大气污染控制工程_课程设计说明书___车间除尘系统

大气污染控制工程大气污染控制工程课程设计课程设计 车间除尘系统设计车间除尘系统设计 专专 业：业： 班班 级：级： 姓姓 名：名： 学学 号：号： 20122012 年年 6 6 月月 目录目录 1、绪论 3 1.1 课程设计目的 3 1.2 设计任务 3 1.3 课程设计内容 3 1.4 设计课题与有关数据 4 2、集气罩的设计 5 2.1 集气罩设计原则5 2.2 尺寸大小的设计 5 2.3 控制点控制速度 Vx 的确定 6 2.4 排风量的计算 6 3、管道系统设计 7 3.1 管道布置初步设计 7 3.2 管段压力损失计算 8 3.3 管道设计总计表 10 4 4、风机、电机选择及计算、风机、电机选择及计算 1111 4.1 风机的确定11 4.2 电动机的选择11 4.3 校核 12 附录 1、车间平面图及两个污染源的位置 附录 2、除尘器尺寸图 3 1 1、绪论、绪论 1.11.1、设计目的、设计目的 通过对大气污染净化系统的工艺设计，初步掌握大气污染净化系统设计的基本方法， 培养利用已经学过的理论知识综合分析问题，并提高解决实际问题的能力、绘图能力、以及 正确使用设计手册的能力。 1.21.2、设计任务及要求、设计任务及要求 本设计为一个小型车间的除尘系统。学生须在限定时间内，在老师的指导下独立、全面 地完成此规定的设计。 具体内容包括： 1、设计计算书一份； 2、管道平、剖面图一张（1:50） ； 3 3、系统图及明细表一张（1:50） 。 1.31.3、设计内容、设计内容 1、集气罩的设计； 控制点控制速度 Vx的确定； 集气罩排风量、尺寸的确定； 2、管道的初步设计； 管内流速的确定； 管道直径的确定； 弯头的设计； 直管长度的确定； 三通设计计算； 3、压损平衡计算； 分段计算； 压力校核； 4、总压计算； 5、选风机、校核； 6、电机选择、校核； 7、有关说明； 1.41.4、设计资料、设计资料 1、设计题：车间除尘系统设计； 2、已知条件； （1） 车间面积与两台产生污染设备的位置（见图 1） 。此图仅给出方柱及污染源相 对位置，门、窗位置及墙厚由设计定； （2） 产生污染源设备的情况 污染源：立方体 长宽高=12006001000 操作条件：20 101.3KPa 污染源产生轻矿物粉尘，以轻微速度发散到尚属平静的空气中。 （3） 在该污染设备的顶部设计两个伞形集气罩，罩口边须距离污染源上平面 H=600mm 时才操作正常。 （4） 管道和集气罩均用钢板制作 钢管相对粗糙度 K=0.15 排气筒口离地面高度 12m (5) 所用除尘器 LD14 型布袋除尘器, 该除尘器阻力为 980Pa； 所用除尘草图见附图。 （也可另选其它除尘器） (6) 有关尺寸 墙厚 240mm 方块柱 300300 车间大门 可取 20102010 30103010 25502410 40104010 5 窗台到地面距离: 民 房 900700mm 工业用房 1.02.0 m 仓 库 1.52.0 m 2 2、集气罩的设计、集气罩的设计 2.12.1 集气罩设计原则集气罩设计原则 （1）集气罩应尽可能将污染源包围起来，使污染物的扩散限制在最小的范围 内，以便防止横向气流的干扰，减少排气量。 （2）集气罩的吸气方向尽可能与污染气流运动方向一致，充分利用污染气流 的 初始动能。 （3）在保证控制污染的条件下，尽量减少集气罩的开口面积，以减少排风量； （4）集气罩的吸气气流不允许经过人的呼吸区再进入罩内； （5）集气罩的结构不应妨碍人工操作和设备检修。 （6）罩口面积与排气管面积之比最大可为 16:1 （7）为避免横向气流干扰，要求 H 尽可能 0.3L(罩口长边尺寸) （8）伞形罩的开口角度（）宜小于或等于 90，最大不宜大于 120 （9）伞形罩应设罩裙（即垂直边） ，罩裙的高度(A 为罩口面积)A0.25h 2.22.2 尺寸大小的设计尺寸大小的设计 1、根据设计要求 H=600mm，取 H=0.3L，得出罩口长边 L=2000mm 2、取其罩口宽度为 1020mm 3、罩裙高度357mm1020200025. 0A0.25h）（ 4、取开口角度 =90 设计草图如下： 1000 600 2000 2000 357 600 伞形集气罩剖面图 伞形集气罩平面图 1200 1200 1020 2.32.3 控制点控制速度控制点控制速度 V Vx x的确定的确定 本设计中，污染源产生轻矿物粉尘，从轻微速度发散到上述平静的空 气中，所以污染源的控制速度按大气污染控制工程中表 13-2 可得，取 0.51.0m/s 之间。本设计选用 vx=0.6m/s。 2.42.4 排风量的计算排风量的计算 Q=KPHvx= 式中：P-罩口敞开面周长，m; H-罩口至污染源距离，m K-考虑沿高度速度分布不均匀的安全系数，通常取 K=1.4 vx-控制速度 7 3 3、管道系统设计、管道系统设计 3.13.1 管道布置初步设计管道布置初步设计 1200 3653 4503 9414 6000 3.1.13.1.1 管道内最低速度的确定管道内最低速度的确定 在本设计中，污染物为轻矿粉，查大气污染控制工程表 14-2，得水平 管内最低流速为 14 m/s，垂直管为 12 m /s。考虑要用到垂直管和水平管两部 分，而用同一管径。故取管内气速：V1=14 m /s 3.1.23.1.2 管径的计算与实际速度的确定管径的计算与实际速度的确定 由 Q=(d2V)/4 得到：d= V Q 4 1、d1=500mm 核算实际速度：V1=4Q/(d12)=15.5m /s； 查计算表知：动压为 133.4Pa；当量阻力系数；0326 . 0 /dmPR am / 4.77 2、三通管后的管径 d2： d2=700mm 核算实际速度：V2=15.9 m /s ； 查计算表知：动压为 152.95 Pa；单位摩擦阻力mPR am / 31. 3 3.1.33.1.3 管段长度的确定管段长度的确定 总体设计草图见上图 由除尘器进口高度：3653 mm， 故管段 1 的长度 L1=(3653-600-600-357-750)+(6000-600）=6746mm 管段 2 的长度 L2= 3653-600-600-357-750=1346mm 管段 3 的长度 L3=3000+240+500=3740mm 管段 4 的长度 L4=3000+8890=11890mm 管段 5 的长度 L5=1200mm 3.23.2、管段压力损失计算、管段压力损失计算 按最大压损原则选择计算环路，本设计由管段 1 开始计算。 （1）管段 1 ：管径 D=500mm；管长 L=6.746m ；单位摩擦阻力 ； mPR am / 4.77 动压为 133.4Pa 则摩擦压力损失为18Pa.32746 . 6 77 . 4 1 L P 各管件局部压力损失系数（查手册）为： 集气罩 1，=0.16；90弯头（R/d=1）,=0.25; 45直流三通， =0.06 =0.16+0.25+0.06=0.49 9 则局部压损： 133.4=65.37Pa 1m P （2）管段 2：管径 D=500mm；管长 L=1.346m ；单位摩擦阻力；mPR am / 4.77 动压为 133.4Pa 则摩擦压力损失为6.42Pa1.34677 . 4 2 L P 各管件局部压力损失系数（查手册）为： 集气罩 2，=0.16；130弯头（R/d=1）,=0.3; 45合流三通旁支 管，=0.21 =0.16+0.3+0.21=0.66 则局部压损： 133.4=88Pa 1m P （3）管段 3：管径 D=700mm；管长 L=3.74m 动压为 152.95 Pa；单位摩擦阻力mPR am / 31. 3 则摩擦压力损失为12.38Pa3.743.31 3 L P 局部压力损失为:合流三通对应总管动压的压力损失，其局部压损系数 =0.11；除尘器压力损失为 980Pa；圆管变矩形，其局部压损系数 =0.2， =0.11+0.2=0.31 则局部压力损失 152.95+980=1027.4Pa。 3m P （4）管段 4：管径 D=700mm；管长 L=11.89m 动压为 152.95 Pa；单位摩擦阻力mPR am / 31. 3 则摩擦压力损失为39.36Pa11.893.31 4 L P 该管段有 90弯头（R/d=1）两个，由手册查得 =0.25 矩形变圆形，其局部压损系数 =0.2 则局部压损： 152.95=（0.252+0.2）152.95=107Pa 4m P （5）管段 5：管径 D=700mm；管长 L=12m 动压为 152.95 Pa；单位摩擦阻力mPR am / 31. 3 则摩擦压力损失为39.72Pa123.31 5 L P 该管段有 90弯头（R/d=1）一个，由手册查得 =0.25 则局部压损： 152.95=0.25152.95=38.3Pa 5m P 3.33.3、管段计算表总结、管段计算表总结 管 段 编 号 流量 Q 管长 l/m 管 径 d /mm 流速 m/s 动压 /Pa 摩擦压 损 /Pa 局部压损项 局部压 损 /Pa 管段总 压损 /Pa 除尘系统 总压损失 109596.74650015.6117.832.18 90 弯头，三 通支管压损 65.3797.55 109591.34650015.6117.86.42 135 弯头， 三通支管压 损 8894.42 219183.74070015.9153.812.38 三通干管压 损，圆管变 矩形，除尘 器压损 1027.41039.78 2191811.8970015.9153.839.36 90 弯头两个， 矩形变圆形 107146.36 219181270015.9153.839.72 90 弯头一个 38.378.02 1456.13 11 3.43.4 校核：校核： 并联管压力平衡 55.9737.6518.32 m111 PPP L 42.94886.42 m222 PPP L 故有：10%3.2%42)/97.55.9455.97(/ 121 PPP 显然压力平衡，符合节点要求。 4 4、 风机、电机选择及计算风机、电机选择及计算 4.14.1 风机的确定风机的确定 1、选择通风机的计算风量：Q=Qz(1+K1)=21918(1+0.15)=25205.7(m3/h ) 2、选择风机的计算风压：P=P(1+K2)=1456.13(1+0.2) =1747.36(Pa) 其中：Q-管道计算总风量， ； -管道计算总压损，Pa； -考虑系统漏风所附加的安全系数，除尘管道取 0.10.15； -考虑管道计算误差及系统漏风等因素所采用的安全系 数，除尘管道取 0.150.2。 3、根据上述风量和风压，查供暖通风设计手册选择风机，其性能参 数如下 ： 型号机号传动方式转数全压 Pa流量效率 r/minm3/h % Y180M-48D145018802637890.8 4.24.2 电动机的确定电动机的确定 配套电动机型号 Y180L-4，其性能参数如下表： 型号 转数 （r/min