打磨車間通風(fēng)除塵旋風(fēng)除塵器系統(tǒng)設(shè)計(jì),打磨,車間,通風(fēng),透風(fēng),除塵,旋風(fēng),除塵器,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 大氣污染控制課程設(shè)計(jì)—打磨車間旋風(fēng)除塵器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 《大氣污染控制工程》課程設(shè)計(jì) 打磨車間通風(fēng)除塵 旋風(fēng)除塵器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師：楊家寬教授 課設(shè)編寫者：汪海峰 班 級(jí)：環(huán)境工程1101班 學(xué) 號(hào)：U201115828 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目 錄 1 局部通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景資料 4 1.1設(shè)計(jì)任務(wù)及目的 4 1.2 設(shè)計(jì)資料 4 1.2.1打磨機(jī)及車間布置 4 1.2.2 本系統(tǒng)產(chǎn)生粉塵的粒徑特性 5 2 局部排氣通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6 2.1 集氣罩 6 2.2 風(fēng)管 6 2.3 除塵設(shè)備 6 2.4 排氣煙囪 7 2.5 風(fēng)機(jī) 7 2.6消聲器 7 3 集氣罩 8 3.1 集氣罩的設(shè)計(jì)原則 8 3.2 設(shè)計(jì)思路 8 3.3 設(shè)計(jì)計(jì)算 8 4 管網(wǎng)的設(shè)計(jì) 10 4.1管網(wǎng)設(shè)計(jì)原則 10 4.2管段標(biāo)號(hào)并注上各管段流量和長(zhǎng)度 11 4.3 選擇流速和管徑 11 4.4 壓強(qiáng)損失計(jì)算 11 4.4.1以1點(diǎn)為壓強(qiáng)控制點(diǎn)： 12 4.4.2以8點(diǎn)為壓強(qiáng)控制點(diǎn)： 13 4.4.3以13點(diǎn)為壓強(qiáng)控制點(diǎn)： 15 4.4.4總壓力損失： 16 5旋風(fēng)分離器的選型 19 5.1選型原則 19 5.2選型步驟 19 5.3設(shè)計(jì)計(jì)算 19 6通風(fēng)機(jī)的選型 22 6.1 風(fēng)量 22 6.2 全壓 22 6.3.通風(fēng)機(jī)的選型原則 22 7 輸排灰裝置的設(shè)計(jì) 23 7.1卸灰閥的選擇 23 7.2螺旋輸送機(jī)計(jì)算 23 8煙囪設(shè)計(jì) 24 8.1煙囪出口尺寸計(jì)算 24 8.2 風(fēng)帽設(shè)計(jì) 24 9工程經(jīng)濟(jì)概算 25 9.1 工程投資 25 9.2運(yùn)行費(fèi)用 25 10感言致謝 26 11附錄 27 1 局部通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景資料 1.1設(shè)計(jì)任務(wù)及目的 在工業(yè)生產(chǎn)中把氣體與粉塵微粒的多相混合物的分離操作稱為工業(yè)除塵，該除塵操作過程是將粉塵微粒從氣體中分離下來。本通風(fēng)除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)象是一個(gè)工廠的打磨車間，工廠在打磨過程中會(huì)產(chǎn)生細(xì)小粉塵，對(duì)工廠內(nèi)部和周圍區(qū)域的空氣環(huán)境造成污染，會(huì)影響到廠內(nèi)工人和周圍居民的身體健康，并會(huì)對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境造成一定程度的危害。國(guó)家規(guī)定在大、中及小型工廠中，凡與粉塵有關(guān)的工序必須有防塵設(shè)計(jì)。生產(chǎn)過程和規(guī)模不斷改變，防塵設(shè)計(jì)中系統(tǒng)與設(shè)備應(yīng)生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，有效地進(jìn)行工業(yè)防塵需要在技術(shù)上有一套與生產(chǎn)工藝特點(diǎn)相適應(yīng)的措施。 本設(shè)計(jì)試選用旋風(fēng)除塵器進(jìn)行該打磨車間通風(fēng)除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以期降低空氣中粉塵濃度，維持工廠和周圍區(qū)域良好的空氣環(huán)境，以防粉塵對(duì)工人和周圍居民造成危害。 1.2課程設(shè)計(jì)資料 1.2.1 打磨機(jī)及車間布置 本打磨車間打磨的是鋁件，共有兩種型號(hào)的打磨機(jī)：A型與B型。其中A型打磨機(jī)共8臺(tái)，外形尺寸(mm)為700×600（長(zhǎng)×寬）；B型打磨機(jī)共6臺(tái)，外形尺寸(mm)為600×600（長(zhǎng)×寬）。已知A型打磨機(jī)產(chǎn)塵量為8kg/h，B型打磨機(jī)產(chǎn)塵量為10kg/h。要求對(duì)A型與B型打磨機(jī)的粉塵收集分別采用不同類型的吸氣罩。打磨機(jī)工作臺(tái)距二樓地面高1.2m。 本通風(fēng)系統(tǒng)的打磨車間位于廠房的二樓，二樓地面標(biāo)高為4.0m。打磨車間的平面圖如圖1所示。 圖1 打磨車間平面布置圖 1.2.2 本系統(tǒng)產(chǎn)生粉塵的粒徑特性 粉塵分布如表1所示。 表1 粉塵粒徑分布情況 平均粒徑d(mm) 粒級(jí)分布f(%) 累計(jì)粒級(jí)分布f′(%) 25 3 3 50 7 10 75 13 23 100 70 93 125 6 99 150 1 100 含塵空氣密度為1.204kg/m3，氣體溫度為常溫。 2 局部排氣通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 空氣污染物在車間的擴(kuò)散機(jī)理是污染物依附于氣流運(yùn)動(dòng)而擴(kuò)散。對(duì)于生產(chǎn)過程散已經(jīng)散發(fā)到車間空氣中的污染物，只有采取合理的通風(fēng)方式，來控制室內(nèi)氣流的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而控制污染物的擴(kuò)散和飛揚(yáng)，從而達(dá)到改善車間內(nèi)外空氣環(huán)境質(zhì)量的目的。局部排氣通風(fēng)方式就是在局部污染源設(shè)置集氣罩，將會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成污染的污染氣流收集起來，并經(jīng)過凈化裝置凈化后排至室外。這是控制車間空氣污染最常用、最有效的方法，因?yàn)橐坏┪廴疚镞M(jìn)入大氣，將很難被收集和處理。局部排風(fēng)系統(tǒng)需要的風(fēng)量少，效果好，因此本設(shè)計(jì)中采用局部排風(fēng)來控制工廠內(nèi)和桌位區(qū)域的空氣環(huán)境。 局部排氣通風(fēng)系統(tǒng)的基本原理是通過控制局部氣流，使局部工作范圍內(nèi)不受有害物的污染，以保證該范圍內(nèi)的空氣環(huán)境符合要求。典型的局部排氣通風(fēng)系統(tǒng)如圖2所示，通常由下述幾個(gè)部分組成。 圖2 噴漆車間工作臺(tái)平面布置圖 2.1 集氣罩 集氣罩是用來補(bǔ)集有害物的裝置，可將粉塵及氣體污染源導(dǎo)入凈化系統(tǒng)，同時(shí)防止其向生產(chǎn)車間及大氣擴(kuò)散，造成污染。它的性能對(duì)局部排風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有直接影響。性能良好的集氣罩，如密閉罩，只要較小的風(fēng)量就可以獲得良好的工作效果。由于污染源設(shè)備和生產(chǎn)操作工藝的不同，集氣罩的形式只多種多樣的，選擇原則是以能和生產(chǎn)設(shè)備及操作條件實(shí)現(xiàn)良好配合為優(yōu)。 2.2 風(fēng)管 通風(fēng)系統(tǒng)中用來輸送和分布?xì)怏w的管道稱為風(fēng)管，它把系統(tǒng)中的各種設(shè)備和部件連成一個(gè)整體。為了提高通風(fēng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)合理選定風(fēng)管中的氣流速度，管路應(yīng)力求短且直。風(fēng)管通常用表面光滑的材料制作，如薄鋼板、聚氯乙烯板，有時(shí)也用混凝土、磚等材料制作風(fēng)管。風(fēng)管布置設(shè)計(jì)的好壞關(guān)系到管內(nèi)流體的壓力損失大小，進(jìn)而影響了風(fēng)機(jī)的選擇。 2.3 除塵設(shè)備 除塵設(shè)備指從氣體中去除或捕集固態(tài)或液態(tài)微粒的設(shè)備，根據(jù)主要除塵機(jī)理，目前常用的除塵設(shè)備可分為：機(jī)械除塵器；電除塵器；袋式除塵器；濕式除塵器等。為了保護(hù)大氣環(huán)境和回收原材料，當(dāng)排氣中的粉塵含量超過排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，必須采用除塵器進(jìn)行處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后才可以排入空氣中。 2.4 排氣煙囪 排氣煙囪指將收集到的氣體排放到大氣中的設(shè)備，避免具有一定濃度的污染氣體集聚在地面附近，對(duì)居民健康產(chǎn)生影響。 2.5 風(fēng)機(jī) 風(fēng)機(jī)指向機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)提供空氣流動(dòng)動(dòng)力的設(shè)備，通過輸入機(jī)械能以提高氣體壓力。為了防止風(fēng)機(jī)的磨損和腐蝕，一般把它裝置在除塵設(shè)備的后面。 2.6消聲器 消聲器是阻止聲音傳播而允許氣流通過的一種器件，是消除空氣動(dòng)力性噪聲的重要措施。消聲器是安裝在空氣動(dòng)力設(shè)備（如鼓風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)）的氣流通道上或進(jìn)、排氣系統(tǒng)中的降低噪聲的裝置。消聲器能夠阻擋聲波的傳播，允許氣流通過，是控制噪聲的有效工具。 3 集氣罩 3.1 集氣罩的設(shè)計(jì)原則 （1）改善排放粉塵有害物的工藝和工作環(huán)境，盡量減少粉塵排放及危害。 （2）集氣罩盡量靠近污染源并將其圍罩起來。 （3）決定集氣罩安裝的位置及排氣方向，研究粉塵發(fā)生機(jī)理，考慮飛散方向、速度和臨界點(diǎn)，用集氣罩口對(duì)準(zhǔn)飛散方向。如果采用側(cè)型或上蓋型集氣罩，要是操作人員無法進(jìn)入污染源與集氣罩的開口處，比空氣密度大的氣體可在下方吸引。 （4）決定開口周圍的環(huán)境條件，一個(gè)側(cè)面封閉的集氣罩比開口四周全部開放的集氣罩效果好。因此應(yīng)在 不影響操作的情況下降四周圍起來，盡量少吸入未被污染的氣體。 （5）防止集氣罩的紊流，如果捕集點(diǎn)周圍的紊流對(duì)控制風(fēng)速有影響，就不能提供更大的控制風(fēng)速，有時(shí)這會(huì)是集氣罩喪失正常的作用。 （6）吹吸式利用噴出的力量將污染氣體排出。 （7）決定控制風(fēng)速，為使有害物從飛散界限的最遠(yuǎn)點(diǎn)流進(jìn)集氣罩的開口處，而需要的最小風(fēng)速稱為控制風(fēng)速。 3.2 設(shè)計(jì)思路 基于設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，工作臺(tái)有工人工作，因此不能選用密閉罩。由于工作臺(tái)面積較小，可以考慮外部吸氣罩和柜式排風(fēng)罩。外部吸氣罩將排風(fēng)罩設(shè)在有害物源附近，依靠罩扣的抽吸作用，在有害物發(fā)散地點(diǎn)造成一定的氣流運(yùn)動(dòng)，把有害物質(zhì)吸入罩內(nèi)。柜式排風(fēng)罩單純依靠排風(fēng)的作用，在工作孔上造成一定的吸入速度，將粉塵發(fā)生源圍擋在柜狀空間內(nèi)，防止有害物質(zhì)外溢。其中A型打磨機(jī)使用外部吸氣罩，B型打磨機(jī)使用柜式排風(fēng)罩。介于工作臺(tái)較小，所以外部吸氣罩和排風(fēng)罩的安裝費(fèi)用不大。同時(shí)外部吸氣罩和柜式排風(fēng)罩的流量較小，后面的管道直徑可以選小，風(fēng)機(jī)也可以選相對(duì)較小功率的，整個(gè)系統(tǒng)更加經(jīng)濟(jì)。由于柜內(nèi)沒有熱源，含塵空氣密度大于空氣密度，因此柜式排風(fēng)罩采用下部排風(fēng)通風(fēng)柜。 3.3 設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算外部吸氣罩的排風(fēng)量時(shí)，首先要確定控制點(diǎn)的控制風(fēng)速vx。vx值與工藝過程和室內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)情況有關(guān)，一般通過實(shí)測(cè)求得。如果缺乏現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)時(shí)可參考表3-1確定 表3-1 控制點(diǎn)的最小控制風(fēng)速vx（m/s） 污染物放散情況 舉例 以很緩慢的速度放散到相當(dāng)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(dāng)大的速度放散出來，或是放散到空氣運(yùn)動(dòng)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(yùn)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(yùn)動(dòng)很迅速的區(qū)域 磨削；重破碎；滾筒清理 2.5～10 A型打磨機(jī)選擇側(cè)吸罩，所以實(shí)際排風(fēng)罩的排風(fēng)量 L=12L'=1210x2+2Fvx=(5x2+F)vx 工作臺(tái)尺寸為600mm×700mm，罩口尺寸為200mm×100mm，所以控制點(diǎn)到罩口的最大距離為x=0.3m，查表3-1得到控制點(diǎn)吸入速度vx=2.5m/s（磨削工藝吸入速度范圍2.5-10m/s），吸氣口面積F=0.2×0.1=0.02m2，得到 L=12L'=1210x2+2Fvx=5x2+Fvx=5×0.32+0.02×2.5=1.175m3/s x<2.4F符合公式要求。 B型打磨機(jī)選擇下部排風(fēng)通風(fēng)柜，所以通風(fēng)柜的排風(fēng)量 L=L1+vFβ 工作臺(tái)尺寸為600mm×600mm，罩口尺寸為600mm×600mm(寬度與工作臺(tái)相同，高度為600mm)，含塵氣體發(fā)生量 L1=101.204×3600=0.0023m3/s 通風(fēng)柜工作空的面積F=0.6×0.6=0.36m2，v=1.0m/s，β=1.2，得到 L=L1+vFβ=0.0023+1.0×0.36×1.2=0.4343m3/s 所以A型打磨機(jī)選擇側(cè)吸罩，排風(fēng)量為1.175m3/s，B型打磨機(jī)選擇下部排風(fēng)通風(fēng)柜，排風(fēng)量為0.4343 m3/s。通風(fēng)柜張角θ=120°。 4 管網(wǎng)的設(shè)計(jì) 4.1管網(wǎng)設(shè)計(jì)原則 （1）管網(wǎng)布置應(yīng)避免與工藝管道、溜槽相碰，還要滿足通風(fēng)管道布置的特點(diǎn)（盡量避免水平鋪設(shè)，防止管道堵塞）。 （2）除塵系統(tǒng)的排風(fēng)點(diǎn)不宜過多，以利于支管間阻力平衡，如排風(fēng)點(diǎn)多，可用大斷面集合管鏈接各支管，集合管內(nèi)流速不宜超過3m/s。 （3）除塵風(fēng)管盡可能垂直或傾斜敷設(shè)。 （4）輸送含有整齊、霧滴的氣體時(shí)，應(yīng)有不小于0.005的坡度，以排出積液，并應(yīng)在風(fēng)管的最低點(diǎn)和風(fēng)機(jī)底部設(shè)誰都、封泄液管。 （5）在除塵系統(tǒng)中，為防止風(fēng)管堵塞，風(fēng)管直徑不宜小于下列數(shù)值： 排送細(xì)小粉塵 80mm 排送較粗粉塵（如木屑） 100mm 排送粗粉塵（如小塊物體） 130mm （6）排送含有劇毒物質(zhì)的正壓風(fēng)管，不應(yīng)穿過其他房間。 （7）風(fēng)管上應(yīng)設(shè)置必要的調(diào)節(jié)和測(cè)量裝置或預(yù)留測(cè)量裝置的接口，調(diào)節(jié)和測(cè)量裝置應(yīng)設(shè)在便于操作和觀察的地點(diǎn)。 （8）風(fēng)管的布置應(yīng)力求順直，避免復(fù)雜的局部管件，彎頭、三通等管件要安排得當(dāng)，與風(fēng)管的連接要合理，以減少阻力和噪聲。 由于打磨車間內(nèi)有14個(gè)抽風(fēng)點(diǎn)，因此宜采用集合管式除塵系統(tǒng)，這種系統(tǒng)綜合起來有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）可以直接關(guān)閉任何抽風(fēng)支管，而這對(duì)周圍其余的集氣罩及整個(gè)系統(tǒng)的工作沒有重大影響。 （2）局部集氣罩的抽風(fēng)量變化范圍較寬，具有一定的自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)壓和風(fēng)量的功能，因而可以改變?nèi)魏我粋€(gè)局部集氣罩的抽風(fēng)量而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行影響不大。 （3）因?yàn)榧瞎軆?nèi)氣速較低，部分粗顆粒粉塵在此分離出來，這樣不僅減小了凈化設(shè)備的負(fù)荷，而且減輕對(duì)總管和主要設(shè)備的磨損。 因?yàn)榇蚰ボ囬g位于同一房間內(nèi)，即產(chǎn)塵設(shè)備配置在同一層，宜采用臥式集合管除塵系統(tǒng)，不占用工廠中間行走、活動(dòng)空間，方便了工廠搬運(yùn)、施工等大型活動(dòng)，管道設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、實(shí)用。系統(tǒng)的所有抽風(fēng)支管均可以以任何角度在集合管上部或側(cè)部與之相連接。集合管的底部沿全長(zhǎng)設(shè)有粉塵輸送裝置，用來排出沉降在集合管內(nèi)的粉塵。通常采用螺旋輸送機(jī)、埋刮板輸送機(jī)、鏈板輸送機(jī)及水力輸送機(jī)等粉塵輸送裝置。 帶有集合管的集中式除塵系統(tǒng)運(yùn)行簡(jiǎn)單可靠，管道和除塵器的磨損較輕，尤其在生產(chǎn)設(shè)備工作條件不同的情況下，也能獲得較好的除塵效果。管網(wǎng)布置圖如圖3。 圖3 風(fēng)管平面布置示意圖 4.2管段標(biāo)號(hào)并注上各管段流量和長(zhǎng)度 為簡(jiǎn)化計(jì)算，管長(zhǎng)以中心線計(jì)算，管道垂直段均設(shè)為1.0m，風(fēng)管彎頭出的曲率半徑為接頭處進(jìn)口管徑的2倍，各水平管道長(zhǎng)度如下表所示。 各通風(fēng)管段長(zhǎng)度： 管段 1→2 2→4 3→4 4→6 5→6 6→7 7→12 8→9 長(zhǎng)度/m 2.8 7.2 0.7 7.1 0.7 10.7 3.1 2.2 管段 9→10 10→11 11→12 12→16 13→14 14→15 15→16 16→20 長(zhǎng)度/m 6.5 7.1 10.7 4.9 5.9 5.9 10.5 2.6 管段 17→18 18→19 19→20 20→21 22→23 24→25 25→26 　 長(zhǎng)度/m 5.9 5.9 10.5 2.1 4.5 6.9 10 　 4.3 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，金屬粉塵垂直風(fēng)管最低風(fēng)速為13m/s，水平風(fēng)管最低風(fēng)速為15m/s。設(shè)計(jì)過程中根據(jù)各管段的風(fēng)量和設(shè)計(jì)風(fēng)速，確定個(gè)管段的斷面尺寸。 4.4 壓強(qiáng)損失計(jì)算 圓形管道沿程壓力損失為： Rm=λDv2ρ2l 式中： ——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，kg/m3； D——圓形風(fēng)管直徑，m。 由《工業(yè)通風(fēng)》的附錄6所示的線解圖，已知流量、管徑、流速、阻力四個(gè)參數(shù)中的任意兩個(gè)，即可久的其余兩個(gè)參數(shù)。 圓形管道局部壓力損失為： Rz=ζv2ρ2 式中： ζ——局部阻力系數(shù)； ——風(fēng)管內(nèi)的空氣的平均流速，m/s； ——空氣的密度，kg/m3. 各管段的局部損失系數(shù)可通過查附錄7得到。 1、8、13點(diǎn)為控制點(diǎn)，17點(diǎn)所在干管和13點(diǎn)所在干管相同，且在主干管上的壓力損失比13點(diǎn)小，可忽略。 4.4.1以1點(diǎn)為壓強(qiáng)控制點(diǎn)： （1）集氣罩及其上部豎向風(fēng)管和90°彎頭的阻力損失： 查《除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6-25得到集氣罩局部阻力系數(shù)ζ=1.78，所以集氣罩壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=1.78162×1.2042=274.3Pa 垂直管段長(zhǎng)1.0m，空氣量1.175m3/s，選擇管徑為300mm，查附錄9得到空氣流速為v=16m/s，符合要求，單位長(zhǎng)度沿程損失為10Pa/m，總沿程壓力損失為10Pa。設(shè)定彎頭的卻率半徑為0.6m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)ζ=0.15，所以90°彎頭壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=0.15162×1.2042=23.1Pa 所以集氣罩及其上部豎向風(fēng)管和90°彎頭的總阻力損失為274.3+10+23.1=307.4Pa。 （2）1點(diǎn)處的局部壓力損失（90°彎頭）： 設(shè)定彎頭的卻率半徑為0.6m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)ζ=0.15，所以90°彎頭壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=0.15162×1.2042=23.1Pa 所以1點(diǎn)處的局部壓力損失為23.1Pa。 （3）1→2管段沿程壓力損失： 水平管段長(zhǎng)2.8m，空氣量1.175m3/s，選擇管徑為300mm，查附錄9得到空氣流速為v=16m/s，符合要求，單位長(zhǎng)度沿程損失為10Pa/m，總沿程壓力損失為28Pa。 （4）2點(diǎn)處的局部壓力損失（45°合流三通）： 分流管的管徑分別為300mm和300mm，合流管的管徑為400mm，所以F2/F1=0.6，F(xiàn)3/F1=0.6，L3/L2=1，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)ζ31=0.26，所以45°合流三通壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=0.26162×1.2042=40.1Pa 所以2點(diǎn)處的局部壓力損失為40.1Pa。 （5）2→4管段沿程壓力損失： 水平管段長(zhǎng)7.2m，空氣量2.35m3/s，選擇管徑為400mm，查附錄9得到空氣流速為v=18m/s，符合要求，單位長(zhǎng)度沿程損失為8.7Pa/m，總沿程壓力損失為62.6Pa。 （6）4點(diǎn)處的局部壓力損失（45°合流三通）： 分流管的管徑分別為300mm和400mm，合流管的管徑為550mm，所以F2/F1=0.5，F(xiàn)3/F1=0.3，L3/L2=0.5，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)ζ31=0.72，所以45°合流三通壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=0.72182×1.2042=140.4Pa 所以4點(diǎn)處的局部壓力損失為140.4Pa。 （7）4→6管段沿程壓力損失： 水平管段長(zhǎng)7.1m，空氣量3.525m3/s，選擇管徑為550mm，查附錄9得到空氣流速為v=15m/s，符合要求，單位長(zhǎng)度沿程損失為4.3Pa/m，總沿程壓力損失為30.5Pa。 （8）6點(diǎn)處的局部壓力損失（45°合流三通）： 分流管的管徑分別為300mm和550mm，合流管的管徑為600mm，所以F2/F1=0.8，F(xiàn)3/F1=0.3，L3/L2=0.3，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)ζ31=0.42，所以45°合流三通壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=0.42152×1.2042=56.9Pa 所以6點(diǎn)處的局部壓力損失為64.7Pa。 （9）6→7管段沿程壓力損失： 水平管段長(zhǎng)10.7m，空氣量4.7m3/s，選擇管徑為600mm，查附錄9得到空氣流速為v=16.7m/s，符合要求，單位長(zhǎng)度沿程損失為4.6Pa/m，總沿程壓力損失為49.2Pa。 （10）7點(diǎn)處的局部壓力損失（90°彎頭）： 設(shè)定彎頭的卻率半徑為1.2m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)ζ=0.15，所以90°彎頭壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=0.1516.72×1.2042=25.2Pa 所以7點(diǎn)處的局部壓力損失為25.2Pa。 （11）7→12管段沿程壓力損失： 水平管段長(zhǎng)3.1m，空氣量4.7m3/s，選擇管徑為600mm，查附錄9得到空氣流速為v=16.7m/s，符合要求，單位長(zhǎng)度沿程損失為4.6Pa/m，總沿程壓力損失為14.3Pa。 所以1→12段總沿程損失為307.4+23.1+28.0+40.1+62.6+140.4+30.5+56.9+ 49.2+25.2+14.3=777.7Pa。 4.4.2以8點(diǎn)為壓強(qiáng)控制點(diǎn)： （1）集氣罩及其上部豎向風(fēng)管和90°彎頭的阻力損失： 查《除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6-25得到集氣罩局部阻力系數(shù)ζ=1.78，所以集氣罩壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=1.78162×1.2042=274.3Pa 垂直管段長(zhǎng)1.0m，空氣量1.175m3/s，選擇管徑為300mm，查附錄9得到空氣流速為v=16m/s，符合要求，單位長(zhǎng)度沿程損失為10Pa/m，總沿程壓力損失為10Pa。設(shè)定彎頭的卻率半徑為0.6m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)ζ=0.15，所以90°彎頭壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=0.15162×1.2042=23.1Pa 所以集氣罩及其上部豎向風(fēng)管和90°彎頭的總阻力損失為274.3+10+23.1=307.4Pa。 （2）8點(diǎn)處的局部壓力損失（90°彎頭）： 設(shè)定彎頭的卻率半徑為0.6m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)ζ=0.15，所以90°彎頭壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=0.15162×1.2042=23.1Pa 所以1點(diǎn)處的局部壓力損失為23.1Pa。 （3）8→9管段沿程壓力損失： 水平管段長(zhǎng)2.2m，空氣量1.175m3/s，選擇管徑為300mm，查附錄9得到空氣流速為v=16m/s，符合要求，單位長(zhǎng)度沿程損失為10Pa/m，總沿程壓力損失為22Pa。 （4）9點(diǎn)處的局部壓力損失（45°合流三通）： 分流管的管徑分別為300mm和300mm，合流管的管徑為400mm，所以F2/F1=0.6，F(xiàn)3/F1=0.6，L3/L2=1，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)ζ31=0.26，所以45°合流三通壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=0.26162×1.2042=40.1Pa 所以9點(diǎn)處的局部壓力損失為40.1Pa。 （5）9→10管段沿程壓力損失： 水平管段長(zhǎng)6.5m，空氣量2.35m3/s，選擇管徑為400mm，查附錄9得到空氣流速為v=18m/s，符合要求，單位長(zhǎng)度沿程損失為8.7Pa/m，總沿程壓力損失為56.6Pa。 （6）10點(diǎn)處的局部壓力損失（45°合流三通）： 分流管的管徑分別為300mm和400mm，合流管的管徑為550mm，所以F2/F1=0.5，F(xiàn)3/F1=0.3，L3/L2=0.5，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)ζ31=0.72，所以45°合流三通壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=0.72182×1.2042=140.4Pa 所以4點(diǎn)處的局部壓力損失為111.0Pa。 （7）10→11管段沿程壓力損失： 水平管段長(zhǎng)7.1m，空氣量3.525m3/s，選擇管徑為550mm，查附錄9得到空氣流速為v=15m/s，符合要求，單位長(zhǎng)度沿程損失為4.3Pa/m，總沿程壓力損失為30.5Pa。 （8）11點(diǎn)處的局部壓力損失（45°合流三通）： 分流管的管徑分別為300mm和550mm，合流管的管徑為600mm，所以F2/F1=0.8，F(xiàn)3/F1=0.3，L3/L2=0.3，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)ζ31=0.42，所以45°合流三通壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=0.42152×1.2042=56.9Pa 所以6點(diǎn)處的局部壓力損失為64.7Pa。 （9）11→12管段沿程壓力損失（包括一個(gè)45°彎頭的損失）： 水平管段長(zhǎng)10.7m，空氣量4.7m3/s，選擇管徑為600mm，查附錄9得到空氣流速為v=16.7m/s，符合要求，單位長(zhǎng)度沿程損失為4.6Pa/m，總沿程壓力損失為49.2Pa。設(shè)定45°彎頭的卻率半徑為1.2m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)ζ=0.09，所以45彎頭壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=0.0916.72×1.2042=15.1Pa 所以11→12管段沿程壓力損失為64.3Pa。 所以8→12段總沿程損失為307.4+23.1+22.0+40.1+56.6+140.4+30.5+56.9+ 64.3=741.3Pa<777.7Pa，所以1點(diǎn)和8點(diǎn)相比，1點(diǎn)為控制點(diǎn)。 （10）12點(diǎn)處的局部壓力損失（45°合流三通）： 分流管的管徑分別為600mm和600mm，合流管的管徑為900mm，所以F2/F1=0.4，F(xiàn)3/F1=0.4，L3/L2=1.0，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)ζ31=1.10，所以45°合流三通壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=1.1016.72×1.2042=184.7Pa 所以6點(diǎn)處的局部壓力損失為184.7Pa。 （11）12→16管段沿程壓力損失： 水平管段長(zhǎng)4.9m，空氣量9.4m3/s，選擇管徑為900mm，查附錄9得到空氣流速為v=15m/s，符合要求，單位長(zhǎng)度沿程損失為2.3Pa/m，總沿程壓力損失為11.3Pa。 所以1→16段總沿程損失為307.4+23.1+28.0+40.1+62.6+140.4+30.5+56.9+ 49.2+25.2+14.3+184.7+11.3=973.7Pa。 4.4.3以13點(diǎn)為壓強(qiáng)控制點(diǎn)： （1）集氣罩及其上部豎向風(fēng)管和90°彎頭的阻力損失： 查《除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6-25得到集氣罩局部阻力系數(shù)ζ=0.1，所以集氣罩壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=0.1018.22×1.2042=19.9Pa 垂直管段長(zhǎng)1.0m，空氣量0.434m3/s，選擇管徑為175mm，查附錄9得到空氣流速為v=18.2m/s，符合要求，單位長(zhǎng)度沿程損失為24Pa/m，總沿程壓力損失為24Pa。設(shè)定彎頭的卻率半徑為0.35m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)ζ=0.15，所以90°彎頭壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=0.1518.22×1.2042=29.9Pa 所以集氣罩及其上部豎向風(fēng)管和兩個(gè)90°彎頭的總阻力損失為19.9+24+29.9=73.8Pa。 （2）13點(diǎn)處的局部壓力損失（90°彎頭）： 設(shè)定彎頭的卻率半徑為0.35m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)ζ=0.15，所以90°彎頭壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=0.1518.22×1.2042=29.9Pa 所以13點(diǎn)處的局部壓力損失為23.1Pa。 （3）13→14管段沿程壓力損失： 水平管段長(zhǎng)5.9m，空氣量0.434m3/s，選擇管徑為175mm，查附錄9得到空氣流速為v=18.2m/s，符合要求，單位長(zhǎng)度沿程損失為24Pa/m，總沿程壓力損失為141.6Pa。 （4）14點(diǎn)處的局部壓力損失（45°合流三通）： 分流管的管徑分別為175mm和175mm，合流管的管徑為250mm，所以F2/F1=0.5，F(xiàn)3/F1=0.5，L3/L2=1，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)ζ31=0.88，所以45°合流三通壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=0.8818.22×1.2042=175.5Pa 所以14點(diǎn)處的局部壓力損失為175.5Pa。 （5）14→15管段沿程壓力損失： 水平管段長(zhǎng)5.9m，空氣量0.868m3/s，選擇管徑為250mm，查附錄9得到空氣流速為v=17.4m/s，符合要求，單位長(zhǎng)度沿程損失為14.5Pa/m，總沿程壓力損失為85.6Pa。 （6）15點(diǎn)處的局部壓力損失（45°合流三通）： 分流管的管徑分別為175mm和250mm，合流管的管徑為300mm，所以F2/F1=0.7，F(xiàn)3/F1=0.3，L3/L2=0.5，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)ζ31=0.58，所以45°合流三通壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=0.5817.42×1.2042=105.7Pa 所以15點(diǎn)處的局部壓力損失為105.7Pa。 （7）15→16管段沿程壓力損失（包括一個(gè)45°彎頭的損失）： 水平管段長(zhǎng)10.5m，空氣量1.302m3/s，選擇管徑為300mm，查附錄9得到空氣流速為v=17.5m/s，符合要求，單位長(zhǎng)度沿程損失為12Pa/m，總沿程壓力損失為126Pa。設(shè)定45°彎頭的卻率半徑為0.6m，所以r/d=2，查附錄10得到局部阻力系數(shù)ζ=0.09，所以45°彎頭壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=0.0917.52×1.2042=16.6Pa 所以15→16管段沿程壓力損失為142.6Pa。 所以13→16段總沿程損失為73.8+23.1+141.6+175.5+85.6+105.7+142.6=747.9Pa <973.7Pa，所以1點(diǎn)和13點(diǎn)相比，1點(diǎn)為控制點(diǎn)，所以1點(diǎn)為整個(gè)通風(fēng)管網(wǎng)的控制點(diǎn)。 4.4.4總壓力損失： （1）16點(diǎn)處的局部壓力損失（45°合流三通）： 分流管的管徑分別為300mm和900mm，合流管的管徑為900mm，所以F2/F1=1.0，F(xiàn)3/F1=0.1，L3/L2=1.0，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)ζ31=0.15，所以45°合流三通壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=0.1517.52×1.2042=27.7Pa 所以16點(diǎn)處的局部壓力損失為27.7Pa。 （2）16→20管段沿程壓力損失： 水平管段長(zhǎng)2.6m，空氣量10.702m3/s，選擇管徑為900mm，查附錄9得到空氣流速為v=16.4m/s，符合要求，單位長(zhǎng)度沿程損失為2.8Pa/m，總沿程壓力損失為7.3Pa。 17→20支管與13→16相同，此處不詳細(xì)計(jì)算。 （3）20點(diǎn)處的局部壓力損失（45°合流三通）： 分流管的管徑分別為300mm和900mm，合流管的管徑為900mm，所以F2/F1=1.0，F(xiàn)3/F1=0.1，L3/L2=1.0，查附錄10得到得到局部阻力系數(shù)ζ31=0.15，所以45°合流三通壓力損失為 Rz=ζv2ρ2=0.1516.42×1.2042=24.3Pa 所以20點(diǎn)處的局部壓力損失為24.3Pa。 （4）20→21管段沿程壓力損失： 水平管段長(zhǎng)2.1m，空氣量12.004m3/s，選擇管徑為900mm，查附錄9得到空氣流速為v=18.4m/s，符合要求，單位長(zhǎng)度沿程損失為3.4Pa/m，總沿程壓力損失為7.1Pa。 （5）旋風(fēng)除塵器的壓力損失為991.6Pa （6）22→23管段沿程壓力損失： 水平管段長(zhǎng)4.5m，空氣量12.004m3/s，選擇管徑為900mm，查附錄9得到空氣流速為v=18.4m/s，符合要求，單位長(zhǎng)度沿程損失為3.4Pa/m，總沿程壓力損失為15.3Pa。 （7）24→25管段沿程壓力損失： 水平管段長(zhǎng)6.9m，空氣量12.004m3/s，選擇管徑為900mm，查附錄9得到空氣流速為v=18.4m/s，符合要求，單位長(zhǎng)度沿程損失為3.4Pa/m，總沿程壓力損失為23.5Pa。 各管段的沿程損失見下表： 管段 長(zhǎng)度L/m 流量Q/（m3/s) 管徑D/mm 流速V/(m/s) 比摩阻Rm/(Pa/m) 沿程損失Rml/Pa 1→2 2.8 1.175 300 16 10 28 2→4 7.2 2.35 400 18 8.7 62.6 3→4 0.7 1.175 300 16 10 7 4→6 7.1 3.52 550 15 4.3 30.5 5→6 0.7 1.175 300 16 10 7 6→7 10.7 4.7 600 16.7 4.6 49.2 7→12 3.1 4.7 600 16.7 4.6 14.3 8→9 2.2 1.175 300 16 10 22 9→10 6.5 2.35 400 18 8.7 56.6 10→11 7.1 3.525 550 15 4.3 30.5 11→12 10.7 4.7 600 16.7 4.6 49.2 12→16 4.9 9.4 900 15 2.3 11.3 13→14 5.9 0.434 175 18.2 24 141.6 14→15 5.9 0.868 250 17.4 14.5 85.6 15→16 10.5 1.302 300 17.5 12 126 16→20 2.6 10.702 900 16.4 2.8 7.3 17→18 5.9 0.434 175 18.2 24 141.6 18→19 5.9 0.868 250 17.4 14.5 85.6 19→20 10.5 1.302 300 17.5 12 126 20→21 2.1 12.004 900 18.4 3.4 7.1 22→23 4.5 12.004 900 18.4 3.4 15.3 24→25 6.9 12.004 900 18.4 3.4 23.5 5旋風(fēng)分離器的選型 5.1選型原則 選型原則有以下幾方面。 （1）旋風(fēng)分離器精華氣體量應(yīng)與實(shí)際需要處理的含塵氣體量一致。選擇除塵器直徑是應(yīng)盡量小些。如果要求通過的風(fēng)量較大，可采用若干個(gè)小直徑的旋風(fēng)除塵器并聯(lián)為宜；如氣量與多管旋風(fēng)除塵器相符，以選多管除塵器為宜。 （2）旋風(fēng)除塵器入口風(fēng)速要保持18-23m/s，低于18m/s時(shí)，其除塵效率下降；高于23m/s時(shí)，除塵效率提高不明顯，但阻力損失增加，耗電量增高很多。 （3）選擇除塵器時(shí)，要根據(jù)工況考慮阻力損失及結(jié)構(gòu)形式，盡可能使之動(dòng)力消耗減少，且便于制造維護(hù)。 （4）旋風(fēng)除塵器能捕集到的最小塵粒應(yīng)等于或稍小于被處理氣體的微塵歷度。 (5)當(dāng)含塵氣體溫度很高時(shí)，要注意保溫，避免水分在除塵器內(nèi)凝結(jié)。假如粉塵不吸收水分。露點(diǎn)為30~50℃時(shí)，除塵器的溫度最少應(yīng)高出30℃左右；假如粉塵吸水性較強(qiáng)、露點(diǎn)為20~50℃時(shí)，除塵器的溫度應(yīng)高出露點(diǎn)溫度40~50℃。 (6)旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)的密閉要好，確保不漏風(fēng)，尤其是負(fù)壓操作，更應(yīng)該注意卸料索風(fēng)裝置的可靠性。 (7)易燃易爆粉塵（如煤粉）應(yīng)設(shè)有防爆裝置。防爆裝置的通常做法是在人口官道上加個(gè)安全防爆閥門。 (8)當(dāng)粉塵粘性較小時(shí)，最大允許含塵質(zhì)量濃度與旋風(fēng)筒直徑有關(guān)，即直徑越大其允許含塵質(zhì)量濃度也越大。 5.2選型步驟 A型打磨機(jī)有8臺(tái)，每臺(tái)產(chǎn)生的微塵氣流量為1.175m3/s，共產(chǎn)生微塵氣流量為1.175×8=9.4m3/s；B型打磨機(jī)有6臺(tái)，每臺(tái)產(chǎn)生的微塵氣流量為0.434m3/s，共產(chǎn)生微塵氣流量0.434×6=2.604m3/s；所以在操作溫度和壓力下A型打磨機(jī)和B型打磨機(jī)所產(chǎn)生的微塵氣流量之和Q=12.004m3/s，入口風(fēng)速v=18.4m/s，選用4個(gè)XLP/A-10.6型旋風(fēng)除塵器并聯(lián)使用進(jìn)行除塵，旋風(fēng)除塵器的上筒體直徑Φ1=1.06m，器體全高H=4.62m，入口管寬高為0.315m×0.630m，入口管法蘭中心高為0.36m×0.676m，排出管直徑Φ2=0.63m，排出口法蘭中心距Φ3=0.676m，排出口直徑Φ4=0.165m，排灰口法蘭中心距離Φ=0.197m，入口管中心至支架平面距離C1=0.591m，入口管中心至器體中至支架平面距離C2=1.185m，入口管中心至排出管上平面距離C3=0.685m，質(zhì)量X型為497.97kg，B型為393.29kg。 5.3設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）除塵器阻力的確定 含塵氣體經(jīng)過旋風(fēng)除塵器時(shí)，與經(jīng)過管道一樣，由于阻力的作用而產(chǎn)生壓強(qiáng)損失，壓強(qiáng)損失等于氣體在除塵器入口處與出去處的壓強(qiáng)差。除塵器的壓強(qiáng)損失一般有幾千至幾百毫米水柱，計(jì)算公式如下： ?P=0.5ζρv2 參考《除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4-9的到局部阻力系數(shù)ζ=5.7，可得 ?P=0.5ζρv2=0.5×5.7×1.204×172=991.6Pa 所以除塵器局部壓強(qiáng)損失為991.6Pa。 （2）除塵效率的確定 粉塵分布如下表： 平均粒徑d(μm) 粒級(jí)分布f(%) 累計(jì)粒級(jí)分布f′(%) 25 3 3 50 7 10 75 13 23 100 70 93 125 6 99 150 1 100 旋風(fēng)除塵器對(duì)25μm微粒去除效率 η=1-exp-πNVcD2ρpart9Wiμ 式中N為微粒通過距離為旋風(fēng)除塵器直徑的倍數(shù)，取5；Vc為進(jìn)口風(fēng)速，取17m/s，D為微粒粒徑，取25μm，ρpart為微粒的密度，取2700kg/m3；Wi為旋風(fēng)除塵器的入口寬度，取0.315m；空氣的動(dòng)力粘度μ=1.8×10-5kg/ms，可計(jì)算得到 η=1-exp-πNVcD2ρpart9Wiμ =1-exp-5π×17×（25×10-6）2×27009×0.315×1.8×10-5=99.98% 達(dá)到要求的除塵效率。 旋風(fēng)除塵器對(duì)50μm微粒去除效率 η=1-exp-πNVcD2ρpart9Wiμ 式中N為微粒通過距離為旋風(fēng)除塵器直徑的倍數(shù)，取5；Vc為進(jìn)口風(fēng)速，取17m/s，D為微粒粒徑，取50μm，ρpart為微粒的密度，取2700kg/m3；Wi為旋風(fēng)除塵器的入口寬度，取0.315m；空氣的動(dòng)力粘度μ=1.8×10-5kg/ms，可計(jì)算得到 η=1-exp-πNVcD2ρpart9Wiμ =1-exp-5π×17×（50×10-6）2×27009×0.315×1.8×10-5=100.00% 達(dá)到要求的除塵效率。 旋風(fēng)除塵器對(duì)75μm微粒去除效率 η=1-exp-πNVcD2ρpart9Wiμ 式中N為微粒通過距離為旋風(fēng)除塵器直徑的倍數(shù)，取5；Vc為進(jìn)口風(fēng)速，取17m/s，D為微粒粒徑，取75μm，ρpart為微粒的密度，取2700kg/m3；Wi為旋風(fēng)除塵器的入口寬度，取0.315m；空氣的動(dòng)力粘度μ=1.8×10-5kg/ms，可計(jì)算得到 η=1-exp-πNVcD2ρpart9Wiμ =1-exp-5π×17×（75×10-6）2×27009×0.315×1.8×10-5=100.00% 達(dá)到要求的除塵效率。 旋風(fēng)除塵器對(duì)100μm微粒去除效率 η=1-exp-πNVcD2ρpart9Wiμ 式中N為微粒通過距離為旋風(fēng)除塵器直徑的倍數(shù)，取5；Vc為進(jìn)口風(fēng)速，取17m/s，D為微粒粒徑，取100μm，ρpart為微粒的密度，取2700kg/m3；Wi為旋風(fēng)除塵器的入口寬度，取0.315m；空氣的動(dòng)力粘度μ=1.8×10-5kg/ms，可計(jì)算得到 η=1-exp-πNVcD2ρpart9Wiμ =1-exp-5π×17×（100×10-6）2×27009×0.315×1.8×10-5=100.00% 達(dá)到要求的除塵效率。 旋風(fēng)除塵器對(duì)125μm微粒去除效率 η=1-exp-πNVcD2ρpart9Wiμ 式中N為微粒通過距離為旋風(fēng)除塵器直徑的倍數(shù)，取5；Vc為進(jìn)口風(fēng)速，取17m/s，D為微粒粒徑，取125μm，ρpart為微粒的密度，取2700kg/m3；Wi為旋風(fēng)除塵器的入口寬度，取0.315m；空氣的動(dòng)力粘度μ=1.8×10-5kg/ms，可計(jì)算得到 η=1-exp-πNVcD2ρpart9Wiμ =1-exp-5π×17×（125×10-6）2×27009×0.315×1.8×10-5=100.00% 達(dá)到要求的除塵效率。 旋風(fēng)除塵器對(duì)150μm微粒去除效率 η=1-exp-πNVcD2ρpart9Wiμ 式中N為微粒通過距離為旋風(fēng)除塵器直徑的倍數(shù)，取5；Vc為進(jìn)口風(fēng)速，取17m/s，D為微粒粒徑，取150μm，ρpart為微粒的密度，取2700kg/m3；Wi為旋風(fēng)除塵器的入口寬度，取0.315m；空氣的動(dòng)力粘度μ=1.8×10-5kg/ms，可計(jì)算得到 η=1-exp-πNVcD2ρpart9Wiμ =1-exp-5π×17×（150×10-6）2×27009×0.315×1.8×10-5=100.00% 達(dá)到要求的除塵效率。 6通風(fēng)機(jī)的選型 6.1 風(fēng)量 通風(fēng)機(jī)風(fēng)量由下式計(jì)算的得到： Qr=kQ1kQ2Q 式中 Qr—?dú)怏w總流量，m3/s； kQ1——設(shè)備漏風(fēng)附加系數(shù)，取1.2； kQ2——管網(wǎng)漏風(fēng)附加系數(shù)，取1.15。 所以求得風(fēng)量為： Qr=kQ1kQ2Q=1.2×1.15×12.004m3/s=16.566 m3/s=59636m3/h 6.2 全壓 式中 所以風(fēng)管的總沿程損失為937.7+27.7+7.3+24.3+7.1+991.6+15.3+23.5= 2034.5Pa。 Pf——風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，Pa； p——管網(wǎng)總壓力損失，Pa； ps——設(shè)備壓力損失，Pa； kp1——管網(wǎng)壓力損失附加系數(shù)，取1.1； kp2——風(fēng)機(jī)全壓負(fù)差系數(shù)，取1.1； 其中取kp1=1.1 ，kp2=1.1，p=3240.48Pa， ps=1002Pa。得： 6.3.通風(fēng)機(jī)的選型原則 （1）在選擇通風(fēng)機(jī)前，應(yīng)了解國(guó)內(nèi)通風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量情況，如生產(chǎn)的通風(fēng)機(jī)品種、規(guī)格和各種產(chǎn)品的特殊用途，以及生產(chǎn)廠商產(chǎn)品質(zhì)量、后續(xù)服務(wù)等情況綜合考察。 （2）根據(jù)通風(fēng)機(jī)輸送氣體的性質(zhì)的不同，選擇不同用途的通風(fēng)機(jī)。 （3）在通風(fēng)機(jī)選擇性能圖表查得有兩種以上的通風(fēng)機(jī)可供選擇時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇效率較高、機(jī)號(hào)較小、調(diào)節(jié)范圍較大的一種。 （4）在選擇通風(fēng)機(jī)時(shí)，應(yīng)盡量避免采用通風(fēng)機(jī)并聯(lián)或串聯(lián)工作。當(dāng)通風(fēng)機(jī)聯(lián)合工作時(shí)，應(yīng)盡可能選擇同型號(hào)同規(guī)格的通風(fēng)機(jī)并聯(lián)或串聯(lián)工作；當(dāng)采用串聯(lián)時(shí)，第一季痛風(fēng)性到第二級(jí)通風(fēng)機(jī)之間應(yīng)有一定的管路聯(lián)結(jié)。 （5）原有除塵系統(tǒng)更換用新風(fēng)機(jī)應(yīng)考慮充分利用原有設(shè)備、適合現(xiàn)場(chǎng)安裝及安全運(yùn)行等問題。 結(jié)合上述計(jì)算，參考《除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8-15，,選擇使用6-30型普通中壓風(fēng)機(jī)，風(fēng)量為2210-17300m3/h、全壓為1785-4355Pa，功率為1~37KW。 7 輸排灰裝置的設(shè)計(jì) 除塵器收集的粉塵需要從除塵器排出并輸送到適當(dāng)?shù)奈恢眉右詢?chǔ)存、回收、利用。因此，輸排灰系統(tǒng)是除塵工程設(shè)計(jì)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，是除塵系統(tǒng)不可缺少的組成部分。輸排灰系統(tǒng)包括排灰裝置、輸灰裝置和儲(chǔ)運(yùn)裝置等。 7.1卸灰閥的選擇 卸塵量為124kg/h，參考《除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表5-2可選用D70型圓錐式卸塵閥，D=70mm，H=450mm，F(xiàn)=30mm，M=340mm，P=160mm。 7.2螺旋輸送機(jī)計(jì)算 （1）螺旋直徑 查表得物料填充系數(shù) ，物料綜合特性經(jīng)驗(yàn)系數(shù) K=0.0565，校正系數(shù)C=1.0。計(jì)算得到螺旋運(yùn)輸機(jī)的螺旋直徑為 D=K×2.5QψρC=0.027m 小于規(guī)格中的最小直徑，所以選用最小直徑為150mm作為螺旋運(yùn)輸機(jī)的直徑。 （2）螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速 n==90r/min 參考《除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表5-8，物料綜合特性系數(shù) A=35。校核填充系數(shù)==0.084，值低于推薦值很多，故降低螺旋軸轉(zhuǎn)速，以提高螺旋機(jī)的壽命。.取n=30r/min，則=0.252。正好在推薦范圍內(nèi)，最后確定D=150mm，n=30r/min。 （3）螺旋輸送機(jī)的功率 螺旋運(yùn)輸機(jī)軸功率 P==0.003kW 始終取k=1.2，=3.2， 輸送機(jī)長(zhǎng)度取L=6m。 取驅(qū)動(dòng)裝置總效率η=0.94，則額定功率 P==0.0032kW 8煙囪設(shè)計(jì) 8.1煙囪出口尺寸計(jì)算 煙囪截面積可由下式求出： S=Qg/3600vg 式中 S——排氣筒出口截面積，m2； Qg——煙氣量，m3/h； vg——煙氣自煙囪口排出的速度，m/s。 取vg=16m/s。計(jì)算得到S=0.75m2，直徑D=0.98m。由于此排氣裝置非正式煙囪，故高度可以放低，材料也可以不用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。高度取10m，材料用薄鋼管。 8.2 風(fēng)帽設(shè)計(jì) 為了防止雨水的侵蝕，通常在其頭部加裝風(fēng)帽，這已成一種約定俗成的組合。其常見的做法是在排氣筒出口加裝傘形風(fēng)帽。其結(jié)構(gòu)尺寸為傘蓋直徑2.88m 傘蓋距排氣筒出口距離0.72m，傾角：15°。 圖4 傘形風(fēng)帽 9工程經(jīng)濟(jì)概算 9.1 工程投資 （1） 除塵器 旋風(fēng)除塵器的價(jià)格可根據(jù)其處理能力還估計(jì)，每處理10000m3/h的價(jià)格約在2.2萬元左右。本系統(tǒng)處理量為43214m3/h，故除塵器價(jià)格約為9.5萬元。 （2） 風(fēng)管 風(fēng)管目前市場(chǎng)價(jià)約為60元/m。本系統(tǒng)總長(zhǎng)123m，買130m，故花費(fèi)7800元。 （3） 柜式集氣罩 柜式集氣罩價(jià)格約為400元/個(gè)。本系統(tǒng)共用6個(gè)，所以花費(fèi)2400元。 側(cè)吸罩價(jià)格約為400元/個(gè)。本系統(tǒng)共用8個(gè)，所以花費(fèi)3200元。 集氣罩總花費(fèi)為5600元。 （4） 風(fēng)機(jī) 高壓風(fēng)機(jī)9-26型號(hào)型風(fēng)機(jī)市場(chǎng)報(bào)價(jià)格1900元，購買一臺(tái)。 如果不考慮粉塵的回收，整個(gè)通風(fēng)除塵系統(tǒng)的建設(shè)投資為11.03萬元。 9.2運(yùn)行費(fèi)用 （1） 電費(fèi) 系統(tǒng)的裝機(jī)容量按50kW計(jì)，全年工作按工作360每天工作10小時(shí)計(jì)，電費(fèi)按工業(yè)用電0.95元/千瓦時(shí)計(jì)，則全年電費(fèi)為：50×360×10×0.95=17.1萬元。 （2） 維修費(fèi)用 由于設(shè)備、管道均為鋼結(jié)構(gòu)，無易損部件，所以全年的維修費(fèi)按總投資的2%計(jì)，即2200元。 由此可知，系統(tǒng)每年的運(yùn)行費(fèi)用為17.12萬元。 表4 工程投資表 序號(hào) 名稱 規(guī)格型號(hào) 數(shù)量 單價(jià)（元） 總價(jià)（萬元） 1 旋風(fēng)除塵器 XLP/A-10.6型 4 2.2萬元/10000m3 9.5 2 風(fēng) 管 自制 130 60元/m 0.78 3 柜式集氣罩 自制 8 400 0.32 4 平口集氣罩 自制 6 400 0.24 5 風(fēng) 機(jī) 6-30型 1 1900 0.19 合計(jì) 11.03萬元 10感言與致謝 時(shí)間過得真快，轉(zhuǎn)眼間為期一周的“大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)”已臨近尾聲。這次課設(shè)是我們學(xué)完《大氣污染控制工程》這門專業(yè)課后一次個(gè)人獨(dú)自完成的課設(shè)。在設(shè)計(jì)中，既要完成旋風(fēng)分離器各個(gè)組成部分的計(jì)算、選型，還要用CAD繪制出相應(yīng)比例的圖紙。 在設(shè)計(jì)過程中，難點(diǎn)在于計(jì)算后的選型。這時(shí)，需要我們充分發(fā)揮出查閱資料的能力。記得上學(xué)期做“環(huán)境工程原理課程設(shè)計(jì)”時(shí)，我們同樣查閱了大量資料和文獻(xiàn)進(jìn)行選型，因此，這次課設(shè)中查閱資料就容易入手。 當(dāng)然，本次課設(shè)不僅僅鍛煉我們個(gè)人的設(shè)計(jì)能力，也需要我們小組成員之間密切交流，共同探討遇到的難題，互相分享設(shè)計(jì)過程中的心得以便取長(zhǎng)補(bǔ)短，提高效率。在這里，我要感謝每一個(gè)做“旋風(fēng)分離器設(shè)計(jì)”的同學(xué)，同時(shí)，也感謝10級(jí)的龔宇鵬、孟玉軸學(xué)長(zhǎng)在課設(shè)中就計(jì)算和選型部分給與的建議和指導(dǎo)。 另外，由于從大二開始我就加入了“楊家寬老師的課題組”，在張偉師兄的帶領(lǐng)下，我在文獻(xiàn)寫作、文獻(xiàn)查閱等方面取得了很大的進(jìn)步，我也多次參加課題組關(guān)于文獻(xiàn)查閱的培訓(xùn)。這次課程設(shè)計(jì)的完成要感謝楊老師以及課題組里給與指導(dǎo)的師兄、師姐。 最后，感謝學(xué)院給予我們這次課程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，這既是對(duì)我們平時(shí)學(xué)習(xí)課程的復(fù)習(xí)，鞏固了專業(yè)知識(shí)，也對(duì)相關(guān)的課題與設(shè)計(jì)有了一定的了解。由于課設(shè)只有一周的時(shí)間，因此我的設(shè)計(jì)在很多方面還有不足之處，希望老師能夠批評(píng)指正，讓我有更大的進(jìn)步。 我相信，這次課設(shè)并沒有結(jié)束，這只是我在專業(yè)課課設(shè)道路的一個(gè)開始，我將更好的面對(duì)接下來的其他專業(yè)課課程設(shè)計(jì)。 11附錄 [1] 孫一堅(jiān). 工業(yè)通風(fēng). 中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 1985 [2] 唐敬麟, 張祿虎. 除塵裝置系統(tǒng)及設(shè)備設(shè)計(jì)選用手冊(cè). 化學(xué)工業(yè)出版社. 2004 [3] 張殿印, 王純. 除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè). 化學(xué)工業(yè)出版社, 2003 [4] 胡傳鼎. 通風(fēng)除塵設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè). 化學(xué)工業(yè)出版社, 2003 [5] 張殿印,王純.除塵器手冊(cè). 化學(xué)工業(yè)出版社, 2005 [6] 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（TJ36-79） [7] 國(guó)家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB16297-1997） [8] 工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)（GB12348--90） [9] 通風(fēng)機(jī)噪聲限值，JB/TQn341-4 28