铸工车间轮碾机皮带机粉尘治理.docx
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铸工车间轮碾机皮带机粉尘治理
第一章设计题目：
铸工车间轮碾机皮带机粉尘治理
一、设计题目：
某铸工车间轮碾机、皮带机粉尘治理。
二、原始资料：
1、轮辗机四台S114型直径2300mm。
皮带机两条宽B=500mm，其中一条为上料皮带，在轮碾机的上部。
另外一条皮带为下料皮带，深入地下500-800mm。
2、粉尘资料
粒径分布
<5μ
5~10μ
10~20μ
20~40μ
>40μ
质量%
9.6
22.9
40
20
7.5
3、吸入气流量及浓度：
流量1500mg/m3含SiO210%以上。
要求两台轮碾机的粉尘用一套粉尘治理系统。
除尘设备可选用电除尘器或袋式除尘器。
4、环境温度t=14℃
5、车间平面图、车间立面图及轮碾机立面图附后。
三、成果要求：
1、绘制粉尘治理平面图、剖面图、系统图各一份<2号>
2、整理计算书一份
要求：
水力计算
设备选择计算
车间风平衡计算，给出补风量
四、参考资料：
《工业通风》建筑工业出版社
车间立面图
车间平面布置图
轮碾机立面图
第二章设计
一除尘系统的划分
1划分原则
①以生产主机为中心，同一生产流程。
运行班次相同，生产时间相同的扬尘点划分为一个中心。
②每一个系统排风点，不超过5～6个。
③粉尘性质相同的吸风点划分为一个系统，以利于物粒回收。
④下列情况之一不能划分为一个系统：
a易燃易爆粉尘和油污
b混合后有结雾可能的气体
c混合后有爆炸可能的气体
d混合后影响物粒回收的气体
2系统划分
根据所给设计资料，可知其生产工艺操作过程为：
物料由架空皮带运输于碾上时，物料经溜槽落至轮碾机上，被碾碎后，再经溜槽落至地沟皮带上，故可定八个产尘点。
将八个产尘点划分为两个对称系统，两台轮碾机及各自相应皮带产尘点为一个系统，此划分方法，一方面两系统对称，可省管材，使风机与除尘器选择型号一样，维护及检修更方便；另一方面，在系统中，有一台轮碾机停止工作时，也可以不致使除尘器空载量过大。
二捕集装置（集气罩）的设计
1布置要求
①尽可能将污染源密闭，以隔断污染气流与室内气流的联系，防止污染物随室内气流扩散。
②密闭罩内应保持一定的负压，避免污染物从罩上缝隙外逸。
③吸风点位置不宜设在物料集中地点和飞侧区内，避免把大量物料吸入净化系统。
④设计密闭罩不应防，妨碍工艺生产操作。
2布置原则
①集气罩应尽可能将污染物包围起来，使污染物扩散在最小范围内，以防止横向气流干扰，减少排风量。
②集气罩的吸风方向尽可能与污染气流运动方向一致，充分利用污染气流的初始动能。
③尽可能减少集气罩的开口面积，减少排风量。
④集气罩的吸气气流不允许经过人工的呼吸区再进入罩内。
3捕集装置的布置
由于轮碾机为一落料点，静压较高，可以局部架密闭罩，并设排气罩。
地沟皮带也是一落料点，静压较高，也设局部密闭罩，并设排气罩。
4捕集风量的计算
①轮碾机上捕集风量的确定
由轮碾机尺寸Ф=2300mm，可查得密闭罩排放量Q=4484m3/h考虑架空皮带产尘点，有密闭罩通过槽与轮碾机密闭罩相连。
所以轮碾机排风量上再加一个附加值，取为500m3/h，故轮碾机密闭罩排风量为4984m3/h.
②地沟皮带局部捕集风量的确定
物料落至皮带运输机时，排风量可按下式计算：
L=L1+L2
式中：
L——工艺设备排风量m3/h
L1——随物料带入空气量m3/h
L2——为使罩内形成一定负压而吸入空气量m3/h
取溜槽角度ａ=650高度H=3m，可得L0=2500m3/人，ξ=1.05L=ξL0=1.05×2500=2625m3/h，故地沟皮带密闭罩排风量L=2600m3/h。
③整个系统排风量确定
由于一个系统由两个轮碾机及各自相应皮带产尘点组成，故总风量为上述风量的二倍。
L=2×（2625+4984）=15218m3/h
三除尘器设计选择
1除尘器选择原则
①选用的除尘器必须满足排放标准规定的排放浓度
②粉尘的物理性质对除尘器性能有较大影响，粘性大的粉尘容易黏结在除尘器表面，不宜采用干法除尘；比电阻过大或过小的粉尘，不宜采用电除尘；纤维性或憎水性粉尘，不宜采用湿法除尘。
③气体的含尘浓度较高时，在静电除尘器或袋式除尘器前应设置低阻力的初净化设备，去除粗大尘粒，以使设备更好的发挥作用。
④气体温度和其他性质也是选择除尘设备时必须考虑的因素。
⑤选择除尘器时，必须同时考虑捕集粉尘的处理问题。
⑥选择除尘器还必须考虑设备的位置，可利用的空间，环境条件等因素；设备的一次投资（设备、安装和工程等）以及操作和维修等经济因素也必须考虑。
2除尘效率
η=（η1-η2）/η1×100%=（1500-100）/1500×10%=99.8%
η1：
除尘器进口空气含尘浓度1500mg/m3
η2:
除尘器出口空气含尘浓度2mg/m3
注：
系统局部通风除尘后所允许的排放浓度：
第一类含10%以上的游离二氧化硅为2mg/m3
3除尘器的选择
①除尘器参数
各种除尘器在不同粒径下的概略效率
除尘器名称
除尘效率（%）
除尘器名称
除尘效率（%）
50μm
5μm
1μm
50μm
5μm
1μm
通用型旋风除尘器
94
27
8
中能文式管除尘器
100
>98
97
高效型旋风除尘器
96
73
27
高能文式管除尘器
100
>99
99
干式电除尘器
>99
99
86
振打袋式除尘器
>99
>99
99
湿式电除尘器
>99
98
92
逆喷袋式除尘器
100
>99
99
惯性除尘器
95
26
3
空心喷雾塔
99
94
55
各种除尘器的性能及能耗指标
类型
除尘效率（%）
最小捕集粒径（μm）
压力损失（Pa）
能耗（Kj/m3）
通用型旋风除尘器
60-85
20-40
400-800
0.8-6.0
高效型旋风除尘器
80-90
5-10
1000-1500
1.6-4.0
袋式除尘器
95-99
0.1
800-1500
3.0-4.5
电除尘器
90-98
0.1
125-200
0.3-1.0
文氏除尘器
90-98
0.1
5000-2000
8.0-35.0
②除尘器类型的选择
本设计一个系统总排风量为15218m3/h，因此采用了72ZC300A型回转反吹扁袋式除尘器。
配套性能如下：
风量：
10200～15300m3/h袋长：
3m袋数：
72条
吹风机：
型号9-26NO.4.5风量：
3521m3/h
风压：
4920Pa转速：
2900r/min
电机：
型号Y32S2-2功率：
7.2Kw
减速器：
BLY2715-43×17速比：
731
该除尘器选用X型S旋，入口气流顺时针方向旋转，出口向上。
净化效率=99～99.5%，工作阻力ΔP=800～1300Pa，
除尘器外型尺寸：
净高F=6035mm出口尺寸：
Ф630mm
进口尺寸：
400×800mm出口高度：
5230mm
四输送管道设计
1管道布置原则
①一般原则a划分系统原则b管道敷设原则
c管道支撑的原则d管道连接原则
②除一般原则外应满足：
a除尘管道应尽可能垂直或倾斜敷设。
b为减轻风机磨损，特别当气体含尘浓度较高时，应将净化装置设在风机的吸入段。
c分支管与水平管或倾斜主干管连接时，应从上部或侧面接入，三通管夹角一般不宜大于300.
d输送气体中含磨溜性强的粉尘时，在有局部压力损失的地方应采取防磨措施，并考虑管件的检修方便。
2管道的布置方式
为了便于管理和运行调节，官网系统不宜过大，同一系统的吸尘点不宜过多，同一系统有多个分支管时，应将这些分支管分组控制。
常见干管布置方式有：
a干管配管方式
b个别配管方式
c环状配管方式
3管道水力计算步骤
①首先确定各抽风点位置和风速、风量、气体净化装置、风机和其他配件型号，风管材料等，本设计采用
②根据现场实际情况布置管道，绘制管道轴测图，并进行管段编号，标注长度和风量。
④根据系统各管段的风量和选择的流速确定各管段的断面尺寸。
⑤风管断面尺寸确定后，应按管内实际流速计算压损，压损计算从最不利环路（系统中压损最大的环路）开始。
⑥对并联管道进行压力平衡计算，两分支管段的压力差应满足以下要求：
除尘系统应小于10%，其他通风系统应小于15%。
⑦计算除尘系统的总压力损失。
⑧根据系统的总风量、总压损选择风机和电动机。
4管路系统水力计算
①选择计算环路：
1-2-3-4-5-6-7为最不利管路
t=14℃ρ=ρo×TO/T=1.293×273/（273+14）=1.23kg/m3
管道水力计算表部分
管号
流量Q（m3/h）
管长L（m）
管径D（mm）
流速V（m/s）
λ/d（m-1）
ρv2/2（Pa）
ΔPL=L（λ/d）（ρv2/2）（Pa）
1-2
2625
11.5
250
14.86
0.0716
135.80
111.81
2-3
7609
1.3
450
13.30
0.0441
108.79
6.24
3-4
15218
3.5
560
17.17
0.0298
181.31
18.34
除尘器
15218
5-6
15218
10
560
17.17
0.0298
181.31
52.40
6-7
15218
20
560
17.17
0.0298
181.312
104.80
8-2
4984
7.5
360
13.61
0.0565
113.92
48.27
9-10
2625
10.25
250
14.86
0.0716
135.80
996.64
10-11
4984
9
360
13.61
0.0565
113.92
57.93
②计算各管段局部阻力
A管段1-2
a矩形集气罩α=40°查得ξ=0.12插板阀门开启ξ=0
b合流三通：
α=30°D1=250mmD2=300mmD3=400mm
F1+F2>F3L2/L3=0.6F2/F2=0.56
查得ξ=0.56支管ξ=0.12
C90°圆形弯头：
R/D=1.5用三中节两端节ξ=0.23
管段1-2的局部阻力Z1=（0.12+0.56+0.23）×109.05=99.24Pa
B管段2-3
90°Y型三通α=45°L2/L1=0.5查得ξ=0.56Z2=0.56×102.3=57.29Pa
C管段5-6
两个90°圆形弯头R/D=1.5用三中节两端节ξ=0.23
Z1=（0.23+0.23）×43.4=19.96Pa
D管段6-7
a渐扩管F1/F0=1.5α=30°查得ξ=0.13
将ξ0变成对应于F1的动压ξ即ξ=ξ0（F1/F0）2=0.29
b风帽：
h/D=0.5查得ξ=1.3Z4=（0.29+1.3）×43.4=69.01Pa
E管段7-8：
a矩形罩α=40°查得ξ=0.12b合流三通ξ=0.12Z5=（0.12+0.12）×154.1=36.98Pa
F管段9-10：
a矩形罩α=40°查得ξ=0.12
b合流三通：
α=30°D1=250mmD2=300mmD3=400mm
F1+F2>F3L1/L2=0.4F2/F3=0.39
查得ξ1=0.05支管ξ2=0.2Z6=（0.12+0.2）×109.05=27.26Pa
G管段10-11：
a矩形罩α=40°查得ξ=0.12
b合流三通：
α=30°ξ=0.05
c90°圆形弯头ξ=0.23
Z7=（0.12+0.05+0.23）×154.1=61.64Pa
3并联管路压力平衡
节点2：
ΔP1-2=189.03PaΔP2-8=113.95Pa
（ΔP1-2-ΔP2-8）/ΔP1-2=（189.03-113.95）/189.03=39.7%>10%
节点压力不平衡，调整后管径为
d´2-8=d2-8（ΔP2-8/ΔP1-2）=249.86mm
调整为250mm
节点10：
ΔP9-10=114PaΔP10-11=154.01Pa
（ΔP10-11-ΔP9-10）/ΔP10-11=（154.01-114）/154.01=26%>10%
节点压力不平衡，调整后管径为：
d´9-10=d9-10（ΔP9-10/ΔP10-11）=250×（114/154.01）0.225=233.6mm
调整为240mm
4通风机和电动机的选择
功率：
系统总功率等于1-7管段与布袋除尘器的阻力，再加上风机两头压损与最后一弯头估计压损150Pa。
风量：
L´=L×KL=1.15×11700=13455m3/h
风压：
ΔP´=K×ΔP=1.2×（1422.13+150）=1886.56Pa
则预选4-86NO.6.3C型风机
转速：
1800r/min序号：
5全压：
2200Pa功率：
14.56Kw
流量：
17396m3/h电机：
Y160NO-2（JO261-2）电机功率：
15Kw
管道水力计算表总表
管号
流量Q（m3/h）
管长L（m）
管径D（mm）
流速V（m/s）
λ/d（m-1）
ρv2/2（Pa）
ΔPL=L（λ/d）（ρv2/2）（Pa）
ΔPM=Σερv2/2
ΔP=ΔPL+ΔPM
ΣΔP
（Pa）
（Pa）
（Pa）
1-2
2600
11.5
250
14.72
0.0696
140.08
111.81
77.04
195.85
2-3
7100
1.3
400
15.70
0.0392
159.36
6.24
39.84
46.08
3-4
14200
3.5
560
16.02
0.0260
165.92
18.34
18.34
除尘器
14200
800
1060.27
5-6
14200
10
560
16.02
0.0260
165.92
52.40
82.96
135.36
6-7
14200
20
560
16.02
0.0260
165.92
104.80
215.69
320.49
8-2
4500
7.5
320
15.55
0.0514
156.33
48.27
46.89
95.16
9-10
2600
10.25
250
14.72
0.0696
146.08
96.64
43.82
148.09
10-11
4500
9
320
15.55
0.0514
156.33
57.93
65.66
123.598
5校核
A风机进出口局部损失：
进口尺寸：
D=630mm出口尺寸：
353×459mm
a进口局部损失：
tan（α/2）=0.5×（700-630）/630=0.11
其中α=120得ξ=0.1
断面流速：
V1=15218×4/3600п（0.63）2=13.57m/s
Z1=0.1×1.23×13.57×13.57/2=11.32Pa
b出口局部损失：
F4/F0=п×0.72/（6.353×0.459）=2.37
tan（α/2）=0.5×（700-459）/630=0.24其中α=27°得ξ=0.38
断面流速：
V2=15218/3600（0.353×0.459）=26.09m/s
Z2=0.38×1.23×26.092/2=159.08Pa
B除尘器进出口局部损失：
进口尺寸：
400×800mm出口尺寸：
D=630mm
a进口局部损失：
F4/F0=4×800×400/（п×4002）=2.54
tan（α/2）=0.5×（800-400）/2×800=0.25其中α=28°得ξ=0.33
Z3=0.33×99.77=32.92Pa
b出口局部损失：
直角弯管：
R/D=1.5ξ=0.23Z5=0.23×40.4=9.29Pa
带锥风帽：
h/D=0.5ξ=1.3Z61.3×40.4=52.52Pa
ΣZ=11.32Pa+159.08Pa+32.92Pa+0.804Pa+9.29Pa+52.52Pa=265.93Pa
修正后总风压为：
ΔP修=1060.27+265.93-150=1176.2Pa
ΔP=1.2×1176.2=1411.4Pa
符合所选电机和风机的型号
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