车间除尘专业系统设计.doc

目录1 绪论11.1 课程设计目11.2 课程设计任务11.3设计内容11.4 设计课题与关于数据22 集气罩设计52.1 集气罩52.2 设计计算53 管道、弯头及三通设计73.1 管道设计73.2 集气罩和弯头拟定83.3 三通拟定84 阻力平衡校核94.1 设计阐明94.2 管段阻力计算94.3 管段阻力计算94.4 管段阻力计算94.5 管段阻力计算104.6 管段阻力计算104.7 并联管压力平衡104.8系统总压力损失115 风机、电机选取及计算126 厂房设计147 设计小结15参照文献16附录17图1 车间除尘系统平面布置图17图2 立面布置图17图3 轴测图171 绪论1.1 课程设计目课程设计目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设计，能使学生得到一次综合训练，特别是： 1、工程设计基本办法、环节，技术资料查找与应用；2、基本计算办法和绘图能力训练；3、综合运用本课程及其关于课程理论知识解决工程中实际问题；4、熟悉、贯彻国家环保法规及其他关于政策。1.2 课程设计任务 学生在有限时间内，必要在教师指引下独立、全面地完毕此规定设计。其内容涉及：1、设计阐明书和计算书各一份；2、平面布置图一份；3、立面布置图一份；4、轴侧图一份。1.3设计内容1、罩设计控制点速度Vx拟定；集气罩排风量、尺寸拟定。2、道初步设计管内流速拟定；管道直径拟定；弯头设计；直管长拟定；三通设计计算。3、损平衡计算分段计算；压力校核。4、压损计算5、风机、校核6、机选取、校核7、关于阐明1.4 设计课题与关于数据1、设计题目：车间除尘系统设计；2、课题已知条件；a 车间面积与两台产生污染设备位置，见附图。b 产生污染源设备状况污染源：立方体 长宽高=1200650950操作条件：20 101.3 KPa污染源产生轻矿物粉尘，以轻微速度发散到尚属安静空气中。c 在该污染设备顶部设计两个伞形集气罩，罩口边须距离污染源上平面H=600 mm时才操作正常。d 管道和集气罩均用钢板制作钢管相对粗糙度 K=0.15排气筒口离地面高度12 me 所用除尘器 LD14型布袋除尘器, 该除尘器阻力为980 Pa；长：4503 mm；宽：2250 mm；除尘器进口高度：3653 mm；除尘器出口高度：8890 mm； 所用除尘草图见附图或者自行设计。 f 关于尺寸 墙厚 240 mm 方块柱 300300 车间大门 可取 30103010 25502410 40104010 窗台到地面距离： 民 房 900700 mm 工业用房 1.02.0 m 仓 库 1.52.0 m 图1.1 2 集气罩设计2.1 集气罩由于空气污染物在车间扩散机理是污染物依附于气流而扩散，由题设条件可知，本设计适当采用外部集气罩中冷过程上部集气罩。对于外部集气罩排风量拟定多采用控制速度法。2.2 设计计算依照集气罩草图进行计算。如图2.1所示： 图2.12.2.1控制点控制速度拟定本设计中，污染源产生轻矿物粉尘，从轻微速度发散到上述安静空气中，因此污染源控制速度按大气污染控制工程中表13-2可得，取0.51.0 m/s之间。本设计选用vx=0.6 m/s。2.2.2控集气罩排风量、尺寸拟定1、由于气体只能从侧面流入罩内，为避免横向气流干扰，规定H尽量0.3L，由于题设中已给出H=0.6 m，因而，L2 m，取L=2 m。2、由于吸气流易受横向气流影响，因此靠墙布置。由于墙厚240 mm，污染源中心距离墙中心750mm，因而污染源距墙边B=750-240/2=6300 mm，由此可知集气罩宽：2B=2630mm=1260 mm=1.26 m。3、为保证罩口吸气速度均匀，本设计中取为30。4、排风量按下式计算： Q=KPHvx=1.42(2.0+1.26) 0.60.6=3.29 (m3/s) 式中：P-罩口敞开面周长，m； H-罩口至污染源距离，m； vx-控制速度，m/s； K-考虑沿高度速度分布不均匀安全系数，普通取K=1.4 。5、总排风量Qz： Qz=2Q=6.58 (m3/s)3 管道、弯头及三通设计3.1 管道设计一方面设计管道布置位置，然后对各管段进行编号，按最大压损原则选取计算环路，如下图。图3.13.1.1管道内最低速度拟定在本设计中，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14 m/s，垂直管为12 m /s。考虑要用到垂直管和水平管两某些，而用同一管径。故取管内气速：V1=14 m /s3.1.2 管径计算与实际速度拟定由Q=(d2V)/4得到：d=1、则有d1=550mm，圆整取d1=530mm；核算实际速度：V1=4Q/(d12)=14.9 m /s；查计算表知：动压为 133.2Pa；当量阻力系数。2、三通管后管径d2：d2=774mm，圆整取d2=750mm；核算实际速度：V2=14.9 m /s ；查计算表知：动压为 133.2Pa；当量阻力系数。3.1.3 管段长度拟定总体设计草图见图3.1。由除尘器进口高度：3653 mm， 故管段1长度L1=+7385=9385mm管段2长度L2=mm管段3长度L3=1615+1267=2882mm管段4长度L4=3000+8890=11890mm管段5长度L5=1200mm3.2 集气罩和弯头拟定查环境工程设计手册 ：1、对集气罩1，=0.11。2、对集气罩2，=0.11。3、采用90弯头(R/d=1.5)阻力系数=0.18。3.3 三通拟定依照管径与流量查环境工程设计手册 ：采用30直流三通（如图3.2）：阻力系数1=0.02，阻力系数2=0.21。图3.24 阻力平衡校核4.1 设计阐明由图3.1所示，依照图示计算。4.2 管段阻力计算 摩擦压力损失为 局部阻力涉及集气罩1、90弯头（R/d=1.5）和30直流三通；故=0.11+0.18+1.02=0.31 则局部压损为4.3 管段阻力计算 摩擦压力损失为 局部阻力涉及集气罩2、90弯头（R/d=1.5）和30直流三通；故=0.11+0.21+0.18=0.50 则局部压损为4.4 管段阻力计算摩擦压力损失为 局部阻力涉及除尘器阻力、90弯头（R/d=1.5）和合流三通； 故局部压损为4.5 管段阻力计算摩擦压力损失为 局部阻力有两个90弯头（R/d=1.5）； 故局部压损为4.6 管段阻力计算摩擦压力损失为 改管段有90弯头（R/d=1.5）两个；伞形风帽压力损失=0.10；通风机出口压力损失=0.10。故局部压损4.7 并联管压力平衡故有：显然压力平衡，符合节点规定。4.8 除尘器总压力损失计算除尘系统总压损失为5 风机、电机选取及计算5.1风机拟定 1、选取通风机计算风量：Q0=Qz(1+K1)=6.5(1+0.1) =25000(m3/h )2、选取风机计算风压：P0=P(1+K2)=1292(1+0.2) =1550.4(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安全系数，除尘管道取0.10.15； -考虑管道计算误差及系统漏风等因素所采用安全系数，除尘管道取0.150.2。 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4-72型，机号8，传动方式C，转速2240 r/min，全压2472-1844 Pa，风量17920-31000 ， 配套电动机为Y180M-2,22kW。复核电动机功率：故其配套电机满足规定。5.2管道计算总结表一 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/d/m-1动压v2/2/Pa摩擦损失PL/Pa局部压损系数局部压损Pm/Pa管段总压损P/Pa管段压损合计P/Pa3.299.38553014.90.0306133.238.250.3141.2979.543.292.053014.90.0306133.28.150.5066.6074.756.582.88275014.90.02133.27.680.31018.61026.286.5811.8975014.90.02133.231.670.3647.9579.626.5812.075014.90.02133.231.970.5674.59106.561366.756 厂房设计6.1大门及窗户设计 本设计中，大门和窗户位置选取要充分考虑气流对烟尘流动方向影响，以保证除沉效果稳定及有效。因而大门和窗户应设在离污染物排放口较远地方，尽量减少对流空气对污染物扩散方向影响。但同步也要综合考虑室内通风状况良好，选取设立窗户个数、尺寸及位置。在本设计中，将大门设立在除尘器旁边，尺寸选取40104010 mm。窗户共设9个，以保证通风效果。位置见平面图。7 设计小结这次通过对车间除尘系统设计，使我学习到了诸多课本上没有知识，以及得到了一点设计经验，固然这与实际尚有很大差别。而在这次课程设计，通过对集气罩、以及相应得管道进行设计计算，使我对集气罩和管道设计有了一定理解。这次设计中难点是三通选取和设计以及压力损失计算，对这，我的确学到了一定设计经验，通过查资料，然后计算以得到较为抱负成果。而该设计重点就是压力平衡校核和风机选取，通过对总风量计算和对总压计算，从而依照风量和总压选取适当风机和配套电机，最后校核电机功率。设计最后是对厂房布置，这使我对总体布局有了一定理解。这个过程中，让我在设计、计算方面得到了充分锻炼，并相应提高了自己在这方面能力，同步也使所学专业知识得到了实际运用。总之，通过这次课程设计，使我对除尘设计有了一定理解，以及学习到了诸多在课本和课堂内学习不到知识、经验，让我更加深刻理解所学知识；在诸多方面能力也得到相应提高。另一方面是得到了同窗协助尚有自己一定努力。最后，感谢在课程设计中予以我协助和支持教师和同窗们。参照文献1 郝吉明，马广大大气污染控制工程第二版北京：高等教诲出版社2 金国淼除尘社备北京：化学工业出版社3 周兴求环保设备设计手册-大气污染控制工程北京：化学工业出版社4 魏先勋，马菊元，陈信常等环境工程设计手册长沙：湖南科学技术出版社，5 孙颐袋式除尘技术与应用机械工业出版社