某车间除尘系统设计书.docx
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某车间除尘系统设计书
第1章课程设计任务书3
第2章局部排风除尘系统的组成7
集气罩7
除尘设备7
风机8
风管……………………………………….........................8
其他设备………………..,………………………………...8
第3章除尘系统设计计算9
集气罩的设计计算9
集气罩的集气原理9
集气罩的设计10
集气罩设计小结12
管道的设计13
管道设计的原那么13
管道分段计算14
并联管路压力平稳计算17
除尘系统总压力损失18
管段设计小结18
通风机、电动机的选择20
通风机的分类及性能20
通风机的应用20
风机、电动机的选择21
风机、电动机小结22
除尘器的选择23
除尘器简介23
除尘器计算24
除尘器的选择小结25
第4章车间布置26
第5章总结27
第6章参考文献28
某车间除尘系统设计
第1章课程设计任务书
一、目的：
课程设计的目的在于进一步巩固和加深课程理论知识，并能结合实践，学以致用。
本设计为车间除尘系统的设计，使学生取得一次综合训练。
专门是：
1．工程设计的大体方式、步骤，技术资料的查找与运用；
2．大体计算方式和画图能力的训练；
3．综合运用本课程及其有关的理论知识，解决工程中的实际问题；
4．熟悉、贯彻国家环境爱惜法及其有关政策。
二、任务与要求
学生在限按时刻内，必须在教师指导下独立、全面地完成此规定的设计。
其内容包括：
1．设计说明书一份，设计计算书一份
2．平面布置图一份
3．立面布置图一份
4．轴侧图一份
三、设计内容
1．集气罩的设计
操纵点操纵速度V的确信
集气罩排风量、尺寸的确信
2．管道的初步设计
管内流速确信
管道直径确信
弯头设计
直管长确信
三通设计计算
3．压损平稳计算
分段计算
压力校核
4．总压损计算
5．选风机、校核
6．电机选择、校核
7．车间大门设计
四、设计课题与有关数据
1．设计题：
某车间除尘系统设计
说明：
本设计为新建项目进行设计。
项目设计完成后的验收标准有：
《大气污染物综合排放标准》GB16297-96表2中二级标准；《工业企业设计卫生标准》TJ36-79车间空气中有害物质的最高允许浓度标准；
2．课题已知条件
a.车间面积与两台产生污染设备的位置
见附图一
b.产生污染源设备的情形
污染源：
两个污染源水平放置，立方体L×W×H1200×600×1000（mm）
操作条件：
20℃
污染源产生粉尘情形：
污染源产生轻矿物粉尘，以轻微速度发散到尚属安静的空气中。
c.在该污染设备的顶部设计二个伞形集气罩，罩口边须距污染面积H=600mm，才操作正常。
d.管道和集气罩均用钢板制作
钢管相对粗糙度K=
排气筒口离地面高12m
e.所用除尘器：
LD14型布袋除尘器布，该布袋除尘器阻力为980Pa，长，宽，除尘器入口高度，出口高度。
f.有关尺寸
车间长宽高别离为：
18米*12米*12米。
墙厚240mm方块柱300x300
车间大门可取2020x2020
窗台到地面距离民用房900—700mm
工业用房-2.0cm
仓库～m
附图一：
车间平面及两个污染源的位置
第2章局部排气通风系统的组成
局部排气通风大体原理是通过操纵局部气流，使局部工作范围不受有害物的污染，而且造成符合要求的空气环境。
典型的局部排气通风系统如图2所示，通常由下述几个部份组成。
集气罩
集气罩是捕集含尘有害气体的设备装置。
通过集气罩口的气流运动，可在有害物散发地址直接捕集有害物而操纵其在车间的扩散，保证室内工作区有害物浓度不超过国家卫生标准的要求。
集气罩设计应该考虑实际环境，工作场合，以与工作场合匹配为宜，从而最大程度上搜集有害气体，减少扩散。
除尘器
为了爱惜大气环境或回收原材料，当排气中的粉尘含量超过排放标准时，必需采纳除尘器进行处置，达到排放标准后再排入大气。
风机
风机由电动机带动，为空气流动提供动力。
为了避免风机的磨损和侵蚀，一样把它装置在除尘设备的后面。
风管
风管用于连接该系统的各个设备，提供气体流动的道路。
风管布置要合理，力求短、直、顺。
风管布置设计的好坏关系到管内流体的压力损失大小，从而阻碍了风机的选择。
其他辅助设备
其他辅助设备包括清灰除尘设备等，保障系统的运行。
第3章除尘系统设计计算
除尘系统通常由集气罩、通风管道、除尘器、通风机、电动机、烟囱等部份组成。
本章节将对各部份进行详细计算与选择。
集气罩的设计计算
污染物捕集装置按气流流动的方式分为吸气式和吹气式两大类。
吸气捕集装置按其形状分为两类：
集气罩和集气管。
对密闭的生产设备，假设污染物在设备内部发生时，会通过设备的孔和裂缝逸到车间内，若是设备内部许诺微负压存在时，那么可采纳集气管捕集污染物，若是设备内部不许诺微负压存在或污染物发生在污染源的表面时，那么可用集气罩进行捕集。
集气罩种类繁多，应用普遍。
按集气罩与污染源的相对位置及围挡情形，可把集气罩分为三类：
密闭集气罩、半封锁集气罩、外部集气罩。
外部集气罩又可分为上部吸气罩、下部吸气罩、侧吸罩。
依照要求，本设计采纳上部吸气罩。
3.1.1集气罩的设计
由题目设计条件和要求可知，本设计采纳外部集气罩中的冷进程上部集气罩。
关于外部集气罩排风量的确信多采纳操纵速度法。
（1）操纵点操纵速度Vx的确信
本设计中，污染源产生轻矿物粉尘，以轻微速度发散到尚属安静的空气中，因此污染源的操纵速度按《大气污染操纵工程》中表13-2可得
表13-2外部集气罩污染源操纵速度vx
污染物的产生状况
举例
控制速度/
以轻微速度放散到相当平静的空气中
某些化学槽的液面蒸发，如去油槽等
以轻微速度放散到尚属平静的空气中
低速输料机，如检选胶带机；粉料装袋摩擦压砖机压砖喷漆箱；焊接台；电镀槽等
以相当大的速度放散出来，或放散到空气运动迅速的区域
破碎机；高速胶带运输的转运点；物料混合；粉料装卸等
以高速放散出来，或放散到空气运动迅速的区域
磨床、砂轮机、磨砖、切砖机、喷砂、喷漆等
取~1.0m/s之间。
本设计选用vx=0.6m/s。
（2）集气罩排风量、尺寸的确信；
本设计中污染源尺寸为L×W×H1200×600×1000（mm），故适宜采纳矩形集气罩，长、宽别离以a、b表示。
由《环境工程设计手册》P48图1.3.13得集气罩计算示用意如下：
题目已知罩口边距污染面积H=600mm，那么有
a=
b=
为保证罩口吸气速度均匀，吸气罩的扩张角α不该大于60°，本设计中取45°，那么集气罩高度为
h’=
。
为提高集气罩的操纵成效，减少无效气流的吸入，罩口加设法兰边。
法兰边宽150-200mm，本设计取160mm，那么集气罩总高为
h=h’+160=840+160=1000mm
集气罩置于污染源上的排风量可按下式（《环境工程设计手册》P48，式1.3.12）计算：
式中Q-----排风量（）
K-----考虑沿高度速度散布不均的平安系数，通常取K=
P-----罩口放开面周长（m）
H-----罩口距污染源的距离（）
u-----操纵速度（m/s）
那么可得集气罩排风量
由于两个污染源完全相同，那么集气罩计算相同。
总排风量Qz：
Qz=2Q=2×=h
由图一可知，污染源边缘距墙中心线600mm，墙厚240mm，集气罩外边缘距污染源边缘240mm，那么集气罩外边缘距墙内边缘为600-120-240=240mm。
3.1.3集气罩设计小结
有以上设计计算，集气罩相关参数如下：
长a=1680mm，宽b=1080mm，高h=1000mm，
扩张角α=45°，排风量Q=h
集气罩边缘距墙240mm。
管道的设计
在净化系统顶用以输送气流的管道称为风管，通过风管使系统的设备和部件连成一个整体。
管段设计主若是依照集气罩的流量和净化设备的要求来完成必需的管道的参数设计。
这要紧包括：
管内流速的确信；管道直径的确信；弯头的设计；直管长度的确信；三通设计计算；沿程阻力损失和局部阻力损失。
本设计采纳圆形风管来进行连接。
3.2.1管道设计的原那么
依照蒋文举.《大气污染操纵工程》，管道设计要紧遵循以下原那么。
1.管道系统布置应从整体布局考虑，统一计划，合理布局。
力求简单、紧凑，安装、操作、维修方便，尽可能缩短管线长度，减少占地空间，适用、美观、节省投资。
2.管道应尽可能集中成列、平行敷设，并应尽可能沿墙或柱子敷设。
管径大的或保温管道应设在靠墙侧。
3.管道与梁、柱、墙、设备及管道之间应有必然的距离，以知足施工、运行、检修和热胀冷缩的要求，一样不小于100-200mm。
4.管道应尽可能幸免遮挡室内采光和妨碍门窗启闭；应不妨碍设备、管件、阀门和人孔的操作和检修；应不妨碍起重机的工作。
5.管道通过人行道时，与地面净距应不小于2m。
6.除尘管道力求顺直，保证气流畅通。
分支管与水平管或倾斜骨干管连接时，应从上部或侧面接入；三通管的夹角一样不大于30°。
7.进行管道压力损失计算时，管段长度一样按两管件中心线之间的距离计算，不扣除管件（如三通、弯头）本身的长度。
8.对并联管道进行阻力平稳计算，除尘系统小于10%，不然进行管径调整。
3.2.2管道阻力分段计算
图3-1管道设计简图
图
1.管道内最低速度的确信
《大气污染操纵工程》表13-4所列为除尘管道内最低气体流速，可供设计参考。
在本设计中，污染物为轻矿粉，查《大气污染操纵工程》表13-4得水平管内最低流速为14m/s，垂直管为12m/s。
考虑要用到垂直管和水平管两部份，而用同一管径。
故取管内气速：
V1=14m/s
2.管径的计算与实际速度的确信
由Q=（πd2V）/4取得：
d=
那么有d1=550mm
核算实际速度：
V1=4Q/（πd12）=14.9m/s；
查计算表知：
动压为；当量阻力系数
。
三通管后的管径d2：
d2=774mm，圆整取d2=750mm；
核算实际速度：
V2=14.9m/s；
查计算表知：
动压为；当量阻力系数
。
3.管段长度的确信
整体设计草图见图。
由除尘器入口高度：
3653mm，
故管段1的长度L1=2000+7385=9385mm
管段2的长度L2=2000mm
管段3的长度L3=1615+1267=2882mm
管段4的长度L4=3000+8890=11890mm
管段5的长度L5=1200mm
4.集气罩和弯头的确信
查《环境工程设计手册》：
一、对集气罩1，ξ=。
二、对集气罩2，ξ=。
3、采纳90°弯头（R/d=阻力系数ξ=。
5.三通的确信
依照管径与流量查《环境工程设计手册》：
采纳30°直流三通（如图）：
阻力系数ξ1=，阻力系数ξ2=。
图
6.管道阻力计算
（1）管段①的阻力计算
摩擦压力损失为
局部阻力包括集气罩一、90°弯头（R/d=）和30°直流三通；
故∑ξ=++=
那么局部压损为
（2）管段②的阻力计算
摩擦压力损失为
局部阻力包括集气罩二、90°弯头（R/d=）和30°直流三通；
故∑ξ=++=
那么局部压损为
（3）管段③的阻力计算
摩擦压力损失为
局部阻力包括除尘器阻力、90°弯头（R/d=）和合流三通；
故局部压损为
（4）管段④的阻力计算
摩擦压力损失为
局部阻力有两个90°弯头（R/d=）；
故局部压损为
（5）管段⑤的阻力计算
摩擦压力损失为
改管段有90°弯头（R/d=）两个；伞形风帽压力损失ξ=；通风机出口压力损失ξ=。
故局部压损
（6）并联管压力平稳
故有：
显然压力平稳，符合节点要求。
（7）除尘器总压力损失计算
除尘系统总压损失为
3.2.3管段设计小结
管段①直径550mm，距墙255mm，知足管段设计要求；其弯头为90°，R=1600mm；水平管段中心线距地面7m。
管段②直径550mm，距墙255mm，知足管段设计要求；其弯头为60°，R=800mm，三通为α=30°，支管长H=2000mm，直管部份安装尺寸2000mm。
管段③直径750mm，距墙120mm，知足管段设计要求；R=1600mm的90°弯头三个，第一个弯头之前的水平管长，第一个与第二个弯头之间的水平管长，第二个与第三个弯头之间的竖直管长为，入口中心线距地面距离为。
管段④（除尘器出风管）直径7500mm，距墙200mm，知足管段设计要求；R=1600mm的90°弯头两个，管段长为。
管段⑤（即烟囱）直径7500mm，高为12m，伞形风帽h/D=。
管段设计结果如下表：
表3-1管道计算表
管段编号
流量Q/
m3s-1
管长l
/m
管径d/mm
流速v/
m-1
λ/d
/m-1
动压v2ρ/2
/Pa
摩擦损失△PL/
Pa
局部压损系数∑ξ
局部压损△Pm/Pa
管段总压损△P/Pa
管段压损累计∑△P/Pa
①
550
②
550
③
750
④
750
⑤
750
通风机、电动机的选择
3.3.1通风机的分类及性能
大气污染操纵工程中，经常使用通风机按其作用原理可分为离心式和轴流式两种。
（1）离心式通风机分高压、中压、低压三种，低压P≤1000Pa;
中压1000＜P＜3000Pa；P≥3000Pa。
（2）轴流式通风机分高、低压二种：
低压P＜500Pa；高压P≥500Pa；
通风机的性能参数要紧有流量、压力、功率、效率和转速。
另外，噪声和振动的大小也是通风机的要紧技术指标。
流量也称风量，以单位时刻内流经通风机的气体体积表示。
压力也称风压，是指气体在通风机内压力升高值，有静压、动压和全压之分。
全压等于通风机出口截面与入口截面上气流全压之差；静压等于通风机出口截面与入口截面上气流静压之差；动压是指通风机出口截面上气流平均速度的动压。
在同一截面上，气流的全压等于静压与动压之和。
功率是指通风机的输入功率，即轴功率。
通风机有效功率与轴功率之比称为效率。
通风机全压效率可达90％。
流量、风压、功率和效率等参数之间有必然的函数关系，当其中一个参数发生转变时，其他各量也随着转变。
将它们之间的关系绘成曲线，称为性能曲线。
性能曲线形状与通风机类型有关。
改变通风机的风量和风压，以知足利用工况转变的要求称为性能调剂。
3.3.3风机、电动机的选择
依照《大气污染操纵工程》计算风量与风压：
通风机风量Q0=Q（1+
）
通风机风压ΔP0=ΔP（1+
）
其中：
Q-----管道计算总风量，
-----管道计算总压损，Pa
-----考虑系统漏风所附加的平安系数，除尘管道取~
-----考虑管道计算误差及系统漏风等因素所采纳的平安系数，除尘管道取~
那么风量为Q0=Q（1+K1）=×=h
风压为ΔP0=ΔP（1+K2）=1292×=2304Pa
3、依照上述风量和风压，查《环境工程设计手册》：
选排尘离心通风机BF4-72型，传动方式C，转速2240r/min，全压225~3292Pa，风量1240~652300
，配套电动机为Y180M-2,22kW。
复核电动机功率：
故其配套电机知足要求。
配套电动机知足要求。
3.3.4风机、电动机小结
设计风量为h-1，设计风压为2304Pa。
本设计选用BF4-72型风机，转速N=2240r/min，Q=121040m3/h，P=2990Pa；配套电机Y315M-6，功率为160KW。
除尘器的选择
一样，选择除尘器必需从除尘技术、经济排放标准三方面来考虑，合理选择除尘器在工业生产中意义重大。
3.4.1除尘器简介
除尘器是把粉尘从烟气中分离出来的设备，是除尘系统中起要紧作用的部份。
除尘器的性能用可处置的气体量、气体通过除尘器时的阻力损失和除尘效率来表达。
除尘器按其作用原理分成以下五类：
（1）机械式除尘器，包括重力除尘器、惯性除尘器、离心除尘器等。
（2）湿式除尘器，包括水浴式除尘器、泡沫式除尘器、文丘里管除尘器、水膜式除尘器等。
（3）过滤式除尘器，包括布袋除尘器和颗粒层除尘器等。
（4）电除尘器。
（5）磁力除尘器。
此刻工业顶用的比较多的是电袋复合式除尘器及袋式除尘器。
本设计采纳袋式除尘器。
袋式除尘器要紧由滤袋、箱体、灰斗与清灰结构、排灰机构等几个要紧部份。
布袋除尘器的工作原理：
含尘气体由灰斗上部进风口进入后，在挡风板的作用下，气流向上流动，流速降低，部份大颗粒尘埃由于惯性力的作用被分离出来落入灰斗。
含尘气体进入箱体经滤袋的过滤净化，粉尘被阻在滤袋的外表面，净化后的气体经滤袋口进入上箱体，由出风口排出。
随着滤袋表面粉尘不断增加，除尘器进出口压差随之上升，当除尘器阻力达到设定值时，操纵系统发出清灰指令，清灰系统开始工作。
布袋除尘器优缺点如下。
布袋除尘器的优势：
（1）除尘效率高，可达%以上；
（2）附设备少，投资少；
（3）结构简单，操作方便，工作稳固，便于回收干料，能够捕集不同性质粉尘；
（4）布袋除尘器性能稳固靠得住，对负荷转变适应性好，便于治理，所收的干尘便于处置和回收利用；
（5）能适合生产全进程除尘新理论，降低总量排放；
（6）布袋除尘器适合于净化含有爆炸危险或带有火花的含尘气体。
布袋除尘器的缺点：
（1）用于处置相对温度高的含尘气体时，应采取保温方法，以避免因结露而造成“糊袋”；
（2）关于净化有侵蚀性气体时，应选用适宜的耐侵蚀滤料，处置高温烟气应采纳降温方法，入口浓度不宜大于15g/m3；
（3）阻力较大，一样压力损失为1000～1500Pa；
（4）占地面积大。
3.4.2除尘器计算
由题目知，该布袋除尘器长，宽，入口高度，出口高度，压力损失为980Pa。
1）过滤风速确信V
本设计中为轻矿物粉尘，机械振动清灰袋式除尘器，结构简单、清灰成效好、清灰耗电少，适用于压力损失为800-1200Pa，过滤风速为，本设计取min。
袋径D一样取100-400mm，本设计取D=300mm。
袋长L取2-6m，本设计取
L=3mm。
2）计算过滤面积A
由上面计算可知除尘器处置风量为
A=Q/60V=60×=㎡
3）计算每只滤袋的过滤面积a
a=πDL=××3=㎡
4）计算滤袋数量n
N=A/a==130
3.4.3除尘器的选择小结
依照以上计算，由《环境工程设计手册》P174表1.6.44选用GCG8-6型袋式除尘器。
该除尘器振打方式清灰，矩形箱体，玻璃纤维扁型滤袋，其具体参数如下：
过滤面积:
3168㎡
最大风量:
76000
滤袋数量：
960条
第4章车间布置
车间大门设计
为便于设备保护治理，需在除尘器南面（图中下）一侧设大门，大门宽×高为:
2020×2020mm。
由于车间18m×12m，较大，可在西面（图中左）另设一大门，尺寸为2010×2020mm。
车间布置
车间高12mm，总长18m，长度方向上4个方柱;长度方向3个窗，窗宽2m，高，距地面。
总宽12m，宽度方向3个方柱；宽度方向开2个窗，窗宽1m，高，距地面距离2m。
墙厚240mm。
第一个污染源中心线距左墙3m，两污染源中心线相距6m，除尘器右边缘距右墙边缘200mm。
集气罩边缘距后墙边缘240mm，管段①直径550mm，距墙255mm，水平管段中心线距地面。
管段②直径550mm，距墙255mm。
管段③直径750mm，距墙120mm。
管段④（除尘器出风管）直径750mm，距墙200mm。
管段⑤（即烟囱）直径750mm，右墙外布置，高为12m。
第5章总结
本次课程设计为大气污染操纵工程课程的实践应用，也是对该课程理论知识的查验和延伸，诣在培育咱们理论联系实际、解决工程实际问题的能力。
从设计的进程中，我各方面都有了较大的提升，如查阅资料的能力，独立试探、解决问题的能力，及文档排版技术等。
这次设计让咱们对所学知识加倍熟练，对国家法规、标准有了进一步的了解，对工厂大气污染状况有了较全面的熟悉，最重要的是把握了除尘系统的设计思路和方式步骤。
固然，设计中我也发觉了自身的不足，比如充分利用网络资源这方面。
由于学校图书馆关于本设计的手册收藏不全，以致咱们无资料可查，为此我伤透脑筋。
可是我却忽略了网络那个资源宝库，后来意识到了，却又不明白去哪里搜，没有收藏一些有效的网站，在搜寻资料时有点盲目。
因此以后这些方面我必然要好好增强。
最重要的一点，我决定要好勤学习CAD制图，设计进程中，很多地址需要配图说明，可由于可不能制图，只能赘述大量语言。
同时我也熟悉到了理论联系实践的重要性，没有理论知识是不行的，光有理论知识也是不行的。
从这次课程设计的进程中，咱们看到了大气污染防治何等的重要和必要，咱们生活、工作中存在着各类大气污染，由于某些是看不到摸不到的，因此往往被咱们忽略，在不知不觉中危害这咱们的身心健康。
咱们需要提高环保意识，尤其咱们学习环境工程的学生，要利用所学知识，尽可能为人们减轻这种危害。
这次设计中发觉学校藏书不足，希望以后会有所改善，足量的藏书是一个大学必需的条件。
我从这次课程设计收成了很多，感激学校为咱们安排了那个环节，给了咱们如此的锻炼机遇。
感激设计进程中一路尽力的同窗们。
第6章参考文献
[1]蒋文举.大气污染操纵工程.高等教育出版社，2006.
[2]魏先勋，陈信常.环境工程设计手册[M]修订版.湖南科技出版社，2002.
[3]周兴求.环保设备设计手册[M].化学工业出版社，2007.
[4]大气污染物综合排放标准.GB16297-1996.
[5]胡传鼎.通风除尘设备设计手册.化学工业出版社.2003
[6]郝吉明.大气污染操纵工程.高等教育出版社，2020.
[7]瞿义勇.《有效通风空调工程安装技术手册》.
毕业设计（论文）原创性声明和利用授权说明
原创性声明
本人郑重许诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的功效。
尽我所知，除文中专门加以标注和致谢的地址外，不包括其他人或组织已经发表或发布过的研究功效，也不包括我为取得及其它教育机构的学位或学历而利用过的材料。
对本研究提供过帮忙和做出过奉献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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