除塵與收集裝置說(shuō)明書(shū)本科學(xué)位論文

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE5目錄第1章續(xù)論(1)第1.1節(jié)通風(fēng)除塵的意義(1)第1.2節(jié)除塵與收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、要求(3)第1.3節(jié)除塵與收集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(3)第1.4節(jié)除塵系統(tǒng)工作原理(4)第1.5節(jié)設(shè)計(jì)重點(diǎn)(5)第2章旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)計(jì)算(7)第2.1節(jié)已知條件(7)第2.2節(jié)旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)步驟(7)第2.3節(jié)水浴除塵器的設(shè)計(jì)步驟(9)第3章通風(fēng)除塵系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)(12)3.1管網(wǎng)的布置(12)3.2管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)(13)3.3管內(nèi)氣體流動(dòng)阻力(15)3.4風(fēng)管內(nèi)的壓力分布(22)3.5通風(fēng)管道的設(shè)計(jì)(22)3.6除塵風(fēng)管直徑和實(shí)際風(fēng)速計(jì)算(25)第4章離心通風(fēng)機(jī)的選擇計(jì)算(27)第4.1節(jié)風(fēng)機(jī)概述（27）第4.2節(jié)風(fēng)機(jī)選型(34)參考文獻(xiàn)(36)英文原文（38）中文譯文（44）致謝（50）第1章緒論第1．1節(jié)通風(fēng)除塵的意義1.1.1隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，工業(yè)有害物的排放量也日益增加，環(huán)境污染問(wèn)題是越來(lái)越嚴(yán)重。嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞會(huì)給社會(huì)帶來(lái)很大的負(fù)面影響。對(duì)于排放的有害物，如果不進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，將?huì)嚴(yán)重污染室內(nèi)外空氣環(huán)境，對(duì)人民身體健康造成極大危害。特別是采礦、鑄造、鍛造、熱處理、噴漆、發(fā)電、建材生產(chǎn)、紡織以及食品加工等工藝過(guò)程，會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵等有害物質(zhì)。人們長(zhǎng)期在這種含有粉塵、濕熱的空氣環(huán)境中工作會(huì)感到不舒服，疲倦等，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起各種職業(yè)病，例如矽肺病等。另外，粉塵環(huán)境也會(huì)危害生產(chǎn)設(shè)備以及產(chǎn)品，例如會(huì)使儀表、機(jī)械設(shè)備精度降低，產(chǎn)品質(zhì)量下降等。因此，必須消除或控制粉塵，其最常用、最有效和最經(jīng)濟(jì)的方法就是通風(fēng)除塵。1.1.1、風(fēng)是什么：空氣流動(dòng)即成為風(fēng)?？諝庵粤鲃?dòng)是由于氣體的壓力差促成的。2、通風(fēng)是什么：如果在局部空間人為地使氣體處于負(fù)壓狀態(tài)（低于大氣壓力的狀態(tài)），這樣，局部空間的氣體與其周圍環(huán)境的大氣之間就形成了壓力差，于是空氣就要流動(dòng)，這就是所謂的通風(fēng)。所謂通風(fēng)，就是把室外的新鮮空氣適當(dāng)?shù)奶幚恚ㄈ鐑艋?、加熱等）后送進(jìn)室內(nèi)，把室內(nèi)的廢氣（經(jīng)消毒、除害）排至室外，從而保持室內(nèi)空氣的新鮮和潔凈。3、粉塵是什么：粉塵是指空氣中含有的微細(xì)固體顆粒，其粒徑在75微米以下（）。粉塵是大氣環(huán)境中涉及面最廣、危害最嚴(yán)重的一種污染物。大氣環(huán)境中的粉塵分為飄塵和降塵兩種。所謂飄塵就是指粒徑在10微米以下的浮游粒子，所謂降塵是指大氣中污染物由自身的重量而沉降的物質(zhì)。不論飄塵或降塵，對(duì)大氣環(huán)境、氣溫、氣候、日照、能見(jiàn)度、人體健康以及動(dòng)、植物都有影響。粉塵中尤其是0.5-5微米的漂塵對(duì)人的危害最大，因?yàn)檫@類漂塵中含有多種有毒金屬或致癌物，極易隨呼吸進(jìn)入人體，約有一半可附在肺壁上，構(gòu)成或加重人體的呼吸道疾病。據(jù)調(diào)查，飄塵濃度為100微克/米3時(shí)，兒童呼吸道感染顯著增加；飄塵濃度為200微克/米3時(shí)，慢性呼吸道疾病死亡率增加；飄塵濃度為300微克/米3時(shí)，呼吸道疾病急性惡化；飄塵濃度為800微克/米3時(shí)，呼吸道疾病、心臟病死亡率增加，交通事故嚴(yán)重。因此，國(guó)家規(guī)定居民區(qū)大氣中飄塵最高容許一次濃度為0.50毫克/米3，日平均濃度為0.15毫克/米3。4、除塵是什么：除塵就是控制含有粉塵的氣體，并加以適當(dāng)處理，使其凈化的過(guò)程。5、通風(fēng)除塵是什么：通風(fēng)除塵是人們以通風(fēng)為手段，以除塵、凈化環(huán)境、保護(hù)人類健康和提高產(chǎn)品質(zhì)量為目的的一門(mén)綜合性的應(yīng)用科學(xué)。6、通風(fēng)除塵的作用：改善室內(nèi)空氣質(zhì)量、保護(hù)人民身體健康、保證生產(chǎn)正常進(jìn)行、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量。7、通風(fēng)除塵的任務(wù)：消除或控制生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵、有害氣體、高溫和高濕等危害，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)環(huán)境和保護(hù)大氣環(huán)境。8、通風(fēng)除塵的研究?jī)?nèi)容：(1)粉塵的性質(zhì)；(2)含塵氣體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；(3)通風(fēng)除塵各種專門(mén)設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理；(4)通風(fēng)除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算；(5)通風(fēng)除塵的測(cè)試技術(shù)等。1.1.3洗煤廠對(duì)環(huán)境的污染主要是排放氣體中的粉塵，為了達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，煤泥烘干機(jī)的除塵與收集裝置，一般采取二級(jí)除塵，第一級(jí)采用旋風(fēng)除塵器，第二級(jí)采取濕式除塵器或布袋除塵器。做好除塵工作，對(duì)保護(hù)人體健康、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、保護(hù)生態(tài)環(huán)境都有著非常重要的意義。第1.2節(jié)除塵與收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、要求1.2.1設(shè)計(jì)的目的此裝置畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的，在于通過(guò)分析給定數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)出可以達(dá)到洗煤廠排放要求的的除塵與收集裝置。使我們得到設(shè)計(jì)構(gòu)思、方案的分析、結(jié)構(gòu)工藝性、機(jī)械制圖、零件計(jì)算、編寫(xiě)技術(shù)文件和查閱資料等方面的綜合訓(xùn)練，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)基本的設(shè)計(jì)方法，并培養(yǎng)了自己具有初步的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力。1.2.2(1)第一級(jí)除塵設(shè)備的設(shè)計(jì)（2）第二級(jí)除塵設(shè)備的設(shè)計(jì)（3）管道的選擇計(jì)算（4）離心通風(fēng)機(jī)的選擇第1.3節(jié)除塵與收集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于煤泥烘干、煤粉烘干的統(tǒng)一收塵，一般配備旋風(fēng)除塵器，布袋除塵器，濕式除塵器等。旋風(fēng)除塵器也稱作離心力分離器，它是利用含細(xì)粉氣流做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力，把細(xì)粉從氣體中分離出來(lái)。被廣泛應(yīng)用在對(duì)流干燥系統(tǒng)中，是從氣體中收集產(chǎn)品的主要設(shè)備。旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，只要設(shè)計(jì)合理，制造恰當(dāng)，可以獲得很高的分離效率?？梢园央S引風(fēng)系統(tǒng)排出的濕氣中大顆粒產(chǎn)品捕捉收集，但當(dāng)氣體中含的粒子非常細(xì)時(shí)，由于本身比重較輕，采用旋風(fēng)除塵效果不佳。布袋除塵器（袋濾器或袋式除塵器）經(jīng)常作為從干燥尾氣中分離粉狀產(chǎn)品的最后一級(jí)氣固分離設(shè)備，是截留尾氣中粉體的最后一道防線。布袋除塵器的特點(diǎn)是捕集效率高，可以說(shuō)，在眾多的氣固分離設(shè)備中，它的捕集效率是其它設(shè)備所不及的，特別是捕集20μm以下的粒子時(shí)更加明顯，效率達(dá)到99%以上。煤泥烘干機(jī)配備布袋除塵器可將旋風(fēng)除塵器未捕集的細(xì)粉微粉二次回收，防止粉塵排入大氣造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染濕式除塵器俗稱“水除塵器”，它是使含塵氣體與液體（一半為水）密切接觸，利用水滴和顆粒的慣性碰撞及其他作用捕集顆?；蚴诡w粒增大的裝置。濕式除塵器可以有效地將直徑為0.1—20微米的液態(tài)或固態(tài)粒子從氣流中除去，同時(shí)，也能脫除部分氣態(tài)污染物。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小、操作及維修方便和凈化效率高等優(yōu)點(diǎn)，能夠處理高溫、高濕的氣流，將著火、爆炸的可能減至最低。對(duì)于烘干機(jī)廢氣的除塵一般采取二級(jí)除塵系統(tǒng)。第一級(jí)選用旋風(fēng)除塵器，第二級(jí)除塵器根據(jù)被烘干物料的水分高低進(jìn)行選取。由于設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中給定的被烘干物料水分較大，不可采取袋式除塵器，因此選擇濕式除塵器作為第二級(jí)除塵。經(jīng)過(guò)二級(jí)除塵后的廢氣，通過(guò)離心通風(fēng)機(jī)，排放。第1.4節(jié)除塵系統(tǒng)工作原理含塵氣體從烘干機(jī)出來(lái)后，進(jìn)入旋風(fēng)除塵器。氣體沿旋風(fēng)筒切線方向進(jìn)入筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，將粉塵分離出來(lái)。分離出來(lái)的灰塵通過(guò)密封排灰裝置，通過(guò)輸送帶運(yùn)往車間外。經(jīng)過(guò)一級(jí)除塵的氣體，通過(guò)管路，進(jìn)入二級(jí)除塵裝置濕式除塵器。經(jīng)過(guò)二級(jí)除塵的氣體，通過(guò)離心通風(fēng)機(jī)排出。此二級(jí)除塵系統(tǒng)，原理圖如下第1.5節(jié)設(shè)計(jì)重點(diǎn)由1.2段介紹可知，此裝置的重點(diǎn)在于設(shè)計(jì)好旋風(fēng)除塵器與濕式除塵器，各部分之間的管道以及離心通風(fēng)機(jī)的選擇。下圖就是旋風(fēng)除塵器的典型結(jié)構(gòu)圖1.5.1含塵氣體從進(jìn)氣口以一定的速度（12-20m/s）切向進(jìn)入外筒后，形成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于內(nèi)外筒及頂蓋的限制，氣流在其間形成一股自上而下的外旋流，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中粉塵顆粒由于慣性力大部分被甩向筒壁失去動(dòng)能沿筒壁滑下，經(jīng)錐體下口入集灰斗，最后由排灰閥排出。旋轉(zhuǎn)下降的旋流隨著圓錐的收縮而向除塵器中心靠攏，旋轉(zhuǎn)氣流進(jìn)入排氣管半徑范圍附近便開(kāi)始上升，形成一股自下而上的內(nèi)旋流，最后經(jīng)排氣管向外作為凈化氣體排出。1.5.2濕式除塵器的工作原理和選擇此類除塵器是通過(guò)水與含塵氣體生成的微液滴、液膜或氣泡，使含塵氣體中的粉塵分離得以捕集的一種粉塵設(shè)備。濕式除塵器有水膜除塵器、水浴除塵器、泡沫除塵器、沖擊式除塵器等多種形式。其中水浴除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用非常低，便于現(xiàn)場(chǎng)制作。可以用磚石或者剛勁混凝土砌筑，也可以鋼板制作。所以本設(shè)計(jì)中，第二級(jí)除塵器采用水浴除塵器。水浴除塵器的工作原理是:含塵氣體經(jīng)進(jìn)風(fēng)管由噴頭上的環(huán)形窄縫高速噴出，高速噴出的氣體沖向水面，激器大量的水力泡沫，粉塵則在水層和水霧中被捕集，凈化后的氣體由排風(fēng)管排出。下圖是水浴除塵器典型結(jié)構(gòu)圖下面就是各部分的設(shè)計(jì)第2章除塵器的設(shè)計(jì)計(jì)算第2.1節(jié)已知條件風(fēng)量：21600m3進(jìn)口氣體溫度60進(jìn)口處氣體壓強(qiáng)0.9個(gè)大氣壓進(jìn)口處風(fēng)速度15m/s第2.2節(jié)旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)步驟2．2．1旋風(fēng)除塵器尺寸設(shè)計(jì)旋風(fēng)除塵器的凈化能力按下式計(jì)算Q=3600ωmA式中Q—收器凈化能力即風(fēng)量，m3/h;ω—進(jìn)口風(fēng)速，m/sA—除塵器進(jìn)口截面積，㎡n—旋風(fēng)筒個(gè)數(shù)由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)給定數(shù)據(jù)可以推斷出要設(shè)計(jì)的除塵器如果為普通式樣即CLT型單筒式樣，那么進(jìn)口截面積為21600m3/h=3600*15mA=0.4㎡在相同的旋轉(zhuǎn)速度下，筒體直徑越小，塵粒受到的離心力越大，除塵效率越高，但處理風(fēng)量減少，而且筒徑過(guò)小還會(huì)引起粉塵堵塞，所以筒徑一般不小于150mm。由于處理量有些大，且只設(shè)計(jì)1個(gè)旋風(fēng)除塵器，不采取多個(gè)并聯(lián)。所以確定筒體直徑D1為1900mm旋風(fēng)器結(jié)構(gòu)尺寸一般以筒體直徑D1(m)為定性尺寸給出各部位的無(wú)因次比值，旋風(fēng)器在筒體直徑D1確定之后，可以按照無(wú)因次結(jié)構(gòu)比值KD2、KD3、KD4、KH1/KH2、KH、Ka、Kb、KS確定其他部位尺寸。KD2=D2/D1KD2=D3/D1KD4=D4/D1KD2=D2/D1KH1=H1/D1KH2=H2/D1Ka=a/D1Kb=b/D1Ks=s/D1Kh=H/D1=KH1+KH2-Ks其中D1筒體直徑、D2芯管進(jìn)口直徑、D3芯管出口直徑、D4錐體下部直徑(排灰口直徑)，m；H芯管進(jìn)口截面到錐體排灰口的距離(或稱分離區(qū)高度)、H1筒體高度、H2錐體高度，m；a進(jìn)口寬度、b進(jìn)口高度、s芯管插入深度，m。所以確定D2=0.55D1=1050H1=0.9D1=1680H2=2.15D1=4066.61a*b=0.4㎡a=500b=800由此旋風(fēng)除塵器的基本尺寸得以確定其他尺寸根據(jù)實(shí)際需要確定。2.2.2旋風(fēng)除塵器材料選擇和防銹處理旋風(fēng)除塵器采用45鋼。支架采用8號(hào)槽鋼根據(jù)GB50017-2003(《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》)：材質(zhì)為Q235的8號(hào)槽鋼許用應(yīng)力為215Mpa(215N/mm2)，抗剪許用應(yīng)力：125Mpa。用3根8號(hào)槽鋼做支架，足夠支撐起整個(gè)旋風(fēng)除塵器。內(nèi)層涂2層防銹漆，外層噴1道防銹漆和1道面漆。第2.3水浴除塵器的設(shè)計(jì)步驟2.3.1選擇水浴除塵器的原因第2級(jí)除塵裝置設(shè)計(jì)為水浴除塵器濕式除塵器作為除塵裝置，有很多優(yōu)勢(shì)，也有一些缺點(diǎn)。濕式除塵器制造成本相對(duì)較低。但對(duì)于化工、噴漆、噴釉、顏料等行業(yè)產(chǎn)生的帶有水份、粘性和刺激性氣味的灰塵是最理想的除塵方式。因?yàn)椴粌H可除去灰塵，還可利用水除去一部分異味,如果是有害性氣體（如少量的二氧化硫、鹽酸霧……等），可在洗滌液中配制吸收劑吸收。缺點(diǎn)：①有洗滌污泥，要解決污泥和污水問(wèn)題；②設(shè)備需要選擇耐腐蝕材質(zhì)；③動(dòng)力消耗較大；④北方或者寒冷地區(qū)需要考慮設(shè)備防凍。在工程上使用的濕式除塵器形式很多。總體上可分為低能和高能兩類。低能濕式除塵器的壓力損失為0.2—1.5kPa，包括噴霧塔和旋風(fēng)洗滌器等，在一般運(yùn)行條件下的耗水量（液氣比）為0.5—3.0升每立方米，對(duì)10微米以上顆粒的凈化效率可達(dá)到90％—95％，高能濕式除塵器的壓力損失為2.5—9.0kPa,凈化效率可達(dá)99.5％以上，如文丘里洗滌器等。根據(jù)濕式除塵器的凈化機(jī)理，可將其大致分成七類;1重力噴霧洗滌器2旋風(fēng)洗滌器3自激噴霧洗滌器4板式洗滌器5填料洗滌器6文丘里洗滌器7機(jī)械誘導(dǎo)噴霧洗滌器。我們選擇結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本低，對(duì)場(chǎng)地要求不高的水浴除塵器。水浴除塵器可以采用磚石壘造。對(duì)尺寸形狀沒(méi)有什么太高的要求。唯一的問(wèn)題就是污水處理的問(wèn)題，這也是水浴除塵器的通病。2.3.2污水處理關(guān)于污水的處理，我們可以采用循環(huán)利用的方法。在本次設(shè)計(jì)中，我采用了設(shè)計(jì)2個(gè)水池的方法。地面上建筑凈化水池，負(fù)責(zé)凈化含塵氣體。在底下挖1個(gè)沙濾池，內(nèi)填細(xì)沙，過(guò)濾污水。污水通過(guò)過(guò)濾進(jìn)入旁邊的蓄水池，蓄水池中的水，經(jīng)過(guò)抽水泵，循環(huán)水管，再次進(jìn)入凈化水池，循環(huán)利用，大大減少了成本和污水排放。出于成本考慮，此除塵系統(tǒng)采用磚石壘造。尺寸可以現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)情況制作。不影響除塵效率和效果。但是防腐蝕是個(gè)問(wèn)題。2.3.3濕式除塵兼有脫硫作用，通?？沙煔庵辛蚍?O％左右。再者，濕式除塵通常是采用花崗巖一類材料制作的，因而耐磨損、耐腐蝕，只要正確安裝使用就經(jīng)久耐用。就除塵器本體而言，幾乎沒(méi)有什么維修工作量。但是，問(wèn)題出在管道上。濕式除塵耗水量較大，為了節(jié)省用水，并防止除塵水的排放污染環(huán)境j除塵用水通常循環(huán)使用，如果循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)得合理，可以利用鍋爐本體的煤閘門(mén)、。爐排后軸、引風(fēng)機(jī)、電動(dòng)給水泵等軸承的冷卻水，水處理系統(tǒng)的排水，以及鍋爐排污水，生活用洗澡水做為循環(huán)水的補(bǔ)充水已足夠使用。因此，綜合考慮濕式除塵實(shí)際耗水并不大；但循環(huán)用水也給我們帶來(lái)一系列問(wèn)題。除塵用循環(huán)水在使用中不斷與煙氣接觸時(shí)，逐漸被煙氣中的SO2所酸化，其PH值通常在4—5之間，如果是單純用于煙氣除塵，PH值通常在3左右，因而循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕十分嚴(yán)重，如果除塵器的供水是噴淋式的，除塵器出口煙氣帶水，也會(huì)使除塵器后鋼制煙道造成嚴(yán)重腐蝕。通過(guò)調(diào)查，有些廠除塵器后，用普通鋼板制成的鋼煙道，一使用不到一個(gè)采暖期就腐蝕穿了，特別是循環(huán)水系統(tǒng)管道采用普通鋼管時(shí)，有的單位使用不到一個(gè)星期就發(fā)現(xiàn)漏水，可見(jiàn)其腐蝕的嚴(yán)重程度。因而通常情況下，濕式除塵系統(tǒng)，雖其除塵器本體固然可靠，而除塵器的配套設(shè)施又很不可靠。通過(guò)凋查我們還發(fā)現(xiàn)，這些除塵器的配套設(shè)施容易損壞，不僅僅由于除塵用水的酸化腐蝕，也有帶塵的煙氣流或灰水流連續(xù)不斷的沖刷所造成的，觀象幾個(gè)鍋爐房的濕式除塵系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，在鋼煙道上，凡轉(zhuǎn)彎處最易損壞。除塵用循環(huán)水管，最早發(fā)生漏水的地方也是管道的彎頭附近，這說(shuō)明煙氣流或灰水流中含的塵粒對(duì)管道的磨損作用很強(qiáng)，那么管道在與腐蝕性介質(zhì)長(zhǎng)期接觸的條件下，加之沖刷，使管壁盼損壞得以極高的速度進(jìn)行.因而要解決除塵系統(tǒng)的損壞問(wèn)題，應(yīng)從防腐和防止塵粒嚴(yán)重的沖刷磨損入手。對(duì)煙氣管道的防腐只需自除塵器出口開(kāi)始。除塵器或文丘里管以前的煙氣是高溫干燥的，不存在酸腐蝕問(wèn)題，除了考慮必要的防沖刷磨損的措施外不必進(jìn)行防腐，電力部所頒布的標(biāo)準(zhǔn)中(見(jiàn)SDGJ59—84《火力發(fā)電廠設(shè)備和管道保溫油漆設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》)也規(guī)定此類煙道內(nèi)壁只保持光潔的金屬表面即可，對(duì)除塵器出口的大口徑煙氣管道必須進(jìn)行防腐，不僅因?yàn)檫@段煙道中的煙氣帶水嚴(yán)重，其腐蝕性首當(dāng)其沖，而且因?yàn)檫@些煙道多安裝在高空，損壞后難以發(fā)現(xiàn)也不易修補(bǔ)。此處煙道通常采用的防腐辦法是：盡量采用耐腐蝕的材料來(lái)制作，例如用花崗巖或磚或內(nèi)壁襯砌瓷磚制成直立煙道(俗稱付筒)。這種方法十分可行，一方面使這段煙道結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)羈無(wú)需設(shè)支架或支撐，只砌筑即可，施工方便；另一方面可將這段煙道的斷面積適當(dāng)擴(kuò)大，使煙氣流速降低，煙氣在這段煙遭中起到沉降，捕捉煙氣中液滴的作用,以保護(hù)后部的煙道和弓I風(fēng)機(jī)少受腐蝕性濕煙氣所害。第二種方法是：在這些連接用的鋼煙道內(nèi)壁涂以耐高溫，耐水的防腐涂料。在防止循環(huán)水的腐蝕方面，應(yīng)使與循環(huán)水直接接觸的水泵、管道，沖灰溝都采用耐腐蝕材料制作。具體來(lái)說(shuō)，循環(huán)水泵不可采用普通的清水泵，應(yīng)采用耐腐蝕泵，國(guó)內(nèi)有一種HZ-BK型耐腐蝕的陶瓷沙漿泵，即可耐腐蝕、又耐磨，用在該系統(tǒng)上效果較好循環(huán)水管采用硬聚氯乙烯塑料管或玻璃鋼管都十分耐腐蝕，但機(jī)械強(qiáng)度差些，北京有部分單位采用鑄鐵管作循環(huán)水管，使用壽命也很長(zhǎng)，但沿程用承插I：1接頭敷設(shè)起來(lái)十分費(fèi)工，占地方也較大。目前國(guó)內(nèi)已生產(chǎn)內(nèi)襯塑料的復(fù)合鋼管是一種較為理想的防腐蝕鋼管，其機(jī)械強(qiáng)度與普通鋼管基本相同，對(duì)于沖灰溝和沖渣溝無(wú)疑要用耐腐蝕的材料來(lái)砌筑，如用普通水泥砌筑，其使用壽命通常不足三年就不能用了，較理想的方法是采用輝綠巖鑄石鑲板來(lái)砌筑，有的單位采用玻璃鋼砂漿來(lái)成型，成為整體的防腐灰渣溝，也是一種造價(jià)低廉，耐磨蝕性能好，。施工方便的溝道，但目前使用的單位不多，有待于進(jìn)一步提高工藝加以推廣。對(duì)沉灰池和沉渣池，其表面也應(yīng)涂以不飽和樹(shù)脂防腐層，通常采用2068=甲苯不飽和樹(shù)脂可有效地起到防腐作用。對(duì)于循環(huán)水管道的防止沖刷磨損的方法，主要依靠使循環(huán)水中的塵粒盡量分離出來(lái)來(lái)解決，如果循環(huán)水中的灰、渣含量太高，不僅使循環(huán)水泵和循環(huán)水管很快受到磨損而破壞，同時(shí)，易引起文丘里噴嘴，除塵器水槽以及循環(huán)水管的嚴(yán)重堵塞；從而嚴(yán)重影響除塵系統(tǒng)的正常運(yùn)行，也顯著縮短除塵系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的壽命，因此循環(huán)水的灰水分離很重要。應(yīng)該把灰水分離作為保證除塵系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，投入必不可少的設(shè)備和財(cái)力來(lái)加以解決。目前，國(guó)內(nèi)決大部分單位僅依靠建立不大的沉灰池或加上一、二道垂直布置的濾網(wǎng)作為灰水分離的手段。大量事實(shí)證明，這是很不夠的，應(yīng)該采用灰水分離器(或稱懸浮物分離器)或建立斜板沉淀裝置，使循環(huán)水泵前清水池的含灰量少于50mg／l，即可有效地防止循環(huán)水管的磨損破壞，也可基本避免循環(huán)水中各系統(tǒng)為沉積的灰渣所堵塞。．第3章通風(fēng)除塵系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)一個(gè)完整的通風(fēng)除塵系統(tǒng)應(yīng)該包括以下幾個(gè)過(guò)程：1、用吸塵罩將塵源散發(fā)的含塵氣體捕集；2、借助風(fēng)機(jī)通過(guò)通風(fēng)管道輸送含塵氣體；3、在除塵設(shè)備中將粉塵分離；4、將已凈化的氣體通過(guò)煙囪排至大氣；5、將在除塵設(shè)備中分離下來(lái)的粉塵輸送出去。因此，在通風(fēng)除塵系統(tǒng)中的主要設(shè)備有：吸塵罩、風(fēng)機(jī)、管道、除塵器、煙囪、輸灰裝置等。然而在各個(gè)具體情況下，并不是每個(gè)系統(tǒng)都具有以上這些設(shè)備，例如直接由爐內(nèi)抽煙氣，可以不要吸塵罩；當(dāng)在塵源附近設(shè)置就地除塵機(jī)組時(shí)，凈化后的氣體可以直接排入室內(nèi)，而不要管道和煙囪；當(dāng)利用熱壓排出熱煙氣時(shí)，可以不設(shè)風(fēng)機(jī)等等。但是，在一般情況下都應(yīng)有除塵設(shè)備，只是根據(jù)不同的工藝設(shè)備及要求不同，選擇的除塵設(shè)備不同而已。3.1管網(wǎng)的布置管道將吸塵罩、除塵器、風(fēng)機(jī)聯(lián)成整體，構(gòu)成通風(fēng)除塵系統(tǒng)。管網(wǎng)的設(shè)計(jì)就在于確定各設(shè)備的位置、通風(fēng)管道的大小和布置、合理地組織氣體流動(dòng)，有效地輸送含塵氣體。1、除塵設(shè)備的布置與工藝設(shè)備及車間的布置有關(guān)通常希望將除塵器與工藝設(shè)備盡量靠近，這不僅使設(shè)備布置緊湊，而且可以縮短管道長(zhǎng)度和節(jié)約能源，但是在有的情況下，特別是當(dāng)處理風(fēng)量很大時(shí)，除塵器及風(fēng)機(jī)要設(shè)在遠(yuǎn)離塵源點(diǎn)的地方，甚至設(shè)在室外。在這種情況下，精心地進(jìn)行管道的布置和計(jì)算就顯得非常必要，否則，將會(huì)給以后的運(yùn)行和維護(hù)帶來(lái)許多不利。管道設(shè)計(jì)不合理，不僅可能浪費(fèi)材料和能源，而且可能會(huì)使粉塵沉積于管道中，造成管道堵塞。清理被堵塞的管道是件很麻煩的工作。2、在多個(gè)塵源點(diǎn)的情況下，可以采取多個(gè)單獨(dú)除塵系統(tǒng)的分散布置，也可以將各塵源點(diǎn)聯(lián)合起來(lái)，形成一集中的除塵系統(tǒng)采用分散系統(tǒng)還是集中系統(tǒng)要經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件確定。例如，車床的除塵多采用分散的設(shè)在車床附近的小除塵器。含塵氣體經(jīng)過(guò)凈化后，直接排入車間內(nèi)。對(duì)于原料車間則趨向于采用集中系統(tǒng)。例如，對(duì)于多塵源點(diǎn)的多層廠房，甚至可將最上層樓層全部用作除塵室，將各樓層的塵源點(diǎn)都接到頂部除塵器室內(nèi)，凈化后排入大氣。3、為了保證管道內(nèi)不積塵，一方面要使管道內(nèi)的氣流速度不小于一定的數(shù)值，另一方面要盡量避免管道水平布置。在廠房高度允許的情況下，可以布置成人字形，管道與水平面的夾角最好不小于550。當(dāng)必須布置水平管道時(shí)，為了防止積灰，可以在管道上設(shè)置吹灰裝置或清灰孔，有時(shí)也可在大直徑管道下面設(shè)灰斗，此時(shí)這種大管道就起著沉降室的作用。大顆粒粉塵在管道內(nèi)直接沉積到灰斗內(nèi)。4、管道的布置要盡量減少?gòu)濐^的數(shù)目減少?gòu)濐^數(shù)目，不僅能使管道布置簡(jiǎn)化，而且可以減少氣流阻力，節(jié)約能源。彎頭要求一定的曲率半徑，除了空間受局限外，曲率半徑一般應(yīng)取管道直徑的2~2.5倍。曲率半徑為的直角拐彎的效果最差。5、支管與主管的連接（三通）一般應(yīng)設(shè)在漸擴(kuò)管處支管與主管的夾角一般為（最好小于300）。當(dāng)有幾個(gè)支管匯合于同一主管時(shí)，匯合點(diǎn)最好不要在同一斷面上。直管段斷面的改變，應(yīng)設(shè)漸擴(kuò)管或漸縮管，漸擴(kuò)管或漸縮管的長(zhǎng)度應(yīng)為管道直徑差的5倍以上。3.2管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)管內(nèi)基本存在兩種流動(dòng)狀態(tài)，層流和紊流。1、層流：它是一種有秩序分層的流動(dòng)，即流體微團(tuán)在流動(dòng)中其軌跡與管壁平行，流動(dòng)軌跡（流線）間也平行，流體微團(tuán)流動(dòng)軌跡是一層層互不干擾的，如圖5-1所示。2、紊流：它是雜亂無(wú)章的流動(dòng)，由層流到紊流的轉(zhuǎn)變往往與干擾、渦流聯(lián)系在一起，在管內(nèi)流動(dòng)中流體微團(tuán)相互摻混，如圖5-2所示。3、層流轉(zhuǎn)換為紊流的條件層流和紊流的根本區(qū)別在于各流層間是否摻混。流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是層流還是紊流取決于管內(nèi)流動(dòng)速度、管徑、流體運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)的無(wú)因次組合數(shù)，這無(wú)因次組合數(shù)稱為雷諾數(shù)，以Re表示（它是流體力學(xué)里面的一個(gè)重要參數(shù)）。當(dāng)流體一定，在確定的管道中以某一速度流動(dòng)，則可計(jì)算出雷諾數(shù)Re的值。(1)當(dāng)Re小時(shí)，流動(dòng)穩(wěn)定，層間不摻混，層流不易變?yōu)槲闪鳎?2)當(dāng)Re大時(shí)，流體微團(tuán)雜亂無(wú)章地運(yùn)動(dòng)，層間任意竄越，流線層破壞，流線層不穩(wěn)定很容易變成紊流，即Re增大，有序向無(wú)序變化。(3)臨界雷諾值：剛剛開(kāi)始向無(wú)序變化的Re值，稱為臨界雷諾值，以Rek表示。此種流動(dòng)狀態(tài)稱為臨界狀態(tài)。(4)流動(dòng)狀態(tài)判別：層流并不是剛到臨界狀態(tài)就完全變成紊流，而是存在一過(guò)渡區(qū)域，也就是Re值有一定范圍，即下臨界和上臨界。例如雷諾值Re＝2000~4000，為層流向紊流轉(zhuǎn)變的過(guò)渡區(qū)。在工程上為了便于使用，假設(shè)臨界值Rek＝2000，則流動(dòng)狀態(tài)的判別條件為：Re<2000為層流，而當(dāng)Re>2000時(shí)為紊流。(5)雷諾數(shù)的表達(dá)式層流受擾動(dòng)后，當(dāng)粘性的穩(wěn)定作用起主導(dǎo)作用時(shí)，則擾動(dòng)受到粘性的阻滯而衰減下來(lái)，層流穩(wěn)定；當(dāng)擾動(dòng)占上風(fēng)，粘性的穩(wěn)定作用無(wú)法使擾動(dòng)衰減下來(lái)，于是流動(dòng)便變成紊流?？梢?jiàn)，流動(dòng)是什么狀態(tài)（是層流還是紊流），取決于擾動(dòng)的慣性作用和粘性的穩(wěn)定作用相互斗爭(zhēng)的結(jié)果。所以，雷諾數(shù)Re是慣性力與粘性力的比值，即式中——流體密度；——流體的速度；——物體的特征長(zhǎng)度（指橫截面上的長(zhǎng)度，如為圓管就是其直徑）；——流體的動(dòng)力粘性系數(shù)。3.3管內(nèi)氣體流動(dòng)阻力流動(dòng)阻力：由于流體本身的粘性、管壁表面的摩擦以及某些擾動(dòng)慣性，含塵氣體在通風(fēng)管道內(nèi)的流動(dòng)過(guò)程中，必然會(huì)遇到阻滯運(yùn)動(dòng)的力，這就是流動(dòng)阻力。阻力損失：克服流動(dòng)阻力造成的能量損耗，稱為阻力損失。流動(dòng)阻力包括摩擦阻力和局部阻力兩種。摩擦阻力：由氣體本身的粘滯性及其與管壁間的摩擦而產(chǎn)生的阻力，稱為摩擦阻力或沿程阻力。局部阻力：氣體流經(jīng)管道中的某一部件時(shí)（例如閥門(mén)、彎頭等），氣流方向、大小將發(fā)生變化，以及因粘性產(chǎn)生的渦流而造成的阻力，稱為局部阻力。很顯然，流體的粘性是造成流動(dòng)阻力的內(nèi)因；管壁摩擦、局部管件擾動(dòng)是造成流動(dòng)阻力的外因。一、摩擦阻力氣體沿管壁流動(dòng)，不可避免地產(chǎn)生摩擦阻力。根據(jù)流體力學(xué)理論，氣體在任何截面形狀不變的管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，摩擦阻力按下式計(jì)算：式中——摩擦阻力系數(shù)；——管內(nèi)氣流的平均速度，m/s；——空氣密度，kg/m3；——風(fēng)管長(zhǎng)度，m；——風(fēng)管的水力半徑，m；——風(fēng)管截面積，m2；——風(fēng)管截面周長(zhǎng)，m。1、圓形風(fēng)管的摩擦阻力計(jì)算對(duì)于圓形截面風(fēng)管，其，所以其阻力計(jì)算式為：式中——圓形風(fēng)管直徑，m。(1)比摩阻單位長(zhǎng)度的摩擦阻力，稱為比摩阻。對(duì)于圓形風(fēng)管，其比摩阻為：(2)摩擦阻力系數(shù)摩擦阻力系數(shù)與管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)和風(fēng)管管壁的粗糙度有關(guān)，一般采用柯氏公式來(lái)計(jì)算：式中——風(fēng)管內(nèi)壁粗糙度，mm；——風(fēng)管直徑，mm。上式是柯列勃洛克根據(jù)大量的工業(yè)管道試驗(yàn)資料整理出來(lái)的。美國(guó)、日本、德國(guó)的一些暖通手冊(cè)中廣泛采用。我國(guó)編制的《全國(guó)通用通風(fēng)管道計(jì)算表》也采用該公式。(3)表格或線算圖上面的計(jì)算公式都是很復(fù)雜的，因此，為了避免繁瑣的計(jì)算，可根據(jù)式(5-4)和式(5-5)制成各種形式的表格或線算圖，一般通風(fēng)除塵書(shū)后附錄給出，可供計(jì)算管道阻力時(shí)使用。運(yùn)用線算圖或計(jì)算表，只要已知流量、管徑、流速、阻力四個(gè)參數(shù)中的任意兩個(gè)，即可求得其余兩個(gè)參數(shù)。2、矩形風(fēng)管的摩擦阻力計(jì)算《全國(guó)通用通風(fēng)管道計(jì)算表》和線算圖是按圓形風(fēng)管得出的，因此，在進(jìn)行矩形風(fēng)管的摩擦阻力計(jì)算時(shí)，需要把矩形風(fēng)管斷面尺寸折算成與之相當(dāng)?shù)膱A形風(fēng)管直徑，即當(dāng)量直徑，再由當(dāng)量直徑求得矩形風(fēng)管的單位長(zhǎng)度的摩擦阻力。當(dāng)量直徑：就是與矩形風(fēng)管有相同單位長(zhǎng)度摩擦阻力的圓形風(fēng)管直徑，分為流速當(dāng)量直徑和流量當(dāng)量直徑兩種。(1)流速當(dāng)量直徑如果某一圓形風(fēng)管中的空氣流速與矩形風(fēng)管中的空氣流速相等，同時(shí)兩者的單位長(zhǎng)度摩擦阻力也相等，則該圓形風(fēng)管的直徑就稱為此矩形風(fēng)管的流速當(dāng)量直徑，以表示。根據(jù)這一定義，可以得出，圓形風(fēng)管和矩形風(fēng)管的水力半徑必須相等。圓形風(fēng)管的水力半徑矩形風(fēng)管的水力半徑令，則稱為邊長(zhǎng)的矩形風(fēng)管的流速當(dāng)量直徑。圓形管和矩形管內(nèi)的流速相同時(shí)，因?yàn)榫匦物L(fēng)管內(nèi)的比摩阻等于直徑為的圓形風(fēng)管的比摩阻，所以可以根據(jù)矩形風(fēng)管的流速當(dāng)量直徑和實(shí)際流速，由書(shū)中附錄查得的對(duì)應(yīng)圓形風(fēng)管的比摩阻即為矩形風(fēng)管的比摩阻。(2)流量當(dāng)量直徑如果某一圓形風(fēng)管中的空氣流量與矩形風(fēng)管中的空氣流量相等，并且單位長(zhǎng)度摩擦阻力也相等，則該圓形風(fēng)管的直徑就稱為此矩形風(fēng)管的流量當(dāng)量直徑，以表示。通過(guò)推導(dǎo)計(jì)算，流量當(dāng)量直徑可近似按下式計(jì)算：以流量當(dāng)量直徑和對(duì)應(yīng)的矩形風(fēng)管的流量，查書(shū)中附錄所得的單位長(zhǎng)度摩擦阻力即為矩形風(fēng)管的單位長(zhǎng)度的摩擦阻力。值得注意的是，不管是采用流速當(dāng)量直徑還是流量當(dāng)量直徑，一定要注意其對(duì)應(yīng)關(guān)系：采用流速當(dāng)量直徑時(shí)，必須用矩形風(fēng)管中的空氣流速去查出阻力；采用流量當(dāng)量直徑時(shí)，必須用矩形風(fēng)管中的空氣流量去查處阻力。用兩種方法求得的矩形風(fēng)管單位長(zhǎng)度摩擦阻力應(yīng)該是相等的。二、局部阻力1、局部阻力的確定一般情況下，通風(fēng)除塵管道都要安裝一些斷面變化的管件（例如各種變徑管、變形管、風(fēng)管進(jìn)出口、閥門(mén)等）、流向變化的管件（彎頭）、流量變化的管件（如三通、四通、風(fēng)管的側(cè)面送、排風(fēng)口），用以控制和調(diào)節(jié)管內(nèi)的氣流流動(dòng)。流體經(jīng)過(guò)這些管件時(shí)，這一局部地區(qū)的均勻流動(dòng)遭到破壞，必然引起流速的大小、方向或分布的變化，或者氣流的合流與分流，使得氣流中出現(xiàn)渦流區(qū)，由此而產(chǎn)生局部阻力。因?yàn)椋植孔枇Φ姆N類繁多，體形各異，其邊壁的變化大多比較復(fù)雜，加以紊流本身的復(fù)雜性，多數(shù)局部阻力的計(jì)算還不能從理論上解決，必須借助于由實(shí)驗(yàn)得來(lái)的經(jīng)驗(yàn)公式或系數(shù)。局部阻力一般按下面公式確定式中——局部阻力系數(shù)。局部阻力系數(shù)是一無(wú)因次的量，它表示為克服阻力所消耗的動(dòng)能的多少。局部阻力系數(shù)還不能從理論上求得，一般用實(shí)驗(yàn)方法確定，具體方法是，實(shí)驗(yàn)時(shí)先測(cè)出管部件前后的全壓值，其差值即為局部壓力損失，也就是局部阻力值，再除以與流速相對(duì)應(yīng)的動(dòng)能，便可得到局部阻力系數(shù)值。局部阻力系數(shù)也可根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)公式確定。一般通風(fēng)工程書(shū)都會(huì)在附錄中給出。2、減小局部阻力的措施局部阻力在通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)中占用較大的比例，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)給以足夠的重視。(1)漸擴(kuò)管和漸縮管當(dāng)氣體流經(jīng)斷面面積變化的管件（如漸擴(kuò)管和漸縮管），或斷面形狀變化的管件（如異形管）時(shí)，由于管道斷面的突然變化使氣流產(chǎn)生沖擊，周圍出現(xiàn)渦流區(qū)，造成局部阻力。擴(kuò)散角大的漸擴(kuò)管局部阻力系數(shù)也較大，因此應(yīng)盡量避免風(fēng)管斷面的突然變化，用漸擴(kuò)或漸縮代替突然擴(kuò)大或突然縮小的管件，其角度最好在，不要超過(guò)，如圖5-3所示。(2)三通三通內(nèi)流速不同的兩股氣流匯合時(shí)的碰撞，以及氣流速度改變時(shí)形成的渦流是造成局部阻力的原因。兩股氣流在匯合過(guò)程中的能量損失一般是不相同的，它們的局部阻力應(yīng)分別計(jì)算。影響三通局部阻力的因素：eq\o\ac(○,1)三通斷面的形狀eq\o\ac(○,2)分支管中心夾角：一般不超過(guò)，只是在受到現(xiàn)場(chǎng)條件限制或者為了阻力平衡需要的情況下，才采用較大的夾角。eq\o\ac(○,3)支管與總管的截面積比eq\o\ac(○,4)支管與總管的流量比（即流速比）：應(yīng)盡量使支管和干管內(nèi)的流速保持相等。eq\o\ac(○,5)三通的使用情況（用作分流還是合流）(3)彎管管道布置時(shí)，應(yīng)盡量采取直線，減少?gòu)澒埽蛘哂没」艽嬷苯菑澒?。彎管的阻力系?shù)在一定范圍內(nèi)隨曲率半徑的增大而減小，圓形風(fēng)管彎管的曲率半徑一般應(yīng)大于1~2倍管徑，如圖5-5所示。矩形風(fēng)管彎管斷面的長(zhǎng)寬比（B/A）越大，阻力越小，如圖5-6所示，其曲率半徑一般為當(dāng)量直徑的6~12倍。對(duì)于斷面大的彎管，可在彎管內(nèi)布置一組導(dǎo)流葉片，以減小旋渦區(qū)，降低彎管的阻力系數(shù)。(4)管道進(jìn)出口氣流進(jìn)入風(fēng)管時(shí)，由于產(chǎn)生氣流與管道內(nèi)壁分離和渦流現(xiàn)象，造成局部阻力。氣流從風(fēng)管出口排出時(shí)，它在排出前所具有的能量全部損失。當(dāng)出口處無(wú)阻擋時(shí)，此能量損失在數(shù)值上等于出口動(dòng)壓，即；當(dāng)出口處有阻擋時(shí)（如風(fēng)帽、網(wǎng)格、百葉），能量損失將大于出口動(dòng)壓，也就是局部阻力系數(shù)會(huì)大于1。因此，只有與局部阻力系數(shù)大于1的部分相應(yīng)的阻力才是出口的局部阻力（即阻擋造成），等于1的部分是出口動(dòng)壓損失。為了降低出口動(dòng)壓損失，有時(shí)把出口制作成擴(kuò)散角較小的漸擴(kuò)管，如下圖所示。(5)管道和風(fēng)機(jī)的連接管道與風(fēng)機(jī)的連接應(yīng)當(dāng)保證氣流在進(jìn)出風(fēng)機(jī)時(shí)均勻分布，避免發(fā)生流向和流速的突然變化，避免在接管處產(chǎn)生局部渦流。為了使風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，減少不必要的阻力，最好使連接風(fēng)機(jī)的風(fēng)管管徑與風(fēng)機(jī)的進(jìn)、出口尺寸大致相同。如果在風(fēng)機(jī)的吸入口安裝多葉形或插板式閥門(mén)時(shí)，最好將其設(shè)置在離風(fēng)機(jī)進(jìn)口至少5倍于風(fēng)管直徑的地方，避免由于吸入口處氣流的渦流影響風(fēng)機(jī)效率。在風(fēng)機(jī)的出口處避免安裝閥門(mén)，連接風(fēng)機(jī)出口的風(fēng)管最好用一段直管。如果受到安裝位置的限制，需要在風(fēng)機(jī)出口處直接安裝彎管時(shí)，彎管的轉(zhuǎn)向應(yīng)與風(fēng)機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)方向一致。3.4風(fēng)管內(nèi)的壓力分布空氣在風(fēng)管中流動(dòng)時(shí)，由于風(fēng)管阻力和流速變化，空氣的壓力是不斷變化的。研究風(fēng)管內(nèi)空氣壓力的分布規(guī)律，有助于我們更好地解決通風(fēng)除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理問(wèn)題。根據(jù)能量守恒定律，可以寫(xiě)出空氣在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)不同兩斷面間的能量方程（伯努利方程）式中——斷面1、2處的靜壓，Pa；——斷面1、2處的動(dòng)壓，Pa；——管道中心線斷面1、2處的高度，m；——重力加速度，m/s2；——斷面1、2間摩擦阻力和局部阻力之和，Pa。由于空氣密度小，由高程的不同所引起的管內(nèi)、外位壓變化很小，因此上式兩邊的第三項(xiàng)可以忽略，所以可以簡(jiǎn)化為即斷面1的全壓等于斷面2的全壓加上管段1－2之間的阻力損失。我們可以利用上式對(duì)任一通風(fēng)除塵系統(tǒng)的壓力分布進(jìn)行分析。3.5通風(fēng)管道的設(shè)計(jì)一、風(fēng)道設(shè)計(jì)的內(nèi)容及原則風(fēng)道的設(shè)計(jì)內(nèi)容分為設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算兩類：1、設(shè)計(jì)計(jì)算：通風(fēng)工程中，在已知系統(tǒng)和設(shè)備布置、通風(fēng)量的情況下，設(shè)計(jì)計(jì)算的目的就是經(jīng)濟(jì)、合理的選擇風(fēng)管材料，確定各段風(fēng)管的斷面尺寸和阻力，在保證系統(tǒng)達(dá)到要求的風(fēng)量分配的前提下，選擇合適的風(fēng)機(jī)型號(hào)和電動(dòng)機(jī)功率。2、校核計(jì)算通風(fēng)工程中，當(dāng)已知系統(tǒng)和風(fēng)管斷面尺寸，或者通風(fēng)量發(fā)生變化時(shí)，校核風(fēng)機(jī)是否能滿足工藝要求，以及采用該風(fēng)機(jī)時(shí)，其動(dòng)力消耗是否合理。風(fēng)道設(shè)計(jì)時(shí)必須遵循以下原則：eq\o\ac(○,1)風(fēng)道系統(tǒng)要簡(jiǎn)潔、靈活、可靠。eq\o\ac(○,2)要便于安裝、調(diào)節(jié)、控制與維修。eq\o\ac(○,3)風(fēng)道斷面尺寸要標(biāo)準(zhǔn)化。eq\o\ac(○,4)風(fēng)道的斷面形狀要與建筑結(jié)構(gòu)相配合，使其完美統(tǒng)一。二、風(fēng)道設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟風(fēng)管設(shè)計(jì)計(jì)算方法有假定流速法、壓損平均法和靜壓復(fù)得法三種，其中常用的方法是假定流速法。假定流速法的具體設(shè)計(jì)步驟是：確定通風(fēng)除塵系統(tǒng)方案，繪制管路系統(tǒng)示意圖對(duì)系統(tǒng)圖分段，注明管段長(zhǎng)度，風(fēng)量，管件部位并進(jìn)行編號(hào)假定系統(tǒng)不同管段的風(fēng)速風(fēng)管內(nèi)空氣流速對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性影響很大。流速高風(fēng)管截面積小，風(fēng)管材料耗用小，投資費(fèi)用少，單這樣會(huì)使管路阻力增加，動(dòng)力消耗增大，運(yùn)行費(fèi)用增加：風(fēng)管內(nèi)空氣流速低，會(huì)使塵粒在風(fēng)管內(nèi)沉積，造成風(fēng)管堵塞，同時(shí)也使風(fēng)管管徑增大，用料增加等；因此，必須確定最佳流速，以使管路系統(tǒng)造價(jià)，運(yùn)行費(fèi)用等綜合起來(lái)最經(jīng)濟(jì)。一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成表5-4、5-5、5-6供假定風(fēng)管內(nèi)流速選用。根據(jù)假定空氣流速和已知管段的風(fēng)量確定各管段的管徑，計(jì)算管道阻力（摩擦阻力和局部阻力）。確定風(fēng)管管徑時(shí)，應(yīng)盡量符合附錄中所列通風(fēng)管道的尺寸規(guī)格。對(duì)通風(fēng)除塵系統(tǒng)中的各并聯(lián)支管的阻力平衡計(jì)算，其差值不宜大于10%，對(duì)于一般的通風(fēng)系統(tǒng)阻力誤差不超過(guò)15%。計(jì)算系統(tǒng)管道總阻力，作為選擇通風(fēng)機(jī)的依據(jù)一般工廠通風(fēng)管道推薦速度（m/s）部件采氣口5風(fēng)機(jī)入口5主風(fēng)道6-9風(fēng)機(jī)入口8-12支風(fēng)道1-1.5立風(fēng)道1送風(fēng)道3-4工廠除塵管道空氣最低速度（m/s）粉塵性質(zhì)垂直水平粉狀粘土砂1113耐火泥1417粘土1316重礦粉塵1416輕礦粉塵1214銅鐵屑1923干微塵810細(xì)沙1113煤粉1012濕土1518鋼鐵塵土1518水泥粉塵8-12 18-22石棉粉末 8-1216-22鋸刨木屑1214含塵氣體在工廠環(huán)境管道中的最低速度（m/s）蒸汽煙氣7-10煙塵7-10細(xì)微輕塵10-12干粉塵12-17工業(yè)塵17-20重塵20-22濕塵223.6風(fēng)管直徑和實(shí)際風(fēng)速計(jì)算（1）式中：——通風(fēng)量（m3/h），——管內(nèi)風(fēng)速，一般傾斜管道=12—16m/s，垂直管道=8—12m/s，水平管道=18—22m/s，——風(fēng)管直徑（m），計(jì)算出的風(fēng)管直徑，因該按圓形通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格選用。在選擇管徑時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用基本系列。風(fēng)管的厚度可按下表選用表6-6除塵風(fēng)管的壁厚一般除塵風(fēng)管含塵濃度高的風(fēng)管管徑（mm）壁厚（mm）管徑（mm）壁厚（mm）1.5—2.52.0—2.52.5—3.02.5—4.03.0—3.54.0—5.03.5—4.0（2）烘干機(jī)至旋風(fēng)除塵器段，取=10m/s垂直段：取外徑為900mm，取壁厚為3.6mm，則風(fēng)管內(nèi)徑為管內(nèi)實(shí)際風(fēng)速：水平段：取外徑為800mm，取壁厚為3.4mm，則風(fēng)管內(nèi)徑為管內(nèi)實(shí)際風(fēng)速：（3）旋風(fēng)收塵器至水浴除塵器段，取=10/s垂直段：取外徑為800mm取壁厚為3.4mm則風(fēng)管內(nèi)徑為管內(nèi)實(shí)際風(fēng)速：水平段：取外徑為700mm，取壁厚為3.0mm，則風(fēng)管內(nèi)徑管內(nèi)實(shí)際風(fēng)速：（4）又水浴除塵器至離心通風(fēng)機(jī)段：取=10/s垂直段：取=10m/s，取外徑為900mm，取壁厚為3.6mm，則風(fēng)管內(nèi)徑管內(nèi)實(shí)際風(fēng)速：水平段：取=20m/s，取外徑為700mm，取壁厚為3.0mm，則風(fēng)管內(nèi)徑管內(nèi)實(shí)際風(fēng)速：（5）又排風(fēng)機(jī)至出口：垂直段：取=10m/s，取外徑為1000mm，取壁厚為4.0mm，則風(fēng)管內(nèi)徑第4章離心通風(fēng)機(jī)的選擇計(jì)算4.1風(fēng)機(jī)概述風(fēng)機(jī)是用來(lái)連續(xù)輸送氣體的設(shè)備。在通風(fēng)除塵系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)用來(lái)從塵源將含塵氣體抽出并通過(guò)風(fēng)管輸送到除塵設(shè)備，凈化后由排氣筒排入大氣，因此風(fēng)機(jī)是通風(fēng)除塵系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一。通風(fēng)除塵系統(tǒng)有排塵罩、除塵器、通風(fēng)管道、通風(fēng)機(jī)等構(gòu)成。而通風(fēng)機(jī)是推動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)力部分。一般通風(fēng)系統(tǒng)常用的風(fēng)機(jī)有離心式和軸流式兩種。通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及其工作以離心式通風(fēng)機(jī)為例說(shuō)明。離心式通風(fēng)機(jī)主要由葉輪、殼體、機(jī)軸、吸氣口、排氣口等構(gòu)成，如圖6-1所示。eq\o\ac(○,1)葉輪：也是通風(fēng)機(jī)的工作輪，它是由一系列葉片、前盤(pán)和后盤(pán)組成的。葉輪通過(guò)后盤(pán)固定在機(jī)軸上，如圖6-2所示。eq\o\ac(○,2)殼體：一般是用鋼板焊制而成，其形狀像阿基米德螺線形。eq\o\ac(○,3)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)葉輪隨軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片間的空氣也隨之旋轉(zhuǎn)?？諝飧鞑糠珠g作用力大于向心力時(shí)，空氣做離心運(yùn)動(dòng)而從葉片間通道開(kāi)口處被甩出，之后，匯集到螺旋形殼體中，由于空氣連續(xù)不斷地?cái)D入，使氣體壓力增高（動(dòng)壓轉(zhuǎn)化為靜壓的結(jié)果）。最后，空氣以一定壓力由排除口排出。空氣被甩出后，葉輪中心部位氣體壓力降低（低于大氣壓力），這樣空氣就通過(guò)吸入口源源不斷地被吸入，源源不斷地從排出口排出。通風(fēng)機(jī)的各部件中，葉輪是最關(guān)鍵性的部件，特別是葉輪上葉片的形式很多，但基本上可分為閃向式、徑向式和后向式三種。葉片出口角β：葉片的出口方向（出口端的切向方向）和葉輪的圓周方向（在葉片出口端的圓周切線方向）之間的夾角。三種葉片形式各有特點(diǎn)后向式葉片的彎曲度較小，而且符合氣體在離心力作用下的運(yùn)動(dòng)方向，空氣與葉片之間的撞擊很小。因此能量損失和噪音較小，效率較高。但后向式葉片只能使空氣以較低的流速?gòu)娜~輪甩出，空氣所獲得的動(dòng)壓較低。前向式葉片形狀與空氣在離心力作用下的運(yùn)動(dòng)方向完全相反，空氣與葉片之間撞擊劇烈。因此能量損失和噪音都較大，故效率就低，但前向式葉片能使空氣以較高的流速?gòu)娜~輪中甩出，從而使空氣在風(fēng)機(jī)出口處獲得較大的靜壓。徑向式葉輪的特點(diǎn)介入后向式和前向式之間。機(jī)殼一般呈螺旋形，它的作用是吸集從葉輪中甩出的空氣，并通過(guò)氣流斷面的漸擴(kuò)作用，將空氣的動(dòng)壓力轉(zhuǎn)化為靜壓。離心式通風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的壓力一般小于1500毫米水柱。壓力小于100毫米水柱的稱為低壓風(fēng)機(jī)，一般用于空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。壓力小于300毫米水柱的稱為中壓風(fēng)機(jī)，一般用于通風(fēng)除塵系統(tǒng)。壓力大于300毫米水柱的稱為高壓風(fēng)機(jī)，一般用于氣力輸送系統(tǒng)。二：離心式通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)一、風(fēng)量通風(fēng)機(jī)每單位時(shí)間內(nèi)所排送的空氣體積，稱為風(fēng)量Q，又稱送風(fēng)量或流量，其單位為米3/秒或米3/時(shí)，工程上常用單位是米3/時(shí)。風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的風(fēng)量與風(fēng)機(jī)葉輪直徑、轉(zhuǎn)速、葉片形式等有關(guān)，其三者之間的相互關(guān)系要用下式表示：米3/秒或：米3/時(shí)式中：Q——通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量；D2——通風(fēng)機(jī)葉輪的外徑，米；V2——葉輪外周的圓周速度，米/秒——流量系數(shù)，與風(fēng)機(jī)型號(hào)有關(guān)。風(fēng)機(jī)的風(fēng)量一般用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得。風(fēng)量的大小與通風(fēng)機(jī)的尺寸和轉(zhuǎn)速成正比。在管道系統(tǒng)中，風(fēng)量可以通過(guò)閘門(mén)或改變通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)。二、風(fēng)壓通風(fēng)機(jī)的出口氣流全壓與進(jìn)口氣流全壓之差稱為風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓H，其單位為毫米水柱。風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的風(fēng)壓與風(fēng)機(jī)的葉輪直徑、轉(zhuǎn)速、空氣密度及葉片形式有關(guān)，其關(guān)系可用下式表示：H=ρHv22式中：H——通風(fēng)機(jī)全壓，毫米水柱；ρ——空氣的密度，千克·秒2/米4；當(dāng)大氣壓強(qiáng)在760毫米汞柱，氣溫為20℃，ρv——葉輪外周的圓周速度，米/秒；H——全壓系數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定，一般如下：后向式：H=0.4—0.6；徑向式：H=0.6—0.8；前向式：H=0.8—1.1；D2——風(fēng)機(jī)葉輪的外徑，米；n——風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分。風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速的平方成正比，適當(dāng)提高轉(zhuǎn)速就能增大風(fēng)壓。在管道系統(tǒng)中，風(fēng)壓也可用調(diào)節(jié)閘門(mén)來(lái)改變。三、功率單位時(shí)間內(nèi)所消耗的能量稱為功率N，功率的單位用千瓦來(lái)表示。通風(fēng)機(jī)的有效功率（Ny千瓦）即：式中：Q——通風(fēng)機(jī)輸送的風(fēng)量，米3/秒；H——通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓，毫米水柱；102——千瓦與千克·米/秒之間的換算關(guān)系系數(shù)，1千瓦=102千克米/秒。軸功率N與有交效功率Ny之間的關(guān)系如下：式中：η——通風(fēng)機(jī)效率，%。N——軸功率，千瓦當(dāng)通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一定時(shí)，它的軸功率隨著風(fēng)量的改變而改變，一般離心式通風(fēng)機(jī)的軸功率隨著風(fēng)量的增加而增加。通風(fēng)機(jī)的有效功率與軸功率之比為通風(fēng)機(jī)的效率η，即：通風(fēng)機(jī)的有效功率反映了通風(fēng)機(jī)工作的經(jīng)濟(jì)性。后向葉片風(fēng)機(jī)的效率一般在0.8~~0.9之間，前向葉片風(fēng)機(jī)的效率在0.6~~0.65之間。同一臺(tái)風(fēng)機(jī)在一定的轉(zhuǎn)速下，當(dāng)風(fēng)量和風(fēng)壓改變時(shí)，其效率也隨之改變，但其中必有一個(gè)最高效率點(diǎn)，最高效率時(shí)的風(fēng)量和風(fēng)壓稱為最佳工況。通風(fēng)機(jī)在管道系統(tǒng)中工作時(shí)，它的風(fēng)量與風(fēng)壓應(yīng)盡可能等于或接近最佳式?jīng)r時(shí)的風(fēng)量和風(fēng)壓，應(yīng)注意使其實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)效率不低于最高效率的90%。五、通風(fēng)機(jī)的性能曲線通風(fēng)機(jī)的性能曲線一般有H—Q曲線，N—Q曲線，η—Q曲線三種，這三種曲線常畫(huà)在同一圖上，統(tǒng)稱為風(fēng)機(jī)的特性曲線。根據(jù)特性曲線，已知Q米3/時(shí)，H毫米水柱，N千瓦，η（%）中的任何一值即可求得其它各值。五、通風(fēng)機(jī)的性能曲線有的風(fēng)機(jī)樣本中風(fēng)機(jī)中不列出特性曲線，而只列出選擇風(fēng)機(jī)的數(shù)字表格，性能表中每一種轉(zhuǎn)速按流量、風(fēng)壓等分為八個(gè)性能點(diǎn)。表中所列出各性能點(diǎn)的最高效率，均在風(fēng)機(jī)最高效率的0.8-0.9范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)速序號(hào)全壓風(fēng)量電動(dòng)機(jī)400012345678320310305290285250215190425048205275587063006800730077607.5六、轉(zhuǎn)速通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n可用轉(zhuǎn)速表直接測(cè)量，其數(shù)值用每分鐘多少轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)/分）來(lái)表示。小型風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一般較高，往往與電動(dòng)機(jī)直接相連。大型風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較低，一般用皮帶傳動(dòng)與電動(dòng)機(jī)相連，改變皮帶輪的直徑即可調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，其關(guān)系如下：式中：n1，n2——風(fēng)機(jī)；電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速d1，d2——風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的皮帶輪的直徑。如要改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，只要改變通風(fēng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)中任意一個(gè)皮帶輪的直徑即可。當(dāng)改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，風(fēng)機(jī)的特性參數(shù)；特性曲線也隨之改變，亦即，風(fēng)機(jī)在每一轉(zhuǎn)速下都有其相應(yīng)的特性曲線。當(dāng)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，風(fēng)機(jī)的特性參數(shù)Q，H，N的變化可按下式計(jì)算：4.2風(fēng)機(jī)選型正確和合理地選擇通風(fēng)機(jī)，是保證通風(fēng)與氣力輸送系統(tǒng)正常而又經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)十分重要的步驟，選擇的通風(fēng)機(jī)不但要滿足管道系統(tǒng)在工作時(shí)所必須的風(fēng)量和風(fēng)壓，而且要使通風(fēng)風(fēng)在這樣的風(fēng)量與壓力下工作，效率為最高或在它的經(jīng)濟(jì)使用范圍之內(nèi)。目前，通風(fēng)與氣力輸送所常用的一些通風(fēng)機(jī)在國(guó)內(nèi)都有生產(chǎn)，可直接從國(guó)家產(chǎn)品樣本中找到，為了用戶選擇方便，樣本上載有各種型式風(fēng)機(jī)的性能曲線和選擇曲線，并對(duì)不同型式和機(jī)號(hào)的風(fēng)機(jī)用一定的符號(hào)和參數(shù)進(jìn)行了編制。因此在進(jìn)行風(fēng)機(jī)選擇前，必須熟悉產(chǎn)品樣本。離心式通風(fēng)機(jī)的完全標(biāo)志包括：名稱、型號(hào)（由全壓系數(shù)、比轉(zhuǎn)數(shù)、進(jìn)風(fēng)口形式、設(shè)計(jì)順序號(hào)四個(gè)數(shù)組成），機(jī)號(hào)、傳動(dòng)方式、旋轉(zhuǎn)方向和出風(fēng)口位置。具體計(jì)算過(guò)程如下：（1）進(jìn)排風(fēng)機(jī)風(fēng)量：考慮到該段漏風(fēng)5%及風(fēng)量?jī)?chǔ)備10%，進(jìn)排風(fēng)機(jī)的溫度降到50℃（2）除塵系統(tǒng)總阻力：設(shè)系統(tǒng)阻力水柱，考慮到10%風(fēng)壓儲(chǔ)備，除塵系統(tǒng)總阻力計(jì)算如下：離心式通風(fēng)機(jī)的性能，一般在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的性能，當(dāng)氣體溫度和大氣壓改變時(shí)，按下式計(jì)算：要求排風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓：（3）風(fēng)機(jī)選型表6-8風(fēng)機(jī)選型型號(hào)規(guī)格流量（m3/h）氣壓（Pa）4—72型N08C離心式25000—348002410—3070參考文獻(xiàn)[1]彭寶利等，《水泥粉磨工藝及設(shè)備》化學(xué)工業(yè)出版社[2]菲洛年科，列烈迭夫，《干燥裝置》高等教育出版社[3]平朔正騰，吉野善彌《污泥處理工程學(xué)》華東化工學(xué)院出版社[4]童景山，《流態(tài)化干燥工藝與設(shè)備》科學(xué)出版社,2002[5]白云等，《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與繪圖》高等教育出版社，2006[6]程志紅，《機(jī)械設(shè)計(jì)》東南大學(xué)出版社，2006[7]甘永立，《幾何公差與檢測(cè)》上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2007[8]馮之敬，《機(jī)械制造工程原理》清華大學(xué)出版社，2008[9]崔春芳，童忠良，《干燥新技術(shù)及應(yīng)用》化學(xué)工業(yè)出版社，2009[10]成大先，《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)全套》化學(xué)工業(yè)出版社，2006[11]王洪欣，《機(jī)械原理》東南大學(xué)出版社，2005.[12]程志紅,唐大放，《機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)》東南大學(xué)出版社,2006.[13]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》軟件版3.0[14]金國(guó)淼《干燥設(shè)備》（化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書(shū)）編輯委員會(huì)化學(xué)工業(yè)出版社2002[15]（運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)委員會(huì)）《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》化學(xué)工業(yè)出版社1999[16]汪毅，關(guān)彥光，尹學(xué)凱，張井凡《回轉(zhuǎn)窯焙燒鉬精礦技術(shù)及設(shè)備》中國(guó)鉬業(yè)第30卷第3期24-26，2006.6[17]孫夏明，吳伯農(nóng)《回轉(zhuǎn)窯傳動(dòng)功率的分析》冶金設(shè)備第30卷總第128期2001.8第4期8-12[18]馮彬柞《1200t/d回轉(zhuǎn)窯的工藝參數(shù)優(yōu)化》水泥2006.716-18[19]唐繼黔《利用回轉(zhuǎn)窯煙氣余熱的一種新方法》貴州化工第30卷第6期2005.1217-19[20]（國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)）《中華人民共和國(guó)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》煤炭工業(yè)出版社2006.6[21]劉廣文《干燥設(shè)備選型及采購(gòu)指南》中國(guó)石化出版社1999[22]徐幫學(xué)《最新干燥技術(shù)工藝與干燥設(shè)備選型及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)用手冊(cè)》安徽文化音像出版社2003.6[23]劉鴻文等主編《材料力學(xué)》北京高等教育出版社2001[24]哈工大學(xué)理論力學(xué)教研組北京高等教育出版社《理論力學(xué)》1997[25]高澤遠(yuǎn)等主編東北工學(xué)院出版社《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》1987[26]張玉主編東北大學(xué)出版社《幾何量公差與測(cè)量技術(shù)》1999[27]俞子建等主編東北大學(xué)出版社《機(jī)械設(shè)計(jì)習(xí)題與解題分析》2000翻譯部分英文原文Finecoaldryclassificationandseparation1．IntroductionABSTRACTThequantitiesofcoalbeingseparatedandthelevelsofseparationrequiredareincreasingwiththedemandofenvironmentalprotection.Althoughcoaliscurrentlycleanedwiththeminimumofsizereduction,fineparticleprocessing,recovery,andtailingsdisposalaremajorproblems.Furthermore,adequatewaterresourcesarenotalwaysavailable.Forexample,twothirdsofChina’scoalarelocatedinaridareas.Hence,dryseparationprovidesanalternativeapproach.Ofthedrycoalseparationmethodsavailable,airdense-mediumfluidizedbedshavebeenusedtoseparate50-6mmcoalefficiently.However,excessivebubblingandbackmixingoftheseparatedsolidsintheair-densemediafluidizedbedcausesthehighlowersizelimitof6mmforthefeedmaterial,thisaffectingthepreparationefficiency.Basedonpriorstudyonair-fluidizeddensemediafor6-50mmcoalpreparation,thispaperpresentsmethodsandtestresultsonthefinecoaldryclassification,staticelectricitybeneficiationof0-0.5mmcoal,andmagneticallystabilizedfluidizedbedsforseparating0.5-6mmcoal.?2003SDU.reserved.Keywords:Finecoal;Classification;Separation;Magneticallystabilizedfluidizedbeds;Staticelectricitybeneficiation1.INTRODUCTIONFinecoaldryclassificationandseparationbecomesmoreandmoreimportantinChina.Thecommerciallyavailableclassificationtechnologiesarefarfrommeetingtheindustrialneeds,especiallyfordryclassificationofmoistrawcoalatseparationsizesmallerthan6mm.Anewclassificationtechnologyofrawcoal,referredtoasvibratedfluidizedbedairclassificationtechnology,hasbeeninventedandpatentedbytheauthors.Thevibratedfluidizedbedairclassifiercompletelyeliminatestheaperture-blindingproblem,resultinginaneffectiveclassificationofrawcoalatseparationsizesmallerthan6mm,evendownto0.125mm.Afterclassification,thefinecoals0-0.5mmand0.5-6mmarebeneficiatedwithdrystaticelectricityseparatorandmagneticallystabilizedfluidizedbedrespectively.2.DRYCLASSIFICATIONOF0-6MMCOALThe50-0mmcoalcanbescreenedinto50-6mmand6-0mmcoalbyQGS2020typepiano-wireprobabilityscreen(Yaominetal.,1998).Then,the0-6mmcoalisfirstclassifiedintotwofractions:thecoalfineswiththesizebelow0.5mmandthefinecoalwiththesizebetween0.5mmand6mm.Inthisprocess,apneumaticclassificationtechnologyisadopted(Guohuaetal.,1999).TheworkingprincipleofthepneumaticclassificationinavibratedbedisshowninFigure1.The0-6mmcoalisfedatoneendofarectangularchamber,whichhasavibratedporousplateinitslowerpartandflowsalongthevibratedporousplatetotheotherendundertheeffectofthevibration.Undertheactionsofascendingairandvibration,particlesaresomobileastobehaveasafluid,formingavibratedfluidizedbed.Theparticlesmoveinalldirections,jostling,rubbing,readilybreakinguptheagglomeratesoffinesandabradingofffinesstuckonthesurfaceofcoarseparticlesintoindividuals.Thefineandlightparticleswithsettlingvelocities*Correspondingauthor.E-mail:Fmaoming@196TheEuropeanJournalofMineralProcessingandEnvironmentalProtectionVol.3,No.2,1303-0868,2003,pp.196-201FinecoaldryclassificationandseparationF.Maoming1*,C.Qingru2,Z.Yuemin2,L.Zhenfu2,Z.Xinxi2,T.Xiuxiang2,Y.Guohua31DepartmentofMiningEngineering,UniversityofKentucky,242MMRB,230MiningandMineralResources,Lexington,KY40506,USA2SchoolofChemicalEngineeringandTechnology,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221008,Jiangsu,P.R.China3MaritimeCollege,NingboUniversity,Ningbo315211,Zhejiang,P.R.ChinaReceived23September2002;accepted10June2003ABSTRACTThequantitiesofcoalbeingseparatedandthelevelsofseparationrequiredareincreasingwiththedemandofenvironmentalprotection.Althoughcoaliscurrentlycleanedwiththeminimumofsizereduction,fineparticleprocessing,recovery,andtailingsdisposalaremajorproblems.Furthermore,adequatewaterresourcesarenotalwaysavailable.Forexample,twothirdsofChina’scoalarelocatedinaridareas.Hence,dryseparationprovidesanalternativeapproach.Ofthedrycoalseparationmethodsavailable,airdense-mediumfluidizedbedshavebeenusedtoseparate50-6mmcoalefficiently.However,excessivebubblingandbackmixingoftheseparatedsolidsintheair-densemediafluidizedbedcausesthehighlowersizelimitof6mmforthefeedmaterial,thisaffectingthepreparationefficiency.Basedonpriorstudyonair-fluidizeddensemediafor6-50mmcoalpreparation,thispaperpresentsmethodsandtestresultsonthefinecoaldryclassification,staticelectricitybeneficiationof0-0.5mmcoal,andmagneticallystabilizedfluidizedbedsforseparating0.5-6mmcoal.2003SDU.Allrightsreserved.Keywords:Finecoal;Classification;Separation;Magneticallystabilizedfluidizedbeds;Staticelectricitybeneficiation1.INTRODUCTION：FinecoaldryclassificationandseparationbecomesmoreandmoreimportantinChina.Thecommerciallyavailableclassificationtechnologiesarefarfrommeetingtheindustrialneeds,especiallyfordryclassificationofmoistrawcoalatseparationsizesmallerthan6mm.Anewclassificationtechnologyofrawcoal,referredtoasvibratedfluidizedbedairclassificationtechnology,hasbeeninventedandpatentedbytheauthors.Thevibratedfluidizedbedairclassifiercompletelyeliminatestheaperture-blindingproblem,resultinginaneffectiveclassificationofrawcoalatseparationsizesmallerthan6mm,evendownto0.125mm.Afterclassification,thefinecoals0-0.5mmand0.5-6mmarebeneficiatedwithdrystaticelectricityseparatorandmagneticallystabilizedfluidizedbedrespectively.2.DRYCLASSIFICATIONOF0-6MMCOALThe50-0mmcoalcanbescreenedinto50-6mmand6-0mmcoalbyQGS2020typepiano-wireprobabilityscreen(Yaominetal.,1998).Then,the0-6mmcoalisfirstclassifiedintotwofractions:thecoalfineswiththesizebelow0.5mmandthefinecoalwiththesizebetween0.5mmand6mm.Inthisprocess,apneumaticclassificationtechnologyisadopted(Guohuaetal.,1999).TheworkingprincipleofthepneumaticclassificationinavibratedbedisshowninFigure1.The0-6mmcoalisfedatoneendofarectangularchamber,whichhasavibratedporousplateinitslowerpartandflowsalongthevibratedporousplatetotheotherendundertheeffectofthevibration.Undertheactionsofascendingairandvibration,particlesaresomobileastobehaveasafluid,formingavibratedfluidizedbed.Theparticlesmoveinalldirections,jostling,rubbing,readilybreakinguptheagglomeratesoffinesandabradingofffinesstuckonthesurfaceofcoarseparticlesintoindividuals.Thefineandlightparticleswithsettlingvelocities中文譯文細(xì)粒煤干的分級(jí)和分離摘要隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來(lái)越高，對(duì)煤進(jìn)行分類與分離的質(zhì)量和水平也要求相應(yīng)提高。雖然目前的煤清洗是對(duì)細(xì)粒煤的清洗，但是細(xì)顆粒加工，恢復(fù)和尾礦處理也是主要的問(wèn)題。另外，充足的水資源也不是常常能滿足的。例如，中國(guó)的二分之三的煤礦都在干燥的地區(qū)。因此，干燥分離法，提供了一種可取代的方法。干煤的分離方法是可用的，空氣重介質(zhì)流化床已有效的用于分離50-6mm的煤。然而，過(guò)度起泡和空氣流化床高密度媒介中分離固體的反混導(dǎo)致了對(duì)進(jìn)料有大小6毫米的高度限制。這影響了準(zhǔn)備的效率。根據(jù)以往對(duì)6-50毫米選煤的空氣流化床高密度介質(zhì)的研究，本文提出對(duì)細(xì)粒煤分類的方法和測(cè)試結(jié)果，基于對(duì)0-0.5毫米的煤的靜電選礦，并且用磁