dāng)?shù)脑O(shè)備；運(yùn)行狀況不穩(wěn)定的系統(tǒng)要注意煙氣處理變化對除塵效率和壓力損失的 影響。選擇除塵設(shè)備的位置，可利用的空間以及環(huán)境等因素。還應(yīng)考慮到除塵器的設(shè)備費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。2.5管網(wǎng)布置2.5.1設(shè)計(jì)原則除塵管道布置對凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)有很重要意義。除塵系統(tǒng)管網(wǎng)的布置應(yīng)在滿足除塵 要求的前提下，從總體布局出發(fā)，對全管線通盤考慮、統(tǒng)一規(guī)范，力求簡單、緊

23、湊安裝和檢修方便。管道不積灰、磨損少，減少占地和空間、縮短管線、節(jié)省投 資。2.5.3管道布置（見上圖）回轉(zhuǎn)窯'除塵器 k風(fēng)機(jī) k煙囪（煙帽）L3-4=15m 2 個 90° 彎頭；第三章設(shè)計(jì)計(jì)算書3.1管道系統(tǒng)的計(jì)算3.1.1管徑的計(jì)算（管道長均為假設(shè)）（1）根據(jù)粉塵特性可取直管風(fēng)速u=20m/s管段1-2,由設(shè)計(jì)任務(wù)書知 Q= 10000rr/h,經(jīng)選取u=20 m/s,據(jù)式 d=18.8XV（Q十u）=18.8 xV（ 10000-20）=420.4mm式中:d 管道內(nèi)徑，伽Q-流體體積流量，m 3/hu管內(nèi)氣體的平均流速，m/s由d和u值根據(jù)供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊查得其值為

24、u=20 m/s、d=450mm,基本于設(shè)計(jì)吻合，d1-2=450m,K=0.15, ' =0.01647, ' /d = 0.01647/0.45=0.0366管內(nèi)實(shí)際流速：u=Q/A=10000 X 4/3600 X 0.45 2n=17.47m/s管段沿程阻力損失為： PL 1-2=（L 入 /d） （p u2/2）=10 X 0.0366 X （1.2 X 17.472- 2） =58.6Pa式中：-摩擦阻力系數(shù)d管道內(nèi)徑,mL直管段長，mu管內(nèi)氣體的平均流速，m/sp 流體密度，kg /m3(2)管段沿程阻力損失為:設(shè) Li-2 為 10m L3-4 為 15m L5

25、-6 為 20m管段3-4,管段5-6中的氣體流量與管段1-2中的流量相同,即Q3-4=C5-6=Q-2 , 故兩管徑 d6-3=d4-5 =di-2 =450mm,則 /d =0.0366, U3-4 =u5-6=ui-2=17.47 m/s,同 理可得： PL3-4=15X 0.0366 X (1.2 X 17.472-2)=87.9Pa PL5-6=20X 0.0366 X (1.2 X 17.472- 2)=117.2 Pa(2) 計(jì)算局部阻力損失管段3-4彎頭，： =90，共2個,R/d = 1.5，由供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(下 稱“手冊”)，查得=0.18，則有： Pm3-4=E E P

26、 u2/2=2 X 0.18 X (1.2 X 17.47 2/2)=65.92 Pa由于設(shè)計(jì)45度角安裝引風(fēng)機(jī)所以管段3-4相當(dāng)于增加了一個45度角的彎 頭，由化工原理查得 E =0.35 Pm3-4=E E p u2/2=0.35 X (1.2 X 17.472/2)=64.1 Pa管段1-2沒有局部阻力損失，布袋除塵器壓力損失為1500 Pa管段5-6漸擴(kuò)管R/Fo=1.5, ： 30，查“手冊” 得=0.13(對應(yīng)F。的動壓)把0變換成對應(yīng)的F1的動壓12 2E 1=E 0 (F1/F0) =0.13 X 0.15 =0.29風(fēng)帽h/D°=0.5,查“手冊”得=1.30，則

27、Pm4-5=E E p u2/2=(0.29+1.30) X (1.2 X 17.472/2)=291.16Pa(3) 除塵系統(tǒng)阻力損失 P=E P+A P=(65.92+64.1+291.16)+(58.6+87.9+117.2)+1500=2184.88Pa把上述結(jié)果填入下表管道(編號)流量(m3/h)管 長(m)管徑mm流速(m/s)入/d(/m)磨擦阻力損失(Pa)局部阻力損失(Pa)管道總阻力損失(Pa)累計(jì)壓力損失(Pa)1-2100001045017.470.036658.6/58.658.63-4100001545017.470.036687.9130.02217.92276.

28、525-6100002045017.470.0366117.2291.16408.36684.88除塵器10000/150015002184.883.2 風(fēng)機(jī) 、電機(jī)的選擇3.2.1 選擇的基本要求在選用通風(fēng)機(jī)時， 有時可能出現(xiàn)通風(fēng)機(jī)的性能不能正好同管網(wǎng)的風(fēng)量和阻力 相吻合的情況，這時應(yīng)調(diào)整管網(wǎng)計(jì)算， 并另選通風(fēng)機(jī)， 以便得到管網(wǎng)和通風(fēng)機(jī)的 風(fēng)量及風(fēng)壓比較吻合的工作狀態(tài)， 但這種計(jì)算往往比較繁雜， 一般差別不大時根 據(jù)不同的情況采取相應(yīng)的措施， 在實(shí)際運(yùn)行中， 一般選風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓大于計(jì) 算出的風(fēng)量和風(fēng)壓。3.2.2 風(fēng)機(jī)計(jì)算(1) 通風(fēng)機(jī)風(fēng)量計(jì)算Q0 = Q(1+ki) = 10000 x

29、 (1+0. 15) = 11500 ( rm/h )3式中：Q-風(fēng)機(jī)風(fēng)量,m/hQ管道系統(tǒng)的總風(fēng)量 , m 3/h, 為 10000 m3/hK1- 考濾系統(tǒng)漏風(fēng)時的安全系數(shù)，取為 0.15(2) 通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓計(jì)算： P0=A P (1+k2) =2184.88X( 1+0.2) =2621.856Pa式中： F0-風(fēng)機(jī)風(fēng)壓,Pa P- 管道系統(tǒng)的總阻力損失 , 為 2184.88 PaK2-安全系數(shù)取K2為0.2考慮到系統(tǒng)的壓力損失，本設(shè)計(jì)采用的是引風(fēng)機(jī)，因?yàn)樗軌蛴行У目朔到y(tǒng)的壓力損失，再根據(jù)計(jì)算的風(fēng)量和風(fēng)壓,由引風(fēng)機(jī)手冊上選擇型丫5-48-NO8C當(dāng) 轉(zhuǎn)速 n = 1800r/min

30、 ，Q = 13234m/h，全壓 P =2824Pa。配套電機(jī)為 Y180L-4, 功率 22kw。復(fù)核電動機(jī)功率 :Q0 = Q(1+k1) = 10000 x (1+0. 15) = 11500 (m3/h)式中： Ne- 電機(jī)功率； kwK-電機(jī)備用系數(shù)；取 K=1.3n 1-風(fēng)機(jī)的全壓效率，n i取0.801n 2-機(jī)械傳動效率，該風(fēng)機(jī)為皮帶輪連接n 2取0.95則 Ne=11500X 2621.856 X 1.3/ (3600X 1000X 0.801 X 0.95 ) =14.3KW<22KW因此所選風(fēng)機(jī)與電動機(jī)均能滿足凈化系統(tǒng)的要求。3.2.3風(fēng)機(jī)和電機(jī)的確定根據(jù)選取原則

31、和計(jì)算書所得數(shù)據(jù)，選取以下設(shè)備:通風(fēng)機(jī)型號轉(zhuǎn)速流量全壓最大介質(zhì)溫度傳送方式Y(jié)5-48-NO8C1800132342824Pa200 °CC形皮帶輪r/mi nm3/h懸臂傳動電動機(jī)型號功率Y180L-422kw3.3煙囪高度的計(jì)算確定煙囪高度的依據(jù)是保證該污染源造成的地面TSP濃度不超過大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的濃度限值。所以，應(yīng)該首先知道各種氣象條件下煙源高度和地面 濃度的關(guān)系，再根據(jù)允許的地面濃度計(jì)算煙囪高度。在本工程中按地面最大濃度 的計(jì)算方法計(jì)算，大氣穩(wěn)定度采用D級。3.3.1煙云抬升高度計(jì)算：因大氣穩(wěn)定度為 D級,為中性氣體條件，故采用霍蘭德公式求煙云抬升高度二: H=Vs d

32、 1.5+2.7 (Ts-Ta) d /Ts /u式中:Vs煙氣出口流速，m/s;d煙囪出口內(nèi)徑，mTs煙囪出口處的煙氣溫度，K;Ta環(huán)境大氣溫度，K;u 煙氣出口處的平均風(fēng)速，m/s式中Vs=13.8m/s，Ts=393K, Ta=289.9K 290K,對于u,根據(jù)宜昌市氣象資料統(tǒng)計(jì)，年平均風(fēng)速為 3.0m/s, d=0.5 m代入上式中 H=Vs d 1.5+2.7 (Ts-Ta) d /Ts /u=(17.47 X 0.5/3.0) X 1.5+2.7 X (423-290) X 0.5/423=5.603m 5.7m3.3.2 煙囪幾何高度計(jì)算采用地面污染物最大濃度計(jì)算法設(shè)計(jì) , 即

33、H=2 Q(T z/ n e u(C。-C b) c y- H式中： H s 煙囪幾何高度， m；Q連續(xù)點(diǎn)源源強(qiáng)，mg/s；C大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的濃度，mg/n3;Cb本地濃度，mg/m；c z c y擴(kuò)散系數(shù)，因?yàn)轭A(yù)測H.不會超過100m,而在H小于100m時c z/ c y可以取0.6-1.0，這里選用1.0煙塵排放濃度要求小于200mg/m,煙氣量為10000mVh, 則粉塵排放量為q=200X 10000 mg/h =2000000mg/h=555.6 mg/s.3Cb=0.25mg/m3，由當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件已知Cb=0.25mg/m3, C按環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3095-1996

34、)二級標(biāo)準(zhǔn) Co=0.3mg/m3貝U Hs=V2 X 555.6X 1.0/3.14X 2.718X (0.3-0.25) X 2.0 -5.7=36,08-5.7=30.38m考慮當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件 , 因此煙囪取 31m。第四章 設(shè)計(jì)概算書4.1 一次性投資費(fèi)45 m,所有管道管徑為450mm按壁厚3X 0.443)/4=0.221 m(1) 設(shè)備投資費(fèi) 由管道系統(tǒng)的計(jì)算知管道總長為4mmi設(shè)算，則整個系統(tǒng)管道體積為：V=45nX( 0.45 X 0.45-0.443則管道總重為：m=7.8X 0.221 X 103 X 10kg/m3 1.72 噸每噸鋼材的市場價為6130元，把運(yùn)輸費(fèi)，制造費(fèi)算入其中，每噸鋼材的價格按6500元/噸計(jì)，則管材費(fèi)為：6500X 1.721.12萬元設(shè)備投資費(fèi)用見下表:設(shè)備名稱型號數(shù)量單 位價格(萬元)管道2045米1.12袋式除塵器MC84-U1臺20風(fēng)機(jī)Y5-48-NO8C1臺2.0電機(jī)Y180L-41臺1.0總計(jì)24.12(2)其它費(fèi)用類型價格(萬元)安裝調(diào)試費(fèi)4設(shè)備基礎(chǔ)費(fèi)2運(yùn)行費(fèi)2不可預(yù)見費(fèi)3總計(jì)11(3) 一次性總投資費(fèi)用:G -投=24.12+1仁32.12萬元4