大气污染控制工程课程设计说明书车间除尘系统.docx

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大气污染控制工程课程设计说明书车间除尘系统

《大气污染控制工程》课程设计

——车间除尘系统设计

专业：

班级：

姓名：

学号：

2012年6月

2.1集气罩设计原则……………………………………………………………5

2.2尺寸大小的设计……………………………………………………………………5

2.3控制点控制速度Vx的确定………………………………………………………………6

2.4排风量的计算…………………………………………………………………………………6

4、风机、电机选择及计算…………………………………………………11

4.1风机的确定………………………………………………………………11

4.2电动机的选择……………………………………………………………11

4.3校核……………………………………………………………………12

附录1、车间平面图及两个污染源的位置

附录2、除尘器尺寸图

1、绪论

1.1、设计目的

通过对大气污染净化系统的工艺设计，初步掌握大气污染净化系统设计的基本方法，培养利用已经学过的理论知识综合分析问题，并提高解决实际问题的能力、绘图能力、以及正确使用设计手册的能力。

1.2、设计任务及要求

本设计为一个小型车间的除尘系统。

学生须在限定时间内，在老师的指导下独立、全面地完成此规定的设计。

具体内容包括：

1、设计计算书一份；

2、管道平、剖面图一张（1:

50）；

3、系统图及明细表一张（1:

50）。

1.3、设计内容

1、集气罩的设计；

控制点控制速度Vx的确定；

集气罩排风量、尺寸的确定；

2、管道的初步设计；

管内流速的确定；

管道直径的确定；

弯头的设计；

直管长度的确定；

三通设计计算；

3、压损平衡计算；

分段计算；

压力校核；

4、总压计算；

5、选风机、校核；

6、电机选择、校核；

7、有关说明；

1.4、设计资料

1、设计题：

车间除尘系统设计；

2、已知条件；

（1）车间面积与两台产生污染设备的位置（见图1）。

此图仅给出方柱及污染源相对位置，门、窗位置及墙厚由设计定；

（2）产生污染源设备的情况

污染源：

立方体长×宽×高=1200×600×1000

操作条件：

20℃101.3KPa

污染源产生轻矿物粉尘，以轻微速度发散到尚属平静的空气中。

（3）在该污染设备的顶部设计两个伞形集气罩，罩口边须距离污染源上平面H=600mm时才操作正常。

（4）管道和集气罩均用钢板制作

钢管相对粗糙度K=0.15

排气筒口离地面高度12m

（5）所用除尘器

LD14型布袋除尘器,

该除尘器阻力为980Pa；

所用除尘草图见附图。

（也可另选其它除尘器）

（6）有关尺寸

墙厚240mm方块柱300×300

车间大门可取2010×2010

3010×3010

2550×2410

4010×4010

窗台到地面距离:

民房900～700mm

工业用房1.0～2.0m

仓库1.5～2.0m

2、集气罩的设计

2.1集气罩设计原则

（1）集气罩应尽可能将污染源包围起来，使污染物的扩散限制在最小的范围

内，以便防止横向气流的干扰，减少排气量。

（2）集气罩的吸气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）在保证控制污染的条件下，尽量减少集气罩的开口面积，以减少排风量；

（4）集气罩的吸气气流不允许经过人的呼吸区再进入罩内；

（5）集气罩的结构不应妨碍人工操作和设备检修。

（6）罩口面积与排气管面积之比最大可为16:

1

（7）为避免横向气流干扰，要求H尽可能

0.3L（罩口长边尺寸）

（8）伞形罩的开口角度（α）宜小于或等于90º，最大不宜大于120º

（9）伞形罩应设罩裙（即垂直边），罩裙的高度

（A为罩口面积）

2.2尺寸大小的设计

1、根据设计要求H=600mm，取H=0.3L，得出罩口长边L=2000mm

2、取其罩口宽度为1020mm

3、罩裙高度

4、取开口角度ɑ=90º

设计草图如下：

2.3控制点控制速度Vx的确定

本设计中，污染源产生轻矿物粉尘，从轻微速度发散到上述平静的空气中，所以污染源的控制速度按《大气污染控制工程》中表13-2可得，取0.5~1.0m/s之间。

本设计选用vx=0.6m/s。

2.4排风量的计算

Q=KPHvx=

式中：

P----罩口敞开面周长，m;H----罩口至污染源距离，m

K----考虑沿高度速度分布不均匀的安全系数，通常取K=1.4

vx----控制速度

3、管道系统设计

3.1管道布置初步设计

3.1.1管道内最低速度的确定

在本设计中，污染物为轻矿粉，查《大气污染控制工程》表14-2，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分，而用同一管径。

故取管内气速：

V1=14m/s

3.1.2管径的计算与实际速度的确定

由Q=（πd2V）/4得到：

d=

1、d1=500mm

核算实际速度：

V1=4Q/（πd12）=15.5m/s；

查计算表知：

动压为133.4Pa；当量阻力系数

；

2、三通管后的管径d2：

d2=700mm

核算实际速度：

V2=15.9m/s；

查计算表知：

动压为152.95Pa；单位摩擦阻力

3.1.3管段长度的确定

总体设计草图见上图

由除尘器进口高度：

3653mm，

故管段1的长度L1=（3653-600-600-357-750）+（6000-600）=6746mm

管段2的长度L2=3653-600-600-357-750=1346mm

管段3的长度L3=3000+240+500=3740mm

管段4的长度L4=3000+8890=11890mm

管段5的长度L5=1200mm

3.2、管段压力损失计算

按最大压损原则选择计算环路，本设计由管段1开始计算。

（1）管段1：

管径D=500mm；管长L=6.746m；单位摩擦阻力

；

动压为133.4Pa

则摩擦压力损失为

各管件局部压力损失系数（查手册）为：

集气罩1，ξ=0.16；90°弯头（R/d=1）,ξ=0.25;45°直流三通，

ξ=0.06

∑ξ=0.16+0.25+0.06=0.49

则局部压损：

∑ξ

133.4=65.37Pa

（2）管段2：

管径D=500mm；管长L=1.346m；单位摩擦阻力

；

动压为133.4Pa

则摩擦压力损失为

各管件局部压力损失系数（查手册）为：

集气罩2，ξ=0.16；130°弯头（R/d=1）,ξ=0.3;45°合流三通旁支管，ξ=0.21

∑ξ=0.16+0.3+0.21=0.66

则局部压损：

∑ξ

133.4=88Pa

（3）管段3：

：

管径D=700mm；管长L=3.74m

动压为152.95Pa；单位摩擦阻力

则摩擦压力损失为

局部压力损失为:

合流三通对应总管动压的压力损失，其局部压损系数ξ=0.11；除尘器压力损失为980Pa；圆管变矩形，其局部压损系数ξ=0.2，

∑ξ=0.11+0.2=0.31

则局部压力损失

∑ξ

152.95+980=1027.4Pa。

（4）管段4：

管径D=700mm；管长L=11.89m

动压为152.95Pa；单位摩擦阻力

则摩擦压力损失为

该管段有90°弯头（R/d=1）两个，由手册查得ξ=0.25

矩形变圆形，其局部压损系数ξ=0.2

则局部压损：

∑ξ

152.95=（0.25×2+0.2）×152.95=107Pa

（5）管段5：

管径D=700mm；管长L=12m

动压为152.95Pa；单位摩擦阻力

则摩擦压力损失为

该管段有90°弯头（R/d=1）一个，由手册查得ξ=0.25

则局部压损：

∑ξ

152.95=0.25×152.95=38.3Pa

3.3、管段计算表总结

管段编号

流量Q

管长l/m

管径d

/mm

流速

m/s

动压

/Pa

摩擦压损

/Pa

局部压损项

局部压损

/Pa

管段总压损

/Pa

除尘系统总压损失

①

10959

6.746

500

15.6

117.8

32.18

90º弯头，三通支管压损

65.37

97.55

1456.13

②

10959

1.346

500

15.6

117.8

6.42

135º弯头，三通支管压损

88

94.42

③

21918

3.740

700

15.9

153.8

12.38

三通干管压损，圆管变矩形，除尘器压损

1027.4

1039.78

④

21918

11.89

700

15.9

153.8

39.36

90º弯头两个，矩形变圆形

107

146.36

⑤

21918

12

700

15.9

153.8

39.72

90º弯头一个

38.3

78.02

3.4校核：

并联管压力平衡

故有：

<10%

显然压力平衡，符合节点要求。

4、风机、电机选择及计算

4.1风机的确定

1、选择通风机的计算风量：

Q=Qz（1+K1）=21918×（1+0.15）=25205.7（m3/h）

2、选择风机的计算风压：

△P=△P（1+K2）=1456.13×（1+0.2）=1747.36（Pa）

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安全系数，除尘管道取0.1~0.15；

----考虑管道计算误差及系统漏风等因素所采用的安全系

数，除尘管道取0.15—0.2。

3、根据上述风量和风压，查《供暖通风设计手册》选择风机，其性能参数如下：

型号

机号

传动方式

转数

r/min

全压Pa

流量

m3/h

效率

%

Y180M-4

8

D

1450

1880

26378

90.8

4.2电动机的确定

配套电动机型号Y180L-4，其性能参数如下表：

型号

转数

（r/min）

序号

全压

流量

效率

%

功率

KW

Y180L-4Y180L-4

1600

5

2150

26800

72

22

4.3、校核

复核电动机功率：

故其配套电机满足要求。

附录1

附录2