D型旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告,旋風(fēng),除塵器,設(shè)計(jì),開(kāi)題,報(bào)告,講演,呈文 設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 題 目 D型旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 班級(jí)學(xué)號(hào) 專業(yè) 1.選題的目的與意義 煙氣是燃料燃燒生成的氣態(tài)燃燒產(chǎn)物，使氣體和煙塵的混合物，是污染居民區(qū)大氣的主要原因。煙氣的成分很復(fù)雜，氣體包括水蒸氣、SO2、N2、O2、CO、CO2碳?xì)浠衔镆约暗趸衔锏?，煙塵包括燃料的灰分、煤粒、油滴、以及高溫裂解產(chǎn)物等。因此煙氣對(duì)環(huán)境的污染是多種毒物的復(fù)合污染。煙塵對(duì)人體的危害與顆粒的大小有關(guān)，對(duì)人體產(chǎn)生危害的多是直徑小于10微米的飄塵，尤其以1-2.5微米的飄塵危害性最大。 中國(guó)是世界上以燃煤為主要能源的國(guó)家，也是燃煤污染物排放的第一大國(guó)，燃煤多造成的酸雨污染和顆粒物污染而導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題，已成為世界各國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn)。在排放的燃煤煙氣里，含有大量的粉塵和二氧化硫，影響環(huán)境質(zhì)量，危害人體健康。粉塵的性質(zhì)，決定了其控制的緊迫性。目前，我國(guó)部分地區(qū)，空氣中PM2.5指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)。因此，早日解決我國(guó)的環(huán)境問(wèn)題，迫切需要加大加強(qiáng)對(duì)燃煤煙氣的除塵系統(tǒng)的研究與推廣應(yīng)用。 本課題所設(shè)計(jì)的旋風(fēng)除塵器是除塵裝置的一種。除塵機(jī)理是使含塵氣流坐旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，借助于離心力將塵粒從氣流中分離并捕集于器壁，再借助重力作用使塵粒落入灰斗。旋風(fēng)除塵器的各個(gè)部件都有一定的尺寸比例，每一個(gè)比例關(guān)系的變動(dòng)，都能影響旋風(fēng)除塵器的效率和壓力損失，其中除塵器直徑、進(jìn)氣口尺寸、排氣管直徑為主要影響因素。在使用時(shí)應(yīng)注意，但超過(guò)某一界限時(shí)，有利因素也能轉(zhuǎn)化為不利因素。另外，有的因素對(duì)于提高除塵效率有利，但卻會(huì)增加壓力損失，因而對(duì)各因素的調(diào)整必須兼顧。 優(yōu)點(diǎn)： （1） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 （2）易于制造、安裝和維護(hù)管理 （3）設(shè)備投資和操作費(fèi)用都較低 （4）動(dòng)力消耗不大 （5）已廣泛用于從氣流中分離固體和液體粒子，或從液體中分離固體粒子 旋風(fēng)除塵器屬于中效除塵器，且可用于高溫?zé)煔獾膬艋?，是?yīng)用廣泛的一種除塵器，多應(yīng)用于鍋爐煙氣除塵、多級(jí)除塵及預(yù)除塵。它的主要缺點(diǎn)是對(duì)細(xì)小塵粒(<5μm)的去除效率較低。 給定參數(shù)如下： 煙氣流量： 1500m3/h 除塵效率： 80% 設(shè)計(jì)壓力： 0.18MPa 設(shè)計(jì)溫度： 100℃ 進(jìn)口粉塵濃度： 100g/m3（標(biāo)） 2.國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 2.1發(fā)展歷程 自1886年摩爾斯第一臺(tái)圓錐形旋風(fēng)除塵器問(wèn)世以來(lái)的百余年里，許多學(xué)者對(duì)其流場(chǎng)特性、結(jié)構(gòu)、型式、尺寸比例的研究一直進(jìn)行著。范登格南于1929---1939年對(duì)旋風(fēng)除塵器氣流型式的研究發(fā)現(xiàn)了旋風(fēng)除塵器中存在雙渦流。1953年特林丹畫(huà)出了旋風(fēng)除塵器內(nèi)的流線。20世紀(jì)70年代西門子公司推出帶二次風(fēng)的旋風(fēng)除塵器。1983年許宏慶在論文中提出旋風(fēng)除塵器內(nèi)徑向流速分布呈現(xiàn)非軸向?qū)ΨQ性現(xiàn)象，研究出抑制湍流耗散的降阻技術(shù)。2001年浙江大學(xué)研究發(fā)現(xiàn)除塵器方腔內(nèi)的流場(chǎng)偏離幾何中心，并呈現(xiàn)中間為強(qiáng)旋流動(dòng)和邊壁附近為弱旋的準(zhǔn)自由蝸區(qū)的特點(diǎn)。隨著數(shù)學(xué)模型的完善和計(jì)算機(jī)仿真的引入，旋風(fēng)除塵器的研究與設(shè)計(jì)將更為深入。雖然對(duì)旋風(fēng)除塵器的運(yùn)行機(jī)理做了大量的研究工作，但由于旋風(fēng)除塵器內(nèi)部流態(tài)復(fù)雜，準(zhǔn)確的測(cè)定有關(guān)參數(shù)比較困難，因而牽今理論上仍不十分完善，捕集小于5nm塵粒的效率不高。 2.2國(guó)內(nèi)情況 張吉光等于1991年根據(jù)旋風(fēng)器內(nèi)氣流的軸向速度分布規(guī)律確定塵粒在旋風(fēng)器內(nèi)的平均停留時(shí)間分析了旋風(fēng)器內(nèi)氣流的三維速度分布規(guī)律對(duì)固相顆粒分離的影響及旋風(fēng)器各主要結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)的影響，并考慮筒體與錐體邊界層內(nèi)顆粒的分離效應(yīng)，建立了旋風(fēng)除塵器的分級(jí)效率數(shù)學(xué)模型。 　　陳建義、時(shí)銘顯等于1993年在對(duì)PV型旋風(fēng)除塵器內(nèi)部流場(chǎng)及濃度測(cè)定的基礎(chǔ)上，考慮了顆粒間的相互碰撞、反混等對(duì)分離性能的影響，建立了旋風(fēng)除塵器分級(jí)效率的多區(qū)計(jì)算模型。 　　王廣軍、陳紅于2001年考慮了徑向濃度梯度以及重力沉降和徑向加速過(guò)程對(duì)固相顆粒分離的影響，建立了鍋爐細(xì)粉分離分離效率的計(jì)算模型。沈恒根等在假設(shè)：不考慮邊界層作用；忽略邊壁作用，塵粒到達(dá)外邊壁就被捕集；進(jìn)入旋風(fēng)除塵器前，塵粒濃度分布均勻；不考慮重力作用，提出了平衡塵粒模型。運(yùn)用渦匯升降流三維氣流分析塵粒運(yùn)動(dòng)，提出平衡塵粒分布，給出了平衡塵粒計(jì)算公式。清華大學(xué)的王連澤、彥啟森認(rèn)為：旋風(fēng)除塵器內(nèi)的流動(dòng)主要受切向速度支配，旋風(fēng)除塵器的性能，也主要與切向速度相關(guān)，同時(shí)，他們應(yīng)用粘性流體力學(xué)理論，推導(dǎo)出了旋風(fēng)除塵器內(nèi)切向速度的計(jì)算公式。 　　張曉玲、亢燕銘、付海明等通過(guò)對(duì)旋風(fēng)除塵器內(nèi)塵粒粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集特性的分析，討論了無(wú)量綱準(zhǔn)則數(shù)Reynolds和Stokes與粒子分離過(guò)程的關(guān)系，并在對(duì)經(jīng)典文獻(xiàn)給出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析的基礎(chǔ)上，得到了一個(gè)有影響除塵效率的主要無(wú)量綱數(shù)表示的旋風(fēng)除塵器分級(jí)效率半經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式。 2.3國(guó)外情況 Sproull于1970年采用與電除塵器類似的方法，給出了旋風(fēng)除塵器效率的分離計(jì)算公式[8]。D.Leith和W.Licht于1972年考慮湍流擴(kuò)散對(duì)固相顆粒分離的影響，基于邊界層分析理論，把氣流中懸浮顆粒的橫向混合理論與旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流的平均停留時(shí)間相結(jié)合，從理論上嚴(yán)格推導(dǎo)出了分級(jí)效率模型。 60年代，美國(guó)煉油廠應(yīng)用了Shell石油公司研制的高效多管旋風(fēng)除塵器后，使催化裂化裝置內(nèi)高溫再生煙氣的能量回收技術(shù)得到推廣。1966年美國(guó)燃燒工程公司開(kāi)發(fā)了雙旋流型旋風(fēng)管，在粉煤鍋爐上工業(yè)應(yīng)用。 大于15mm顆粒基本除凈，對(duì)分離5mm顆粒的效率可達(dá)91%。到了70年代，Shell石油公司又對(duì)旋風(fēng)管進(jìn)行了改進(jìn)，獲得了無(wú)底板旋風(fēng)管的專利。這種除塵器是將旋風(fēng)管的排塵板去掉后，在旋轉(zhuǎn)的排塵氣排出旋風(fēng)管底部時(shí)，猶如在該處建立了一道氣體屏障，灰斗返回氣中夾帶的細(xì)塵不會(huì)進(jìn)入。 3. 課題的主要工作 3.1 準(zhǔn)備相關(guān)工作 對(duì)D型旋風(fēng)除塵器的現(xiàn)狀、發(fā)展?fàn)顩r、組成和工作原理進(jìn)行初步了解。 3.2 材料選擇及主體、零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 選擇各零部件的材料選擇，選擇旋風(fēng)除塵器的類型與結(jié)構(gòu)，操作條件的選擇 操作方式的選擇。旋風(fēng)除塵器幾何設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 3.3 強(qiáng)度計(jì)算與校核 對(duì)旋風(fēng)除塵器進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算、校核。 3.4 加工工藝，裝配程序，安全防腐 選擇加工工藝，及編寫裝配程序，考慮安全性能及采取防腐措施。 3.5 繪制裝配圖及零部件圖 利用AutoCAD繪圖軟件繪制出旋風(fēng)除塵器的裝備圖及各個(gè)零件圖。 3.6 查找不足，加以改正 查找設(shè)計(jì)中的不足之處，加以改正。 3.7 翻譯外文文獻(xiàn)，編寫說(shuō)明書(shū) 翻譯外文文獻(xiàn)，并按要求編寫說(shuō)明書(shū)。 4.課題的進(jìn)度安排 2月17日～2月26日：尋找與課題相關(guān)的參考書(shū)及文獻(xiàn)資料，撰寫開(kāi)題報(bào)告。 2月27日～3月10日：集中實(shí)習(xí)。 3月11日～3月24日：完成外文翻譯。 3月25日～3月29日：查閱文獻(xiàn)資料，確定設(shè)計(jì)方案，開(kāi)始課題設(shè)計(jì)。 3月30日～4月14日：旋風(fēng)除塵器的幾何設(shè)計(jì)和總體設(shè)計(jì)，計(jì)算并校核。 4月15日～4月21日：選擇加工工藝，裝配過(guò)程，考慮安全防腐等細(xì)節(jié) 。 4月22日～5月5日：依據(jù)設(shè)計(jì)步驟繪制零件圖，裝配圖。 5月6日～5月21日：提交論文初稿，答辯前的準(zhǔn)備，交論文正式稿。 5月22日～5月26日：畢業(yè)答辯。 參考文獻(xiàn) [1] 金國(guó)淼.化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書(shū)-除塵設(shè)備［Ｍ］ .北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003 [2] 工程材料實(shí)用手冊(cè)編輯委員會(huì).工程材料實(shí)用手冊(cè)［Ｍ］ .北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002 [3] 朱有庭.化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)［Ｍ］ .北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 [4] 朱振華，邵澤波.過(guò)程裝備制造技術(shù)［Ｍ］ .北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011 [5] 華南理工大學(xué)化工原理教研組.化工過(guò)程及設(shè)備設(shè)計(jì)［Ｍ］ .廣州：華南理工大學(xué)出版社，1986 [6] 趙惠清，蔡紀(jì)寧.化工制圖 ［Ｍ］ .北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015 [7] 譚蔚.化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)［Ｍ］ .天津：天津大學(xué)出版社，2014 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