大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)說明書及計(jì)算書

內(nèi)蒙古科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書7課程名稱大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目工業(yè)窯爐煙氣除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師時(shí)間一、教學(xué)要求1、認(rèn)真閱讀課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，熟悉有關(guān)設(shè)計(jì)資料及參考資料，熟悉各種設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)內(nèi)容，認(rèn)真完成任務(wù)書規(guī)定的設(shè)計(jì)內(nèi)容。

2、應(yīng)在教師指導(dǎo)下，在兩周內(nèi)獨(dú)立完成規(guī)定的內(nèi)容和工作量。

3、課程設(shè)計(jì)的成果為設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1份和圖紙1張；要求計(jì)算說明書文字通順精練，計(jì)算準(zhǔn)確。要求圖紙能準(zhǔn)確表達(dá)自己的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)結(jié)果，并且圖面布置合理，正確清晰，符合制圖標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定，用工程字注文。二、設(shè)計(jì)資料及參數(shù)(1)設(shè)計(jì)流量（m3/h）：170000(2)粉塵來源：稀土焙燒煙塵(3)含塵濃度（g/Nm3）：37(4)煙氣溫度（℃）：270(5)煙塵粒徑分布：（%）粒徑μm%<11～33～56.45～1020.910～2025.720～3015.530～4716.447～607.660～746.174～851.485～95>95(6)煙氣要求處理量：60（mg/Nm3）工業(yè)粉塵大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)三、設(shè)計(jì)要求及成果（1）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份（電子版，字?jǐn)?shù)在4500字以上）（2）設(shè)計(jì)主體設(shè)備平、剖面圖一張（電腦繪制，CAD1#）四、進(jìn)度安排時(shí)間內(nèi)容0～0.5周查找相關(guān)資料、確定方案0.5～1.0周設(shè)計(jì)計(jì)算1.0～1.5周畫圖1.5～2.0周整理相關(guān)資料及計(jì)算說明書五、評分標(biāo)準(zhǔn)課程設(shè)計(jì)要進(jìn)行嚴(yán)格的教學(xué)考核和成績評定。在完成全部的課程設(shè)計(jì)任務(wù)基礎(chǔ)上，由指導(dǎo)教師根據(jù)參加本次課程設(shè)計(jì)的學(xué)生，按其在整個(gè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)過程中的表現(xiàn)(包括:學(xué)習(xí)態(tài)度、遵守紀(jì)律、資料查閱、選用參數(shù)、投入時(shí)間、靈活運(yùn)用知識(shí)能力等)和遞交的課程設(shè)計(jì)報(bào)告(包括:設(shè)計(jì)計(jì)算說明書與圖紙)的質(zhì)量，幾方面進(jìn)行綜合考核評價(jià)，給出課程設(shè)計(jì)成績。課程設(shè)計(jì)的成績計(jì)分可采用:優(yōu)、良、中、及格與不及格五級計(jì)分，其相應(yīng)的百分計(jì)分為:100-90,89-80,79-70,69-60,<60.成績計(jì)分權(quán)重可分配如下:設(shè)計(jì)表現(xiàn)占30%(其中:學(xué)習(xí)態(tài)度為15分,遵守紀(jì)律為15分),設(shè)計(jì)成果占70%(其中:資料查閱為5分,設(shè)計(jì)計(jì)算說明書撰寫為35分,繪圖為24分,設(shè)計(jì)計(jì)算報(bào)告整理為6分)。六、建議參考資料大氣污染控制工程環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊七、備注鑒于當(dāng)前情況，綜合考評中，側(cè)重于答疑過程和課程設(shè)計(jì)報(bào)告，對于課程設(shè)計(jì)報(bào)告的內(nèi)容重點(diǎn)考評報(bào)告質(zhì)量和圖紙水平。對于抄襲，堅(jiān)決嚴(yán)肅處理，出現(xiàn)雷同的報(bào)告及完全一致的圖紙，均取消成績，判定為抄襲。

目錄前言 4第一章設(shè)計(jì)說明 41.1設(shè)計(jì)依據(jù) 41.2設(shè)計(jì)原則 41.3設(shè)計(jì)參數(shù) 5第二章工藝選擇設(shè)計(jì)與計(jì)算 62.1除塵器的優(yōu)缺點(diǎn) 62.1.1機(jī)械式除塵器的優(yōu)缺點(diǎn) 62.1.3袋式除塵器的優(yōu)缺點(diǎn) 62.1.4濕式除塵器的優(yōu)缺點(diǎn) 62.2除塵裝置的選擇評價(jià) 72.2.1除塵裝置的性能指標(biāo) 72.2.2.除塵方式和除塵器的選擇 72.2.3一級除塵器選擇 72.2.4二級除塵器選擇 82.2.5處理流程圖 82.2.6工藝流程說明 92.3.一級旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)選型 92.3.1旋風(fēng)除塵器除塵效率計(jì)算 92.4.二級電除塵器的設(shè)計(jì)選型 102.4.1確定有效驅(qū)進(jìn)速度ω 112.4.2集塵板面積A 112.4.3電場橫斷面積F’ 112.4.4集塵極與放電極的間距和排數(shù) 112.4.5電場長度 122.4.6電暈極系統(tǒng)設(shè)計(jì) 122.4.7極板系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 132.4.8工作電壓與工作電流 132.4.9外殼設(shè)計(jì) 132.5.管道設(shè)計(jì)計(jì)算 152.5.1設(shè)計(jì)原則 152.5.2設(shè)計(jì)計(jì)算 162.6風(fēng)機(jī)的選擇以及計(jì)算 18參考文獻(xiàn) 20前言大氣是人類賴以生存的最基本的環(huán)境因素，構(gòu)成了環(huán)境系統(tǒng)的大氣環(huán)境子系統(tǒng)。一切生命過程，一切動(dòng)物、植物和微生物都離不開大氣。大氣為地球生命的繁衍，人類的發(fā)展，提供了理想的環(huán)境。它的狀態(tài)和變化，時(shí)時(shí)處處影響到人類的活動(dòng)與生存。造成大氣污染的原因，既有自然因素又有人為因素，尤其是人為因素，如工業(yè)廢氣、燃燒、汽車尾氣和核爆炸等。隨著人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和生產(chǎn)的迅速發(fā)展，在大量消耗能源的同時(shí)，也將大量的廢氣、煙塵物質(zhì)排入大氣，嚴(yán)重影響了大氣的質(zhì)量，特別是在人口稠密的城市和工業(yè)區(qū)域。造成大氣污染的物質(zhì)主要有：一氧化碳CO、二氧化硫SO2、一氧化氮NO、臭氧O3以及煙塵、鹽粒、花粉、細(xì)菌、苞子等。如何在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、能源需求增加的同時(shí)遏制大氣污染已成為一項(xiàng)巨大的科技挑戰(zhàn)。我國政府采用綜合措施，控制大氣污染水平，包括：提高能源效率優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)；改造和遷移污染工業(yè)；城市規(guī)劃和綠化；機(jī)動(dòng)車排污量控制；道路建設(shè)和管理等。源頭治理已成為大氣污染控制中一項(xiàng)積極有效的措施，因而每個(gè)工廠中的除塵凈化設(shè)施就顯得尤為重要。經(jīng)濟(jì)合理的除塵設(shè)備可將污染扼殺在“搖籃”中，還我們賴以生存的大氣一片潔凈。第一章設(shè)計(jì)說明1.1設(shè)計(jì)依據(jù)（1）《稀土工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB26451-2011）（2）《環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊》修訂版魏先勛主編湖南科學(xué)技術(shù)出版社（3）《大氣污染·控制工程》第三版郝吉明馬廣大主編高等教育出版社1.2設(shè)計(jì)原則本設(shè)計(jì)遵循如下原則進(jìn)行工藝路線的選擇及工藝參數(shù)的確定：（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可靠，總體布局合理。（2）避免二次污染，降低能耗，近期遠(yuǎn)期結(jié)合、滿足安全要求。（3）采用成熟、合理、先進(jìn)的處理工藝，處理能力符合處理要求；（4）投資少、能耗和運(yùn)行成本低，操作管理簡單，具有適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)，各工藝參數(shù)的選擇略有富余，并確保處理后的尾氣可以達(dá)標(biāo)排放；（5）在設(shè)計(jì)中采用耐腐蝕設(shè)備及材料，以延長設(shè)施的使用壽命；（6）廢氣處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮事故的排放、設(shè)備備用等保護(hù)措施；（7）工程設(shè)計(jì)及設(shè)備安裝的驗(yàn)收及資料應(yīng)滿足國家相關(guān)專業(yè)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。1.3設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)《稀土工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB26451-2011）的二級標(biāo)準(zhǔn)，可知煙塵排放要求達(dá)到60（mg/Nm3）設(shè)計(jì)流量（m3/h）：170000粉塵來源：稀土焙燒煙塵含塵濃度（g/Nm3）：37煙氣溫度（℃）：270煙塵粒徑分布：（%）粒徑μm%<11～33～56.45～1020.910～2025.720～3015.530～4716.447～607.660～746.174～851.485～95>95

第二章工藝選擇設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)2.1.1機(jī)械式除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)對于4種除塵裝置來說，都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，和適宜使用范圍，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行選型重力沉降室的優(yōu)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、耗能小。適用于凈化密度大、粒徑粗的粉塵，去除30一50um的粉塵，效率達(dá)60一80％，但對小于5um的粉塵凈化效率幾乎等于0。慣性力除塵器優(yōu)缺點(diǎn)：一般多作為高效除塵器的前級除塵．用它先除去較粗的塵?；驘霟釥顟B(tài)的粒子。通?？沙チ?0-30um的塵粒。旋風(fēng)除塵器優(yōu)缺點(diǎn)：對小直徑、高阻力的旋風(fēng)除塵器離心力比重力大2500倍。對大直徑、低阻力旋風(fēng)除塵器離心力比重力大5倍。這類除塵器不能捕集小于5um的粉塵粒子，主要有離心式旋風(fēng)除風(fēng)器、離心式旋流除塵器和離心式動(dòng)力除塵器。2.1.2電除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)電除塵器的主要優(yōu)點(diǎn)：①壓力損失小，一般為200～500Fa；②處理氣體量大，可達(dá)105～106m3/h；③能耗低，大約為0.2～0.4Wh/1000m3；④對細(xì)粉塵有很高的捕集效率，可達(dá)99%；⑤可在高溫或強(qiáng)腐蝕性氣體下操作。電除塵器的主要缺點(diǎn)：①設(shè)備龐大，占地面積大；②一次投資高；③不易實(shí)現(xiàn)高比電阻和低比電阻粉塵的捕集。2.1.3袋式除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)袋式除塵器的優(yōu)點(diǎn)：1.高效。對于微米、亞微米級的粉塵效率極高2.不受粉塵比電阻影響3.運(yùn)行穩(wěn)定。對不同流量及濃度的粉塵適應(yīng)性強(qiáng)。袋式除塵器的缺點(diǎn)：1.普通布袋不耐高溫，特殊濾袋耐高溫但成本較高2.不適于處理粘性含塵氣體。3.不適于處理吸濕性氣體。2.1.4濕式除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)濕式除塵器的優(yōu)點(diǎn)1.在相同能耗的情況下，濕式除塵器比干式除塵器除法效率高；2.可以處理高濕、高溫、高比阻、易燃、易爆的含塵氣體；3.在去除含塵氣體中的塵粒的同時(shí)，還可以去除其中的某些氣態(tài)污染物，并有冷卻的作用。濕式除塵器的缺點(diǎn)1.從濕式除塵器中排出的沉渣及污水需要進(jìn)行處理，否則會(huì)造成二次污染；2.凈化含有腐蝕性污染物時(shí)，洗滌水由于具有腐蝕性，對金屬設(shè)備易造成腐蝕；3.不適宜凈化憎水性粉塵；4.在寒冷地區(qū)存在凍結(jié)問題2.2除塵裝置的選擇評價(jià)除塵器時(shí)，應(yīng)根據(jù)所要處理氣體和顆粒物特性、運(yùn)行條件、標(biāo)準(zhǔn)要求等，進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的全面考慮。2.2.1除塵裝置的性能指標(biāo)除塵裝置的性能指標(biāo)有技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)：處理氣體量、壓力損失、除塵效率經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：設(shè)備費(fèi)用、設(shè)備運(yùn)行管理費(fèi)用、設(shè)備占地面積及使用壽命在選擇除塵裝置時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際處理的氣體和顆粒物的特性，及排放指標(biāo)進(jìn)行全面的分析、考慮，選擇一套合適的除塵器。2.2.2.除塵方式和除塵器的選擇設(shè)計(jì)除塵器時(shí)心須全面考慮有關(guān)因素,如除塵效率、壓力損失、經(jīng)濟(jì)效益、維修管理等因素。本設(shè)計(jì)中粉塵為稀土硅鐵合金，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，熱性能穩(wěn)定,與酸接觸不反應(yīng)，同時(shí)具有一定的潤滑性。除塵系統(tǒng)入口粉塵濃度Ci=37g/m^3本設(shè)計(jì)要求凈化后氣體中污染物濃度Co=60mg/m^3則設(shè)計(jì)的除塵系統(tǒng)的總效率為(假設(shè)除塵器本體不漏氣),所以H=（1-0.06/37）*100%=99.84%由上面式子可以看出,如果想要要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，除塵效率就必須很高,所以系統(tǒng)內(nèi)必有高效除塵器。但由于高效除塵器對粉塵入口濃度有一定要求,而初始?xì)怏w含塵濃度較高,故考慮采用二級除塵器串聯(lián)使用的方式，即在高效除塵器前設(shè)置一級除塵器。2.2.3一級除塵器選擇一級除塵器一般選擇機(jī)械除塵器。分析三種常用機(jī)械除塵方式，即比較重力除塵器、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器：重力沉降室只能去除粒徑大于40~50微米的大顆粒,而這部分顆粒只占總粉塵的故重力沉降室不適用；慣性除塵器對粒徑在25~30微米以上的顆粒除塵效率達(dá)到65%~85%；旋風(fēng)除塵器適用于分離粒徑大于5~10微米的塵粒,且普通旋風(fēng)除塵器的效率一般在90%左右。綜上所述,旋風(fēng)除塵器對可分離塵粒占總量比重大，且除塵效率高，此兩點(diǎn)都優(yōu)于重力除塵器和慣性除塵器，所以應(yīng)選用旋風(fēng)除塵器做一級除塵器。2.2.4二級除塵器選擇指

標(biāo)

類

型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍適用溫度機(jī)械式除塵器結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、價(jià)格較低、便于維護(hù)除塵效率低，對小顆粒粉塵捕獲率低大粒徑顆粒物高電除塵器除塵效率高，消耗能量少，處理煙氣量大，自動(dòng)化程度高對高電阻率和低電阻率的粉塵不能直接處理能用于亞微米級的粒子較高袋式除塵器運(yùn)行穩(wěn)定，對含塵濃度適應(yīng)強(qiáng)，處理流量大，性能可靠濾料不耐高溫，不易凈化粘性和吸濕性氣體對微米和亞微米級顆粒捕集效率高較低濕式除塵器結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，操作維護(hù)方便，造價(jià)低可能二次污染，不易凈化纖維、憎水性粉塵對亞微米級粉塵有較高的除塵效率高由于處理的工業(yè)鍋爐煙氣煙氣量很大（Q=170000m3N/h），含塵濃度較高，除塵效率要求99.84％，同時(shí)鍋爐煙氣溫度達(dá)270℃，根據(jù)上表對比可知，所以除塵器選擇電除塵器比較合適。2.2.5處理流程圖將風(fēng)機(jī)設(shè)置在除塵器后可減少風(fēng)機(jī)磨損和對風(fēng)機(jī)性能的要求。綜上所述，該處理系統(tǒng)的工藝流程圖為：2.2.6工藝流程說明從鍋爐出來的煙氣通過煙氣進(jìn)口進(jìn)入旋風(fēng)除塵器，利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力除去煙氣中粒徑較大的煙塵；煙氣再經(jīng)過電除塵器，通過高壓電場進(jìn)行電離，使塵粒荷電，并在電場力的作用下塵粒沉積分離，使除塵效率達(dá)到要求；最后通過風(fēng)機(jī)的作用將除塵后的煙氣送往煙囪，排放到大氣中。2.3.一級旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)選型1) 設(shè)計(jì)選型一級除塵系統(tǒng)采用旋風(fēng)除塵器，其特點(diǎn)是旋風(fēng)除塵器沒有運(yùn)動(dòng)部件，制作、管理十分方便；處理相同風(fēng)量的情況下體積小，價(jià)格便宜；作為預(yù)除塵器使用時(shí)，可以立式安裝，亦可以臥式安裝，使用方便；處理大風(fēng)量是便于多臺(tái)聯(lián)合使用，效率阻力不受影響，但是也存在著除塵效率不高，磨損嚴(yán)重的問題。普通除塵器是由進(jìn)風(fēng)管、筒體、錐體和排氣管組成。含塵氣體進(jìn)入除塵器后，沿外壁由上而下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)少量氣體沿徑向運(yùn)動(dòng)到中心區(qū)域。當(dāng)旋轉(zhuǎn)氣流的大部分到達(dá)錐體底部后，轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn)，最后經(jīng)排出管排出。旋風(fēng)除塵器凈化氣量應(yīng)與實(shí)際需要處理的含塵氣體量一致。選擇除塵器直徑時(shí)應(yīng)盡量小些；旋風(fēng)除塵器入口風(fēng)速要保持18—23m/s；選擇除塵器時(shí)，要根據(jù)工況考慮阻力損失及結(jié)構(gòu)形式，盡可能減少動(dòng)力消耗減少，便于制造維護(hù)；結(jié)構(gòu)密閉要好，確保不漏風(fēng)。旋風(fēng)除塵器選擇5個(gè)并聯(lián)，單個(gè)除塵器的流量為Q1=Q/5/3600=340000m^3/h=9.44m^3/s因題中未給出允許的壓力損失，則可取除塵器筒體凈空截面平均流速為20m/s除塵器直徑D=(9.44×4÷3.14÷20=0.776mm,取按《環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)手冊—大氣污染控制設(shè)備》P36表1-1-20本設(shè)計(jì)采用CLT/A-8型六筒Y型除塵器，入口風(fēng)速18m/s，風(fēng)量42780m3/h，阻力損失990Pa。2.3.1旋風(fēng)除塵器除塵效率計(jì)算旋風(fēng)除塵器的筒體直徑、氣體進(jìn)口以及排氣管形狀和大小都是影響旋風(fēng)除塵器的主要因素。渦流系數(shù)nn=（取氣流切向速度v=18m/s，內(nèi)外交界面圓柱直徑d0=0.25m/s，交界面圓柱高度h0=4m氣流在交界面的切向速度Vt=v外渦旋氣流平均徑向速度Vr=分隔粒徑d當(dāng)溫度為543k時(shí)，μ取分級效率ηi=1-exp由此可以計(jì)算分級除塵效率和總效率旋風(fēng)除塵器分級效率計(jì)算表粒徑范圍dp/μm3~55~1010~2020~3030~4747~6060~7474~85平均粒徑范圍/μm412.5152538.553.56779.5質(zhì)量百分?jǐn)?shù)/%6.420.925.715.516.47.66.11.4分級效率ηi/%3660647685909395總效率η/%ηi2.312.516.411.813.96.85.71.3η=ηi70.7.為安全起見，取旋風(fēng)除塵器總效率為65%二級除塵系統(tǒng)的進(jìn)口濃度ρ=出口濃度為0.06g/m3，則二級除塵效率最低為η2.4.二級電除塵器的設(shè)計(jì)選型本設(shè)計(jì)由于煙氣量大，所以選用工業(yè)煙氣除塵中應(yīng)用最廣泛的臥式電除按照《三廢處理工程技術(shù)手冊廢氣卷》P413表13-37選擇SHWB602.4.1確定有效驅(qū)進(jìn)速度ω有效驅(qū)進(jìn)速度一般在0.10-0.14m/s，本設(shè)計(jì)按照《三廢處理工程技術(shù)手冊廢氣卷》410頁表13-36，取ω=0.125m/s2.4.2集塵板面積AA=儲(chǔ)備系數(shù)1.0-1.3，取k=1.2，2.4.3電場橫斷面積F’F’=QV=47.21.2其中氣流速度V一般在1-2m/s，本設(shè)計(jì)取V=1.2m/s電場斷面形狀與現(xiàn)場條件有關(guān)，通常希望斷面形狀接近正方形，這樣可使氣體在電場內(nèi)的分布比較均勻，故電場長寬均為8m。2.4.4集塵極與放電極的間距和排數(shù)集塵極與放電極的間距對電除塵器的電氣性能及除塵效率有很大影響。間距太小，則由于振打引起的位移、加工安裝的誤差和積塵等對工作電壓影響大；間距太大，則要求工作電壓高，往往受變壓器、整流設(shè)備、絕緣材料允許等的限制。目前，一般集塵極的間距（2b）采用200～300mm。即放電極與集塵極之間的間距（b）為100～150mm。也可采用400～600的寬間距，常采用450mm。在設(shè)計(jì)中采用450mm。放電極與放電極之間的距離對放電強(qiáng)度也影響很大。間距太小，會(huì)減弱放電強(qiáng)度；但電暈極太密，也會(huì)因屏蔽作用而使其放電強(qiáng)度降低。考慮與集塵極的間距相對應(yīng)，放電極間距一般也采用200～300mm。已知：B—電場斷面寬度，8m；—集塵極板間距，m(△B=2b=450mm)；則集塵排數(shù)n=通道數(shù)（每兩塊集塵極之間為一個(gè)通道）為n-1，則為n-1=19-1=18實(shí)際間距為80002.4.5電場長度根據(jù)集塵極總面積、集塵排數(shù)和電場高度算出必要的電場長度。在計(jì)算集塵極板面積時(shí)，靠除塵器殼體壁面的集塵極，其集塵面積只能按單面計(jì)算，其余集塵極按雙面計(jì)算。已知：H—電場高度，8mA—集塵極面積,2439.7m2；n—集塵極排數(shù)，19；則電場長度L=由于每個(gè)電場的長度為2.7～5.4m左右，根據(jù)收塵效率的要求，采取二電場，每個(gè)電場長度為4.25m。2.4.6電暈極系統(tǒng)設(shè)計(jì)①放電極型式選取為了使電除塵器長期高效、可靠地運(yùn)行，對放電極的基本要求是：牢固可靠，不斷線；電氣性能良好；粘附粉塵少。放電極的類型大致有三種：點(diǎn)放電，如芒刺線；線放電，如星型線；目前有多種型式的放電極，可根據(jù)煙氣性質(zhì)、粉塵性質(zhì)等來選定。本設(shè)計(jì)選用芒刺線。②放電極長度計(jì)算由比電暈電流（指單位收塵極板上所得電暈電流）計(jì)算。比電暈電流根據(jù)電極型式查有關(guān)手冊確定。選芒刺形，比電暈電流在0.18-0.5mA/m2選取。設(shè)計(jì)中選比電暈電流0.5mA/m2則

I=0.5×2439.7=1219.85mA芒刺形電暈線單位長度的電流值i0＝0.25～0.35mA/m,選取i0＝則電暈線總長度L除塵器一共有18個(gè)通道，每條電暈線長8m，則每道中的電暈線數(shù)量為n則每道中電暈線之間的實(shí)際距離為d=放電極與放電極之間的距離對放電強(qiáng)度影響很大.間距太小，會(huì)減弱放電的強(qiáng)度；但電暈極太密，也會(huì)因屏蔽作用而使其放電強(qiáng)度降低.放電極間距一般采用200～300mm。所以以上求得的距離符合要求。③放電極的懸掛與清灰方式放電極的懸掛有三種方式：重錘懸吊式、框架式、桅桿式。這里選用框架式。電暈極上沉積粉塵一般都比較少，但對電暈放電的影響很大。如粉塵清不掉，有時(shí)在電暈極上結(jié)疤，不但使除塵效率降低，甚至能使除塵器完全停止運(yùn)行。因此，一般是對電暈極采取連續(xù)振打清灰方式，使電暈極沉積的粉塵很快被振打干凈。其振打方式也有多種，常用的有提升脫鉤振打、側(cè)部撓臂錘振打等方式，本方案采用側(cè)部撓臂錘振打方式清灰。2.4.7極板系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常用的集塵極目前一般采用型板式，常用的型板式有C型、Z型、CSW型、CSV型等，這里選用C型集塵極。C型集塵極極板一般用1.5～2mm的鋼板軋制而成，整個(gè)集塵極由若干塊C型極板拼裝而成。常用寬型的C型極板寬度為480mm，它具有較大的沉塵面積，粉塵重返氣流中較少，流速可超過0.8m/s。極板上粉塵沉積較厚時(shí)，將導(dǎo)致火花電壓降低，電暈電流減小，有效驅(qū)進(jìn)速度顯著減少，除塵效率大大下降。因此，不斷地將集塵板上沉積的粉塵清除干凈，是維持電除塵器高效運(yùn)行的重要條件。極板的清灰方式有多種，如刷子清灰、機(jī)械振打、電磁振打以及電容振打等，應(yīng)用最多的是撓臂錘機(jī)械振打，本方案也選用撓臂錘機(jī)械振打方式清灰。一排極板安裝一個(gè)振打錘，同一電場各排的振打錘安在一根傳動(dòng)軸上，并依次錯(cuò)開一定的角度，使各排極板的振打依次交替進(jìn)行。合適的振打強(qiáng)度和振打頻率，是影響清灰效果的重要因素。在設(shè)計(jì)階段只是大致的確定，只有在運(yùn)行中根據(jù)實(shí)際情況通過現(xiàn)場調(diào)節(jié)來確定。C形板寬度為480mm,電場長度為8500mm則每一排集塵極的極板數(shù)為：8500480=18

兩個(gè)電場之間距離取為200mm，所以實(shí)際上電場區(qū)域所占的長度為：L′=18×480+200=8840mm2.4.8工作電壓與工作電流已知：?B—集塵極板間距，m(△B=2b=450mm)；則工作電壓：

U=250?B=250×0.45=112.5kV已知：i--集塵板電流密度取0.5mA/m2A—集塵極面積,2439.7m2；則可按照下式計(jì)算工作電流：

I=0.5×2439.7=1219.85mA2.4.9外殼設(shè)計(jì)確定箱體、灰斗、進(jìn)出口風(fēng)箱、框架等結(jié)構(gòu)與尺寸。①進(jìn)出口風(fēng)箱設(shè)計(jì)參照《三廢處理工程技術(shù)手冊廢氣卷》P413表13-37進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇SHWB60型：進(jìn)口風(fēng)箱小端設(shè)計(jì)為正方形，其中心與箱底部的距離為：5000mm進(jìn)口風(fēng)箱小端設(shè)計(jì)尺寸為：法蘭內(nèi)口直徑：2400mm，外框邊長：2800mm進(jìn)口風(fēng)箱大端正對電場，其設(shè)計(jì)尺寸為：高8000mm，寬8000mm兩端口之間的距離為：2900mm出口風(fēng)箱同進(jìn)口設(shè)計(jì)②氣體分布板的設(shè)計(jì)參照《三廢處理工程技術(shù)手冊廢氣卷》P413表13-37進(jìn)行設(shè)計(jì).含塵氣體在電除塵器進(jìn)口處流速為15.03m/s，而在除塵器內(nèi)部只有1.0m/s，因此在入口處必須安裝氣流分布裝置。電除塵器中氣流分布的均勻性對除塵效率影響很大，當(dāng)氣流分布不均勻時(shí)，在流速低處所增加的除塵效率遠(yuǎn)不足以彌補(bǔ)流速高處效率的降低，因而總效率降低。氣流分布裝置就是在電除塵器入口處的導(dǎo)流裝置.最常見的有百葉窗式、多空式、分布格子、欄桿型分布板和槽形鋼分布板等.這里選用多空板。開孔率因氣體速度而異，對于1.0m/s的速度，開孔率取50%較為合理。沿氣流方向的的第一層分布板的開孔率因比第二層小，即第一層分布板的阻力系數(shù)比第二層大，這就能使氣體分布較為均勻。一般多孔板上的孔多為30～80mm的圓孔.這里采用直徑50mm的圓孔。氣體分布板層數(shù)的確定：SSK—電除塵器氣體進(jìn)口管大端截面積，m2S0—電除塵器氣體進(jìn)口管小端截面積，m2因?yàn)?＜SKS0≤20，所以本方案中設(shè)置2塊氣體分布板，第一層分布板開孔率取為：60%第二層分布板開孔率取為：50%注意：各層分布板加工以及布置時(shí)孔應(yīng)交錯(cuò)排列，不能孔與孔正對。各層分布板的阻力損失的計(jì)算：第一層分布板阻力系數(shù)：ζ=5.3壓力損失?P式中：ρV22的值取管段3～4第二層分布板阻力系數(shù)：ζ=4.0壓力損失?P式中：因?yàn)榻?jīng)過第一塊分布板后，氣體流速迅速降低，則ρV22分布板處的壓力損失設(shè)計(jì)為△P③外殼設(shè)計(jì)參照《三廢處理工程技術(shù)手冊廢氣卷》P414表13-37和圖13-36，SHWB50型電除塵器的外殼設(shè)計(jì)參數(shù)及尺寸，設(shè)計(jì)如下：除塵器外殼箱體的長度為：L箱=9840mm(其中，電場區(qū)域所占的長度為8840mm，第一層分布板與第二層分布板的間距設(shè)計(jì)為700mm，第二層分布板與電場始端的間距設(shè)計(jì)為300mm)除塵器箱體的寬度為：B箱=8800mm(其中電場寬度為8000mm，集塵板與箱壁的距離設(shè)計(jì)為400mm)除塵器箱體的高度為：H箱=9000mm(其中電場高度為8000mm，電場上端至箱頂設(shè)計(jì)預(yù)留500mm，電場下端至箱底設(shè)計(jì)預(yù)留500mm，以便于極板、放電極的固定以及清灰裝置的安裝)④灰斗設(shè)計(jì)設(shè)置4個(gè)灰斗，大小尺寸一致，每一個(gè)電場橫向設(shè)置2個(gè)。每個(gè)電場的長度為4300mm，寬度為8000mm。灰斗上口尺寸：長為4300mm寬為4000mm灰斗下口尺寸(設(shè)計(jì)為正方形)：邊長為500mm灰斗高度為：3000mm出灰口法蘭尺寸：內(nèi)口邊長為500mm，外框邊長為560mm出灰口高度為：600mm2.5.管道設(shè)計(jì)計(jì)算2.5.1設(shè)計(jì)原則一般情況下，管道配置應(yīng)遵循下列一般性原則。（1）管道系統(tǒng)配置應(yīng)從總體布局考慮，對全車間管線通盤考慮，統(tǒng)一規(guī)劃，合理布局，力求簡單、緊湊、實(shí)用、美觀，而且安裝、操作、維修方便，并盡可能縮短管線長度，減少占地與空間，節(jié)省投資。（2）對于有多個(gè)污染源的場合，可以分散布置多個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，也可以采用集中布置成一個(gè)系統(tǒng)。在劃分系統(tǒng)時(shí)，要考慮輸送氣體的性質(zhì)。當(dāng)污染物混合后會(huì)引起燃燒、爆炸；不同溫度、濕度的煙氣混合后會(huì)引起管道內(nèi)結(jié)露；或者因煙塵性質(zhì)不同而影響凈化效率及綜合利用時(shí)，則不能將其合在一個(gè)凈化系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行處理。除此之外，課考慮采取集中或組合式凈化系統(tǒng)來處理各種受污染氣體，獲得最佳的凈化效果和經(jīng)濟(jì)效益。（3）管道布置應(yīng)力求順直、減少阻力。一般圓形管道強(qiáng)度大、耗用材料少，但占用空間大。矩形管件占用空間小、容易布置。管道鋪設(shè)分明裝和暗裝，應(yīng)盡量明裝，不宜明裝方采用暗裝，以方便檢修。管道應(yīng)盡量集中成列、平行安裝，并盡可能靠墻、梁、柱、設(shè)備及管道之間要保持一定距離，以滿足安裝、施工、管理、維修及熱脹冷縮等諸因素的要求。（4）盡量避免遮擋室內(nèi)采光和妨礙門窗的開閉；應(yīng)避免通過電動(dòng)機(jī)、配電盤、儀表盤上方；應(yīng)不妨礙設(shè)備、管件、閥門和人孔的操作和檢修；應(yīng)不妨礙吊車通過。（5）水平管道的敷設(shè)應(yīng)有一定的坡度，以便于放水、放氣、疏水和防止積塵。（6）以焊接為主要連接方式的管道中，應(yīng)設(shè)置足夠數(shù)量的法蘭，方便檢修、安裝。（7）管道和閥件不宜直接支承在設(shè)備上，需單獨(dú)設(shè)置支架和吊架；保溫管的支架應(yīng)設(shè)管托；管道的焊縫應(yīng)布置在施工方便和受力小的位置，焊縫不得位于支架處。（8）對于除塵系統(tǒng)的管道，在采用水平敷設(shè)時(shí)，應(yīng)保證足夠的流速，以防積塵。一般盡可能采用垂直或傾斜敷設(shè)，傾斜角度不小于煙塵的安息角。對于容易積塵的管道應(yīng)設(shè)置清灰孔。當(dāng)氣體含塵濃度較大時(shí)，應(yīng)將風(fēng)機(jī)設(shè)于凈化裝置后面。2.5.2設(shè)計(jì)計(jì)算管道的設(shè)計(jì)計(jì)算方法：a.根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況布置管道，進(jìn)行管段編號(hào)，標(biāo)注長度和風(fēng)量。設(shè)計(jì)管段標(biāo)號(hào)如下：b.確定管道內(nèi)的氣體流速。當(dāng)氣體流量一定時(shí)，若流速選高了，則管道斷面尺寸小，材料消耗少，一次投資減少。但系統(tǒng)壓損增大，噪聲增大，動(dòng)力消耗增大，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用增高。對于除塵管道，還會(huì)增加管道的磨損。反之，若流速選低了，噪聲和運(yùn)行費(fèi)用降低，但一次投資增加。對于除塵管道，流速過低，還可能發(fā)生粉塵沉積而堵塞管道。因此，要使管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理，必須選擇適當(dāng)?shù)牧魉伲雇顿Y和運(yùn)行費(fèi)用總和最少。根據(jù)《大氣污染控制工程(第三版)》P559表13-4知重礦物粉塵在除塵管道內(nèi)最低氣流速度為16m/s，所以流速選為16m/s。c.根據(jù)系統(tǒng)各管段的風(fēng)量和選擇的流速確定各管段的斷面尺寸。管線大致布置如下：10m1煙10m1煙窗5煙塵來源5煙塵來源旋風(fēng)除塵器4電除塵器旋風(fēng)除塵器4電除塵器38m238m28m8m78風(fēng)78風(fēng)機(jī)額機(jī)5m65m6按《環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)手冊—大氣污染控制設(shè)備》P544管道系統(tǒng)計(jì)算實(shí)例，計(jì)算如下①管段（1-2）、管段（3-4）、管段（5-6）、管段（7-8）、根據(jù)Q=170000m3/h,v=16m/s查《環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊》P590表17-13可得D=2000mmλ/d=0.0實(shí)際流速v=所以動(dòng)壓為135.45Pa，即ρv2/2②單個(gè)旋風(fēng)除塵器進(jìn)氣管出氣管Q進(jìn)=170000/5=34000查《環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊》P603表17-13管道中氣速v=16m/s，可得D=900mm，λ/d=0.2463實(shí)際流速v=所以動(dòng)壓為131.862Pa，即ρv2d.風(fēng)管斷面尺寸確定后，按管內(nèi)實(shí)際流速計(jì)算壓損。③設(shè)計(jì)管段1～2摩擦壓力損失：?p之前查表可知旋風(fēng)除塵器的阻力損失為?PC④管段3～4摩擦壓力損失：?p電除塵器的壓力損失一般為200－300Pa，則取?PD=⑤管段5~6摩擦壓力損失：?p該管段有2個(gè)90度的彎頭，若設(shè)計(jì)R/D=1.5,則查《環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)手冊—大氣污染控制設(shè)備》534表3-3-18局部阻力系數(shù)圖表，得ζ4＝0.15，局部阻力損失：?p則

?p=6\*GB3⑥管段7～8摩擦壓力損失?pe.計(jì)算管道系統(tǒng)的總壓力損失。煙窗局部阻力損失：△P7＝60Pa分布板阻力損失：△P8=630Pa?p=2.6風(fēng)機(jī)的選擇以及計(jì)算正確選擇風(fēng)機(jī)是保證整個(gè)凈化系統(tǒng)能否正常工作的關(guān)鍵。風(fēng)機(jī)選擇不當(dāng)，就會(huì)造成達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，或?qū)е峦顿Y和能耗的浪費(fèi)。選擇風(fēng)機(jī)時(shí)應(yīng)注意下面幾個(gè)問題。⑴根據(jù)輸送氣體的性質(zhì)，確定風(fēng)機(jī)類型。如輸送清潔氣體，可選擇一般通風(fēng)換氣用的風(fēng)機(jī)；輸送腐蝕性氣體，要選用防腐蝕風(fēng)機(jī)；輸送易燃?xì)怏w或含塵氣體，要選用防爆風(fēng)機(jī)或排塵風(fēng)機(jī)。⑵根據(jù)所需風(fēng)量、風(fēng)壓或選定的風(fēng)機(jī)類型，確定風(fēng)機(jī)機(jī)號(hào)。為了便于接管和安裝，還要考慮合適的風(fēng)機(jī)出口方向和轉(zhuǎn)動(dòng)方向。⑶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)量和風(fēng)壓應(yīng)大于通風(fēng)系統(tǒng)計(jì)算的風(fēng)量和風(fēng)壓。⑷風(fēng)機(jī)樣本上的性能參數(shù)是在標(biāo)準(zhǔn)狀況（大氣壓力為101.325Pa，溫度為20℃，相對濕