環(huán)保鋼結構的設計與制造——袋式除塵器成套設備,環(huán)保,鋼結構,設計,制造,除塵器,成套設備 西南交通大學論文(設計),環(huán)保鋼結構設計與制造,袋式除塵器成套設備 年 級:2003級 學 號:20033824 姓 名:龔循坤 專 業(yè):材料科學與工程 指導老師:周友龍,,選題的意義,,隨著工業(yè)的高速發(fā)展，環(huán)境污染日益嚴重，在人們生活平不斷提高的同時，對生活環(huán)境的質量要求也越來越高。特別是在環(huán)境保護工作日益突出的今天，冶金工業(yè)中的煙塵污染是倍受觀注的?，F(xiàn)針對冶金工業(yè)設計除塵器，對煙氣進行綜合治理，改善周邊環(huán)境，加強對環(huán)境的保護，又能將其中煙塵中帶走的貴重金屬、稀有金屬、無機粉塵等進行回收利用，是極其有意義的。,西南交通大學論文(設計),除塵器的分類,除塵器的分類:按照防塵器分離捕集粉個的主要機理．可將其分為如下四類。 1．機械式除塵器 2．濕式除塵器 3．電除塵器 4．過濾式除塵器,西南交通大學論文(設計),它是使含塵氣流通過織物或多孔的填料層進行過濾分離的裝置，它包括袋式防塵器、顆粒層除塵器等。 ⑴ 重力沉降作用 ⑵ 篩濾作用 ⑶ 慣性力作用 ⑷ 熱運動作用,西南交通大學論文(設計),工作原理圖,西南交通大學論文(設計),選擇袋式除塵器的優(yōu)點,1.除塵效率高——一般可達99%以上 2.性能穩(wěn)定可靠、操作簡單. 3.投資少,便于維護.,西南交通大學論文(設計),常用除塵器的工作特性比較表,西南交通大學論文(設計),常用除塵器的優(yōu)缺點及適用條件比較,西南交通大學論文(設計),袋式除塵器的設計,1.袋式除塵器清灰方式的設計。 常用的清灰方式有三種 機械振動式 逆氣流清灰 脈沖噴吹清灰,西南交通大學論文(設計),機械振動清灰 1.此類型袋式除塵器 的優(yōu)點是工作性能穩(wěn) 定，清灰效果較好. 2.缺點是濾袋常受機械力作用，損壞較快，濾袋檢修與更換工作量大.,袋式除塵器清灰方式的設計,西南交通大學論文(設計),袋式除塵器清灰方式的設計,逆氣流清灰 這種清灰方式的除塵器結構簡單，清灰效果好，濾袋磨損少。,西南交通大學論文(設計),袋式除塵器清灰方式設計,脈沖噴吹清灰 1. 利用4～7atm的壓縮空氣反吹，壓縮空氣的脈沖產(chǎn)生沖擊波，使濾袋振動，粉塵層脫落 2. 必須選擇適當壓力的壓縮空氣和適當?shù)拿}沖持續(xù)時間 （通常為0.1一0.2s） 3. 每清灰一次，叫做一個脈沖，全部濾袋完成一個清灰循環(huán)的時間稱為脈沖周期，通常為60s,西南交通大學論文(設計),濾袋形式的設計,1.圓形袋 2.扁袋 3異形袋 綜合考慮:本設計采用圓袋。,西南交通大學論文(設計),濾袋濾風方式 的選擇,按濾塵方向分,代式除塵器可分為外濾和內濾式兩種. 外濾式可采用圓袋或扁袋,袋內需設骨架,以防止袋被吸癟.增加袋室氣密性的要求. 內濾式多用圓袋,結構簡單,便于檢修和維護,若粉塵中有粗大的顆粒,剛對袋口磨損較大。 本設計采用內濾試.,西南交通大學論文(設計),除塵器進風口的設計,進氣口的位置有兩種: 上進風 優(yōu)點: 粉塵在袋內移動的距離較遠，粉塵層形成均 勻，過濾性較好。 缺點:濾袋安裝較為復雜，且配氣室高在超額殼體頂 部，使除塵器高度有所增加. 下進風 。 優(yōu)點:粒徑大的顆粒直接沉入灰斗，一般只有細粉塵與濾袋接觸，因此濾袋磨損小. 缺點:由于氣流方向與顆粒沉積方向相反，會造成清灰后細粉塵的返混現(xiàn)象，重新積附于濾袋表面，從而降低清灰效率。 總結:與上進風相比，下進風設計合理，構造簡單，造價便宜，故:本設計使用下進風。,上進風,下進風,西南交通大學論文(設計),上下進風圖,西南交通大學論文(設計),濾料的選擇,1.按濾料材質分，濾料可分為以下幾類 天然纖維：棉毛織物，適于無腐蝕、350～360K以下氣 無機纖維：主要指玻璃纖維，化學穩(wěn)定性好，耐高溫；質地脆 合成纖維：性能各異，滿足不同需要，擴大除塵器的應用領域 2.按濾料結構分 濾布（編織物）毛氈 特點：工藝簡單；致密，除塵效率高；容塵量小，易于清灰,西南交通大學論文(設計),袋式除塵器的計算,試中： A——濾袋總過濾的面積，m2 Q——過濾的風量，60000m3/h Vf——過濾風速,Vf=2m/min 數(shù)據(jù)代入式中： A=60000/（60×2） A=500m2,,,西南交通大學論文(設計),確定濾袋尺寸及根數(shù),內濾式圓形濾袋一般直徑為130～300mm,長度為2～12m，個別也的到14m。濾袋直徑的選擇主要考慮下面兩個因素： 合理的布置。濾袋的直徑應在滿足除塵器技術要求下，使除塵器每個單位占地面積內的濾袋面積達到最大。 濾布的幅寬，要合理應用濾料. 基于上面兩點從經(jīng)濟性考慮，濾袋直徑可選為D=300mm。,西南交通大學論文(設計),2.確定濾袋長度L 內濾式濾袋的長徑比一般可取5～40，常用為12～25。長徑比取高時，使除塵器的高度增加，減少占地面積。可是太長了，會使清灰困難。 濾袋越長，每根濾袋的風量也就越大，對袋口的磨損也越厲害。袋口風速與濾袋長徑比的關系為： 式中： Vr——袋口風速，m/s； Vf——過濾風速，m/s； L/D——濾袋長徑比。 當L=60000mm，D=300時，代入式中驗算袋口風速。V-r=4V--f(L/D)=4×2/60×(6000/300)=2.6667(m/s) 由驗算可知，所選用的濾袋長徑比所引起的袋口風速不算大，尺寸合理。,,西南交通大學論文(設計),計算濾袋的根數(shù),計算單根濾袋的面積,,=,計算濾袋的根數(shù) n n=A/a =500/5.655=89(個),,西南交通大學論文(設計),濾袋的布置,表3-1 濾袋尺寸與中心距的確定 直徑φ(mm) 中心距L(mm) 200 250～280 250 300～350 300 350 ～400,方案A,方案B,西南交通大學論文(設計),風機的選擇,在目前國內機組大型鍋爐上，主要有離心風機、動調軸流風機和靜調 軸流風機。 離心風機的主要優(yōu)點是壓力升可以比較大 ,體積比較小 ,容易布置 ,另外 ,離心風機對煙氣中粉塵濃度不敏感。但是離心式風機在部分負荷時效率會明顯下降 ,而且單臺離心風機風量是有一定限制的。由于中大型機組煙氣量較大 。,西南交通大學論文(設計),Y4-73 12D 離心通風機性能,西南交通大學論文(設計),冷卻塔的設計,1.滲風冷卻 2.直接噴霧冷卻 3.用空氣間接冷卻 4.利用水間接冷卻,,水冷套管,,西南交通大學論文(設計),除塵器卸灰系統(tǒng)設計,如下圖,,西南交通大學論文(設計),除塵器的基礎的設計,西南交通大學論文(設計),鋼結構部分的設計,除塵器面全部采用鋼板，通過焊接而成。其中所用鋼板的厚度均為6mm。柱采用20槽鋼，屋梁采用10槽鋼。,,西南交通大學論文(設計),灰斗的設計,西南交通大學論文(設計),屋架的設計,屋架采用10的槽鋼在上面上焊接好后再整體安裝。焊接成形后的屋架如圖3-5所示。詳細尺寸見大圖紙。,西南交通大學論文(設計),房子主體結構設計,西南交通大學論文(設計),房子主體結構設計,西南交通大學論文(設計),施工及其焊接要求,4.1施工要求 施工要嚴格按照圖紙說明來進行，先對地質結構進行考察，不能設立在易滑坡地帶。先進行基礎的施工，然后進行立柱的施工，這樣便于搭架焊接。由于有的鋼板比較大而且重。所以得用一些輔助工具。 采用現(xiàn)場手工電弧焊接,西南交通大學論文(設計),施工及其焊接要求,對焊接關人員的要求 1 焊接質檢人員應接受過專門的技術培訓，有一定的焊接實踐經(jīng)驗和技術水平，并具有質檢人員上崗資格證。 2 無損探傷人員必須由國家授權的專業(yè)考核機構考核合格，其相應等級證書應在有效期內，并應按考核合格項目及權限從事焊縫無損檢測和審核工作。 3 焊工應按國家規(guī)定的考試內容考試合格并取得資格證書，其施焊范圍不得超越資格證書的規(guī)定。 4 氣體火焰加熱或切割操作人員應具有氣割、氣焊操作上崗證。,西南交通大學論文(設計),環(huán)保鋼結構手工電弧焊焊接施工,開坡口 由于鋼板比較薄，故不開坡可。但是在槽鋼的對接中要開坡口，開單邊坡口，,西南交通大學論文(設計),環(huán)保鋼結構手工電弧焊焊接施工,施工準備 技術準備 1 鋼結構施工符合下列情況之一者，應在鋼結構構件制作及安裝施工之前進行焊接工藝評定,西南交通大學論文(設計),環(huán)保鋼結構手工電弧焊焊接施工,材料準備 環(huán)保鋼結構用鋼材及焊接材料的選用應符合設計圖的要求，并應具有鋼廠和焊接材料廠出具的質量證明書或檢驗報告；其化學成分、力學性能和其他質量要求必須符合國家現(xiàn)行標準規(guī)定 .,西南交通大學論文(設計),環(huán)保鋼結構手工電弧焊焊接施工,作業(yè)條件 1 手工電弧焊當焊接作業(yè)區(qū)風速超過8m/ s時，應設防風蓬或采取其他防風措施 2 焊接作業(yè)區(qū)的相對濕度不得大于90%； 3 當焊件表面潮濕或有冰雪覆蓋時，應采取加熱去濕除潮措施；,西南交通大學論文(設計),工藝流程,工藝流程圖,西南交通大學論文(設計),環(huán)境保護措施,焊接時人體直接受到弧光輻射，其主要成分為紫外線、紅外線及高與人眼耐受力上萬倍的可見光線。為防止弧光輻射危害，焊工必須使用鑲有特制濾光鏡片的面罩，穿帆布制成的工作服 在電弧高溫和強烈的弧光輻射作用下，產(chǎn)生大量的有害氣體和有毒煙塵。,西南交通大學論文(設計),質量記錄,1 原材料出廠合格證書及進場檢（試）驗報告； 2 施工試驗報告及見證檢測報告； 3 隱蔽工程驗收記錄； 4 施工記錄； 5 驗收批質量驗收記錄；,西南交通大學論文(設計),除塵器的防腐與維護,防腐工藝的實施 因為氣體溫度較高,故應該采取相關的防腐措施,以保證使用壽命. 采用熱噴涂的方法.,西南交通大學論文(設計),成本核算及投資,工程建設投資核算 1 除塵器本體部分建造投資,西南交通大學論文(設計),成本核算及投資,冷卻塔本體材料表鋼材的投資,西南交通大學論文(設計),成本核算及投資,總材料數(shù)量表,整套設備的總投資 Q＝26.644+9.6+1.44+7.6+1+2.5+4+5+14=70.784萬元.,西南交通大學論文(設計),養(yǎng)護、維修投資核算,電耗費用 系統(tǒng)的總裝機容量為132KW，全年工作時以360天考慮，每度電按0.5元計，則全年耗電為： 132×24×360×0.5＝31.8818萬元,西南交通大學論文(設計),養(yǎng)護、維修投資核算,維修費用 由于設備、管道均為鋼結構件，無易損壞部件，所以全年維修費用僅考慮總設備費的3％即可，為2.1萬元。 由于滌綸的使用壽命一般是兩年，所以除塵器的布袋要每兩年把所有布袋換完。那么每兩年換袋的費用就是3.4萬元，折算為每年就是1.7萬元。 因此，每臺設備每年的維修費用就是：2.4＋1.7＝4.1萬元。 由此，本除塵系統(tǒng)的每年的運轉及維修費用總共是：25.92＋4.1＝37.00萬元,西南交通大學論文(設計),結 論,本文所設計的除塵器型號為： GXK-8×6WDS-07-SWJTU-ⅠX圓袋除塵系統(tǒng)。設計主要針對冶金工業(yè)含塵煙氣除塵設計。同時可用于火電廠和相應的行業(yè). 1. 效率很高,可達99.98%以上,排出的粉塵濃度低,一般可低于50 mg/m3,甚至可達10 mg/m3;排出的濃度可不受粉塵的比電阻、濃度、粒度等性質的影響,鍋爐負荷的變化、煙氣量波動對袋式除塵器出口排放濃度的影響不大;適應力強,能處理不同類型的顆粒物,特別對靜電除塵器不易捕集的高比電阻塵粒亦很有效;適應的質量濃度范圍大,對煙氣流速的變化也具有一定的穩(wěn)定性;結構和維護均較簡單,并在設計中留有余地,使除塵器可輪換檢修,而不影響鍋爐的運行。 2．大類屬于長袋分室三狀態(tài)循環(huán)煙氣反吸風圓袋除塵器，其相對于其他類型除塵器的主要優(yōu)點在于：一次性投資少，除塵效率高，維護、保養(yǎng)費用低，有效的利用了空間與占地面積，且系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠 。,西南交通大學論文(設計),結 論,本文所設計的除塵系統(tǒng)的主要性能參數(shù)為：,