《大氣污染控制工程》第10章-集氣罩(60P)

第10章集氣罩采用局部排氣通風(fēng)方法控制空氣污染物擴散的依據(jù)：空氣污染物在車間的擴散是污染物依附于氣流運動而擴散的，對于生產(chǎn)過程散發(fā)到車間空氣中的污染物，只要控制住室內(nèi)二次氣流的運動，就可以控制污染物的擴散和飛揚，從而達到改善車間內(nèi)外空氣環(huán)境質(zhì)量的目的?？刂莆廴疚飻U散的局部通風(fēng)方法，就是在局部污染源設(shè)置集氣罩，把污染空氣搜集起來并經(jīng)凈化后排至室外。學(xué)習(xí)內(nèi)容：凈化系統(tǒng)的組成及基本內(nèi)容集氣罩的集氣機理集氣罩的基本類型集氣罩性能參數(shù)及計算集氣罩設(shè)計的方法難點：集氣罩的集氣機理及設(shè)計方法1、凈化系統(tǒng)組成:

污染源控制裝置：集氣罩、排風(fēng)管道控制污染源，并將其導(dǎo)入凈化裝置中。煙氣除塵及凈化裝置：凈化設(shè)備由不同臺數(shù)和組合形式組成。煙氣最終處理裝置：風(fēng)機和煙囪一、凈化系統(tǒng)的組成及系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容局部排氣凈化系統(tǒng)示意圖：1、集氣罩2、排風(fēng)管3、凈化設(shè)備4、風(fēng)機5、煙囪集氣罩：用以捕集污染氣流，其性能對凈化系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)有直接的影響。污染源設(shè)備結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)操作工藝的不同、集氣罩的形式多種多樣。風(fēng)管：用以輸送氣流的管道。通過風(fēng)管使系統(tǒng)的設(shè)備和部件聯(lián)成一個整體。凈化設(shè)備：防止大氣污染。采用凈化設(shè)備進行處理，達到排放標(biāo)準(zhǔn)后，才能排入大氣。通風(fēng)機：系統(tǒng)中氣體流動的動力設(shè)備，為了防止通風(fēng)機的磨損和腐蝕，通常把風(fēng)機設(shè)在凈化設(shè)備的后面。煙囪：排氣裝置。必須具有一定的高度，使污染物在大氣中稀釋、擴散或沉降，從而保證地面濃度不超過環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。其他：根據(jù)處理對象不同(如含塵氣體、有毒高溫易燃易爆氣體等)還應(yīng)增設(shè)必要的設(shè)備，如清灰孔、冷卻裝置、余熱利用裝置、防爆裝置、消音器、各種閥門儀表等。2、局部排氣凈化系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容:捕集裝置設(shè)計：包括集氣罩的結(jié)構(gòu)形式、安裝位置及性能參數(shù)等。凈化設(shè)備選擇和設(shè)計選擇依據(jù)：污染物的種類與性質(zhì)；處理量；凈化效率；凈化系統(tǒng)的環(huán)境、經(jīng)濟及社會效益。除塵系統(tǒng)與裝置的選擇吸收系統(tǒng)與裝置的選擇吸附系統(tǒng)與吸附裝置的選擇凈化裝置的費用：設(shè)備投資費；運行費用；總費用凈化設(shè)備選擇和設(shè)計：其選擇和設(shè)計一般分5個步驟。工程調(diào)查：搜集資料，全面考慮影響設(shè)備系能的各種因素；根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)要求，計算凈化效率；根據(jù)污染物性質(zhì)（組成、含量、溫度、濕度等）和操作條件確定凈化方法（吸收、吸附或除塵等）和凈化工藝（幾級處理、是否預(yù)冷或預(yù)熱、調(diào)濕及吸收劑或吸附劑選擇），在此基礎(chǔ)上，決定凈化設(shè)備的選擇范圍。對設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟指標(biāo)進行全面比較，選定最合適的凈化裝置，確定合理的凈化系統(tǒng)配置；確定凈化設(shè)備的型號規(guī)格及運行參數(shù)，設(shè)計應(yīng)滿足其排放濃度達到當(dāng)?shù)嘏欧艠?biāo)準(zhǔn)的要求。管道系統(tǒng)設(shè)計（詳見第十一章）：主要包括管道布置、管道內(nèi)氣體流速的確定、管徑選擇、壓力損失計算及通風(fēng)機選擇等。排放煙囪設(shè)計（詳見第四章）：包括結(jié)構(gòu)尺寸及工藝參數(shù)（煙囪高度、內(nèi)徑、排氣速度等）的設(shè)計。

增設(shè)設(shè)備及部件的設(shè)計：如除塵系統(tǒng)的清灰孔、高溫?zé)煔獾睦鋮s裝置、余熱利用裝置及滿足鋼材熱脹冷縮的管道補償器，輸送易燃易爆氣體時所設(shè)的防爆裝置，用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)風(fēng)量和壓力平衡的各種閥門，用于測量系統(tǒng)內(nèi)各種參數(shù)的測量儀表、控制儀器和測孔，用于支撐和固定管道、設(shè)備的支架，用于降低風(fēng)機噪聲的消音裝置等。集氣罩是煙氣凈化系統(tǒng)污染源的收集裝置，是一種流體動力學(xué)捕集，可將粉塵及氣體污染源導(dǎo)入凈化系統(tǒng)，同時防止其向生產(chǎn)車間及大氣擴散，造成污染。二、集氣罩的集氣原理集氣罩口氣流流動方式吸氣口氣流的吸入流動吹氣口氣流的吹出流動1、吸入氣流一個敞開的管口是最簡單的吸氣口，當(dāng)吸氣時，在吸氣口附近形成負壓，周圍空氣從四面八方流向吸氣口，形成吸入氣流或匯流。當(dāng)吸氣口面積很小時，可視為點匯流。圖

點匯氣流流動情況假定流動沒有阻力，在吸氣口外氣流流動的流線是以吸氣口為中心的徑向線，等速面是以吸氣口為球心的球面，如圖所示。吸氣管吸氣時，在吸氣管口附近形成負壓，周圍空氣從四面流向吸氣口。當(dāng)吸氣口面積較小時，可視為“點匯”。若在吸氣口的四周加上擋板，如圖b所示，吸氣范圍減少一半，其等速面為半球面。實際上，吸氣口是有一定大小的，氣體流動也是有阻力的。所以，吸氣區(qū)氣體流動的等速面不是球面而是橢球面。吸氣口氣流速度分布特點：①在吸氣口附近的等速面近似與吸氣口平行，隨離吸氣口距離x的增大，逐漸變成橢圓面，而在1倍吸氣口直徑d處已接近為球面。因此，當(dāng)x/d>1時，可近似當(dāng)作點匯，吸氣量Q可按式1、3計算。當(dāng)x/d＜1時，應(yīng)根據(jù)有關(guān)氣流衰減公式計算。②吸氣口氣流速度衰減較快。如圖所示，當(dāng)x/d＝1時，該點氣流速度已大約降至吸氣口流速的7.5%。③對于結(jié)構(gòu)一定的吸氣口，不論吸氣口風(fēng)速大小，其等速面形狀大致相同。而吸氣口結(jié)構(gòu)形式不同，其氣流衰減規(guī)律則不同。圖

四周無邊圓形吸氣口的速度分布圖

四周有邊圓形吸圖氣口的速度分布圖2、吹出氣流空氣從孔口吹出，在空間形成的氣流稱為吹出氣流或射流。噴吹孔可以是圓形、矩形和扁矩形（長短邊之比大于10:1）。按孔口形狀可以將射流分為圓射流、矩形射流和扁射流（條縫射流）；據(jù)空間界壁對射流的約束條件，射流可分為自由射流（吹向無限空間）和受限射流（吹向有限空間）；按射流溫度與周圍空氣溫度是否相等，可分為等溫射流和非等溫射流；據(jù)射流產(chǎn)生的動力，還可將射流分為機械射流和熱射流。圓射流可向上下左右擴散，扁射流只能向條縫吹出口兩側(cè)方向擴散，方形吹出口及長寬比接近1的矩形風(fēng)口噴出的矩形射流，在距離大于10倍吹出口直徑（面積的平方根）后，射流斷面幾乎成為圓形。非等溫射流，由于熱浮力的作用，射流軸線將產(chǎn)生彎曲。射流溫度高于室內(nèi)空氣溫度時，軸線向上彎曲，反之軸線向下彎曲。3、吸入氣流與吹出氣流的差異1）吹出氣流由于卷吸作用，沿射流方向流量不斷增加，射流呈錐形；吸入氣流的等速面為橢球面，通過各等速面的流量相等，并等于吸入口的流量。2）射流線上的速度基本上與射程成反比，而吸氣區(qū)內(nèi)氣流速度與距吸氣口的距離的平方成反比。所以，吸氣口能量衰減很快，其作用范圍較小。吹出氣流在較遠處仍能保持其能量密度，吸入氣流則在離吸氣口不遠處其能量密度就急劇下降。這亦表明，吹出氣流的控制能力大，而吸入氣流則有利于接受。吹出氣流在較遠處仍能保持其能量密度，吸入氣流則在離吸氣口不遠處其能量密度就急劇下降。這亦表明，吹出氣流的控制能力大，而吸入氣流則有利于接受。因此，可以利用吹出氣流作為動力，把污染物輸送到吸氣口再捕集，或者利用吹出氣流阻擋、控制污染物的擴散，這種把吹氣和吸氣結(jié)合起來的集氣方式稱為吹吸氣流。4、吹吸氣流由兩股氣流組合而成的氣流。在集氣罩設(shè)計中，利用吹出氣流與吸入氣流聯(lián)合作用來提高所需“控制風(fēng)速”的形成，稱為吹吸式集氣罩。集氣罩是煙氣凈化系統(tǒng)污染源的收集裝置，可將粉塵及氣體污染源導(dǎo)入凈化系統(tǒng)，同時防止其向生產(chǎn)車間及大氣擴散，造成污染。三、集氣罩的基本類型集氣罩吸氣式吹吸式按集氣罩與污染源的相對位置及適用范圍，吸氣式集氣罩分為：密閉罩、排氣柜、外部集氣罩、接受式集氣罩等1、密閉罩將污染源的局部或整體密閉起來，在罩內(nèi)保持一定負壓，可防止污染物的任意擴散。特點：所需排風(fēng)量最小，控制效果最好，且不受室內(nèi)氣流干擾，設(shè)計中應(yīng)優(yōu)先選用。

按照結(jié)構(gòu)形式分為：局部密閉罩特點：體積小，材料消耗少，操作與檢修方便；適用：產(chǎn)塵點固定、產(chǎn)塵氣流速度較小且連續(xù)產(chǎn)塵的地點。整體密閉罩特點：容積大，密閉性好。適用：多點塵源、攜氣流速大或有振動的產(chǎn)塵設(shè)備。大容積密閉罩特點：容積大，可緩沖產(chǎn)塵氣流，減少局部正壓，設(shè)備檢修可在罩內(nèi)進行。適用：多點源、陣發(fā)性、氣流速度大的設(shè)備和污染源。

布置要求設(shè)置必要的觀察窗，操作門和檢修門。罩內(nèi)應(yīng)保持一定的均衡負壓。盡量避開揚塵中心，防止大量物料隨氣流帶至罩口被吸走。處理熱物料時，應(yīng)考慮熱壓對氣流運動的影響，常常適當(dāng)加大密閉罩容積，吸風(fēng)點設(shè)于罩子頂部最高點。

罩內(nèi)風(fēng)量Q（m3/s）可由下式獲得：Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5-Q6

Q1-被運動物料帶入罩內(nèi)的誘導(dǎo)空氣量；Q2-由罩密閉不嚴(yán)處吸入的空氣量；Q3-由化學(xué)反應(yīng)，受熱膨脹，水分蒸發(fā)等產(chǎn)生的氣體量；Q4-由于設(shè)備運轉(zhuǎn)而鼓入罩內(nèi)的空氣量；Q5-被壓實的物料所排擠出的空氣量；Q6-隨物料排出所帶走的煙氣量。參考教材p517~p521。實際中常根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)和有關(guān)手冊來確定。2、排氣柜排氣柜可使產(chǎn)生有害煙塵的操作在柜內(nèi)進行。結(jié)構(gòu)形式A、排氣口在操作口對面操作口氣流分布較均勻，有害氣體外逸的可能性較小。B、排氣口設(shè)在柜頂操作口上部形成較大進氣流速，而下部進氣流速較小，氣柜內(nèi)易形成渦流，可能造成有害氣體外逸C、在對面和頂部同時設(shè)置排氣口

布置要求：盡量避開門窗和其它進風(fēng)口。排氣柜的排氣量可按下式計算：Q=υ0A0βQ-排氣量；υ0-操作口的平均吸氣速度，一般選用0.5～1.5m/s，對危害性大的煙氣，取較大值；A0-操作口的面積；β-安全系數(shù)，一般情況下介于1.05～1.10。圖

整體密閉罩圖

大容積密閉罩圖

局部密閉罩圖

排氣柜a.排氣點設(shè)于下部的排氣柜b.排氣點設(shè)于上部的排氣柜c.上下部均設(shè)排氣點的排氣柜3、外部吸(集、排)氣罩通過罩的抽吸作用，在污染源附近把污染物全部吸收起來的集氣罩。特點：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便；但所需排風(fēng)量較大，且易受室內(nèi)橫向氣流的干擾，捕集效率較低。常見形式：頂吸罩、側(cè)面吸罩、底吸罩、槽邊吸氣罩a-頂吸罩；b-底吸罩；c-側(cè)吸罩；d-槽邊集氣罩4、接受式排氣罩定義：接受由生產(chǎn)過程（如熱過程、機械運動過程）中產(chǎn)生或誘導(dǎo)出來的污染氣流的一種排氣罩。特點：罩口外的氣流運動不是由于罩子的抽吸作用，而是由于生產(chǎn)本身過程產(chǎn)生。類型:a.低懸罩(罩口高度<1.5A1/2)

b.高懸罩(罩口高度>1.5A1/2)A-熱設(shè)備的水平投影面積。接受式排氣罩a-熱源上部傘形接受罩；b-砂輪機接受罩5、吹吸式排氣罩及空氣幕工作原理：當(dāng)外部吸氣罩與污染源的距離較大時，可以在外部吸氣罩的對面設(shè)置一吹氣口，從而形成一層空氣幕阻止污染物的散逸，同時也誘導(dǎo)污染氣流一起向排氣罩流動。特點：采用氣幕抑制污染物擴散，具有氣量小，抗干擾能力強，不影響工藝操作、效果好的特點。適用：在槽、臺寬度較大（≥2m）的工作槽上，采用此類排氣罩控制污染物的擴散，效果較佳。吹吸式排氣罩設(shè)計時注意事項防止吹氣射流產(chǎn)生彎曲；條縫口寬度速度：高h2≧5~7mm，以防吹氣口堵塞，吹氣射流初速度υ2≦10~12m/s。吹氣罩排氣量：一般為吹氣射流末端速度的1.1~1.25倍。吹氣口高度。氣幕及應(yīng)用：作用：可有效地抑制污染物擴散。應(yīng)用：當(dāng)接受罩懸掛較高時，用吹氣射流阻擋橫向氣流。采用氣幕控制破碎機料坑的揚塵。采用氣幕控制整個車間的污染源。表示集氣罩性能的主要技術(shù)指標(biāo)為排風(fēng)量和壓損。1、排風(fēng)量的確定

排風(fēng)量的測定方法集氣罩排風(fēng)量Q(m3/s)，可以通過實測罩口的平均吸氣速度ν0(m/s)和罩口面積A0(m2)確定：Q=υ0A0(m3/s)也可以通過實測連接罩口上的平均吸氣速度υ(m/s)，氣流動壓Pd(Pa)或靜壓PS(Pa)及其管道斷面積A(m2)按下式確定：Q=υ

A

=A[(2/ρ)

Pd]1/2(m3/s)或Q=φA[(2/ρ)

PS]1/2(m3/s)ρ—氣體密度，kg/m3；φ--集氣罩的流量系數(shù)四、集氣罩性能參數(shù)及計算

排風(fēng)量的計算控制速度法：指在罩口前污染物擴散方向的任意點上均能使污染物隨吸入氣流流入罩內(nèi)并隨其捕集所必須的最小吸氣速度。再根據(jù)不同型式集氣罩的氣流衰減規(guī)律求罩口上氣流速度A0，已知罩口面積后，即可求得Q=υ0A0。流量比法把集氣罩排風(fēng)量Q3看作是污染氣流量Q1和從罩口周圍吸入室內(nèi)空氣量Q2之和，即：Q3=Q1+Q2=Q1(1+Q2/Q1)=Q1(1+K)Kv=(Q2/Q1)limitK：為流量比；Kv：通過實驗求出，與污染物發(fā)生量無關(guān)，只與污染源和集氣罩的相對尺寸有關(guān)。2、壓損的確定壓損一般表示為壓力損失系數(shù)與連接直管中動壓pd的乘積：由于集氣罩罩口處于大氣中，所以該處的全壓等于零，因而集氣罩的壓力損失寫為：△P=0－P=－(Pd-Ps)=|Ps|－Pd

φ=（Pd

/|Ps|）1/2

φ=1/（1＋ξ

）1/2

Φ：流量系數(shù)；ξ：壓力損失系數(shù)集氣罩的設(shè)計方法：集氣罩應(yīng)盡可能將污染源包圍起來，使污染物的擴散限制在最小的范圍內(nèi)，以便防止橫向氣流的干擾，減少排氣量。集氣罩的吸氣方向盡可能與污染氣流運動方向一致，充分利用污染氣流的初始動能。在保證控制污染的條件下，盡量減少集氣罩的開口面積，以減少排風(fēng)量；集氣罩的吸氣氣流不允許經(jīng)過人的呼吸區(qū)再進入罩內(nèi)；集氣罩的結(jié)構(gòu)不應(yīng)妨礙人工操作和設(shè)備檢修。五、集氣罩的設(shè)計1、密閉罩

結(jié)構(gòu)形式：局部密閉罩；整體密閉罩；大容積密閉罩

布置要求設(shè)置必要的觀察窗、操作門和檢修門罩內(nèi)應(yīng)保持一定的均衡負壓盡量避開揚塵中心，防止大量物料隨氣流帶至罩口被吸走處理熱物料時，應(yīng)考慮熱壓對氣流運動的影響，常常適當(dāng)加大密閉罩容積，吸風(fēng)點設(shè)于罩子頂部最高點

密閉罩的排氣量計算按開口或縫隙處空氣吸入速度

υ0

計算：Q=F0

×υ0

按經(jīng)驗公式或數(shù)據(jù)確定排風(fēng)量：Q=KD2、排氣柜

結(jié)構(gòu)形式罩在操作口對面柜在操作口頂部在對面和頂部同時設(shè)置排氣口排氣柜的排氣量計算排氣柜的排氣量可按下式計算：Q=υ0A0βQ：排氣量；u0：操作口的平均吸氣速度，一般選用0.5～1.5m/s，對危害性大的煙氣，取較大值；A0：操作口的面積；Β：安全系數(shù)，一般情況下介于1.05～1.10。3、外部吸(集、排)氣罩的設(shè)計計算注意事項：遵循吸捕原則，即通過建立吸捕氣流，其流速足以克服各方向二次氣流的速度而把污染物帶入罩內(nèi)，并按所需吸捕速度計算吸風(fēng)量。

吸捕速度應(yīng)大于最不利控制點的橫穿或背向氣流速度。吸捕速度不能小于0.75m/s，一般在0.25～1m/s之間選用。

氣流速度：吸捕速度為克服各種背向、橫向氣流，使罩前任意一點的污染物均能吸入罩內(nèi)的速度。罩口速度是使被吸捕的污染物進入罩內(nèi)所應(yīng)具有的罩口截面速度?？涨凰俣仁钦智换虺闅馐覂?nèi)的氣流速度?？p口速度指條縫罩開縫處具有的氣流速度。為使縫口速度均勻，空腔速度應(yīng)小于縫口速度的1/2。管道速度是連接管的截面風(fēng)速。運載速度是將吸進罩內(nèi)的塵粒輸送走的最低速度。管道速度應(yīng)大于最大塵粒的運載速度。

吸風(fēng)量的計算罩口為圓形或矩形（寬長比B/L≥0.2），沿罩子軸線的氣流速度衰減公式為于是：υ0-罩口氣流速度，m/s；ux-控制點的控制速度；x-罩口到控制點的距離，m；A0-罩口面積，m2；C-系數(shù)，與外部吸氣罩的結(jié)構(gòu)、形狀和布置情況有關(guān)。外部吸氣罩吸風(fēng)量公式：Q=

υ0

A0于是可采用下述吸風(fēng)量公式：υx-最不利控制點的吸捕速度；吸捕速度取決于塵化情況和二次氣流強弱；Ax-最不利控制點的等速面積；等速面積取決于罩口形式。4、接受式排氣罩（自學(xué)）

類型:低懸罩(罩口高度<1.5A1/2)高懸罩(罩口高度>1.5A1/2)

設(shè)計計算熱射流計算排氣量計算5、吹吸式集氣罩的設(shè)計（自學(xué)）

吹吸式排氣罩的工作原理

吹吸式排氣罩的設(shè)計計算

氣幕及其作用第14章管道系統(tǒng)的設(shè)計揚州科技學(xué)院生化工程系YangZhouUniversityofScienceandTechnologyDepartmentofBiochemicalEngineering授課老師：馬武生管道布置與設(shè)計是環(huán)境工程設(shè)計中一個重要的組成部分。在對凈化裝置及管道進行配置和設(shè)計計算后，才能合理的選擇設(shè)計凈化系統(tǒng)的通風(fēng)機、泵及電動機，以及進行運行控制設(shè)計等。管道布置與設(shè)計是在完成設(shè)備平、立面布置之后進行的一項工作。管道布置與設(shè)計的主要內(nèi)容包括：管道材質(zhì)、管徑的選擇與計算；管道支架的設(shè)計；管道布置圖(配管圖)；管道投資概算；施工說明。一、管道系統(tǒng)的設(shè)計1．劃分系統(tǒng)的原則：下列復(fù)雜管網(wǎng)不能合為一個系統(tǒng)①污染物混合可能引起燃燒和爆炸；②不同溫度氣體混合引起管道內(nèi)結(jié)露；③不同污染物混合影響回收利用。2．管道布置應(yīng)符合下列要求：①符合處理工藝流程的要求，并能滿足處理的要求；②便于操作管理，并能保證安全運行；③便于管道的安裝和維護；④要求管道整齊美觀，標(biāo)志明顯，并盡量節(jié)約材料和投資（一）管道系統(tǒng)配置的原則與要求管道布置除了符合上述要求外，還應(yīng)仔細考慮下列問題：①物料特性輸送易燃、易爆物料時，管道中應(yīng)設(shè)安全閥、防爆閥、阻火器、水封，且遠離人們經(jīng)常工作和生活的區(qū)域；腐蝕性物料的管道不要安裝在通道的上方，在管束中應(yīng)設(shè)置于下方或外側(cè)；冷熱管道盡量避開，一般是熱管道在上，冷管道在下方。②考慮便于施工、操作和維修管道要盡量明裝架空，盡量減少管道暗裝的長度；管道盡量成行平行敷設(shè)，走直線，靠墻布置，減少交叉和拐彎；管道與梁、柱、墻、設(shè)備及其他管道之間留出距離，如管道距墻應(yīng)不小于150～200mm；閥門位置要便于操作和維修，閥門、法蘭應(yīng)盡量錯開，以減小間距。③管道與道路的關(guān)系通過人行橫道的管道與地面的凈距離要大于2m；通過公路的管道與道路的凈距離要大于4.5m；通過鐵路的管道與鐵路的凈距離要大于6m；高壓電線下不宜架設(shè)管道。④管道維護一般金屬管道要注意防銹，同時用顏色表明管道的用途。輸送冷或熱的流體，一般要注意保溫，并要考慮熱脹冷縮，盡量利用L或Z形管道，L或Z形管道不足時架設(shè)時需在管道中增加膨脹器。

⑤與處理工藝的配合（以除塵風(fēng)管為例）：風(fēng)管應(yīng)垂直或傾斜布置，傾斜角不小于55o；如必須水平敷設(shè)，要使管道內(nèi)有足夠的流速，保證在風(fēng)管內(nèi)不堆積塵。另外，在管道上要設(shè)置卸灰裝置和清掃孔。不同性質(zhì)的排氣，如水蒸氣和粉塵不能合用同一管道系統(tǒng)，以免管道堵塞。風(fēng)管直徑≥100mm，調(diào)節(jié)風(fēng)量可用斜插板閥，且向上開啟。要考慮氣流中物料對管道的磨損程度，選擇管道的材料、管內(nèi)流速及彎頭處的特殊處理方式與此有關(guān)。高溫?zé)煔庠谶M入除塵凈化系統(tǒng)前，由于設(shè)備材料和結(jié)構(gòu)條件所限，必須予以冷卻降溫。冷卻降溫：水冷（又分為直接水冷和間接水冷）；風(fēng)（空氣）冷（分為直接空冷和間接空冷）。除塵中常用間接水冷和間接風(fēng)冷的方法。在管道系統(tǒng)配置基礎(chǔ)上，確定管段的截面尺寸和阻力損失，求出總流量和總阻力損失，并以此選擇適當(dāng)?shù)娘L(fēng)機或泵，配備電動機。設(shè)計步驟：確定吸風(fēng)點及風(fēng)量，選擇凈化裝置，進行管道配置等；繪制管道系統(tǒng)平面及高程布置圖、軸側(cè)圖等；選擇管內(nèi)流體流速；確定管段截面尺寸；計算管路阻損，確定最大阻損管路；對并聯(lián)管路進行阻損平衡計算。計算系統(tǒng)總阻損，選擇風(fēng)機和電動機。（二）管道系統(tǒng)的設(shè)計計算1、根據(jù)生產(chǎn)工藝確定吸風(fēng)點及風(fēng)量，選擇凈化裝置，進行管道配置，選擇管道材料等。常用管材種類：(1)鋼管鋼管有鑄鐵管、硅鐵管、鍍鋅管和無縫鋼管。(2)有色金屬管有色金屬管有銅管、鋁管等。(3)其他管道有搪瓷管、陶瓷管、有襯鋼管、聚氯乙烯管、混凝土管、石棉壓力管等。鑄鐵管常用作污水管，不能用于輸送蒸汽及在有壓力下輸送爆炸性與有毒氣體。高硅鐵管與抗氯硅鐵管適用于輸送公稱壓力2.5×105Pa以下的腐蝕性介質(zhì)，高硅鐵管能耐強酸，含鉬的抗氯硅鐵管可耐各種含量、溫度的鹽酸。鍍鋅管常用于給水、暖氣、壓縮空氣、煤氣、真空、低壓蒸汽和凝液以及無腐蝕性物料的輸送。其極限工作溫度為175℃，且不得用以輸送有爆炸性及毒性介質(zhì)。它分為普通型(公稱壓力<1MPa)和加強型(公稱壓力<1.6MPa)兩種。無縫鋼管可用來輸送有壓力的物料如水蒸氣、高壓水、過熱水等，還可輸送可燃性的和有爆炸性或有毒性的物料，其極限工作溫度為435℃。若輸送強腐蝕性或高溫介質(zhì)(900~950℃)則用合金鋼或耐熱鋼制成的無縫鋼管，例如鎳鉻鋼能耐硝酸與磷酸的腐蝕，但它不宜輸送具有還原性的介質(zhì)。銅管分黃銅管與紫銅管，多用作低溫管道(冷凍系統(tǒng))、儀表的測壓管線或傳送有壓力的液體(油壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng))的管道。當(dāng)溫度高于250℃時不宜在壓力下工作。鋁管常用于濃硝酸、醋酸、甲酸等物料的輸送，不能抗堿溫度大于160℃時不宜在壓力下使用，極限工作溫度為200℃。搪瓷管和陶瓷管有很好的耐腐蝕性，且來源廣泛，價格便宜，但有脆性，強度差，不耐溫度劇變，常用作排除腐蝕性介質(zhì)的下水管和通風(fēng)管道。有襯鋼管主要用于輸送腐蝕性介質(zhì)，由于有色金屬較稀少且價格較高，故可用襯里減少有色金屬的用量。襯里的金屬材料有鋁、鉛等，也可用非金屬材料如搪瓷、玻璃、橡膠或塑料等做襯里材料。聚氯乙烯管對于任何含量的各種酸類、堿類和鹽類都是穩(wěn)定的，但對強氧化劑、芳香族碳氫化合物、氯化物及碳氧化物不穩(wěn)定，可用來輸送60℃以下的介質(zhì)，也可用于輸送0℃以下的液體。常溫下輕型管材的工作壓力不超過2.5×105Pa，重型管材的工作壓力不超過6×105Pa。該材料的優(yōu)點是輕、抗腐蝕性能好、易加工，但耐熱性差?；炷凉苡衅胀?、輕型和重型三種，主要用于排水。混凝土管制造容易，價格便宜，但不承壓。石棉壓力管是輸送有壓力介質(zhì)的管道。2、繪制管道系統(tǒng)平面及高程布置圖，必要時繪制軸側(cè)圖，進行管段編號，標(biāo)注長度和流量；3、選擇管內(nèi)流體流速原則：從技術(shù)和經(jīng)濟兩方面來確定管內(nèi)流速，以計算管徑當(dāng)流量一定時，所選擇的管內(nèi)流速較高，則管徑降低，材料消耗少，一次性投資減少。但是由于流速較高，壓力損失也就較高，運行所需的動力消耗增加，也就是運行費用增加，管道和設(shè)備磨損加大，噪聲增加。反之，選擇低流速所需的管徑加大，材料消耗大，一次性投資增加，但壓力損失小。例：圖中，p1＝2kgf/cm2＝200kPa，p2＝1.5kgf/cm2=150kPa，A與B的距離為200m，兩點的壓差為：p1－p2

＝50kPa，管道阻力與壓力差數(shù)值相等。兩點阻力(壓差)F阻＝f阻×L＝C·V2·Lf阻：1m管長的阻力，Pa/m；C：阻力系數(shù)；V：流速，m/s；L：管道長度，m。由上式可以看出：①管道的阻力F阻∝L倍；②管道的阻力F阻∝V2；③當(dāng)流速V相同，管段L相等時，管徑d越小，阻力F越大。當(dāng)管道的材料、輸送的流體、溫度、管徑不變時，阻力系數(shù)C也不變。因此，管道直徑越小，阻力越大，在選擇流速時要選擇較低的流速。4、確定管段截面尺寸流速確定后，可根據(jù)處理的流體流量計算出管徑:d：管徑，mm；Q：體積流量，m3/h；G：質(zhì)量流量，kg/h；V：平均流速，m/s；ρ：流體密度，kg/m3。對于除塵管道，為防止積塵，要求：輸送細小顆粒粉塵，d≥80mm；輸送較粗粉塵，d≥100mm；輸送粗粉塵，d≥130mm。管徑的定性尺寸：管道直徑的大小可用管道外徑、內(nèi)徑或內(nèi)外徑作為定性尺寸。公稱直徑：工程上將外徑相同而實際內(nèi)徑相近(不一定相等)的管道用常用公稱直徑來表示其管道直徑的大小，用Dg和DN表示。如φ108mm×4mm和φ108mm×6mm無縫鋼管，都稱作公稱直徑為100mm的鋼管，但它們的內(nèi)徑分別是100mm和96mm。公稱直徑的單位一般以“mm”計，如Dg100，是指公稱直徑為100mm的管子；另一種是用英制單位“吋”計，1吋約折合25mm，Dg100管子也稱為4吋管。目的：公稱直徑是管道、閥門和管件的特性參數(shù)，采用公稱直徑可使管道、閥門和管件的聯(lián)結(jié)參數(shù)統(tǒng)一，利于裝管工程的標(biāo)準(zhǔn)化。通風(fēng)除塵管道一般是用薄鋼板制成的，常用的管道規(guī)格見下表，實際工程中也可用非標(biāo)準(zhǔn)的管道。5、計算管路壓損，確定最大壓損管路Δph-上升管靜壓損，pa；Δpu-動壓阻損，pa；ΔpL-摩擦阻損，pa；Δpm-局部阻損，pa；∑Δpi-凈化裝置阻損之和，paξ-局部壓損系數(shù)；λ-摩擦壓損系數(shù)；ν-平均流速；l-直管段長度；ρ-管道內(nèi)氣體密度；Rs-管道的水力半徑。6、對并聯(lián)管路進行壓損平衡計算為了保證并聯(lián)的各個管路能正常地運行，并聯(lián)各個管路的壓力損失應(yīng)盡量相等。如不能相等時，兩分支管段的阻損差應(yīng)滿足以下要求：除塵系統(tǒng)應(yīng)＜10%，其它系統(tǒng)應(yīng)＜15%，否則要進行管徑調(diào)整或增設(shè)調(diào)壓裝置(閥門、阻力圈)。通過調(diào)整管徑來平衡壓力，可按下式計算：d2=d1(Δp1/Δp2)0.225d1、d2-分別為調(diào)整前后的管徑，mm；Δp1-調(diào)整前的壓力損失，Pa；Δp2-壓力平衡基準(zhǔn)值(若調(diào)整支管管徑，即為干管的壓力損失)6、對并聯(lián)管路進行壓損平衡計算A．最不利管路的概念最不利管路是指壓力損失最大的管路。如圖所示為某一除塵系統(tǒng)管道。從圖中可以看出，最不利管道是1

2

3

4

5

6

7，一般最不利管道是從最遠的管段開始。B．計算管路的摩擦壓力損失從圖中可以看出，管路摩擦壓力損失有：Δp1-2、Δp2-3、Δp4-5

、Δp6-7

、Δp8-2

，各管段的摩擦壓力損失可計算求得。C．局部壓力損失從圖中可以看出，局部壓力損失有：Δpm1-2（有三部分，集氣罩、彎頭和三通壓力損失）、Δpm3（變徑管壓力損失）、Δpm3-4（設(shè)備壓力損失）、Δpm4-5（有三個彎頭）、Δpm6-7（風(fēng)帽）、Δpm2-8（集氣罩和彎頭）。D．并聯(lián)管路壓損平衡為了保證并聯(lián)的各個管路能正常地運行，并聯(lián)各個管路的壓力損失應(yīng)盡量相等，如不能相等時，各個管路的壓損相差不能超過10％。因為ΔP＝ΔPa-b