废气收集输送系统设计-废气管道系统的设计计算（大气污染控制）

废气流速的选择和管道断面尺寸的确定01废气流速的选择02管道断面尺寸的确定废气流速的选择

废气流速的选择和管道断面尺寸的确定管道断面尺寸的确定风管内的风速对系统的经济性有较大影响。

流速高，则风管断面小、材料消耗少、建造费用低，但是系统压力损失增大、动力消耗增加、有时甚至可能加速管道的磨损。流速过低，则风管断面大，投资大，但可以减少压损和运行费，但对气力输送和除尘管道，还可能发生粉尘沉积而堵塞管道。根据工程经验，对于一般通风系统，其风速可按下表确定。风管部位生产厂房机械通风民用及辅助建筑物钢管及塑料风管砖及混凝土风管自然通风机械通风干管6~144~120.5~1.05~8支管2~82~60.5~0.72~5

一般通风系统风管内风速单位：m/s废气流速的选择

废气流速的选择和管道断面尺寸的确定管道断面尺寸的确定粉尘性质垂直管水平管粉尘性质垂直管水平管粉状的黏土和砂1113铁和铜（屑）1923耐火泥1417灰土、砂土1618重矿物粉尘1416锯屑、创屑1214轻矿物粉尘1214大块干木屑1415干型砂1113干微尘810煤灰1012染料粉尘14~1616~18湿土（2%以下水分）1518大块湿木屑1820钢和铁（尘末）1315谷物粉尘1012棉絮810麻812水泥粉尘8~1218~22

除尘系统风管内最低空气流速单位：m/s废气流速的选择

废气流速的选择和管道断面尺寸的确定管道断面尺寸的确定对于圆形管道，根据各管段的风量和选定的流速，计算出各管段的断面尺寸。计算公式：式中，D——风管直径，m；

Q——气体流量，m³/h；ν——气体流速，m/s。废气流速的选择管道断面尺寸的确定

废气流速的选择和管道断面尺寸的确定对于除尘管道，为防止积尘堵塞，管径不得小于下列数值：输送细粉尘(如筛分和研磨的细粉)，d≥80mm；输送较粗粉尘(如木屑)，d≥100mm；输送粗粉尘(有小块物)，d>130mm；确定管道断面尺寸时，应尽量采用全国通用通风管道的统一规格，以利于工业化加工制作。废气流速的选择管道断面尺寸的确定

废气流速的选择和管道断面尺寸的确定风机的选型风机是对气体压缩和气体输送机械的习惯简称，为局部净化系统中气流流动提供必要动力的设备，是保证系统运行的“心脏”。通常所说的风机包括通风机、鼓风机、压缩机以及罗茨鼓风机、离心式风机、回转式风机、水环式风机，但是不包括活塞压缩机等容积式鼓风机和压缩机。一、风机的定义使用材质：铁壳风机、玻璃钢风机、塑料风机、不锈钢风机流动方向：轴流式、离心式斜流（混流）式用途：压入式局部风机和隔爆电动机加压的形式：单级、多级加压风机压力：低压风机，中压风机，高压风机ABCDE二、风机的分类21在选择通风机前，应了解国内通风机的生产和产品质量情况，还应充分考虑环保的要求，以便择优选用风机。根据通风机输送气体的物理、化学性质的不同，选择不同用途的通风机。3在通风机选择性能图表上查得有两种以上的通风机可供选择时，应优先选择效率较高、机号较小、调节范围较大的一种。三、选择风机的原则54如果选定的风机叶轮直径较原有风机的叶轮直径偏大很多时，为了利用原有电动机轴、轴承及支座等，必须对电动机启动时间、风机原有部件的强度及轴的临界转速等进行核算。选择离心式通风机时，当配用的电机功率小于或等于75KW时，可不装设仅为启动用的阀门。当排送高温烟气或空气而选择离心锅炉引风机时，应设启动用的阀门，以防冷态运转时造成过载。三、选择风机的原则76对有消声要求的通风系统，应首先选择效率高、叶轮圆周速度低的通风机，采取相应的消声和减振措施。在选择通风机时，应尽量避免采用通风机并联或串联工作。当不可避免时，应选择同型号、同性能的通风机联合工作。8所选用的新风机应考虑充分利用原有设备、适合现场制作安装及安全运行等问题。三、选择风机的原则四、风机的选型常见离心式通风机的类型和性能表型号名称流量/（m3/h）介质温度/℃功率/kW重要用途4-72-11No6～12离心通风机378～228400201.1～210一般厂房通风换气8-18-12No4～16高压离心式通风机619～48800201.5～410一般冶炼炉或高压强制通风Y4-73-11No8～20锅炉离心式通风机15900～32600205.5～380电站锅炉引风G4-73-11No8～20锅炉离心式通风机15900～326002010～550电站锅炉引风F4-62-1No3～12离心式通风机430～59580201.1～5.5输送一般酸性气体B4-62-1No3～12离心式通风机430～59580201.5～5.5输送一般易挥发性气体1）风机风量的计算：q0=（1+K1）q式中：q0—管道系统的总风量，m3/h；K1—安全系数，一般管道取0～0.1，除尘系统取0.1～0.15；q—系统设计总风量。四、风机的选型

2）风压的计算

式中：ΔP0—通风机风压，Pa；P—管道系统的总阻损，Pa；K2—安全系数，一般管道取0.1～0.15，除尘系统取0.15～0.20；ρ0、P0、T0—通风机性能表中给出的空气密度、压力和温度，一般P0=1.013×105Pa，对于通风机T0=20℃，ρ0=1.2kg/m3；对于引风机T0=200℃，ρ0=0.745kg/m3；ρ、P、T—计算运行工况下管道系统总阻损时所采用的气体密度、压力和温度。计算出q0、ΔP0后，按通风机产品样本给出的性能曲线或表格选择所需风机的型号规格。四、风机的选型3）电机的选择

电机功率的计算式：

式中：K-电动机备用系数，对于通风机，电动机功率为2-5kW时取1.2，＞5kW时取1.3，对于引风机取1.3；η1-通风机全压效率，一般为0.5～0.7；η2-机械传动效率，一般直联传动为1，联轴器直接传动取0.98，三角皮带传动取0.95。四、风机的选型管道内废气压力损失的计算01摩擦压力损失02局部压力损失03并联管路压力平衡计算04计算系统总压力损失05压力损失估算

对于输送气体的管道系统，因气体的密度较小，总压力损失可按下式计算。

式中：∆P—总压力损失，Pa；∆P1—摩擦压力损失，Pa；∆Pm—局部压力损失，Pa；Σ∆Pi—各设备压力损失之和，包括净化装置和换热器等，Pa。压力损失估算局部压力损失并联管路压力平衡计算废气压力损失的计算计算系统总压力损失摩擦压力损失摩擦压力损失∆P1是流体流经直管段时，由于流体的粘滞性和管道内壁的粗糙产生的摩擦力所引起的流体压力损失。∆P1计算公式如下：

式中：∆P1—单位长度摩擦压力损失，Pa/m；ν—风管内气体平均流速，m/s；ρ—气体密度，kg/m³；λ—摩擦阻力系数；RS—风管水力半径，m。压力损失估算局部压力损失并联管路压力平衡计算摩擦压力损失废气压力损失的计算计算系统总压力损失

管件的局部压力损失∆Pm计算公式。

式中：∆Pm—局部压力损失，Pa；ξ—局部阻力系数；ρ—气体密度，kg/m³。该计算式中，局部阻力系数ξ为重要指标，该值通常由试验确定，详见《简明通风手册》第241页。选用时需注意试验用的管件形状和试验条件，特别注意ξ值对应的是何处的动压值。压力损失估算摩擦压力损失并联管路压力平衡计算局部压力损失废气压力损失的计算计算系统总压力损失

工业企业通风系统一般来说多为并联管路，为保证各支管的风量达到设计要求，并联管路压力平衡计算要注意：一般的通风系统要求两支管的压损差不超过15%；除尘系统要求两支管的压损差不超过10%。

压力损失估算摩擦压力损失并联管路压力平衡计算废气压力损失的计算计算系统总压力损失局部压力损失

132调整支管管径增大排风量增大支管压力损失不适用改变三通支管的管径。当两支管压力损失相差不大时，将压力损失小的那段支管的流量适当增大。最常用的增加局部压力损失的方法是阀门调节。压力损失估算摩擦压力损失并联管路压力平衡计算废气压力损失的计算计算系统总压力损失局部压力损失总压力损失∆P为最长管线(即沿程阻力最大的管线)所有干、支管压力损失总和，最后根据总压力损失和总风量选择风机。压力损失估算摩擦压力损失废气压力损失的计算并联管路压力平衡计算局部压力损失计算系统总压力损失系统性质管内风速/(m/s)风管长度/m排风点个数估算压力损失/Pa一般通风系统＜14302个以上300～350＜14504个以上350～400镀槽排风8～1250

500～600炼钢电炉炉盖罩除尘18～2050～6021200～1500（标态）本工机床除尘系统16～1850＞61200～1400砂轮机除尘系统16～18＜40＞21100～1400破碎筛分设备除尘系统18～2050＞31200～150018～2030≤31000～1200混砂机除尘系统18～2030~402~41000～1400落砂机除尘系统16~18151500～600常用通风系统风管压力损失估算表压力损失估算摩擦压力损失废气压力损失的计算并联管路压力平衡计算局部压力损失计算系统总压力损失管道系统设计的步骤和管道系统图的绘制01管道系统设计的步骤02管道系统图的绘制管道系统设计的步骤

管道系统设计的步骤和管道系统图的绘制管道系统图的绘制一、管道材料和截面形状的选择管道设计要根据不同的对象采用的材料和风管的截面大小因情况而异。送风管一般采用镀锌铁皮，而排风管如考虑到排烟一般采用薄钢板，如不考虑排烟也可以采用镀锌铁皮。管道系统设计的步骤

管道系统设计的步骤和管道系统图的绘制管道系统图的绘制一、管道材料和截面形状的选择风道截面一般采用矩形，因考虑安装高度的限制，矩形风管较容易变径，圆形风管虽有省料及阻力小等优势但变截面的灵活性较差。如果是排出颗粒较大的气体，那么就尽量选择圆管，其余的一般用矩形管。管道系统设计的步骤

管道系统设计的步骤和管道系统图的绘制管道系统图的绘制二、管道系统设计的步骤1.绘制管道系统的轴测投影图，对各管段进行编号，标准长度和流量。管段长度一般按两管件中心线之间的长度计算，不扣除管件（如三通、弯头）本身的长度；2.选择管道内的流体流速；3.根据各管段的流量和选定的流速确定管段的断面尺寸；管道系统设计的步骤

管道系统设计的步骤和管道系统图的绘制管道系统图的绘制二、管道系统设计的步骤4.确定不利管路（压力损失最大的管路），计算其总压力损失并入系统的总压力损失。5.对并联管路进行压力损失平衡计算。两支管的压力损失差相对值对除尘系统应小于10%，其他系统可小于15%。6.根据系统的总流量和总压力损失选择通风机械。一、管道系统图画法的一般要求-（参照GB/T50114-2010）管道系统设计的步骤管道系统图的绘制

管道系统设计的步骤和管道系统图的绘制1.管道系统图应能确认管径、标高及末端设备，可按系统编号分别绘制；2.管道系统图如采用轴测投影法绘制，宜采用与相应的平面图一致的比例，按正等轴测或正面斜二轴测的投影规则绘制(见《房屋建筑制图统一标准》的图9.5.1-1，图9.5.1-3)；一、管道系统图画法的一般要求-（参照GB/T50114-2010）管道系统设计的步骤管道系统图的绘制

管道系统设计的步骤和管道系统图的绘制3.在不致引起误解时，管道系统图可不按轴测投影法绘制；4.管道系统图的基本要素应与平、剖面图相对应；5.水、汽管道及通风、空调管道系统图均可用单线绘制；6.系统图中的管线重叠、密集处,可采用断开画法。断开处宜以相同的小写拉丁字母表示，也可用细虚线连接。二、管道系统图的绘制管道系统设计的步骤管道系统图的绘制

管道