打磨車(chē)間通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)（課程設(shè)計(jì)） (2),打磨車(chē)間通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)（課程設(shè)計(jì)）,(2),打磨,車(chē)間,通風(fēng),透風(fēng),除塵,系統(tǒng),設(shè)計(jì),課程設(shè)計(jì) 《大氣污染控制工程》課程設(shè)計(jì) 打磨車(chē)間通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師：楊家寬教授 課設(shè)編寫(xiě)者：戴世金 班 級(jí)：環(huán)境工程1102班 學(xué) 號(hào)：U201115862 2014年5月23日 設(shè)計(jì)任務(wù) 一、設(shè)計(jì)題目 打磨車(chē)間通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)（選用旋風(fēng)除塵器） 二、課程設(shè)計(jì)資料 1、打磨機(jī)及車(chē)間布置 本打磨車(chē)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(lèi)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(chē)間位于廠房的二樓，二樓地面標(biāo)高為4.0m。打磨車(chē)間的平面圖如圖1所示。 圖1 打磨車(chē)間平面布置圖 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。 三、設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟 1、設(shè)計(jì)基本內(nèi)容 （1）集氣罩的設(shè)計(jì)； （2）風(fēng)管的設(shè)計(jì)； （3）除塵器的設(shè)計(jì)； （4）除塵系統(tǒng)整體平面布置設(shè)計(jì)； （5）排氣煙囪的設(shè)計(jì)； （6）風(fēng)機(jī)和消聲器的選擇 （7）輸排灰裝置的設(shè)計(jì) （8）工程概預(yù)算 2、設(shè)計(jì)步驟 （1） A、B型打磨機(jī)的吸氣罩設(shè)計(jì)，要求對(duì)A型與B型打磨機(jī)的粉塵收集分別選用不同類(lèi)型的吸氣罩，總風(fēng)量的計(jì)算； （2） 旋風(fēng)除塵器的選擇（由總風(fēng)量確定除塵器直徑，根據(jù)選型原則和除塵器直徑選擇合適的除塵器，計(jì)算除塵器的阻力和效率）； （3） 整體除塵系統(tǒng)的平面布置設(shè)計(jì)，要求根據(jù)提供的風(fēng)向圖和車(chē)間的位置，合理考慮除塵器、風(fēng)機(jī)及煙囪的合理布置。 （4） 風(fēng)管布置及沿程損失的計(jì)算； （5） 根據(jù)風(fēng)量和分壓進(jìn)行風(fēng)機(jī)的選型； （6） 排灰系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（卸灰閥的選擇，粉塵量的計(jì)算，螺旋輸送機(jī)的選擇與計(jì)算，貯灰罐的設(shè)計(jì)）； （7） 煙囪的設(shè)計(jì)； （8） 標(biāo)高計(jì)算； （9） 工程經(jīng)濟(jì)計(jì)算。 四、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容及要求 (一)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)文本結(jié)構(gòu) 1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 2、課程設(shè)計(jì)目錄 3、課程設(shè)計(jì)正文 4、致謝 5、附錄 6、參考文獻(xiàn) (二)對(duì)以上內(nèi)容的要求 1、第1條的要求由指導(dǎo)教師把關(guān) 2、文本每頁(yè)右下角必須有頁(yè)碼，目錄中必須標(biāo)明頁(yè)碼。 3、課程設(shè)計(jì)正文內(nèi)容序號(hào)為：一、二、三、…；⒈、⒉、⒊、…；(1)、(2)、(3)、...。 整理后的說(shuō)明書(shū)應(yīng)編有章節(jié)目錄，設(shè)計(jì)任務(wù)，原始資料和設(shè)計(jì)要求放在說(shuō)明書(shū)最前。 該課程設(shè)計(jì)要求表述詳細(xì)和計(jì)算精確。要求論理正確、論據(jù)確鑿、邏輯性強(qiáng)、層次分明、表達(dá)確切。有關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算應(yīng)按流程的先后次序分章節(jié)編寫(xiě)。 對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中所獲得的主要的數(shù)據(jù)、現(xiàn)象進(jìn)行定性或定量分析，得出結(jié)論和推論。 對(duì)所采用的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和參數(shù)選?。ǚ从沉嗽O(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想及設(shè)計(jì)原則）應(yīng)做必要的說(shuō)明或明確指明參考設(shè)計(jì)手冊(cè)的出處。 4、致謝：簡(jiǎn)述自己該課程設(shè)計(jì)報(bào)告的體會(huì)，并對(duì)指導(dǎo)教師以及協(xié)助完成報(bào)告的有關(guān)人員表示謝意。 5、參考文獻(xiàn)：為了反映文稿的科學(xué)依據(jù)和作者尊重他人研究成果的嚴(yán)肅態(tài)度以及向讀者提出有關(guān)信息的出處，正文中應(yīng)按順序在引用參考文獻(xiàn)處的文字右上角用［］標(biāo)明，［］中序號(hào)應(yīng)與“參考文獻(xiàn)”中序號(hào)一致，正文之后則應(yīng)刊出參考文獻(xiàn)，并列出只限于作者親自閱讀過(guò)的最主要的發(fā)表在公開(kāi)出版物上的文獻(xiàn)。 參考文獻(xiàn)的著錄，按著錄/題名/出版事項(xiàng)順序排列： 期刊——著者，題名，期刊名稱，出版年，卷號(hào)(期號(hào))，起始頁(yè)碼。 書(shū)籍——著者，書(shū)名、版次(第一版不標(biāo)注)，出版地，出版者，出版年，起始頁(yè)碼。 6、文字要求：文字通順，語(yǔ)言流暢，無(wú)錯(cuò)別字，一般情況下應(yīng)采用計(jì)算機(jī)打印成文。 五、圖紙內(nèi)容及要求 1、要求繪制的圖紙如下 （1）打磨車(chē)間除塵系統(tǒng)整個(gè)平面布置圖（注意圖紙大小選擇合適，圖形比例和尺寸標(biāo)注合適，能夠清楚地表達(dá)出管網(wǎng)布置、除塵器位置、風(fēng)機(jī)、煙囪的平面相對(duì)位置；除塵系統(tǒng)的布置要根據(jù)風(fēng)向和廠區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)，煙囪的排放點(diǎn)應(yīng)該放在主要辦公地點(diǎn)的下風(fēng)向）； （2）集氣罩詳細(xì)制作圖（能夠準(zhǔn)確地表達(dá)出集氣罩的各部分尺寸，能夠?qū)崿F(xiàn)按圖施工的要求）； （3）風(fēng)管布置圖（要求在圖中標(biāo)出各管段的管徑、風(fēng)量和壓力損失）； （4）旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)詳圖（要求標(biāo)注除塵器的主要尺寸）； （5）除塵系統(tǒng)高程布置圖（結(jié)合高程的分析計(jì)算，要求反映除塵系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的相對(duì)位置和高程的變化）。 2、圖紙要求：圖面整潔，布局合理，線條粗細(xì)均勻，圓弧連接光滑，尺寸標(biāo)注規(guī)范，使用計(jì)算機(jī)繪圖。 3 目錄 設(shè)計(jì)任務(wù) 1 一、 打磨工藝及污染物分析 1 1.1 打磨工藝介紹 1 1.2 打磨工藝的污染物分析 1 二、局部通風(fēng)系統(tǒng) 2 2.1 局部通風(fēng)系統(tǒng) 2 2.2 局部排風(fēng)系統(tǒng) 2 三、集氣罩 5 3.1 集氣罩介紹 5 2.2 集氣罩的設(shè)計(jì)選擇原則 6 2.3 吸氣罩的選擇 6 2.3.1 外部吸氣罩 6 2.3.2 吸氣罩的參數(shù) 7 2.4 集氣罩的計(jì)算 8 2.4.1有擋板的工作臺(tái)上側(cè)吸式集氣罩的設(shè)計(jì)[2] 8 2.4.2 外部傘式集氣罩的設(shè)計(jì) 9 2.4.3集氣罩計(jì)算結(jié)果匯總 10 四、通風(fēng)管道的設(shè)計(jì) 11 4.1 管道的材料與部件 11 4.1.1 管道材料 11 4.1.2 管道部件 12 4.2 管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 13 4.2.1 通風(fēng)管道布置 13 4.2.2 風(fēng)管管徑的計(jì)算 16 4.2.3 風(fēng)管總損失阻力計(jì)算 16 五、旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì) 23 5.1 旋風(fēng)除塵器的有效性分析 23 5.2 旋風(fēng)除塵器的選型 24 5.2.1 選型原則 24 5.2.2 選型步驟 25 5.3 除塵器阻力的計(jì)算 26 5.4 除塵器的效率 27 六、通風(fēng)機(jī)、消聲器、煙囪的選擇 29 6.1通風(fēng)機(jī)的選擇 29 6.1.1 風(fēng)機(jī)風(fēng)量的確定 29 6.1.2 風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓 29 6.1.3 風(fēng)機(jī)的選型 30 6.2消聲器的選擇 30 6.3 煙囪的選擇 31 6.3.1 煙囪設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 31 6.3.2 煙囪尺寸的計(jì)算 32 6.3.3 風(fēng)帽的設(shè)計(jì) 33 6.3.4 避雷設(shè)施 33 七、輸排灰系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 34 7.1 卸灰閥的選擇 34 7.2 粉塵量的計(jì)算 34 7.3 螺旋輸送機(jī)的選擇與計(jì)算 34 7.4 貯灰罐的設(shè)計(jì) 36 7.4.1 貯灰罐的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 36 7.4.2 貯灰倉(cāng)的尺寸計(jì)算 37 7.5 輸送車(chē) 37 八、標(biāo)高計(jì)算 39 九、工程經(jīng)濟(jì)概算 40 9.1 設(shè)備投資費(fèi)用 40 9.2 設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用 40 10、致謝 42 11、附錄 43 附錄1 打磨車(chē)間平面布置圖 43 附錄2 集氣罩詳細(xì)制作圖 43 附錄3 風(fēng)管布置圖 43 附錄4 旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)圖 43 附錄5 除塵系統(tǒng)高程布置圖 43 附錄6 除塵系統(tǒng)設(shè)備一覽表 43 附錄6 除塵系統(tǒng)設(shè)備一覽表 44 12、參考文獻(xiàn) 45 1 華中科技大學(xué)環(huán)境學(xué)院大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì) 一、打磨工藝及污染物分析 1.1 打磨工藝介紹 打磨是用砂紙、浮石、細(xì)石粉等摩擦介質(zhì)摩擦被涂物或涂膜表面，謂之打磨。是涂裝過(guò)程中的重要步驟，一般是手工作業(yè)，也可用風(fēng)動(dòng)或電動(dòng)器械進(jìn)行。打磨貫穿于整個(gè)涂裝過(guò)程中，不但白坯、打底或刮膩?zhàn)佣夹璐蚰ィ棵嫫岷笠惨蚰?。其功能為清除底材表面的毛刺、浮銹、油污、灰塵；清除涂層表面的粗顆粒及雜質(zhì)，獲得平整表面；對(duì)平滑的涂層表面要打磨至一定的粗糙度，增強(qiáng)涂層的附著力。 1.2 打磨工藝的污染物分析 鋁件打磨車(chē)間會(huì)產(chǎn)生一定量的鋁粉。鋁粉對(duì)人的眼睛和呼吸道有刺激作用。人吸入鋁粉后，會(huì)對(duì)健康帶來(lái)一定的影響，特別會(huì)危害人的肺部，表現(xiàn)為氣短，乏力和咳嗽等癥狀。 因此，打磨作業(yè)區(qū)域必須具有排風(fēng)裝置和鋁粉捕集裝置，并在具有良好照明和消防設(shè)施配置齊全的作業(yè)室內(nèi)進(jìn)行。以保證工人們正常的身體健康。 1.3 打磨車(chē)間的排放標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（TJ36-79），車(chē)間的鋁、氧化鋁、鋁合金粉塵均不能超過(guò)4mg/m3。 二、局部通風(fēng)系統(tǒng) 在機(jī)械、冶金、建材、化工、紡織、造紙等工業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)設(shè)備會(huì)在車(chē)間局部地點(diǎn)產(chǎn)生大量的余熱、余濕、粉塵和有害氣體等工業(yè)有害物，如不加以控制，將危及工作人員的身體健康，也會(huì)影響正常的生產(chǎn)過(guò)程。如果只是采用稀釋法對(duì)整個(gè)車(chē)間進(jìn)行通風(fēng)換氣，相應(yīng)的通風(fēng)設(shè)備和耗能就很大，而防止工業(yè)有害污染物室內(nèi)空氣最有效的方法就是在有害物產(chǎn)生地點(diǎn)直接捕集、處理和排除，這就是局部通風(fēng)的實(shí)質(zhì)。所以局部通風(fēng)就是局部氣流，使工作區(qū)域不受有害物的污染，以形成良好的局部工作環(huán)境。 局部通風(fēng)按其方式氛圍局部送風(fēng)和局部排風(fēng)兩大類(lèi)，兩者都是利用局部氣流來(lái)保證局部區(qū)域不受有害物的污染，進(jìn)而滿足室內(nèi)所需的衛(wèi)生要求。 2.1 局部通風(fēng)系統(tǒng) 局部送風(fēng)系統(tǒng)僅向房間局部工作地點(diǎn)送風(fēng)，造成局部地區(qū)良好的空氣環(huán)境的通風(fēng)方式稱為局部送風(fēng)。送風(fēng)的氣流應(yīng)不含有害物，氣流應(yīng)從人體前側(cè)上方傾斜地到達(dá)頭、頸和胸部，必要時(shí)可以從上向下送風(fēng)。如圖2-1所示為局部送風(fēng)中常用的一種——崗位吹風(fēng)或者稱為空氣淋浴，通常用來(lái)改善高溫操作人員的工作環(huán)境，適用于生產(chǎn)車(chē)間較大、工作地點(diǎn)比較固定的廠房。 圖2-1 局部機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng) 2.2 局部排風(fēng)系統(tǒng) 在工業(yè)生產(chǎn)中，常有粉塵或有害氣體產(chǎn)生。將有害物直接從產(chǎn)生處抽出，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?或不處理)排至室外，這種方法稱為局部排風(fēng)。局部排風(fēng)既能有效地防止有害物對(duì)人體的危害，又能大大減少通風(fēng)量，如圖2-2所示 圖2-2 車(chē)間局部排風(fēng)系統(tǒng)示意圖（左）、機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)（右） 在工業(yè)廠房中，污染物定點(diǎn)發(fā)生的情況很多，如電鍍車(chē)間的電鍍槽，工件清理的噴砂工藝，再如本設(shè)計(jì)中打磨車(chē)間的打磨工藝等。由于其產(chǎn)生污染物只是在整個(gè)生產(chǎn)線的某個(gè)工作點(diǎn)，如果這種情況對(duì)整個(gè)車(chē)間采用全面通風(fēng)方式，不利于有效控制污染物，反而會(huì)使污染物在室內(nèi)擴(kuò)散，其危害更大；當(dāng)污染物發(fā)生量大時(shí)，將污染物稀釋到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)以下所需的通風(fēng)量特別大，消耗的能耗也特別，而且車(chē)間空氣流速過(guò)大，將造成人體不適；相反，局部排風(fēng)系統(tǒng)就能有效控制污染物在室內(nèi)的傳播，而且排放量小，能耗也小。 由此可見(jiàn)，我們可以采用局部排風(fēng)凈化系統(tǒng)來(lái)控制噴漆車(chē)間的污染物。它由以下幾個(gè)部分組成： 圖2-3 局部排風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單流程圖 (1)集氣罩：用來(lái)捕集污染空氣的，其性能對(duì)凈化系統(tǒng) 的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有直接的影響。由于污染源設(shè)備結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)操作工藝的不同、集氣罩的形式是多種多樣的。 (2)風(fēng)管：在凈化系統(tǒng)中用以輸送氣流的管道稱為風(fēng)管，通過(guò)風(fēng)管使系統(tǒng)的設(shè)備和部件連成一個(gè)整體。 (3)凈化設(shè)備：為了防止大氣污染 ，當(dāng)排氣中污染物含量超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，必須采用凈化設(shè)備進(jìn)行處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后 ，才能排人大氣。 (4)風(fēng)機(jī)：系統(tǒng)中氣體流動(dòng)的動(dòng)力。為了防止風(fēng)機(jī)的磨損和腐蝕，通常把風(fēng)機(jī)設(shè)在凈化裝備的后面。 (5)煙囪：煙囪是凈化系統(tǒng)的排氣裝置。由于凈化后的煙氣中仍含有一定量的污染物。這些污染物在大氣中擴(kuò)散、稀釋，并最終沉降到地面。為了保證污染物的地面濃度不超過(guò)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，煙囪必須具有一定高度。 三、集氣罩 3.1 集氣罩介紹 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(shí)防止其向生產(chǎn)車(chē)間及大氣擴(kuò)散，造成污染。其性能對(duì)凈化系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有直接的影響。由于污染源設(shè)備結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)操作工藝的不同、集氣罩的形式是多種多樣的。常用的集氣罩形式如下表所示： 表3-1 集氣罩的形式及特點(diǎn) 序號(hào) 名稱 原理 特點(diǎn) 1 密閉罩 將污染源的局部或整體密閉起來(lái)，在罩內(nèi)保持一定負(fù)壓，可防止污染物的任意擴(kuò)散 所需排風(fēng)量最小，控制效果最好，且不受室內(nèi)氣流干擾，設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先選用。 2 排氣柜 排氣柜可使產(chǎn)生有害煙塵的操作在柜內(nèi)進(jìn)行 排氣口在操作口對(duì)面，操作口氣流分布較均勻，有害氣體外逸的可能性較小；排氣口設(shè)在柜頂，操作口上部形成較大進(jìn)氣流速，而下部進(jìn)氣流速較小，氣柜內(nèi)易形成渦流，可能造成有害氣體外逸；在對(duì)面和頂部同時(shí)設(shè)置排氣口。 3 外部吸排氣罩 通過(guò)罩的抽吸作用，在污染源附近把污染物全部吸收起來(lái)的集氣罩。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便；但所需排風(fēng)量較大，且易受室內(nèi)橫向氣流的干擾，捕集效率較低。常見(jiàn)形式：頂吸罩、側(cè)面吸罩、底吸罩、槽邊吸氣罩 4 接受式集氣罩 接受由生產(chǎn)過(guò)程（如熱過(guò)程、機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程）中產(chǎn)生或誘導(dǎo)出來(lái)的污染氣流的一種排氣罩 罩口外的氣流運(yùn)動(dòng)不是由于罩子的抽吸作用，而是由于生產(chǎn)本身過(guò)程產(chǎn)生。 2.2 集氣罩的設(shè)計(jì)選擇原則 （1）改善排放粉塵有害物的工藝和環(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包圍起來(lái)。 （3）決定集氣罩的安裝位置和排氣方向。 （4）決定開(kāi)口周?chē)沫h(huán)境條件。 （5）防止集氣罩周?chē)奈闪鳌? （6）決定控制風(fēng)速。 2.3 吸氣罩的選擇 2.3.1 外部吸氣罩 由于工藝條件的限制，生產(chǎn)設(shè)備不能密閉時(shí)，可把排風(fēng)罩設(shè)在污染源附近，依靠罩口的抽吸作用，在污染源發(fā)散地點(diǎn)造成一定的氣流運(yùn)動(dòng)，把污染物吸入罩內(nèi)。這類(lèi)排風(fēng)罩統(tǒng)稱為外部吸氣罩。實(shí)際的罩口具有一定的面積，為了了解吸氣的氣流流動(dòng)規(guī)律，可以假象罩口為一個(gè)吸氣點(diǎn)，即點(diǎn)匯吸氣口，然后推廣到實(shí)際的罩口（圓形或矩形）的吸氣氣流運(yùn)動(dòng)規(guī)律。根據(jù)這些規(guī)律就可以確定外部罩的排風(fēng)量。 外部罩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，可分為側(cè)吸式和上吸式兩類(lèi)。由于吸氣罩的形狀大都和傘相似，所以這類(lèi)罩簡(jiǎn)稱傘形罩。如圖 圖3-1 側(cè)吸式外部罩（左）和上吸式外部罩（右） 為了減少橫向或縱向氣流的影響和罩口的吸氣范圍，工藝條件允許時(shí)應(yīng)在罩口四周設(shè)固定或活動(dòng)擋板，以提高吸氣性能。 對(duì)于本次設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，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）。對(duì)A型打磨機(jī)采用有擋板的側(cè)吸式集氣罩,對(duì)B型打磨機(jī)采用上部傘式集氣罩。如下表所示： 表3-2 設(shè)計(jì)中選用的集氣罩 區(qū)域 設(shè)備臺(tái)數(shù) 設(shè)備工藝 尺寸 排風(fēng)罩形式 有害物成分 設(shè)計(jì)參數(shù) 第一 工作 區(qū)域 8 打磨平臺(tái) 700×600 有擋板的側(cè)吸式外部罩 粉塵 距離地面1.2m A型產(chǎn)塵量為8kg/h 第二 工作 區(qū)域 6 打磨平臺(tái) 600×600 外部傘式集氣罩 粉塵 距離地面1.2m B型產(chǎn)塵量為10kg/h 2.3.2 吸氣罩的參數(shù) 吸氣罩的結(jié)構(gòu)、吸入氣流速度分布、罩口壓力損失的變化，都會(huì)影響排風(fēng)量。計(jì)算排風(fēng)量的關(guān)鍵是確定和，見(jiàn)圖3-2所示。 圖3-2 吸氣罩的控制參數(shù) 為控制點(diǎn)至罩口的距離。為控制風(fēng)速，也就是保障粉塵能被全部吸入罩內(nèi)，在控制點(diǎn)上必須具有的吸入速度?？刂骑L(fēng)速可由下表確定： 表3-3 控制點(diǎn)的控制風(fēng)速 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(lái)，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(lái)，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 2.4 集氣罩的計(jì)算 2.4.1有擋板的工作臺(tái)上側(cè)吸式集氣罩的設(shè)計(jì)[2] 圖3-3 側(cè)吸式集氣罩計(jì)算圖 集氣罩排風(fēng)量的計(jì)算公式為 式中 Q——集氣罩排風(fēng)量，m3。 ——取控制點(diǎn)至罩口距離，m。 F ——集氣罩截面積，m2。 ——控制風(fēng)速m/s。 取控制點(diǎn)至罩口距離，設(shè)計(jì)集氣罩長(zhǎng)，寬 集氣罩截面積 根據(jù)表3-3，取控制風(fēng)速 單個(gè)集氣罩設(shè)計(jì)排風(fēng)量 取集氣罩出口管徑， 出口管內(nèi)氣體流速 2.4.2 外部傘式集氣罩的設(shè)計(jì) 圖3-4 外部傘式集氣罩計(jì)算圖 設(shè)有一面擋板的傘式集氣罩 單個(gè)設(shè)計(jì)排風(fēng)量 式中 Q——集氣罩排風(fēng)量，m3； C ——罩口敞開(kāi)面周長(zhǎng)，m； H——罩口距離有塵霧源的距離，m； V0——罩口上平均流速，m/s。 K——安全系數(shù)。 罩口距離有塵霧源的距離,計(jì)算得，取 依據(jù)除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)[2]，開(kāi)口斷面流速（即罩口上平均流速）可以從下表中選取： 表3-4 開(kāi)口斷面流速 罩子形式 斷面流速m/s 罩子形式 斷面流速m/s 未設(shè)擋板 1.0~1.27 兩面擋板 0.76~0.9 一面擋板 0.9~1.0 三面擋板 0.5~0.76 取罩口上平均流速=，系數(shù)， 單個(gè)設(shè)計(jì)排風(fēng)量 集氣罩尺寸計(jì)算: 罩口長(zhǎng) 罩口寬 取集氣罩出口管徑， 出口管內(nèi)氣體流速 集氣罩總排風(fēng)量 2.4.3集氣罩計(jì)算結(jié)果匯總 表3-4 集氣罩尺寸匯總 集氣罩 控制點(diǎn)至罩口距離x 集氣罩長(zhǎng) 集氣罩寬 集氣罩出口管徑 側(cè)吸式 0.230m 0.6m 0.3m 230mm 外部傘式 0.276m 0.92m 0.82m 220mm 由計(jì)算數(shù)據(jù)，可畫(huà)出集氣罩的詳圖見(jiàn)附圖2 第 45 頁(yè) 共 54 頁(yè) 四、通風(fēng)管道的設(shè)計(jì) 通風(fēng)管道是通風(fēng)系統(tǒng)的重要組成部分。設(shè)計(jì)計(jì)算的目的是，在保證要求的風(fēng)量分配前提下，合理確定風(fēng)管布置和尺寸，使系統(tǒng)的初投資和運(yùn)行費(fèi)用綜合最優(yōu)。 4.1 管道的材料與部件 4.1.1 管道材料 除塵管道的材料包括普通材料和耐磨材料、管道的部件包括風(fēng)管檢查孔、測(cè)孔、彎頭、三通、四通、風(fēng)機(jī)出口和管道閥門(mén)等，這些都是除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)和正常運(yùn)行不可缺少的部分。 除塵管道最常用的材料是Q235鋼板。由鋼板制作的管道具有堅(jiān)固、耐用、造價(jià)低、易于制作安裝等一些列優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于不同的系統(tǒng)，因其輸送的氣體性質(zhì)不同，并考慮到適用強(qiáng)度的要求，必須選用不同厚度的鋼板制作。根據(jù)《除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》[2]，除塵管道常用的鋼板厚度見(jiàn)表4-1 表4-1 除塵管道壁厚 （單位：mm) 管徑 直管部分 彎管部分 管徑 直管部分 彎管部分 D3000 8~10 14~16 D800~1500 5~6 8~12 根據(jù)集氣罩的計(jì)算結(jié)果，出口管徑都小于300mm，但是鋁件打磨的粉塵對(duì)管道的磨損較大，因此管徑壁厚可以取直管部分為3mm，彎管部分為5mm。 由于本設(shè)計(jì)中管徑較小、管內(nèi)流速較高，我們采用圓形管道。 4.1.2 管道部件 管道的部件包括很多，下圖是常見(jiàn)的一些管件形式。應(yīng)該指出的是，我們首先考慮的是阻力的大小，其實(shí)是制作難易。但是不是所有管件的阻力小就采用，而是視除塵官網(wǎng)壓力平衡的情況而定 表4-2 管件的形式 名稱 阻力較小 阻力較大 彎頭 三通 變徑管 風(fēng)機(jī)出口 閥門(mén) 閥門(mén)可定義為截?cái)?、接通流體（含粉體）通路或改變流向、流量及壓力值的裝置。閥門(mén)種類(lèi)很多，分類(lèi)方法也有多種，在除塵工程中我們用的最多的是蝶閥，因此本設(shè)計(jì)中我們也采用YJ-SDF手動(dòng)蝶閥作為閥門(mén)，其基本外形如圖4-1所示。 圖4-1 YJ-SDF手動(dòng)蝶閥外形 1-閥體 2-鎖緊裝置 3-手柄 4-碟板 5-閥軸 6-軸承 4.2 管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 4.2.1 通風(fēng)管道布置 A.布置原則 在布置風(fēng)管時(shí)，首先要選定進(jìn)風(fēng)、送風(fēng)、排風(fēng)口和空氣處理設(shè)備、風(fēng)機(jī)的位置，同時(shí)對(duì)風(fēng)管安裝的可能條件做出估計(jì)；其次要注意少占省空間，與室內(nèi)布置密切配合，不影響工藝操作；還要便于安裝、調(diào)節(jié)和維修。 除塵風(fēng)管盡可能減少水平敷設(shè)，風(fēng)管與水平面的夾角應(yīng)大于所排粉塵的自然堆積角，一般為45~60°；如風(fēng)管水平敷設(shè)，應(yīng)設(shè)置清掃孔。以防止水平管道被積塵堵塞。支管應(yīng)從主管的上面或側(cè)面連接。 在輸送含有蒸汽、霧滴的氣體時(shí)，應(yīng)保證風(fēng)管有不小于0.005的坡度，以能排除積液，并在風(fēng)管的最低點(diǎn)和通風(fēng)機(jī)的底部裝設(shè)水封泄液管。 風(fēng)管上應(yīng)設(shè)置必要的調(diào)節(jié)和測(cè)量裝置(如閥門(mén)、壓力表、溫度計(jì)、風(fēng)量和風(fēng)速側(cè)孔，采樣孔等)，或者預(yù)留安裝測(cè)量裝置的接口。調(diào)節(jié)和測(cè)量裝置應(yīng)布置在便于操作和觀察的部位。 風(fēng)管的布置應(yīng)力求簡(jiǎn)單、順直，避免復(fù)雜的局部構(gòu)件。彎頭、三通局部構(gòu)件布置要得當(dāng)，風(fēng)管連接要合理，以減少阻力和噪音。 B.布置方案 共有兩種布置的方案，我們通過(guò)比較選擇一種較佳的設(shè)計(jì)方案。 圖4-2 管道的布置方案1 圖4-3 管道的布置方案2 兩種方案的比較如下表所示： 表4-3 兩種布置方案的比較 項(xiàng)目 長(zhǎng)度 局部構(gòu)件 阻力 噪音 方案1 稍短 多 大 較大 方案2 長(zhǎng) 少 小 較小 由于課設(shè)中已有不少同學(xué)是做方案2的設(shè)計(jì)與計(jì)算，我在本文中主要對(duì)方案1進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，方案2的結(jié)果我會(huì)在附錄中寫(xiě)出以便比較。 C.風(fēng)管的最小尺寸 在除塵系統(tǒng)中．為了防止風(fēng)管堵塞，要求風(fēng)管直徑不宜小于下列數(shù)值[2]： 表4-4 風(fēng)管直徑的選擇 粉塵類(lèi)別 風(fēng)管直徑 排送細(xì)小粉塵 ≥80mm 排送較粗粉塵(如木屑) ≥100mm 排送粗粉塵(有小塊物體) ≥130mm D.風(fēng)管風(fēng)速的選擇 按粉塵性質(zhì)的不同，常用除塵風(fēng)管內(nèi)最低設(shè)計(jì)風(fēng)速可按表2選取[2]。 表4-5 除塵系統(tǒng)管道內(nèi)最低氣流速度（m/s） 4.2.2 風(fēng)管管徑的計(jì)算 采用假定流速法，其原理是取管內(nèi)流速等于最小風(fēng)速或經(jīng)濟(jì)風(fēng)速, 根據(jù)管內(nèi)的流量L即可得管徑d為: 由課程設(shè)計(jì)資料可知，鋁粉粒徑大小主要在100μm左右，考慮鋁粉的容重較大，取管道流速不小于14m/s。根據(jù)除塵風(fēng)管的最小風(fēng)速選擇，運(yùn)送鋁屑粉塵水平風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速≥19m/s，為有效防止粉塵堆積，垂直風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速應(yīng)≥20m/s，水平風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速要≥19m/s 4.2.3 風(fēng)管總損失阻力計(jì)算 摩擦阻力與局部阻力之和為總阻力，克服摩擦阻力和局部阻力而引起的能量損失稱為總阻力損失。 式中 ——管段總阻力損失壓降，Pa。 ——管段沿程阻力損失壓降，Pa。 ——管段局部阻力損失壓降，Pa。 （1） 沿程損失壓降 由于空氣本身的粘滯性和管壁的粗糙度所引起的空氣與管壁間的摩擦而產(chǎn)生的阻力稱為摩擦阻力?？朔Σ磷枇Χ鸬哪芰繐p失稱為摩擦阻力損失，簡(jiǎn)稱沿程損失。 空氣在橫斷面不變的管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，沿程損失可按下式計(jì)算 ——風(fēng)道的沿程損失，Pa； ——摩擦阻力系數(shù)； ——風(fēng)道內(nèi)空氣的平均流速，m/s； ——空氣的密度，kg/m3； ——風(fēng)道的長(zhǎng)度，m； ——風(fēng)道的水力半徑，m； 對(duì)于圓形管道： 令 則 由《除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》的圖6-24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)，即可求其余兩個(gè)參數(shù)。 （2）局部損失壓降 局部損失按下式計(jì)算 式中 ——局部損失，Pa； ——局部阻力系數(shù)。通過(guò)查表可得。 查《除塵裝置系統(tǒng)及設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6-25，確定各管段的局部損失系數(shù)并進(jìn)行阻力平衡校核。 （3）計(jì)算 1　 對(duì)個(gè)管段進(jìn)行編號(hào)，標(biāo)出管段長(zhǎng)度和各排風(fēng)點(diǎn)的排風(fēng)量。 圖4-4 管道計(jì)算用圖 2　 選定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)選擇2—5—21—10—13—14—17—20—除塵器—風(fēng)機(jī)—煙囪為最不利環(huán)路。 3　 根據(jù)各管段的風(fēng)量及選定的流速，確定最不利環(huán)路上各管段的斷面尺寸和單位長(zhǎng)度摩擦阻力。 根據(jù)表4-5，輸送含有鋁粉的空氣時(shí)，風(fēng)管內(nèi)最小風(fēng)速可參照與鋁粉相似的鋼和鐵粉末，垂直取20m/s，水平取19m/s。 管段12-11 根據(jù)，由《工業(yè)通風(fēng)》[1]附錄9查出管徑和單位長(zhǎng)度摩擦阻力。所選管徑盡量符合附錄8的通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格。 同理可計(jì)算出其余管段的管徑與比摩阻，具體結(jié)果見(jiàn)表4-5。 確定各管段的局部阻力系數(shù)。 1）管段12-11 設(shè)備傘式集氣罩的局部阻力系數(shù)（對(duì)應(yīng)接管動(dòng)壓） 90°彎頭（R/D）一個(gè)， 則 2）管段11-10 直流三通一個(gè) 根據(jù) 查得 同理可求得其他管段的摩擦阻力，其詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表4-5。 對(duì)并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡校核 根據(jù)表4-5的計(jì)算結(jié)果，為使管段7~13，10~13達(dá)到平衡，改變7~13的管徑，增大其阻力。 為使管段達(dá)到平衡，改變7-13的管徑，增大其阻力。 根據(jù)統(tǒng)一規(guī)格，取，其對(duì)應(yīng)阻力變?yōu)?3.4Pa，很明顯阻力可以達(dá)到平衡。 同理其他不平衡匯合點(diǎn)也可以作此處理，在此不一一贅述。需要指出的是，如果調(diào)節(jié)管徑不能使阻力平衡，這時(shí)可以輔助于閥門(mén)調(diào)節(jié)，消除不平衡。 名稱 管段 流量/m3/s 表4-5 管道的水力計(jì)算表 長(zhǎng)度/m 管徑/mm 流速m/s 局部阻力系數(shù) 局部阻力 Rm 摩擦阻力 管段阻力（Pa） 干路管道（水平管） 2--5 1.5 3.77 350 19 0.30 65.2 13 49.01 114.2 5--21 3 3.5 350 19 0.45 97.8 11 38.5 136.3 21--10 3 4.87 350 19 0.15 32.6 11 53.57 86.2 10--13 4.66 5.2 450 19 0.20 43.5 8 41.6 85.1 13--14 6.16 1.14 550 20 0.34 81.9 7 7.98 89.9 14--17 7.82 6.8 650 21 0.12 31.9 5.5 37.4 69.3 17--20 10.98 5 650 21 0.00 0.0 5.5 27.5 27.5 支管管道（水平管） 1--2 0.75 1.82 225 19 0.34 73.9 20 36.4 110.3 3--2 0.75 1.82 225 19 0.34 73.9 20 36.4 110.3 4--5 0.75 2.63 225 19 0.15 32.6 20 52.6 85.2 6--7 0.75 3.32 225 19 0.15 32.6 20 66.4 99.0 7--13 1.5 2.9 350 19 0.30 65.2 13 37.7 102.9 8--9 0.75 3.32 225 19 0.15 32.6 20 66.4 99.0 9--17 1.5 2.9 350 19 0.30 65.2 13 37.7 102.9 12--11 0.83 2.8 250 19 0.15 32.6 17 47.6 80.2 名稱 管段 流量/m3/s 長(zhǎng)度/m 管徑/mm 流速m/s 局部阻力系數(shù) 局部阻力(Pa) Rm 摩擦阻力(Pa) 管段阻力（Pa） 11--10 1.66 3 275 19 0.15 32.6 15 45 77.6 支管管段 （水平管） 16--15 0.83 2.8 250 19 0.15 32.6 17 47.6 80.2 15--14 1.66 3 275 19 0.15 32.6 15 45 77.6 19--18 0.83 2.8 250 19 0.15 32.6 17 47.6 80.2 18--17 1.66 3 275 19 0.15 32.6 15 45 77.6 B--1 0.75 3 225 20 0.17 40.9 20 60 100.9 垂直管道 A--3 0.75 3 225 20 0.17 40.9 20 60 100.9 D--4 0.75 2.63 225 20 0.17 40.9 20 52.6 93.5 C--5 0.75 3 225 20 0.17 40.9 20 60 100.9 E--6 0.75 3 225 20 0.17 40.9 20 60 100.9 F--7 0.75 3 225 20 0.17 40.9 20 60 100.9 G--8 0.75 3 225 20 0.17 40.9 20 60 100.9 H--9 0.75 3 225 20 0.17 40.9 20 60 61.9 I--11 0.83 1 225 20 0.10 24.1 21 21 45.1 名稱 管段 流量/m3/s 長(zhǎng)度/m 管徑/mm 流速m/s 局部阻力系數(shù) 局部阻力(Pa) Rm 摩擦阻力(Pa) 管段阻力（Pa） J--12 0.83 1 225 20 0.10 24.1 21 21 45.1 K--15 0.83 1 225 20 0.10 24.1 21 21 45.1 L--16 0.83 1 225 20 0.10 24.1 21 21 45.1 N--18 0.83 1 225 20 0.10 24.1 21 21 45.1 M--19 0.83 1 225 20 0.10 24.1 21 21 45.1 匯合點(diǎn)2：阻力平衡 匯合點(diǎn)5：阻力平衡 匯合點(diǎn)10：阻力不平衡 匯合點(diǎn)13:阻力不平衡 匯合點(diǎn)10：阻力平衡 匯合點(diǎn)13:阻力不平衡 匯合點(diǎn)14：阻力平衡 匯合點(diǎn)17：阻力平衡 總壓力損失：2879pa 五、旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì) 5.1 旋風(fēng)除塵器的有效性分析 旋風(fēng)除塵器是利用氣流旋轉(zhuǎn)過(guò)程中作用在塵粒上的慣性離心力，使塵粒從氣流中分離的設(shè)備，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、維護(hù)方便。旋風(fēng)除塵器主要用于含塵氣體中較粗顆粒物的去除，也可用于氣力輸送中的物料分離。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)中的粒徑分布（表4-6、圖4-7）我們知道打磨車(chē)間的主要塵粒是100μm以上的顆粒。而旋風(fēng)除塵器的切割粒徑可以達(dá)到5μm[4]，對(duì)于50μm以上的塵粒分離效果可以達(dá)到99.9%（圖4-8）[4]，因此，使用旋風(fēng)除塵器對(duì)車(chē)間進(jìn)行除塵可以取得很好的效果。 表5-1 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 圖5-1 粒徑分布曲線（左）和累計(jì)粒徑分布曲線（右） 注：橫坐標(biāo)為粒徑（μm）縱坐標(biāo)為粒徑百分比（%） 圖5-2 粒徑的分級(jí)效率 5.2 旋風(fēng)除塵器的選型 5.2.1 選型原則 （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(guò)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(mén)。 （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。 5.2.2 選型步驟 1　 除塵系統(tǒng)需要處理的氣體量： =39528m3/h 2　 入口氣體速度v=19m/s 3　 根據(jù)《除塵裝置系統(tǒng)及設(shè)備設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》[5]，初步選定旋風(fēng)除塵器的類(lèi)型XLP型旁路式。 具體型號(hào)可按下圖選用： 圖5-3 旋風(fēng)除塵器的型號(hào)選擇表 根據(jù)風(fēng)量的大小，我們選用XLP/A 9.4型旋風(fēng)除塵器。其基本圖形如下： 圖5-4 XLP/A盤(pán)路式旋風(fēng)除塵器的外形 4　 4個(gè)并聯(lián)可以滿足我們的要求，則 總處理量為 5　 除塵器的基本尺寸為（設(shè)計(jì)手冊(cè)中已直接給出） 表5-2 XLP/A9.4旋風(fēng)除塵器外形尺寸 單位：mm D=940 H=4055 H1=907 H2=1827 L=1226 W=1222 C=590 C1=592 a=245 a1=291 b=785 b1=781 D1=560 D2=606 D3=165 D4=197 n-d=16-Φ13 n1-d1=16-Φ13 注：各字母表示含義參照?qǐng)D5-10 5.3 除塵器阻力的計(jì)算 塵氣體經(jīng)過(guò)旋風(fēng)除塵器時(shí)，與經(jīng)過(guò)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。 由《除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》，旋風(fēng)除塵器的到局部阻力系數(shù)ζ=5.7，可得 5.4 除塵器的效率 1　 切割粒徑： 2　 分級(jí)效率的計(jì)算可采用下面公式 如：對(duì)粒徑為50μm的粉塵的處理效率： 結(jié)果匯總?cè)缦卤硭荆? 表5-3 旋風(fēng)除塵器的分級(jí)效率 平均粒徑d(μm) 粒級(jí)分布f(%) 分級(jí)效率% 25 3 98.86 50 7 99.71 75 13 99.87 100 70 99.93 125 6 99.95 150 1 99.97 圖5-5 旋風(fēng)除塵器的分級(jí)效率圖 3　 總效率 六、通風(fēng)機(jī)、消聲器、煙囪的選擇 風(fēng)機(jī)是通風(fēng)除塵系統(tǒng)的動(dòng)力，它推動(dòng)含塵空氣沿著一定的方向運(yùn)動(dòng)。 6.1通風(fēng)機(jī)的選擇 6.1.1 風(fēng)機(jī)風(fēng)量的確定 式中 Q——?dú)怏w總流量，m3/s； ——設(shè)備漏風(fēng)附加系數(shù)； kQ——管網(wǎng)漏風(fēng)附加系數(shù)，除塵系統(tǒng)取1.1～1.15。 取kQ1=1.2 ，kQ2=1.1則風(fēng)量為 =52164m3/h 6.1.2 風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓 式中 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)，除塵系統(tǒng)取1.1～1.15； kp2——風(fēng)機(jī)全壓負(fù)差系數(shù)，取1.1； 取kp1=1.1 ，kp2=1.1，p=784.2Pa， ps=785.61得： 6.1.3 風(fēng)機(jī)的選型 結(jié)合上述計(jì)算，可合理選用9-26型系列離心風(fēng)機(jī)中的一種規(guī)格。 9－26型高壓離心通風(fēng)機(jī)，一般用于鍛冶爐及高壓強(qiáng)制通風(fēng)，并可廣泛用于輸送物料和輸送空氣及無(wú)腐蝕性、不自燃、不含粘性物質(zhì)之氣體。介質(zhì)溫度一般不超過(guò)50℃（最高不超過(guò)80℃），介質(zhì)中所含塵土及硬質(zhì)顆粒不大于150mg/m3。根據(jù)計(jì)算所得風(fēng)量與風(fēng)壓，選擇采用滾動(dòng)軸承支承，D式傳動(dòng)的4-72 No.8D型風(fēng)機(jī)。根據(jù)風(fēng)量，選擇9-26型離心通風(fēng)機(jī)No.11.2，傳動(dòng)方式為D，轉(zhuǎn)速1450r/min，全壓655mmH2O，內(nèi)效率70.7%，內(nèi)功率107.95kw，所需功率126.65kw，電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y315M1-4，輸出功率為132kw。 該風(fēng)機(jī)技術(shù)性能如下： 表6-1 9－26型高壓離心通風(fēng)機(jī)參數(shù)表 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 轉(zhuǎn)速/r·min-1 全風(fēng)壓/mm 風(fēng)量/m3·h-1 功率/kW Y315M1-4 1450 665 52164 132 6.2消聲器的選擇 消聲器是一種讓氣流通過(guò)而使噪聲衰減的裝置，安裝在氣流通過(guò)的管道中，或進(jìn)、排氣管口，是降低空氣動(dòng)力性噪聲的主要技術(shù)措施。 GLX型系列高壓離心風(fēng)機(jī)消聲器屬阻抗復(fù)合型，其結(jié)構(gòu)原理采用帶犧牲材料的復(fù)合共振吸聲結(jié)構(gòu)與阻性吸聲結(jié)構(gòu)相結(jié)合，從而在較寬的頻帶范圍內(nèi)具有較高的消聲量。消聲器外形為圓筒形，兩端采用兩種尺寸法蘭連接。GLX型系列消聲器主要的風(fēng)量范圍為600~83100m3/h，與高壓離心風(fēng)機(jī)配套設(shè)計(jì)。器基本外形如下圖所示： 圖6-1 GLX型消聲器外形 對(duì)于本設(shè)計(jì)風(fēng)量，我們可以選擇GLX-35型，其標(biāo)準(zhǔn)流量為35500m3/h，靜態(tài)消聲量大于30db，動(dòng)態(tài)消聲量大于25db，氣流阻力小于300Pa。 6.3 煙囪的選擇 除塵系統(tǒng)凈化后的氣體經(jīng)煙囪拍向大氣，排氣煙囪的設(shè)計(jì)包括煙囪排氣能力的計(jì)算、煙囪尺寸和材質(zhì)的確定、等效煙囪的計(jì)算以及嚴(yán)沖附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)等。 6.3.1 煙囪設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 使用的煙囪材質(zhì)有鋼制煙囪、混凝土煙囪和磚砌煙囪等，較低的煙囪盡可能采用鋼制煙囪。鋼制煙囪排放有腐蝕性的氣體時(shí)，內(nèi)部要做防腐處理。 煙囪底部應(yīng)設(shè)檢修孔和排水孔，煙囪底面應(yīng)傾斜至排水孔一側(cè)。 煙氣排放的原則： ① 煙囪高度除遵守大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)排放速率標(biāo)準(zhǔn)值外，還應(yīng)高出周?chē)?00m半徑范圍的建筑5m以上，不能達(dá)到該要求的排氣煙囪，應(yīng)按其高度對(duì)應(yīng)的排放速率標(biāo)準(zhǔn)值減少50%執(zhí)行。 ② 兩個(gè)排放相同的污染物的排氣煙囪，若其距離小于其幾何高度之和，應(yīng)合并視為一根等效排氣煙囪。若有3根以上的近距排氣煙囪，且排放同一種污染物時(shí)，應(yīng)以前兩根的等效排氣煙囪依次與第3、第4根排氣煙囪做等效值。 ③ 若某排氣煙囪的高度處于本標(biāo)準(zhǔn)列出的兩個(gè)值之間，其執(zhí)行的最高允許排放速率以內(nèi)插法計(jì)算；當(dāng)某排氣煙囪的高度大于或小于本標(biāo)準(zhǔn)列出的最大值或最小值時(shí)，以外推法計(jì)算其最高允許排放速率。 ④ 新污染源的排氣煙囪一般不應(yīng)低于15m。若某新污染源的排氣煙囪必須低于15m時(shí)，其排放速率標(biāo)準(zhǔn)值按外推計(jì)算結(jié)果再減少50%執(zhí)行。 ⑤ 新污染源的無(wú)組織排放應(yīng)從嚴(yán)控制，一般情況下不應(yīng)有無(wú)組織排放存在，無(wú)法避免的無(wú)組織排放應(yīng)達(dá)到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值。 ⑥ 工業(yè)生產(chǎn)尾氣確需燃燒排放的，其煙氣黑度不得超過(guò)林格曼1級(jí)。 此外，煙囪的氣流穩(wěn)定段應(yīng)設(shè)計(jì)檢測(cè)孔，以便環(huán)保部門(mén)監(jiān)測(cè)氣體的排放情況。 6.3.2 煙囪尺寸的計(jì)算 （1） 煙囪高度的確定 煙囪的高度確定要結(jié)構(gòu)國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)，如下表所示： 表6-2 砂輪磨塵綜合排放標(biāo)準(zhǔn) 污染物 最高允許排放濃度(mg/m) 最高允許排放速率(kg/h) 無(wú)組織排放監(jiān)測(cè)濃度限值 排氣筒高度(m) 一級(jí) 二級(jí) 三級(jí) 監(jiān)控點(diǎn) 濃度(mg/m) 砂輪 磨塵 60 15 1.9 2.6 臨界濃度最高點(diǎn) 1.0 20 3.1 4.5 30 12 18 40 21 31 考慮到本例中塵粒粒徑較小且無(wú)腐蝕性，結(jié)合國(guó)家煙囪最低高度10米，本例中取15米，以更好地避免此類(lèi)可吸入顆粒物對(duì)人體的傷害。 （2）煙囪頂部直徑的計(jì)算 直徑的計(jì)算可按下式進(jìn)行： 式中：——通過(guò)煙囪的總煙氣量，； ——煙氣出口速度，。 由于 ，取。 （3）煙囪底部直徑的計(jì)算 式中：——煙囪錐度，取0.02~0.03。設(shè)計(jì)中取。 6.3.3 風(fēng)帽的設(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(jiàn)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6-2 傘形風(fēng)帽示意圖 6.3.4 避雷設(shè)施 非防雷保護(hù)區(qū)的煙囪，容易受到雷擊，應(yīng)裝設(shè)避雷設(shè)施。避雷針用直徑38㎜，長(zhǎng)3.5m的鍍鋅鋼管制作，安裝時(shí)頂部尖端高出煙囪頂1.8m.根據(jù)煙囪直徑和高度，本例中設(shè)置避雷針個(gè)數(shù)1個(gè)即可。 七、輸排灰系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 各種除塵器都裝有卸塵裝置，它應(yīng)能順利地排除粉塵，并使除塵器保持良好的氣密性，以免漏風(fēng)導(dǎo)致除塵器效率降低或者不能正常運(yùn)行。輸排灰系統(tǒng)由卸灰閥、刮板輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、貯灰罐、汽車(chē)登封組成。本裝置相對(duì)屬于小型除塵器，排灰少，只用卸灰閥，螺旋輸送機(jī)直接送至灰小車(chē)即可。 已知，鋁合金堆積密度，含塵空氣密度。A型打磨機(jī)產(chǎn)塵量為，B型打磨機(jī)產(chǎn)塵量為。 7.1 卸灰閥的選擇 本課設(shè)采用螺旋卸灰閥，主要技術(shù)參數(shù)如下： 規(guī)格：D150mm 卸塵量：2t/h 電機(jī)容量：0.6kW 設(shè)計(jì)中取除塵器每24h卸灰一次，每次卸灰所用時(shí)間為5min。 7.2 粉塵量的計(jì)算 打磨機(jī)產(chǎn)塵量 除塵器去除粉塵量 排入空氣的粉塵量 7.3 螺旋輸送機(jī)的選擇與計(jì)算 本設(shè)計(jì)選用D型斗式螺旋送料機(jī)。 ① 提升機(jī)處理粉塵量 卸灰閥24h卸灰一次，一天工作時(shí)為8h，則 每天產(chǎn)塵量 提升機(jī)處理粉塵量 ② 料斗的選擇 查相關(guān)資料，??；取料斗運(yùn)行速度，則 料斗采用S制法，查資料，得 ， 其中 . ③ 功率計(jì)算 查資料，得 ， 電動(dòng)機(jī)所需功率 ——傳動(dòng)裝置總效率，且滿足 ， 其中為L(zhǎng)Q型減速器的傳動(dòng)效率，； 為三角皮帶的傳動(dòng)效率，。 ——功率儲(chǔ)備系數(shù)，當(dāng)時(shí)，；時(shí)，；時(shí)，。 故選取Y112M-6型電機(jī)，。 確定成套型號(hào) 螺旋輸送機(jī) 7.4 貯灰罐的設(shè)計(jì) 貯灰罐是除塵輸灰系統(tǒng)中貯存粉塵的必備裝置，設(shè)計(jì)本體包括灰斗、筒體、框架、梯子平臺(tái)、氣固分離裝置、防棚灰裝置等，輔助設(shè)備包括插板閥、卸灰閥、粉塵吸引裝置、加濕機(jī)和運(yùn)塵車(chē)等。 7.4.1 貯灰罐的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 貯灰罐的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： （1）灰罐的貯灰量按48h粉塵來(lái)計(jì)算，為571.2t。 （2）灰罐設(shè)計(jì)為圓筒形，需要的容積為571.2/3.0=190.4m3。則設(shè)計(jì)其直徑為6.5m，高度也為6.5m，則設(shè)計(jì)容積為215.7m3。 （3）貯灰罐的灰斗夾角指粉塵安息角而定；灰斗夾角一般應(yīng)比粉塵安息角小2°~ 5°。 （4）運(yùn)塵車(chē)用真空吸塵車(chē)貯灰罐下部應(yīng)配置XY15J型吸引裝置，運(yùn)塵車(chē)用罐式卡車(chē)時(shí)貯灰罐下部應(yīng)配置3GY型粉塵無(wú)塵卸灰時(shí)，以避免粉塵飛揚(yáng)污染環(huán)境，用卸灰直接往返勻稱卸灰時(shí)在卸灰閥四周應(yīng)設(shè)吸塵罩。 （5）測(cè)量貯灰罐倉(cāng)塵量多少的料位計(jì)應(yīng)裝2個(gè)（1個(gè)高料位計(jì)和1個(gè)低料位計(jì)），料位計(jì)種類(lèi)有電容式、阻旋式、振棒式等； （6）防棚灰裝置有空氣炮和振打電機(jī)兩種，對(duì)黏而細(xì)的粉塵以選空氣炮為宜； （7）氣固分離裝置可采用簡(jiǎn)易手動(dòng)袋式除塵器，過(guò)濾面積10㎡左右，如果沒(méi)有氣固分離裝置，必須在上部安裝排氣管道，并接入除塵管道中。 7.4.2 貯灰倉(cāng)的尺寸計(jì)算 1　 貯灰量 2　 筒體尺寸 設(shè)筒體內(nèi)徑d，筒體高h(yuǎn)，體積V。根據(jù)公式： （計(jì)算時(shí)取d=h） 可知： 代入數(shù)據(jù)： 計(jì)算得： 。取 ， 3　 灰斗安息角 粉塵的自然堆積角一般為45~60° 灰斗安息角一般比粉塵安息角小2~5°，因此灰斗安息角取45°。 4　 貯灰倉(cāng)的設(shè)計(jì)結(jié)果 貯灰倉(cāng)的貯灰量為571.2t，貯灰倉(cāng)為鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)，貯灰倉(cāng)筒體內(nèi)徑為6.5m，壁厚選300mm，筒體高為6.5m?；叶钒蚕⒔侨?5°。 7.5 輸送車(chē) 因本設(shè)計(jì)中，粉塵量較小，故不需用輸送機(jī)，可直接用罐式汽車(chē)輸送。 氣動(dòng)粉料裝卸罐式汽車(chē)主要用于粉塵運(yùn)輸，它能自動(dòng)迅速地完成裝卸任務(wù)，以減輕繁重的體力勞動(dòng)，特別是可防止卸灰時(shí)的二次污染。 本設(shè)計(jì)選用WHZ5140GSN型罐式汽車(chē)?yán)脡嚎s空氣進(jìn)行裝卸粉塵，完成粉塵從卸灰閥到提升機(jī)的運(yùn)輸和將粉塵從貯灰罐運(yùn)走。汽車(chē)可采用外接氣源，亦可按要求配備空氣壓縮機(jī)。 8、 標(biāo)高計(jì)算 （1）選擇地面標(biāo)高0.00m。 （2）本通風(fēng)系統(tǒng)的打磨車(chē)間位于廠房的二樓，二樓地面標(biāo)高為4.0m。 （3）打磨機(jī)工作臺(tái)標(biāo)高5.2m。 （4）設(shè)定工作臺(tái)的高度為1.2m，則其標(biāo)高為5200mm。 （5）設(shè)計(jì)傘式集氣罩裝置高度離工作臺(tái)0.27m，其標(biāo)高為5470mm。 （6）側(cè)吸式集氣罩置于工作臺(tái)面上。 其他標(biāo)高詳見(jiàn)標(biāo)高圖，在此不一一列出。 九、工程經(jīng)濟(jì)概算 9.1 設(shè)備投資費(fèi)用 （1） 除塵器 旋風(fēng)除塵器的價(jià)格可根據(jù)其處理能力來(lái)估計(jì)，每處理10000m3/h的價(jià)格約在2.2萬(wàn)元左右。本系統(tǒng)處理量為11151.36m3/h，故除塵器價(jià)格約為2.53萬(wàn)元。 （2） 風(fēng)管 制作安裝費(fèi)為152～163 元/m2(含各種連接件,加固件、吊裝件、保溫防護(hù)層) ，增設(shè)消聲器或回風(fēng)靜壓箱將增加費(fèi)用約20～40 元/ m2 (按管道長(zhǎng)50 m估計(jì)) ，如風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速較高，為滿足較高靜音要求消除產(chǎn)生的二次噪聲而需設(shè)置消聲風(fēng)口時(shí)，還將增加較高的費(fèi)用。 （3） 集氣罩 通過(guò)向常州市騰盈塑業(yè)有限公司詢問(wèn)，本設(shè)計(jì)所用傘式集塵罩 650元/臺(tái)， 側(cè)吸式集塵罩 1500元/臺(tái)。 （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(gòu)買(mǎi)一臺(tái)。 如果不考慮粉塵的回收，則總投資為：11.03萬(wàn)元。工程投資表見(jiàn)表9-1。 9.2 設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用 （1） 電費(fèi) 系統(tǒng)的裝機(jī)容量按50