噴漆車間通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計布袋式除塵器,噴漆,車間,通風(fēng),透風(fēng),系統(tǒng),設(shè)計,布袋,除塵器 《大氣污染控制工程》課程設(shè)計 噴漆車間通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計 布袋式除塵器 指導(dǎo)老師：楊家寬教授 課設(shè)編寫者：閔濤 班級：環(huán)工1101 學(xué)號：U201115842 華中科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 二0一四年五月 一、排氣通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計的背景資料 3 1、設(shè)計任務(wù)及目的 3 2、設(shè)計資料 3 二、除塵系統(tǒng)的組成 4 1、集氣罩 4 2、風(fēng)管 5 3、除塵設(shè)備 5 4、風(fēng)機 5 三、集氣罩的設(shè)計 5 四、風(fēng)管的設(shè)計 6 1、管段標號并注上各管段流量和長度 7 2、選擇流速和管徑 7 3、摩擦阻力損失計算 7 五、布袋除塵器的選型 8 1、布袋除塵器的選擇思路 8 （1）濾料的選擇 8 （2）過濾袋數(shù)的確定 8 六、風(fēng)機選型 9 七、輸排灰裝置的設(shè)計 9 1、排灰量計算 9 3、螺旋輸送機的計算及選型 10 （1）螺旋直徑的計算 10 （2）螺旋傳送機轉(zhuǎn)速 10 （3）選GX行螺旋輸送機 11 （4）螺旋輸送機的額定功率 11 （5）螺旋輸送機驅(qū)動裝置額定功率 12 八、煙囪規(guī)格計算 12 1、直徑計算 12 2、高度計算 12 九、工程概預(yù)算 13 1、初期投資成本 13 2、運行費用 13 十、 致謝 13 十一、 參考文獻及附錄 14 1、參考文獻 14 2、附錄 14 14 一、排氣通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計的背景資料 1、設(shè)計任務(wù)及目的 本排氣通風(fēng)系統(tǒng)的對象是一個噴漆車間，在車間運作時，會有不同粒徑的粉塵及有害氣體產(chǎn)生，使空氣收到污染，對工作人員的健康造成傷害。 此系統(tǒng)的任務(wù)就是利用布袋式除塵器對此車間排氣通風(fēng)系統(tǒng)進行設(shè)計，排出車間運作時產(chǎn)生的粉塵及有害氣體，減少對人體的傷害。 2、設(shè)計資料 （1）塵源為噴漆車間的小型零件噴漆工作臺 一共16個工作臺，分兩排置于車間南北兩個方向，其尺寸均為(m)：a×b=0.4×0.3。工作臺距水平地面高度為1.2m。 粉塵粒徑為0.45～1.6 μm，含塵空氣密度為1.5 kg/m3，氣體溫度為常溫。 （2）噴漆車間工作臺 噴漆車間工作臺平面示意圖如圖1所示。 圖1 噴漆車間工作臺平面布置圖 （3）集氣罩中控制點的的風(fēng)速 按照下表進行風(fēng)速的選取。 表1 控制點的最小控制風(fēng)速（m/s） 污染物放散情況 舉例 以很緩慢的速度放散到相當平靜的空氣中 槽內(nèi)液體的蒸發(fā)；氣體或煙從敞口容器中外溢 0.25～0.5 以較低的速度放散到尚屬平靜的空氣中 室內(nèi)噴漆；斷續(xù)地傾倒有塵屑的干物料到容器中；焊接 0.5～1.0 以相當大的速度放散出來，或是放散到空氣運動迅速的區(qū)域 在小噴漆室用高壓噴漆；快速裝袋或裝桶；以運輸器上給料 1.0～2.5 以高速散發(fā)出來，或是放散到空氣運動很迅速的區(qū)域 磨削；重破碎；滾筒清理 2.5～10 二、除塵系統(tǒng)的組成 除塵系統(tǒng)由鼓（通）風(fēng)機、凈化設(shè)備（包括粉塵處理裝置）、集氣罩、風(fēng)管及其他附件等設(shè)備組成。這些設(shè)備構(gòu)成一個相互不可分離的整體，必須合理配套。因此，從管網(wǎng)的配置、設(shè)備的選用、除塵系統(tǒng)的布置以及所有附件的選擇，都應(yīng)該仔細進行設(shè)計和計算。 煙囪 風(fēng)機 除塵器 集氣罩 圖2 除塵裝置流程 1、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。其性能對凈化系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標有直接的影響。集氣罩設(shè)計要求如下： （1）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。 （2）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。 （3）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； （4）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)； （5）集氣罩的結(jié)構(gòu)不應(yīng)妨礙人工操作和設(shè)備檢修。 2、風(fēng)管 除塵系統(tǒng)的各個部件的連接主要是利用風(fēng)管連接，除塵系統(tǒng)的管網(wǎng)設(shè)計就在于確定各設(shè)備的位置及設(shè)備之間的風(fēng)管大小和布置方法。 3、除塵設(shè)備 除塵器的除塵裝置是除塵設(shè)備的一個重要部分，他的工作狀況直接影響除塵器的運行和除塵效率。根據(jù)本次設(shè)計任務(wù)要求，此次設(shè)計的除塵裝置是布袋式除塵器。 袋式除塵器是一種干式濾塵裝置。它適用于捕集細小、干燥、非纖維性粉塵。濾袋采用紡織的濾布或非紡織的氈制成，利用纖維織物的過濾作用對含塵氣體進行過濾，當含塵氣體進入袋式除塵器后，顆粒大、比重大的粉塵，由于重力的作用沉降下來，落入灰斗，含有較細小粉塵的氣體在通過濾料時，粉塵被阻留，使氣體得到凈化。 4、風(fēng)機 風(fēng)機是整個除塵系統(tǒng)的動力，因此風(fēng)機也是除塵系統(tǒng)另外一個重要組成部分。為了避免風(fēng)機被污染粉塵腐蝕，一般風(fēng)機放在除塵器后面。 三、集氣罩的設(shè)計 由于工作臺尺寸（=0.4*0.3）面積較小，且車間內(nèi)氣流較為穩(wěn)定，可以選擇柜式排風(fēng)罩的小型通風(fēng)柜。此時空口風(fēng)速對有害物質(zhì)的分布影響可以忽略。同時，柜式排風(fēng)罩的流量較小，后面的管道直徑可以選小，風(fēng)機也可以選相對較小功率的。由于粉塵密度較大，為防止粉塵溢出，應(yīng)在下部設(shè)置排氣口。 排風(fēng)量計算： 式中： ——柜內(nèi)污染氣體的產(chǎn)氣量，； F——操作口總面積，； ——工作孔口的控制風(fēng)速，； ——安全系數(shù)，一般取 。 參數(shù)確定：由于工作臺尺寸為長寬=，故操作口長度取0.4m，根據(jù)比例和操作習(xí)慣，高度為0.3m，此時操作口面積為。 根據(jù)表1，控制口的風(fēng)速為1.0~2.5 m/s ，而噴漆工作中產(chǎn)生的懸浮物及氣體速度一般為1.0~1.5 m/s ，所以此處取速度為1.1 m/s 。 安全系數(shù)取1.10。 則排氣量計算 圖3 集氣罩 四、風(fēng)管的設(shè)計 采用臥式集合管除塵系統(tǒng)。兩邊支管對稱分布，不占用工廠中間行走、活動空間，方便了工廠搬運、施工等大型活動，管道設(shè)計簡單、實用。 圖4 管道布置圖 1、管段標號并注上各管段流量和長度 為簡化計算，管長一中心線計算，管道垂直段均為0.8m，水平支管為0.5m，兩操作臺間距2.5m，連接除塵器管段長4m，除塵器與風(fēng)機連接長度為5m，排氣口段高10m。 2、選擇流速和管徑 根據(jù)除塵系統(tǒng)管道內(nèi)最低風(fēng)速規(guī)定，染料粉塵等最低風(fēng)速為16m/s。故設(shè)計流速為16m/s，通過流量和流速計算出管徑，通過選型修正管徑，在通過修正后管徑計算出修正后流速。 3、摩擦阻力損失計算 圓形管道單位長度的摩擦阻力為 ： ——摩擦阻力系數(shù)； ——風(fēng)管內(nèi)的空氣的平均流速，m/s； ——空氣的密度，； D——圓形風(fēng)管直徑，m。 鍍鋅圓管可防銹，選鍍鋅圓管，摩擦阻力系數(shù)。 局部阻力計算公式：，局部阻力系數(shù)根據(jù)《除塵器手冊》（張殿?。┎榈剑嬎惚砀袢缦聢D： 圖5 管道計算截圖 車間內(nèi)總壓力損失為P=7000pa 五、布袋除塵器的選型 1、布袋除塵器的選擇思路 袋式除塵器是一種利用有機纖維或無機纖維過濾布（又稱過濾材料）將含塵氣體中的固體粉塵因過濾（捕集）而分離出來的一種高效除塵設(shè)備。因過濾材料多做成布袋，所以又稱為布袋除塵器。 初步選型為脈沖噴吹袋式除塵器，因為其所用空去壓力較低，切能耗較低，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，技術(shù)成熟，故確定為脈沖噴吹袋式除塵器。 （1）濾料的選擇 濾料的性能對袋式除塵器的工作具有很大的影響，選擇濾料時必須全面考慮含塵氣體的特性，如粉塵和氣體的性質(zhì)、溫度、濕度、粒徑等。性能良好的濾料應(yīng)具備耐溫、耐磨、耐腐蝕、機械強度高、吸濕性小、效率高、阻力低、使用壽命長、成本低等優(yōu)點。此外，還要考慮濾料的表面結(jié)構(gòu)，表面起毛的濾料容塵量大，粉塵能深入濾料的內(nèi)部。 綜合粉塵的性質(zhì)和性狀與除塵器的清灰方式，本設(shè)計選用單純平紋織的針刺氈濾料，此濾料阻力較大，容塵量較小，但是易于清灰，使用方便。 （2）過濾袋數(shù)的確定 氣體流量的確定 由于氣體溫度為室溫20°C時，產(chǎn)生的氣體量為?？紤]到管道回轉(zhuǎn)裝置漏風(fēng)等因素，附加10%的風(fēng)量，擇除塵器進口氣體量： 根據(jù)風(fēng)量選取LSB72-ì-I/A，具體參數(shù)如下： 過濾面積 68m2 濾袋條數(shù) 72 脈沖閥數(shù)量 12 處理風(fēng)量 8140~20350 m3/h 除塵濾 99.5% 濾袋規(guī)格 設(shè)備阻力 0.6~1.2kpa 取氣體通過布袋的速度為0.04m/s，則需要布袋表面積A=64m2，由濾袋規(guī)格可得n=68 六、風(fēng)機選型 處理風(fēng)量Q=9199.52 m3/h，全風(fēng)壓2000kpa，根據(jù)《除塵裝置系統(tǒng)及設(shè)備設(shè)計選用手冊》中177頁，表4-35，4-42型離心風(fēng)機No.4.5，滿足要求。具體配置： 轉(zhuǎn)速：2900r/min； 全風(fēng)壓：2030pa； 風(fēng)量：9200m3/h； 外形尺寸：609*724*884 mm3 電動機功率：1.1 kw，型號Y90S-4 七、輸排灰裝置的設(shè)計 1、排灰量計算 假設(shè)空氣密度，忽略粉塵體積，則排灰量： 假設(shè)粉塵顆粒密度為2000kg/m3 粉塵體積：V=1.36m3/h，遠小于氣體體積，故可以忽略。 2、裝置選型 排塵裝置分干式排塵裝置和濕式排塵裝置，常用的是干式排塵裝置。本設(shè)計采用機械式排塵裝置，CJSX型號。 3、螺旋輸送機的計算及選型 （1）螺旋直徑的計算 假設(shè)物料無強烈粘性，有如下計算公式 -----螺旋直徑，m; K-----物料綜合特性的經(jīng)驗系數(shù)，按表5-8取； Q------輸送量，t/h; Ψ----物料填充系數(shù)按表2第一個表格??； Ρ----物料堆積密度，t/m^2,簡單的取為0.5t/m； 表2 螺旋直徑的計算 C----安裝校正系數(shù)，按表2第二個表格選 假設(shè)粉塵無琢磨性，性質(zhì)接近石墨，則選取K=0.0415，Ψ=0.35，假設(shè)傾斜角小于20，則C=0.65,帶入螺旋計算公式得其為14.7cm。 （2）螺旋傳送機轉(zhuǎn)速 （3）選GX行螺旋輸送機 其結(jié)構(gòu)和參數(shù)如下 由于場地有限選如下長度組合 （4）螺旋輸送機的額定功率 k為功率備用系數(shù)，這為保險起見取1.4，ω為物料阻力系數(shù)按表5-11取為1.2，L為螺旋輸送機水平投影長度，為4*sin（20o）=3.76m,螺旋輸送機垂直投影高度，4*sin（20o）=1.37m,代入數(shù)據(jù)得P0=0.06kW 表3 物料阻力系數(shù) （5）螺旋輸送機驅(qū)動裝置額定功率 因此選用YJ2125驅(qū)動裝置 八、煙囪規(guī)格計算 1、直徑計算 假設(shè)煙囪內(nèi)氣體流速為10m/s，則 1、 2、高度計算 （1）煙氣抬升高度 取自然風(fēng)速為4m/s,煙氣抬升高度 （2）有效高度 （3）實際高度 九、工程概預(yù)算 表4 投資成本預(yù)算 1、初期投資成本 集氣罩（16個） 1.6萬元 風(fēng)管（75m） 0.45萬元 除塵器 1萬元 風(fēng)機 0.5萬元 煙囪 1萬元 螺旋輸送機 0.8萬元 輸排灰裝置 4萬元 Y90S-4電動機 0.8萬元 合計 10.15萬元 2、運行費用 （1） 用電費 設(shè)備總功率P=1.1+0.6+1.5=3.2kw，每天工作10h，每年假設(shè)260個工作日，工業(yè)電價為0.825元/度，則每年電費w1=0.6864萬元=0.7萬元 （2） 設(shè)備維修費 以初期成本的5%計算，w2=0.5萬元 10、 致謝 盡管完成《大氣污染控制工程》這門課，但總覺得自己只是學(xué)到了少許理論知識，對大氣污染的認識只停留在表面?？墒钦n設(shè)正好彌補了這門課的缺憾。這次課設(shè)讓我們學(xué)到了很多東西，懂得了工程師的嚴謹態(tài)度，和設(shè)計師的自我嚴格要求。我這次課設(shè)的題目是噴漆車間通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計，主要是利用袋式除塵器建成一個排氣通風(fēng)系統(tǒng)，解決車間內(nèi)污染問題，保障工作人員的安全。 這次課設(shè)非常困難，但是老師很積極地輔助我們，提供我們很多書籍，資料，為我們的設(shè)計指導(dǎo)了一個方向。同時，學(xué)長學(xué)姐，以及同班同學(xué)也很積極的交流探討，在此感謝老師的悉心指導(dǎo)，感謝學(xué)長學(xué)姐們的幫助，感謝同學(xué)們的提點。 11、 參考文獻及附錄 1、參考文獻 《工業(yè)通風(fēng)與除塵》 ，孫一堅主編； 《除塵器手冊》 ，張殿印 王純 主編； 《除塵裝置系統(tǒng)及設(shè)備設(shè)計選用手冊》 ， 唐敬麟 張祿虎 主編 2、附錄 風(fēng)管管道計算表格 excel 廠區(qū)總平面布置圖 cad 除塵器簡圖 cad 除塵系統(tǒng)高程圖 cad 管網(wǎng)設(shè)計圖 cad 集氣罩設(shè)計圖 cad 控制段 本段流量 傳輸流量 總流量 流速 管徑mm 調(diào)整管徑 主管 A B 0 147 0 000 0 147 16 108 2 100 B C 0 147 0 147 0 294 16 153 0 150 C D 0 147 0 294 0 441 16 187 4 180 D E 0 147 0 441 0 588 16 216 4 220 E F 0 147 0 588 0 735 16 241 9 250 F G 0 147 0 735 0 882 16 265 0 260 G H 0 147 0 882 1 029 16 286 2 280 控制段 流量 管徑 流速 長度 沿程損失 集氣柜連接處 局部阻 力系數(shù) 支管 1 A 0 147 100 18 7 1 3 340 9 0 2 2 B 0 147 100 18 7 1 3 340 9 0 2 3 C 0 147 100 18 7 1 3 340 9 0 2 4 D 0 147 100 18 7 1 3 340 9 0 2 5 E 0 147 100 18 7 1 3 340 9 0 2 6 F 0 147 100 18 7 1 3 340 9 0 2 7 G 0 147 100 18 7 1 3 340 9 0 2 8 H 0 147 100 18 7 1 3 340 9 0 2 總壓 主管 2749 78876 7000 0支管 3050 171025 風(fēng)機 1200 流速 長度 沿程損失 pa 18 7 2 5 657 5 16 6 2 5 346 3 17 3 2 5 313 2 15 5 2 5 204 1 15 0 2 5 168 3 風(fēng)機 1200 16 6 2 5 199 2 2075 87387 16 7 2 5 187 2 H到風(fēng)機 673 9148901 2727 582 彎頭 主干管三通連接處 322 589025 局部損失 局部阻力系數(shù) 局部損失 局部阻力系數(shù) 局部損失 5126 044895 52 5 0 09 23 6 0 0 1874 52 5 0 09 23 6 0 14 36 71745 7000 044895 52 5 0 09 23 6 0 07 18 358725 52 5 0 09 23 6 0 28 73 4349 52 5 0 09 23 6 0 05 13 113375 52 5 0 09 23 6 0 49 128 511075 52 5 0 09 23 6 0 6 157 3605 52 5 0 09 23 6 0 54 141 62445 集氣柜連接處