工业通风与除尘课程设计.docx
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工业通风与除尘课程设计
1、设计总说明
1.1工程概况
1.1.1厂的基本情况
该冶炼有限公司位于素有“世界钨都”之称的江西省赣州市。
上世纪六十年代末至七十年代初工厂建成钨深加工生产线、铋冶炼生产线和锡冶炼生产线，成为选冶结合的综合型企业。
1984年，企业改名为赣州某冶炼厂。
2005年4月，按照国家国有企业体制改革、改制、重组政策，组成了赣州某冶炼有限公司。
“赣冶牌”精铋、APT获省、部优质产品荣誉证书，锡锭获江西省优质产品奖，在国际、国内市场上有良好的信誉。
公司现生产仲钨酸铵、蓝钨、钨粉、碳化钨粉、精铋锭、精锡锭等主要产品及副产品共20余种。
现有员工445人，其中高、中级职称技术人员50人。
公司最早的前身是赣州精选厂，于1956年筹建，1958年元月1日正式投产，是前苏联援华156个项目的配套项目之一。
上世纪六十年代末至七十年代初工厂建成钨深加工生产线、铋冶炼生产线和锡冶炼生产线，成为选冶结合的综合型企业。
1984年，企业改名为**某冶炼厂。
2005年4月，按照国家国有企业体制改革、改制、重组政策，组成了某冶炼有限公司。
1.1.2工程目的
本工程为该公司的除尘系统设计。
该冶炼厂有1#炉9个，2#炉5个，主要污染物为含尘空气，为了保证车间内空气品质符合国家标准，采用局部机械排风。
在每个冶炼炉上方布置集气罩,集气罩根据现场设计为1.3×1.6的矩形罩，高度为1.6m，罩口风速为0.8m/s，每个集气罩的风量为：
1.0×1.3×1.6×3600×1.1=8244m3/h=2.29m3/s
考虑到炼炉不必完全开启，按最多8台计算，因此总风量为：
8244×8=65952m3/h=18.32m3/s
每个集气罩支管的风速按18m/s计算，因此支管管径为：
2.29÷18=0.127m2管径为402mm取标准件为400mm
进除尘器的风管的风速v取20m/s，因此主管管径为：
18.32÷20=0.916m2管径为1080mm取标准件为1000mm
1.1.3现有情况
稀有金属冶炼厂金属品种较多，生产过程散发的有害物有的毒性较大，如铍冶炼过程散发出的铍尘，严重危害人的健康。
有色金属冶炼工艺十分繁杂，按冶炼方法可分为火法冶炼和湿法冶炼。
火法冶炼包括熔炼、吹炼、蒸馏与精馏、精炼、熔铸、工艺烟气收尘及制酸等。
主要有害物为二氧化硫烟气，有些生产环节伴有热和粉尘散发。
湿法冶炼包括浸出、浓密与过滤、净化与富集、电解沉积、浓缩与结晶等。
主要有害物为湿、酸气和其他少量有毒气体，如氯气、砷化氢等。
由于有色金属的冶炼过程中产生了这么多有害的污染物，因此，要将这些污染气体收集起来进行净化除尘。
1.1.4达到标准
通过在冶炼炉上安装集气罩将冶炼过程中收集的污染气体收集起来，将它们通入除尘器中净化、除尘并使得污染物的污染浓度达到本设计方案处理效果预期目标达到《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078－1996）二级标准和大气污染物综合排放标准（ GB 16297-1996）。
1.2设计依据
1、《工业防尘手册》；
2、《环境空气监测标准》（GB/T16157-1996）；
3、《工业通风设计手册》（TU834-62）；
4、《环境工程设计手册》（修订版）（大气卷）；
5、《三废处理工程技术手册》（废气卷）；
6、《除尘工程设计手册》（第二版）；
7、《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）；
8、《环境空气质量标准》（GB3095-1996）；
9、《风机产品目录》（福州鼓风机厂）；
10、《工业管道工程》（于宗宝主编）；
11、《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078－1996）。
2、除尘系统的方案设计
2.1方案一设计计算
2.1.1方案一轴测图
根据冶炼炉的位置布置集气罩，分别用一支管串联连接1#炉和2#炉，从支管的一端连接到主管，再由主管连接到除尘器，布置如图：
2.1.2方案一风量分配
根据轴测图，启1、3、5、7、8、10、12、14位置时是通风最困难时期，各个管段的风量见下表：
方案一
管道编号
流量Q[m³/s]
流量Q[m³/h]
长度[m]
管径D[mm]
截面积S[m²]
流速[m/s]
1-2
2.29
8244
3
800
0.5024
4.56
3-2
2.29
8244
1.5
400
0.1256
18.23
5-4
2.29
8244
1.5
400
0.1256
18.23
7-6
2.29
8244
1.5
400
0.1256
18.23
2-4
4.58
16488
2
800
0.5024
9.12
4-6
6.81
24516
2
800
0.5024
13.55
6-16
9.16
32976
5.5
800
0.5024
18.23
8-9
2.29
8244
4.5
800
0.5024
4.56
10-9
2.29
8244
3
400
0.1256
18.23
12-11
2.29
8244
3
400
0.1256
18.23
14-13
2.29
8244
3
800
0.5024
4.56
9-11
4.58
16488
2
800
0.5024
9.12
11-13
6.87
24732
2
800
0.5024
13.67
13-16
9.16
32976
12.5
800
0.5024
18.23
15-16
9.16
32976
4.5
1000
0.7850
11.67
16-17
18.32
65952
26
1000
0.785
23.34
2.1.3方案一管段的局部阻力系数
管段1~2：
120°矩形集尘罩1个阻力为0.4Pa
渐扩管ζ=0.1
90°弯头（R=1.5D）1个ζ=0.17
45°直流三通1个ζ=-1.065
∑ζ=-0.795
管段3~2：
120°矩形集尘罩1个阻力为0.4Pa
60°弯头（R=1.5D）1个ζ=0.13
30°直流三通1个ζ=3.4
∑ζ=3.53
管段5~4：
120°矩形集尘罩1个阻力为0.4Pa
60°弯头（R=1.5D）1个ζ=0.13
30°直流三通1个ζ=1
∑ζ=1.13
管段7~6：
120°矩形集尘罩1个阻力为0.4Pa
60°弯头（R=1.5D）1个ζ=0.13
30°直流三通1个ζ=0.578
∑ζ=0.708
管段2~4：
30°直流三通1个ζ=0.328
∑ζ=0.328
管段4~6：
30°直流三通1个ζ=-0.03
∑ζ=-0.03
管段6~15：
60°弯头（R=1.5D）1个ζ=0.13
30°直流三通1个ζ=0.42
∑ζ=0.55
管段8~9：
渐扩管ζ=0.1
90°矩形集尘罩1个阻力0.4Pa
90°弯头（R=1.5D）1个ζ=0.17
30°直流三通1个ζ=0.-1.065
∑ζ=-0.795
管段10~9：
90°矩形集尘罩1个阻力0.4Pa
60°弯头（R=1.5D）1个ζ=0.13
30°直流三通1个ζ=3.4
∑ζ=3.53
管段12~11：
90°矩形集尘罩1个阻力0.4Pa
60°弯头ζ=0.13
30°直流三通1个ζ=1
∑ζ=1.13
管段14~13：
90°矩形集尘罩1个阻力为0.4Pa
60°弯头（R=1.5D）1个ζ=0.13
30°直流三通1个ζ=0.578
∑ζ=0.708
管段9~11：
30°直流三通1个ζ=0.328
∑ζ=0.328
管段11~13：
30°直流三通1个ζ=-0.03
∑ζ=-0.03
管段13~15：
90°弯头（R=1.5D）1个ζ=0.17
管段15~16：
30°直流三通1个ζ=0.05
管段16~17：
90°弯头（R=1.5D）2个ζ=0.34
70°弯头（R=1.5D）1个ζ=0.2
∑ζ=0.54
管段18~19：
90°弯头（R=1.5D）3个ζ=0.17×3=0.51
∑ζ=0.51
管段20：
无
2.1.4方案一阻力汇总
方案一阻力计算
管段编号
流量Q[m³/s]
长度l[m]
管径D[mm]
截面积S（m²）
流速v（m/s）
动压v²ρ/2（Pa）
集气罩阻力（Pa）
局部阻力系数Εζ
局部阻力Z（Pa）
单位长度摩擦阻力Rm（Pa）
摩擦阻力Rm*l（Pa）
管段阻力系数Rm*l+Z
1-2
2.29
3
800
0.5024
4.56
12.47
0.4
-0.90
-11.16
0.25
0.75
-10.41
3-2
2.29
1.5
400
0.1256
18.23
199.45
0.4
3.53
704.07
9
13.5
717.57
5-4
2.29
1.5
400
0.1256
18.23
199.45
0.4
1.13
225.38
9
13.5
238.88
7-6
2.29
1.5
400
0.1256
18.23
199.45
0.4
0.71
141.21
9
13.5
154.71
2-4
4.58
2
800
0.5024
9.12
49.86
0.33
16.36
1
2
18.36
4-6
6.81
2
800
0.5024
13.55
110.24
0.03
3.31
2.2
4.4
7.71
6-16
9.16
5.5
800
0.5024
18.23
199.45
0.55
109.70
3.7
20.35
130.05
8-9
2.29
4.5
800
0.5024
4.56
12.47
0.4
-0.80
-9.91
0.25
1.125
-8.79
10-9
2.29
3
400
0.1256
18.23
199.45
0.4
3.53
704.07
9
27
731.07
12-11
2.29
3
400
0.1256
18.23
199.45
0.4
1.13
225.38
9
27
252.38
14-13
2.29
3
800
0.5024
4.56
12.47
0.4
0.71
8.83
9
27
35.83
9-11
4.58
2
800
0.5024
9.12
49.86
0.33
16.36
1
2
18.36
11-13
6.87
2
800
0.5024
13.67
112.19
-0.03
-3.37
2.2
4.4
1.03
13-15
9.16
12.5
800
0.5024
18.23
199.45
0.17
33.91
3.7
46.25
80.16
15-16
9.16
4.5
1000
0.7850
11.67
81.70
0.05
4.08
1.2
5.4
9.48
16-17
18.32
26
1000
0.7850
23.34
326.79
0.54
176.46
4.2
109.2
285.66
18-19
18.32
5
1000
0.7850
23.34
326.79
0.51
166.66
4.2
21
187.66
20
18.32
6
1000
0.7850
23.34
326.79
0.00
0.00
4.2
25.2
25.20
2.2方案二设计计算
2.2.1方案二轴测图
根据冶炼炉的位置布置集气罩，分别用一支管串联连接1#炉和2#炉，2#炉支管的一端用直流三通连接到主管，1#炉支管从第二个集气罩和第三个集气罩从中间用圆形三通连接到主管，再由主管连接到除尘器，而且除尘器、风机、烟囱的的布置与方案一不同，换了一个方位，具体布置如图：
2.2.2方案二风量分配
根据轴测图，开启1、3、5、14、6、8、10、12位置时，作为通风最困难时期，各个管段的风量见下表：
方案二
管道编号
流量Q[m³/s]
流量Q[m³/h]
长度[m]
管径D[mm]
截面积S[m²]
流速[m/s]
1-2
2.29
8244
3
700
0.3847
5.9500
3-2
2.29
8244
1.5
400
0.1256
18.23
5-4
2.29
8244
1.5
400
0.1256
18.23
2-4
4.58
16488
2
700
0.3847
11.91
4-16
6.81
24516
7.5
700
0.3847
17.70
6-9
2.29
8244
4.5
800
0.5024
4.56
8-9
2.29
8244
3
400
0.1256
18.23
10-11
2.29
8244
3
400
0.1256
18.23
12-13
2.29
8244
3
400
0.1256
18.23
9-11
4.58
16488
2
800
0.5024
9.12
11-13
6.87
24732
2
800
0.5024
13.67
13-15
9.16
32976
7
800
0.5024
18.23
14-15
2.29
8244
4.5
400
0.1256
18.23
15-16
11.45
41220
5.5
1000
0.7850
14.59
16-17
18.26
65736
26
1000
0.7850
23.26
2.2.3方案二管段的局部阻力系数
管段1~2：
120°矩形集尘罩1个阻力为0.4Pa
渐扩管ζ=0.1
90°弯头（R=1.5D）1个ζ=0.17
45°直流三通1个ζ=-0.60
∑ζ=-0.33
管段3~2：
120°矩形集尘罩1个阻力为0.4Pa
60°弯头（R=1.5D）1个ζ=0.13
30°直流三通1个ζ=1.21
∑ζ=1.34
管段5~4：
120°矩形集尘罩1个阻力为0.4Pa
60°弯头（R=1.5D）1个ζ=0.13
30°直流三通1个ζ=0.41
∑ζ=0.54
管段2~4：
30°直流三通1个ζ=0.02
∑ζ=0.02
管段4~16：
60°弯头（R=1.5D）1个ζ=0.13
30°直流三通1个ζ=0.42
∑ζ=0.55
管段6~9：
90°矩形集尘罩1个阻力0.4Pa
渐扩管（400变800）ζ=0.1
90°弯头（R=1.5D）1个ζ=0.17
30°直流三通1个ζ=－1.06
∑ζ=－0.79
管段8~9：
90°矩形集尘罩1个阻力0.4Pa
60°弯头（R=1.5D）1个ζ=0.13
30°直流三通1个ζ=3.4
∑ζ=3.53
管段10~11：
90°矩形集尘罩1个阻力0.4Pa
60°弯头（R=1.5D）1个ζ=0.13
30°直流三通1个ζ=1
∑ζ=1.13
管段12~13：
90°矩形集尘罩1个阻力0.4Pa
60°弯头ζ=0.1330°直流三通1个ζ=0.578
∑ζ=0.708
管段9~11；30°直流三通1个ζ=0.328
∑ζ=0.328
管段11~13：
30°直流三通1个ζ=-0.03
∑ζ=-0.03
管段13~15：
圆形三通ζ=0.03
∑ζ=0.03
管段14~15：
90°矩形集尘罩1个阻力0.4Pa
渐扩管（400变800）ζ=0.1
90°弯头ζ=0.17
圆形三通ζ=－0.07
∑ζ=0.2
管段15~16；圆形三通1ζ=0.06
管段16~17：
90°弯头（R=1.5D）2个ζ=0.17*2=0.34
70°弯头（R=1.5D）1个ζ=0.2
∑ζ=0.54
管段18~19：
90°弯头（R=1.5D）3个ζ=0.17×3=0.51
∑ζ=0.51
管段20：
无
2.2.4方案二阻力汇总
方案二阻力计算
管段编号
流量Q[m³/s]
长度l[m]
管径D[mm]
截面积S（m²）
流速v（m/s）
动压v²ρ/2（Pa）
集气罩阻力（Pa）
局部阻力系数Εζ
局部阻力Z（Pa）
单位长度摩擦阻力Rm（Pa）
摩擦阻力Rm*l（Pa）
管段阻力系数Rm*l+Z
1-2
2.29
3
700
0.3847
5.95
21.27
0.4
-0.33
-7.02
0.42
1.26
-5.76
3-2
2.29
1.5
400
0.1256
18.23
199.45
0.4
1.34
267.27
7
10.5
277.77
5-4
2.29
1.5
400
0.1256
18.23
199.45
0.4
0.54
107.71
7
10.5
118.21
2-4
4.58
2
700
0.3847
11.91
85.06
0.02
1.70
2.1
4.2
5.90
4-16
6.81
7.5
700
0.3847
17.70
188.07
0.55
103.44
4.5
33.75
137.19
6-9
2.29
4.5
800
0.5024
4.56
12.47
0.4
-0.79
-9.85
0.25
1.125
-8.72
8-9
2.29
3
400
0.1256
18.23
199.45
0.4
3.53
704.07
9
27
731.07
10-11
2.29
3
400
0.1256
18.23
199.45
0.4
1.13
225.38
9
27
252.38
12-13
2.29
3
400
0.1256
18.23
199.45
0.4
0.708
141.21
9
27
168.21
9-11
4.58
2
800
0.5024
9.12
49.86
0.328
16.36
1
2
18.36
11-13
6.87
2
800
0.5024
13.67
112.19
-0.03
-3.37
2.3
4.6
1.23
13-15
9.16
7
800
0.5024
18.23
199.45
0.03
5.98
3.7
25.9
31.88
14-15
2.29
4.5
800
0.5024
4.56
12.47
0.4
0.2
2.49
9
40.5
42.99
15-16
11.45
5.5
1000
0.7850
14.59
127.65
0.06
7.66
2
11
18.66
16-17
18.26
26
1000
0.7850
23.26
324.65
0.54
175.31
4.2
109.2
284.51
18-19
18.26
5
1000
0.7850
23.26
324.65
0.51
165.57
4.2
21
186.57
20
18.26
6
1000
0.7850
23.26
324.65
0
4.2
25.2
25.20
2.3方案三设计计算
2.3.1方案三轴测图
根据冶炼炉的位置布置集气罩，分别用一直径为800mm的风管串联连接1#炉和2#炉，2#炉支管的一端用两个90°弯头把1#炉串联在一起，再从1#炉支管从中间用一个圆形三通（直径由800mm变为1000mm）连接到主管，再由主管连接到除尘器，布置如图：
2.3.2方案三风量分配
根据轴测图，启1、3、5、7、8、10、12、14位置时是通风最困难时期，各个管段的风量见下表：
方案三
管道编号
流量Q[m³/s]
流量Q[m³/h]
长度[m]
管径D[mm]
截面积S[m²]
流速[m/s]
1-2
2.29
8244
3
800
0.5024
4.56
3-2
2.29
8244
1.5
400
0.1256
18.23
5-4
2.29
8244
1.5
400
0.1256
18.23
7-6
2.29
8244
2
400
0.1256
18.23
2-4
4.58
16488
7.5
800
0.5024
9.12
4-6
6.87
24732
4.5
800
0.5024
13.67
6-15
9.16
32976
3
800
0.5024
18.23
8-9
2.29
8244
3
800
0.5024
4.56
10-9
2.29
8244
3
800
0.5024
4.56
12-11
2.29
8244
2
400
0.1256
18.23
14-13
2.29
8244
2
400
0.1256
18.23
9-11
4.58
16488
7
800
0.5024
9.12
11-13
6.87
24732
3
800
0.5024
13.67
13-15
9.16
32976
5.5
800
0.5024
18
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