【JX14-55】Q2500单机脉冲焊烟吸尘设备设计
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JX14-55
【JX14-55】Q2500单机脉冲焊烟吸尘设备设计
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分 类 号 密 级 宁宁波大红鹰学院毕业设计(论文)毕业设计（论文）题目（二号黑体，居中）所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业设计（论文）XXXXXXXX均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年 月 日摘 要在冶金过程中，产生大量的废气，这些废气的含尘浓度高，烟尘的危害性大，对环境造成严重的污染。同时，这些烟尘又有一定的回收和利用价值。因此，治理这些烟尘具有显著的经济效益和社会效益。本设计针对冶炼的生产及场地等的具体情况，来设计脉冲袋式除尘器，并且使其排污情况达到国家相关的排放标准要求。而且，又要尽量满足投资少、运转费用低、操作方便、维护简单的要求。目前，国内外除尘设备的种类和型号较多，通过对它们的原理的分析以及性能的比较等，根据实际情况，选出了对冶金炉废气控制的最佳方案。选用袋式除尘器并进行了设计计算确定了布袋的型号、尺寸、根数 ，对除尘器外部箱体、支架和灰斗等钢结构部件也进行了设计，并计算了其重量和面积和列出材料的数量表。在本设计中，不但完成了对除尘系统总体的设计，而且强化细节，做到了所设计的除尘系统可以直接进行 加工、安装、调试并投入使用。 关键词：大气污染计，脉冲，袋式除尘器 IIIAbstractIn the metallurgical process, produce large amounts of gas, high dust concentrations of these emissions and soot caused great harm , causing serious pollution to the environment . Meanwhile , the soot has a certain recovery and use value. Therefore, the governance of these fumes have significant economic and social benefits.The design for the production and smelting sites and other specific circumstances , to design the pulse jet bag filter , so that the sewage situation and meet the national emission standards. And, also try to meet the low investment, low operating cost, easy operation and simple maintenance requirements.Currently , domestic dust equipment types and models more , through their principles of analysis and comparative performance , etc. , according to the actual situation, choose the best solution for metallurgical furnace exhaust gas control . Baghouse and a selection of design calculations to determine the type, size , number of roots sack of dust outside the box, brackets and other steel hopper parts have also been designed and calculated its weight and size , and column quantities of the material .In this design , not only completed the overall design of the dust removal system , and strengthen the details , so that the dust removal system can be designed directly for processing, installation, commissioning and operational. Key Words: Atmospheric pollution meter, pulse jet bag filter目 录摘 要IAbstractII目 录III第1章 绪论11.1 环境保护与可持续发展11.1.1环境与环境问题11.1.2可持续发展21.2 对大气的结构及组成的认识31.2.1大气圈及其结构31.2.2 锅炉大气污染物排放标准41.2.3 污染与健康51.3 任务的提出与意义61.3.1 设计要求及参数61.3.2设计内容61.3.3选题的意义6第2章 除尘设备的分类及其型号选择82.1除尘设备的概述、82.1.1除尘器的概念82.1.2除尘器的分类82.2袋式除尘器概述92.2.1袋式除尘器原理102.2.2袋式除尘器除尘效率的影响因素122.2.3袋式除尘器除尘效率122.3 确定方案142.3.1 滤袋速度的选择142.3.2清灰方式的确定152.3.3滤袋形式选择17第3章 除尘器的设计与计算183.1参数的计算183.1.1 计算过滤面积183.1.2 确定滤袋尺寸及根数183.1.3 滤袋室的设计与滤袋的布置203.2风机的选择213.3冷却塔的设计223.3.1 冷却方式的选择223.3.2 冷却塔主要参数计算233.4除尘器卸灰系统的设计24第4章 除尘器的防腐与维护264.1防腐工艺的实施264.1.1高压空气的制备264.1.2工件喷砂处理26结论30参考文献31致 谢33 第1章 绪论第1章 绪论1.1 环境保护与可持续发展1.1.1环境与环境问题当人类出现后，为了在与大自然的斗争中求生存，用自己的智慧和劳动，不断地改造自然，创造和改善他们的生活条件。同时，又通过自然物体和各种废弃物回归自然，改造和利用，使他们也参与天然物质进入血液循环和能量流动过程。其中，一些成分可能会导致环境质量的下降，影响人类和其他生物的生存和发展，造成环境问题。环境问题可自古说有。在工业革命以后，广泛应用于社会生产力的迅速发展，机器，为人类创造了大量财富。和工业废水直接排放到环境中。环境本身是有一定的自净能力，但是当垃圾产量正在增加。超过环境的自净能力，就会影响环境质量，污染环境，特别是在二战之后，突飞猛进，在使用社会生产力的工业实力大增，急剧增加的产品种类和产品相当，农垦强度和农药的使用也迅速扩大，引起许多国家的环境污染和生态破坏一般发生的严重问题，同时，随着全球人口的急剧增长和经济的快速发展，资源需求也日益俱增，人类正受到某些资源短缺和耗竭的严重挑战。资源的环境威胁着人类的生存和持续发展。重大自然灾害，环境问题不是一个问题，而是人为因素造成的环境问题。这种人为的环境问题可以分为两类：一类是自然资源的不合理开发利用，超出环境的承载能力，环境恶化或自然资源，如现象的质量损耗的形成;二，人口迅速增长，城市化和产业引起的环境污染和破坏农业的快速发展。这些都是人类的不和谐，造成环境的经济和社会发展的问题。还有一些潜在的环境问题，它是指目前尚没有从总体上认识，但在一定的时期后会对人类产生巨大影响的环境问题。这类环境问题可能是从未听说过的，或在表面上曾经被科学家讨论并给予警告的。当今，全球都存在着一个共同的环境问题：如全球气候变化、臭氧层破坏、生物多样性锐减、森林减少、水土流失、沙漠化、酸雨等。由于这些问题已对人类的生存和发展产生了不良影响，已引起世界各国和联合国的高度重视。随着全球经济一体化，环境的联系越来越紧密。研究全球环境问题的产生、发展，采取有效的对策解决或缓解全球环境问题，已成为各国政治家、科学家的共同愿望。我国是一个发展中国家,改革开放以来,经济的突飞猛进,国民经济的高速发展,人民生活水平不断的提高,然而,环境问题也日益显露,如沙尘暴常常袭击我们的北部地区,酸雨近些年来常常上演,城市空气质量在不断的变坏,连续的高温天气频频发生。由环境带来的问题已成为当今社会发展的主要问题。我们不能走西方资本主义国家的老路，先只顾经济的发展，让其发生后再去治理。这是很危险的。1.1.2可持续发展既符合当代人的需求，又不致损害后代人满足其需求能力的发展。1.可持续发展战略的基本理论和必要性1) 可持续发展鼓励经济增长。它强调经济增长的必要性，必须通过经济增长提高当代人福利水平，增强国家实力和社会财富。 2) 可持续发展的标志是资源的永续利用和良好的生态环境，经济和社会发展不能超越资源和环境的承载能力。3) 可持续发展的目标是谋求社会的全面进步。发展不仅仅是个经济问题，单纯追求产值的经济增长不能体现发展的内涵已成为国际社会的共识。 2.中国21世纪议程的基本思想制定和实施中国21世纪议程，走可持续发展之路，是我国在21世纪发展的需要和必然选择。中国是在人口基数大、人均资源少、经济和科技水平都比较落后的条件下实现经济快速发展的，这使本来就已经短缺的资源和脆弱的环境面临更大的压力。在这种形势下，我国政府认识到，只有遵循可持续发展的战略思想，从国家整体的高度协调和组织各部门、各地方、各社会阶层和全体人民的行动，才能顺利完成预期的经济发展目标，才能保护好自然资源和改善生态环境，实现国家长期、稳定的发展。3.缔造人与自然的和谐发展人与自然的关系是与人的能力和变化的发展，发展的历史进程的两大表现形式之间的关系。实现人与自然和谐发展的当代理想不再是一个口号，它是基于我们的全球生态危机，并提出关系到整个人类生存和发展的实际问题。由于布伦特兰女士提出的“可持续发展”的概念以来，全球重视可持续发展的概念已被普遍接受的世界，人与自然“生态圈”之间建立一个新的和谐发展已成为新世纪的共同愿望的人。但这一阶段仍处于设想时期，有许多问题需要我们努力解决，其中最关键的环节包括有：可持续发展中的人与自然的和谐与斗争。1.2 对大气的结构及组成的认识1.2.1大气圈及其结构大气是自然环境的重要组成部分，是人类赖以生存的必不可少的物质。在自然地理学上，把由于地心引力而随地球转动的大气层称为大气圈。其厚度大约为10000km，离地心越远，空气越稀薄，到地球表面1400km以上的区域已经非常稀薄，因此，从污染气象学研究的角度来讲，大气圈是指从地球表面到（10001400）km的范围。大气圈的总质量大约为61015约为地球的百万分之一1。大气的密度、温度和组成随高度的不同而不同，呈现层状结构。例如，根据气温在垂直方向上的变化情况，将大气圈分为对流层、平流层、中间层、暧层和散逸层五层。1.对流层对流层是大气圈中最接近地面的一层，其厚度在赤道附近和极地各有不同，大约在（6-18）km。这一层的空气质量约占大气层总质量的3/4并且还含有一定质量的水蒸气，对人和动植物的生存起着重要的作用。云、雾、雨、雪和雷电等天气都在这一层发生。污染物迁移和转化也主要是在这上层进行，特别是在离地面（1-2）km的近地层。因此，对流层是对人类的生产、生活影响最大的一层。2平流层平流层位于对流层的上面，层顶距地面约（50-55）km。这一层中存在厚度约为20km的臭氧层，依靠臭氧层强烈吸收太阳紫外线使气温迅速增高。在平流屋中，大多是处于平流流动，因此，不利于进入增流层的污染物扩散，致使污染物在此停留的时间较长，甚至可达数年之久。并且进入平流层的污染物如氮化物、氯化氢及氟化利昂有机制冷剂等还能与臭氧发生光化学反应。致使臭氧浓度降低，严重时出现臭氧层空洞。使其太阳辐射的紫外线直接到过地面，就会导致更多的人患皮肤癌，对人类的生态系统造成极大的威胁。所以，保护臭氧层是当今世界面临的紧迫任务之一。3中间层中间层位于平流层上面，层顶距地面约（80-85）km。此层有强烈的垂直对流运动，又没有臭氧吸收太阳的紫外线，因此，在这一层气温随高度增加迅速下降。4暧层位于中间层上部，层顶距地面约800km。此层下部基本由分子氮组成，上部由原子氧组成。原子氧可吸收太阳的紫外光，暧层中大量的气体在太阳光和宇宙射线的作用下被电离，所以暧层又称电离层。电离层能反射电磁波，对远距离通讯有很重要的作用。5散逸层散逸层是大气圈中最外层，层顶不明确。该层空气更加的稀薄，距地面越远，气温越高，气体电离度越大，气体离子可以散逸到宇宙空间去。1.2.2 锅炉大气污染物排放标准表1-1各种锅炉过量空气系数折算值锅炉类型 折算项目 过量空气系数 燃煤锅炉烟尘初始排放浓度 a=1.7 烟尘、二氧化硫排放浓度 a=1.8燃油、燃气锅炉烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度a=1.2注：只列出部分污染物，本标准采用下列定义1 锅炉烟气在温度为，压力为101325pa时的状态，简称“标态”。本标准规定的排放浓度均指标准状态下干烟气中的数值。2烟尘初始排放浓度指自锅炉烟气出口处或进入净化装置前的烟尘排放浓度。烟尘排放浓度指锅炉烟气经净化装置后的烟尘排放浓度。末安装净化装置的锅炉，烟尘初始排放浓度即是锅炉烟尘排放浓度。废气排出口有害物质的排放量（或浓度)不得超过表1-1、1-2的规定。表-2锅炉烟尘最高允许排放浓度和烟气黑度限值锅炉类别 适用区域烟尘排放浓度(mg/m3) 烟气黑度时段 时段 (林格曼黑度,级)燃 自然通风锅炉 一类区 0.7MW 1t/h ) 二、三类区煤 其它锅炉 一类区 二类区炉 三类区燃 轻柴油、煤油 一类区油 二、三类区锅 其它燃料油 一类区 二、三类区炉 燃气锅炉 全部区域100 80 1150 12080 80250 200 1350 25080 80 1100 100100 80 1200 15050 50 11.2.3 污染与健康颗粒物质与人呼吸空气进入肺部，以碰撞，扩散，沉积等滞留在呼吸道，粒径小于5微米，更卡住在上呼吸道的不同部分。滞留在鼻咽和气管的颗粒物质，和二氧化碳进入有害气体如粘膜的刺激和腐蚀联合作用的体硫，损伤粘膜，纤毛，引起炎症和增加气道阻力。连续动作可导致慢性鼻咽炎，慢性气管炎。滞留在颗粒物和二氧化氮的细支气管和肺泡会产生一个联合行动，肺泡损伤和粘膜，引起支气管和肺部产生炎症。长效作用，还会诱发慢性阻塞性肺疾病和继发感染的出现，导致死亡率增加肺心病。当大气温度在倒置的状态下，它不是污染物容易扩散，悬浮颗粒物浓度迅速增加。当1952年12月伦敦烟雾事件发生时，悬浮颗粒物中的气氛比平常高出五倍，导致居民死亡率急剧下降，超过4000人死亡超过4天同期的内容。这表明，大气中可能是对人体健康的可吸入颗粒物浓度突然升高可引起急性伤害，从心脏和肺部疾病，老人和小孩威胁更大的痛苦。光化学烟雾排入通过具有刺鼻的蓝烟太阳紫外线辐射产生的氮氧化物和碳氢化合物的气氛。它包含了各种复杂的化合物，臭氧，醛，硝酸盐等由二次污染物的光化学反应，主要是光化学氧化剂产生这些化合物。如遇低温或在天气条件不利于烟雾不散的传播积累，造成大气污染事故，人的眼睛和呼吸道刺激症状或呼吸道炎症引起的各种危机人体健康。这种污染事件最早出现在洛杉矶，又称洛杉矶光化学烟雾。近年来，光化学烟雾不仅发生在美国，并且都出现在许多大城市在日本，东京的汽车，板，川崎，悉尼，热那亚，意大利，澳大利亚和印度，孟买也。 大气中的氮氧化物和碳氢化合物主要来自汽车尾气，石油和煤炭的燃烧废气，以及大量使用的挥发性有机溶剂。在太阳紫外线辐射，化学反应，生成二次污染物，如臭氧和醛的作用。在光化学反应，臭氧占85以上。太阳辐射强度是光化学烟雾的形成的重要条件，所以在今年夏天是光化学烟雾的季节，而在一天前， 14:00光化学烟雾达到峰值的时刻。光化学氧化剂通过城市污染扩散至100公里或700公里。在城市里，增加大气中的臭氧浓度严重的汽车尾气污染，可视为光化学烟雾形成的信号。光化学烟雾是有害于人体眼睛和上呼吸道，引起眼睛及喉咙发炎，这可能会刺激生产的醛类和其他相关的二次污染物的最突出的刺激。对于其他人光化学烟雾对人体有害的臭氧浓度。臭氧可引起潜在的全身作用，如染色体畸变引起的损伤以及酶反应的溶血活性，影响甲状腺功能，以便早期骨的钙化。氧化剂长期吸入可能会影响人体细胞的新陈代谢，加速衰老。 预防光化学烟雾采取全面的措施，包括制定法规，监测排放量，提高了汽车排气系统，提高汽油品质，减少挥发性有机化合物，如油漆，涂料使用。1.3 任务的提出与意义针对某冶炼厂设计一种有效的除尘器，使其既有净化烟尘的功能，改善周边环境，响应可持续发展战略的要求，净化后的气体符合国家的排放标准，又能将其烟尘中所带走的一些金属回收利用。做到一举两得作用。1.3.1 设计要求及参数要求设计出一种有效的除尘器，性能稳定可靠、操作简单，率较高。维修方便，占地面积少，一次性投资少。参数要求如下：1) 废气处理量：Q=2500m3/h2) 排放标准：80mg/m3 (国家标准为150mg/m3) 工作时间：全天工作制（24小时/天）1.3.2设计内容1) 方案的优化设计2) 除尘器效率的计算3) 除尘器系统各钢结构部件设计4) 钢结构的防腐设计1.3.3选题的意义随着工业的高速发展，环境污染日益严重，在人们生活平不断提高的同时，对生活环境的质量要求也越来越高。在环境保护工作日益突出的今天，在我国钢铁的需求量日益增加的今天，针对冶金工业中设计除尘器，对烟气进行综合治理，改善周边环境，加强对环境的保护，是极其有意义的。 33第3章 本章标题第2章 除尘设备的分类及其型号选择2.1除尘设备的概述、2.1.1除尘器的概念从含尘气流中将粉尘分离出来并加以捕集的装置为除尘装置或除尘器，除尘器是除尘系统中的主要组成部分其性能如何对全系统的运行效果有很大影响，除尘器的性能用可处理的气体量、气体通过除尘器时的阻力损失和除尘效率来表达。同时，除尘器的价格、运行和维护费用、使用寿命长短和操作管理的难易也是考虑其性能的重要因素。2.1.2除尘器的分类按照防尘器分离捕集粉尘的主要机理可将其分为如下四类。1机械式除尘器它是利用质量力重力、惯性力和离心力等)的作用使粉尘与气流分离沉降的装置。它包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。2湿式除尘器亦称湿式洗涤器、它是利用液滴或液膜洗涤含尘气流，使粉尘与气流分离沉降的装置，湿式洗涤器可用于气体除尘。亦可用于气体吸收。 3过滤式除尘器它是使含尘气流通过织物或多孔的填料层进行过滤分离的装置，它包括袋式防尘器、颗粒层除尘器等。4电除尘器它是利用高压电场使尘粒荷电、在库仑力作用下使粉尘与气流分离沉降的装置。以上是按除尘器主要除尘机理作用的分类，但实际应用的一些除尘器中，常常是一种除尘器同时利用了几种除尘机理此外，还常常按除尘过程中是否利用液体，还把除尘器分为干式除尘器和湿式除尘器两大类，根据除尘器的效率又可以分为低效、中效、高效除尘器。电除尘器，袋式除尘器，和高能文丘里湿式除尘器，是目前国内外应用较为广泛的三种高效除尘器，惯性力沉降和重力沉降除尘器属于低效除尘器。在日常工业上用于粉尘颗粒物分离的设备主要有：重力沉降式除尘器、惯性除尘器、电除尘器、湿式除尘器、过滤式除尘器、旋风除尘器等。2.2袋式除尘器概述袋式除尘器是一种利用有机纤维或无机纤维过滤材料将含尘气体中的粉尘滤出的除尘设备，用于捕集非粘结性、非纤维性的工业粉尘。它的优点是除尘效率高且稳定，对于2以上的粉尘，其效率可达99%,以上，且造价较低，管理简单、维修方便。因此它在除尘装置中，是一种除尘性能优异、能满足当前环境保护法严格要求的、值得信赖的除尘设备。但其存在过滤速度低、压降大、占地面积大、换袋麻烦等缺点。图2-1机械振动袋式除尘器一百多年以前，袋式除尘器就应用于生产实践中。最早的型式很简单，挂几条布袋，用人工拍打布袋进行清灰。机械振动清洗19世纪普遍应用；进入20世纪30年代出现了逆流清洗；到20世纪70年代发明的一种显著效果回路吹扫气体净化和脉冲袋式除尘器净化，以达到下连续运行清洗，使防尘性稳定，该滤过率也随之增加数倍，占地面积相应减少的区域。近年来，出现了一个较为合理的给出的阻力清洁设计，滤袋负荷均匀，延长其使用寿命。由于不断改进，以提高清洁方法，使得使用效果袋式除尘器，维护和管理有了进一步的提高，投资和成本下降，应用范围更广。袋最初只用天然纤维（如棉，羊毛，丝绸）制成的机织。随着工业的发展，人造丝，合成纤维的生产和大量供应无机纤维袋式除尘器的提供了许多耐腐蚀，耐高低温性能好等过滤器。不仅降低了袋式除尘器的成本，还扩大了其适应性和范围。已经出现在20世纪50年代，玻璃纤维，耐热尼龙，铁氟龙，这样就可以过滤布袋除尘器含尘气体直接200- 300成为现实。在过滤材料的研究每一个重大突破，进一步扩大了应用范围，使使用的效果是更有利的。可以预料，今后在滤料研究方面将会有更大的发展，使它可以用于更高温度工况条件下烟气的消烟除尘。20世纪50年代以来广泛地采用毡滤料及针刺滤料，这种滤料造价低，制造简单，过滤性能好。由于毡料本身构造厚，而形成多绒、多微孔的滤层，所以，除尘的惯性碰撞、扩散等效应大多是在毡的表面及内部发生，因而“第二过滤层”的作用就不如纺织滤布那样明显。纺织滤布其除尘效率可达99%以上是一种十分理想的过滤材料。近十年来，随着工业生产的发展及人们对环境保护的重视，各国纷纷提高环境质量标准，特别强调对微米级粒子的控制。因为小于10的微粒进入并长期滞留在人体内，危害人类身体健康。袋式除尘器当前的研究领域主要有：高温、高浓度含尘气体的净化；高细粉尘污染的控制和分离捕集有害气体，即将助滤剂（吸收剂或反应剂）预先附于滤料表面，在净化含尘气体的同时用它来处理气体中的有害物质。可以肯定，随着袋式除尘设备的长期应用及理论研究的不断深入，如过滤机理、滤料性能、设备结构、设计参数和清灰方法等工作的进一步研究，袋式除尘器在工业生产和环境保护中将发挥更大的作用。2.2.1袋式除尘器原理通过过滤材料加工布袋除尘烟道气的机构，尘埃颗粒被过滤下来，诱捕粗尘过滤材料主要取决于惯性碰撞，捕集微细粉尘主要通过扩散和筛分作用。过滤粉尘层也有一定的过滤效果。多种因素的影响，但布袋除尘器除尘效果和优点主要取决于过滤器。图2-2袋式除尘器原理扩散、电沉积袋式过滤器材料是合成纤维，天然纤维或编织成布或毡玻璃纤维。布或毡必要再缝成圆筒或扁平形袋。根据烟气性质，选择适合使用条件的过滤器。通常情况下，烟道气的温度低于120的情况下所需的滤波器具有耐酸性和耐久性，常用于聚酯和聚酯针刺毡布;在处理高温烟气，石墨玻璃布的主要选择;某些在某些特殊情况下，碳纤维过滤器的选择。图2-3袋式除尘器原理筛分 布袋除尘器运行中控制烟气通过滤料的速度(称为过滤速度)颇为重要。一般取过滤速度为0.52m/min，对于大于0.1的微粒效率可达99以上，设备阻力损失约为9801470Pa。图2-4袋式除尘器原理如由图2-4所示：新鲜的培养基去除效率低，形成主层后，灰尘已经成为一个主要的袋式除尘器过滤层，提高了除尘效率，灰尘积聚在过滤袋，包装袋上增加裟两侧的压力差，本来附着挤过去微尘过滤器，使除尘效率下降。 ESP的压力过高，而且达到一定值时，要及时清洗后处理烟气除尘系统的量显著下降，因此防尘，清洗不应破坏粉尘初层。图2-5袋式除尘器的分级效率曲线2.2.2袋式除尘器除尘效率的影响因素1.粉尘负荷的影响粉尘负荷过大，可能导致同一时间在滤袋一侧的粉尘堆积过多，从面影响过滤速度，使其效率下降。2.过滤速度的影响烟气实际体积流量与滤布面积之比，也称气布比,过滤速度是一个重要的技术经济指标。选用高的过滤速度，所需要的滤布面积小，除尘器体积、占地面积和一次投资等都会减小，但除尘器的压力损失却会加大。一般来讲，除尘效率随过滤速度增加而下降,过滤速度的选取还与滤料种类和清灰方式有关。2.2.3袋式除尘器除尘效率丹尼斯（Dennis）和克莱姆（Klemm）提出了一系列方程，以预测袋式除尘器的粉尘出口浓度和穿透率。 （2-12）式中：粉尘出口浓度，g/m3无量纲常数；表面过滤速度，m/s；粉尘入口浓度，g/m3脱落浓度(常数)，g/m3粉尘负荷，g/m2Dennus and klemm取=0.5压力损失：重要的技术经济指标，不仅决定着能量消耗，而且决定着除尘效率和清灰间隔时间等 Pf通过洁净滤料的压力损失，100130pa；Pp通过粉尘层（dust cake）的压力损失；两者均可以用达西定律表示 （2-13）K粉尘或滤料的渗透率（permeability），由实验测定。渗透率K是沉积粉尘层性质，如孔隙率、比表面积、孔隙大小分布和粉尘粒径分布等的函数 （2-14）对于给定的滤料和操作条件，滤料的压力损失 基本上是一个常数通过袋式除尘器的压力损失主要由 决定在时间t内，沉积在滤袋上的粉尘质量m可以表示为 （2-15）式中：A滤袋的过滤面积；C 烟气中粉尘浓度；因此: （2-16）粉尘层的压力损失 （2-17）令： 定义为颗粒层的比阻力系数，因此对于给定的烟气特征和粉尘层渗透率与粉尘浓度和过滤时间t成线性关系，而与过滤速度的平方成正比.若已知粉尘的粒径分布、堆积密度和真密度，可以利用丹尼斯和克莱姆提出方程式估算。2.3 确定方案方案的确定从以下几个方面考虑：1.选用的除尘器必须满足排放标准规定的排放浓度 。2.对性能有很大的影响的收尘器2的物理性质。 3.气体含尘浓度，气体在静电除尘器或袋式除尘器前高粉尘浓度应设置较低的初始阻力净化设备，除去粗尘颗粒。4.个因素必须考虑，当气体温度等性能也选择除尘设备。高温，高湿气体不宜采用袋式除尘器，含SO2烟气，NO等气态污染物的同时，你可以考虑使用湿式洗涤，但必须注意的腐蚀问题。5.选择除尘器时，必须同时考虑捕集粉尘的处理问题。6.其他因素，设备的位置，可利用的空间，环境条件。设备的一次投资 （设备、安装和工程等）以及操作和维修费用。经过对各种除尘器的性能及经济性的综合评定，本设计采用袋式除尘器。2.3.1 滤袋速度的选择过滤速度是影响袋式除尘器效率的重要因数之一，系指气体通过滤料层的平均速度(cm/s或m/min)，即烟气实际体积流量与滤布面积之比，也称气布比。它代表了袋式除尘器处理气体的能力，是一个重要的经济指标。过滤速度的选择因气体性质和所要求的除尘效率不同而异，一般选用范围为0.2-6m/min。从经济上考虑，选用速度高，则相应浊布面积小，则除尘器体积、占地面积和一次投资等都会减小，但同时除尘器的压力损失和耗电量也会加大。 实践表明，过滤细粉尘时过滤速度比取小值，约为0.6-1m/min，过滤粗粉尘时取2m/min左右。故：取过滤风速：=2.0m/min2.3.2清灰方式的确定一般情况下的过滤气速归纳如下1. 简易清灰: =0.200.75m/min2. 机械振动袋式除尘器的过滤风速一般取1.02.0m/min，压力损失为8001200Pa。原理如图(2-13)所示图2-13机械振动袋式除尘器1-电动机和偏心轮;2-弹性垫;3-支座;4-滤袋;5-花板此类型袋式除尘器的优点是工作性能稳定，清灰效果较好,缺点是滤袋常受机械力作用，损坏较快，滤袋检修与更换工作量大。3. 逆气流反吹清灰: =0.52.2m/min,原理如图2-14所示图2-14逆气流清灰袋式除尘器工作原理a-过滤;b-清灰这种清灰方式的除尘器结构简单，清灰效果好，滤袋磨损少，特别适用于粉尘粘性小，玻璃纤维滤袋的情况。还有一种机械回转反吹清灰方式。原理图2-15所示图2-15机械回转反吹袋式除尘器示意图1- 滤袋;2-静气出口;3-检查用人孔;4-喷吹管;5-减速机构6-检修门;7-吸气管;8-反吹风机;9-反吹风管;10-烟尘入门4. 脉冲喷吹清灰: =2.04.0m/min 图2-16脉冲喷吹清灰袋式除尘器 图2-17典型脉冲喷灰式除尘器原理：利用47atm的压缩空气反吹，压缩空气的脉冲产生冲击波，使滤袋振动，粉尘层脱落。如图2-16、2-17所示。必须选择适当压力的压缩空气和适当的脉冲持续时间 （通常为0.1一0.2s）每清灰一次，叫做一个脉冲，全部滤袋完成一个清灰循环的时间称为脉冲周期，通常为60s。脉冲喷吹清灰特点：脉冲喷吹清灰实现了全自动清灰，净化效率达99；过滤负荷较高，滤袋磨损轻，运行安全可靠。图2-18袋式除尘器的清灰方式(a)振动;(b)逆气流清灰;(c)气环喷吹;(d)缩袋清灰;(e)脉冲喷吹综合以上各种清灰特点，对过滤速度 Vf=2m/min及对经济性的综合考虑，本设计采用脉冲清灰方式。2.3.3滤袋形式选择滤袋的形式大致可以分为三类，圆形袋，扁袋和异形袋。圆袋受力均匀，支撑骨架以及连接简单，清灰所用的动力小，检查维护方便，为大多数袋式除尘器采用。扁袋呈扁平形状，内部有骨架支撑，结构紧凑，空间利用率高，但是结构复杂，制作要求高，且滤袋之间容易被粉尘堵塞。异形袋主要用于对袋身有特殊要求的场合。综合以上特点，本设计采用圆袋。第4章 本章标题第3章 除尘器的设计与计算3.1参数的计算3.1.1 计算过滤面积 (3-1)试中： A滤袋总过滤的面积，m2 Q过滤的风量，2500m3/h Vf过滤风速：Vf=1.8m/min数据代入(3-1)： A=2500/（602） A=20.8m23.1.2 确定滤袋尺寸及根数1.直径d关于滤袋尺寸的要求，是有规定的。一般来说，外滤式圆形滤袋的直径为110200mm，长度为26m，常用的规定为直径120152mm，长度为24m。内滤式圆形滤袋一般直径为130300mm，长度为212m，个别也的到14m。滤袋直径的选择主要考虑下面两个因素：a) 合理的布置。滤袋的直径应在满足除尘器技术要求下，使除尘器每个单位占地面积内的滤袋面积达到最大。b) 滤布的幅宽，要合理应用滤料，（不浪费和少浪费边角料）基于上面两点考虑，滤袋直径可选为D=300mm。2.确定滤袋长度L 内滤式滤袋的长度按滤袋的长度与直径的比值即长径比确定。长径比一般可取540，常用为1225。长径比取高时，使除尘器的高度增加，减少占地面积。可是太长了，会使清灰困难。滤袋的长径比除了要考虑平面布置外，还应该考虑到袋口的风速。因为对于一定的直径的滤袋，滤袋越长，每根滤袋的风量也就越大，对袋口的磨损也越厉害。袋口风速与滤袋长径比的关系为： （3-2）式中： Vr袋口风速，m/s；Vf过滤风速，m/s；L/D滤袋长径比。当L=60000mm，D=300时，代入3-1式中验算袋口风速。有：Vr=4Vf(L/D)=42/60(6000/300)=2.6667(m/s)由验算可知，所选用的滤袋长径比所引起的袋口风速不算大（袋口风速一般为23 m/s），尺寸合理。 3.计算滤袋的根数由公式3-1计算出了所需滤袋的总面积 A=20.8m2计算单根滤袋的面积 = （3-3）式中 : 滤袋面积，m2 ；滤袋直径，0.3m；滤袋长，10m。由公式（3-3）=3.14159260.36=5.655(m2)计算滤袋的根数 n(见) n=A/ （3-4）式中： 单个滤袋面积，m2A滤袋总过滤面积，m2把数据代入（3-4） n=A/=500/5.655=89(个)从荷载、安全和便于滤袋室的安排方面考虑，滤袋数取96个。3.1.3 滤袋室的设计与滤袋的布置由于采用反吹风袋式除尘器，为了能在清灰时继续工作，所以采用多室结构，将滤袋室分为若干个小的仓室，实行逐室停风反吹的车轮式工作方式。分室的数量过多，则造成运行的可靠性降低、维修工作量增加和生产成本升高。若分室的数量过少，则在一个分室停风清灰时，其它各室的工作负荷增加太大，加速滤袋的磨损，使其使用寿命下降。由经验知，一般的分室数量不应该少于6个，且正常过滤的速度为1m/min时，反吹清灰时滤速不可超过1.101.25m/min.从以上方面考虑：滤袋室的个数先取8个，每室12个滤袋。验算：当系统有一个袋定处于清灰状态时，还有其它的7个袋室进行工作。也就是还有84个正常滤袋工作。此时的过滤面积应为A=845.655=475m2此时的实际过滤速度V=60000/（60475）=2.10m/s由验算可知，所取的分室方法是满足设计要求的。下面讨论滤袋如何布置。在满足维修方便的前提下，我们尽可能使滤袋紧凑的排列，有效地利用空间，以减少占成面积。 滤袋与滤袋中心距一般由滤袋的直径来确，如表3-1。由表31选择中心距为400mm，对于300mm的滤袋，当一侧有检修通道时，一般不超过两排，边排滤袋与袋室或隔板之间的距离（从滤袋中心算起），当通道要求通行时，取700800mm；当不要求通行时，取450mm左右，（本设计中无通行，取450mm）表3-1 滤袋尺寸与中心距的确定直径(mm)中心距L(mm)200 250 300 250280300350350400滤袋与滤袋之间设有通道时，其中心距取750900mm。（本设计，取850mm）由于本设计取=300mm。按上述要求，设计出各种可能的布置方法。 (a) (b)图3-1滤袋布置有效的可能图计算图3-1中几种布置方法的占地面积（a）:长L=450mm400mm850mm400mm450mm=2550mm宽B450m400mm400mm450mm1700mm单个滤室面积A=BL=2550mm1700mm=433500mm2（b）:长L=450mm400mm400mm400mm450mm=2100mm宽B450m850mm400mm450mm1700mm2150mm单个滤室面积A=BL=2100mm2150mm=451500mm2从比较可知，应该采用（a）种方案。3.2风机的选择风机的选择首先要仔细计算出系统所需的风量、风压等参数，然后去选择型号已定的通风设备，以免造成浪费的现象。同时，我们还应该考虑以下面几个方面的影响。1.在国内200MW，600MW机组大型锅炉，离心风机，轴流风机调动态和静态转换轴流风机占了很大的比例。各类离心风机叶片，有预弯，后弯式，板等，良好的耐磨性，最高效率的设计点，但缺点是大锯片直径，覆盖太广，维护方便，和可变负载调节性能差，作为风扇参数的变化，效率急剧下降。2.可调轴流风扇具有高性能的调节器，适合于可变负荷的工作条件下的优点，其主要缺点首先，耐磨性差，在烟道气的系统，更大的叶片的磨损;两个液压调节系统是多复杂，考虑到较高的维护和操作成本。3.缺点轴流风机静叶可调离心作用介于调和它的可变负载调节性能比离心机要好，但比动力稍差。相比于移动机，在约1%BMCR和ECR效率工作点差异安静色调，在半负荷条件的差异是约5至6；然而，由于其优越的空气动力学性能，其能够更好地抵抗磨损性能。此外，使用简单的电动执行器调节，高可靠性的控制系统，该系统结构简单，维护方便。早期的球迷仍然调整主要是在转子的拆卸，除去空心轴关节，太麻烦了，而且现在使用的短轴两者之间的连接，转子可以很容易拆卸。同的性能条件的维护和改进，静态转换轴流风扇是用于大型锅炉越来越普遍，而FGD系统也被广泛使用。4.离心风扇，离心风扇（包括双速，恒速离心式风扇）的主要优点是，该压力升高可以是比较大的，比较小的尺寸，简单的布局，此外，离心式风扇，用于烟道气灰尘浓度不敏感。但是在离心风扇在部分负荷效率会显著下降，和一个单一的离心式风扇流量是一定的限度。由于大量的烟气在大单位，条件允许使用增压风机离心风机下，你必须双吸风机，或多个风力涡轮机并行工作。3.3冷却塔的设计在袋式除尘系统中，由于滤袋对气体温度的要求较高，因此袋式除尘器中都要配备冷却塔。如果气体温度过高，则会造成滤袋变形或者降低滤袋的使用寿命。在袋式除尘系统中常用的高温烟气冷却装置的冷却方法有下列几种：3.3.1 冷却方式的选择1.渗风冷却 在除尘器入口前设置空气吸入口，使吸入的常温空气与高温烟气混合，从而达到降温的目的，形成一段冷却管道。这样高温烟气经过冷却管道后在进入除尘器，就避免了高温烟气对滤袋造成的损害。这种装置简单、只需保证冷却管道段有足够的长度，从而使高温烟气与常温空气充分混合。这种方法的缺点是，当烟气温度较高时，冷却高温烟气所需的常温空气量很大，造成除尘器与风机的负荷都要相应的增加。2.直接喷雾冷却 此方法是向高温烟气中喷出雾状水滴，依靠水蒸发吸热使烟气降温。这种方法的热交换率高，用水量小，烟气增加不多。但是，由于烟气中水分增加，烟气的结露的可能性增大。3.用空气间接冷却 该方法是使烟气通过换热器时，换热器器壁与空气进行热交换，从而降低烟气温度。采用空气间接冷却时，根据空气是自然对流还是采用机械产生对流又分为自然风冷和强制风冷两种。如果除尘设备与生产设备相距较远，可直接利用敷设在室外的管道进行自然风冷。如图37所示图3-7冷却塔4.机力风冷 机力风冷器多采用群管装在壳体内、高温烟气从关内通过，冷却空气用轴流风机压入壳体内，从管外横向穿过、将高温烟气冷却到需要的温度。综上所述，除尘器采用空冷的方式，如图3-7所示的方式。3.3.2 冷却塔主要参数计算根据本设计的具体情况，即含尘气体的温度不是很高，选用直接空冷却的方法。冷却管直径通常为100200mm，取中间值，所以取冷却管直径D150mm，内径d为146mm。1.每根冷却管流通面积用公式（38）计算。 （38）式中：A每根管的流通面积，单位是；d冷却管的内径，单位是mm。经计算有：A(3.14/4)0.14620.0167空气在冷却管内的流速由风机确定，大小为6.00m/s。2.冷却系统冷却废气所需的总冷却面积用公式（39）计算。 （39）式中： q烟气在冷却塔中放出的热量，单位是kJ/h；t对数平均温差，为130； K传热系数，取70，单位是KJ/ m2h。由热工学公式 （310）式中：等压热容，（J/kg.k）；进入冷却管时的温度，；出冷却管时的温度，。代入算得：=300000（kJ/h）S300000（13070）34.673.烟气所需流通面积： 2.78 4.冷却管的根数： 从安全方面考虑，为了保证滤袋的安全，考虑15%过载率，1661.15=190根，为了便于布置，取1414=196根。5.冷却管的长度： 标准化取3.5mm。6.管间的间距：要保证能有效的达到冷却的目地，即省材料又省地，经济性好，选管间中心距为250mm。3.4除尘器卸灰系统的设计由于本设计方案中要求除尘系统在保证性能的同时多考虑经济效益的因素，因此在本除尘系统的设计中，清灰阀选用翻板式清灰阀。翻板式清灰阀是一种较简单的机械式清灰阀，翻板与杠杆系统连接，固定在轴上，轴的另一端杠杆上配有平衡重锤，使翻板紧贴排灰口。当灰斗中储存的灰量达到一定重量时，翻板被压下，粉尘排出，然后利用重锤的重力作用而复位。这是一种周期性间歇排尘装置。 图3-11清灰阀平衡重锤的质量为11kg，由杠杆定律知识可得挡板可以承受11Kg。当大于11Kg时，挡板自然会打开。由于本除尘系统是由灰斗进行进气与反吸风清灰，所以对灰斗要求具有较高的密封性。为进一步保证翻板式卸灰阀的漏风，本方案采用双极翻板串联式，如图(3-11)所示,这样使上下两级翻板交替工作，较好的保证了灰斗的密封性。第5章 实验与调试第4章 除尘器的防腐与维护4.1防腐工艺的实施为了保证除尘器防腐体系的防腐质量，保证除尘器系统的使用寿命，使系统得到高质量的涂层质量，根据国家关于热喷涂及涂装施工要求，应符合GB9793和YSJ411的规定。现场施工应严格按照一下过程及要求进行施工。4.1.1高压空气的制备为了防止气孔，夹渣和涂料等缺陷的产生，涂层孔隙率增大，降低涂层的粘结强度，必须保证爆破和喷射压缩空气的干燥和清洁。 通过高压管，接入空气过滤系统（包括冷冻干燥的空气干燥器，该初级过滤器和精密过滤器），得到干燥，清洁的空气，然后通过高压橡胶软管连接到高产生的压缩空气的压缩机式喷砂机，气动无气喷涂（也可以用电动无气喷涂）和超音速电弧（或火焰）喷枪。4.1.2工件喷砂处理电弧喷涂涂层结合机械粘合机理为基础的，为了确保涂层的质量，预处理是喷涂前必不可少的。必须严格执行“表面粗糙度参数及其数值”（GB1031-95），“热喷涂金属表面预处理通则”（GB11931-89）和“钢铁表面涂装锈蚀等级和除锈等级之前”（GB8923-88 ）和其它标准。1.净化表面处理采用1020冷硬低磷铁砂或刚玉砂打磨工件表面，喷砂除锈等级达到Sa3级（GB8923），彻底清除工件表面油污、氧化皮、锈和杂质，直至呈现出金属本色的外观。2.表面处理采用1020冷磷铸铁砂或钢玉砂打磨经过净化处理的钢结构表面，喷砂后表面粗糙度应达到Ra4080m，呈现出金属均匀的轮廓形貌。喷砂之前，必须保证选用的砂粒清洁，满足国家标准的要求，粒度在0.51.5mm之间。喷砂过程中，喷砂枪操作方向与钢结构表面夹角7080。喷砂处理后，要作热喷涂的工件表面的清洁度应采用GB892388中的“Sa3”级图片对照检验。作涂料涂装防腐的工件表面清洁度采用GB892388中的“Sa2.5”级图片对照检验。在所有的场合下，都要用参比样片对照检验喷砂处理后工件表面的粗糙度。参比样片的材质应与工件一致，并按施工与甲方（或监理方）协商要求制备。质检人员应该认真检查工件表面的喷砂质量，如果有局部漏喷或者局部未彻底清理干净，必须立即补喷或重喷。对于喷砂面，在电弧喷涂作业之前必须要求保护：1) 喷砂面的保护经喷砂的表面在未电弧喷涂前，应保护不受污染，不得沾染油、水及其它污物，不得用脏物覆盖或用手接触，如需接触，必须戴未受过污染过的干净手套。2) 污染的清理如喷砂面在局部受到污染，应用丙酮擦洗或擦刷，清除污染，污染不能有效清理，须重新喷砂处理。3.超音速电弧喷涂处理电弧喷涂作业之前，袋式除尘器各单元构件表面应该是干燥的，无灰尘、油脂、污垢、锈斑及其它包括可溶性盐类在内的污染。锌电弧喷涂施工应该符合GB9795和YSJ411的规定。喷砂过后，立刻超音速电弧喷涂锌涂层。由于客观原因电弧喷涂过程停止，然后间隔爆破和良好的条件，在喷涂时天气不超过6小时；当相对湿度为7080，三小时的最长间隔，当相对湿度80至85，两小时的最大时间间隔，当相对湿度大于85，无喷涂。否则，喷砂表面氧化或吸附的水分和空气中的尘埃，应重新喷砂。涂层进行两层喷涂，两次喷涂的间隔时间大于10分钟，不得超过2小时，后一层涂层与前一层涂层采用90交叉喷涂，相邻喷涂区域要搭接1/3宽度。喷涂涂层总厚度为20050m。铝涂层采用电弧喷涂，作业时环境温度不宜低于15，相对湿度不宜大于80，不允许大于85，同时，还应注意钢材表面温度必须高于大气露点温度3以上。喷涂过程中，技术人缘应监控喷涂的整个过程，按照GB9795和GB9796等标准进行检验并达到以下标准：1）100工件作外观检查，如果涂层出现表面粗颗粒、起皮裂纹等缺陷，应立即停止喷涂，找出原因，并立即进行返修；2）100工件作磁性测厚检查，对面积大于2的工件，每件测10处，每处测3点取平均值记录（每点均进行实事打印记录）；对面积小于2的工件，每件测5处，每处测3点取平均值记录（每点均进行实时打印记录）；厚度允许偏差应低于30m。4.封孔涂层和封孔施工由于涂层中存在一点的孔隙率，如果不立即进行封闭处理，腐蚀介质将通过涂层的孔隙直接腐蚀母材，或者减少涂层的有效厚度，降低涂涂层的寿命。因此，喷涂结束后应立刻进行封孔处理。1) 施工条件控制（1）全面控制施工条件，根据当天的气候及其它条件，决定施工、停工、返工、指导施工和处理特殊问题；（2）施工条件要求：A.涂漆时环境温度：1035（如超出范围，作业时间应调整）；B.涂漆时环境相对湿度：不大于80（相对湿度8085时，在特殊情况下，可以考虑作业）；C.钢板温度：不大于50，大于50时应调整作业时间；D.配漆前后必须充分搅匀，配漆用品要分开使用；E.使用前要将调配好的涂料用40目100目的筛网过滤。2) 涂料涂装（1）试喷：正式涂装前应试喷涂料，掌握温度、粘度、走枪速度等对涂装质量的影响。（2）喷漆前准备：准备喷枪，调整漆雾，搅拌油漆，除去表面灰尘和异物。（3）喷涂方式：行枪速度均匀，枪距物面适当。先喷上面后喷下面，先难后易。压盖1/31/2，压盖要均匀。（4）防止流挂、超薄和干喷，允许少量流挂，超薄可以补喷，干喷须返工。（5）自检喷涂质量：喷涂一个区段后，用烟观察湿膜，如湿膜湿润、丰满、有光泽，喷涂质量好；如湿膜光泽差、有粗糙感，则喷涂不均匀并且偏薄，可用湿膜测厚计检测厚度。（6）补偿喷涂：在光泽差、有粗糙感的地方，可补喷加厚。干膜超薄的地方，在喷涂下一道漆时可加厚。干膜超薄的地方，在喷涂下一道漆时可加厚补偿。（7）清洗用具：用少量相应稀料清洗喷具，至少清洗三次，用过的稀料可以重复使用。3) 底漆施工在本设计方案中，用高压
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