车间除尘专业系统设计.doc

目录
1 绪论 1
1.1 课程设计目 1
1.2 课程设计任务 1
1.3设计内容 1
1.4 设计课题与关于数据 2
2 集气罩设计 5
2.1 集气罩 5
2.2 设计计算 5
3 管道、弯头及三通设计 7
3.1 管道设计 7
3.2 集气罩和弯头拟定 8
3.3 三通拟定 8
4 阻力平衡校核 9
4.1 设计阐明 9
4.2 管段①阻力计算 9
4.3 管段②阻力计算 9
4.4 管段③阻力计算 9
4.5 管段④阻力计算 10
4.6 管段⑤阻力计算 10
4.7 并联管压力平衡 10
4.8系统总压力损失 11
5 风机、电机选取及计算 12
6 厂房设计 14
7 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 17

1 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=1200×650×950
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 m
e 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 300×300
车间大门 可取 ×
3010×3010
2550×2410
4010×4010
窗台到地面距离： 民 房 900～700 mm
工业用房 1.0～2.0 m
仓 库 1.5～2.0 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2.1
2.2.1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0.5~1.0 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，L≥2 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=2×630mm=1260 mm=1.26 m。
3、为保证罩口吸气速度均匀，，本设计中取α为30°。
4、排风量按下式计算：
Q=KPHvx=1.4×2×(2.0+1.26) ×0.6×0.6
=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3.1
3.1.1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 /s
3.1.2 管径计算与实际速度拟定
由Q=(πd2V)/4得到：d=
1、则有d1=550mm，圆整取d1=530mm；
核算实际速度：V1=4Q/(πd12)=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=1200mm

3.2 集气罩和弯头拟定
查《环境工程设计手册》 ：
1、对集气罩1，ξ=0.11。
2、对集气罩2，ξ=0.11。
3、采用90°弯头(R/d=1.5)阻力系数ξ=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ξ1=0.02，阻力系数ξ2=0.21。

图3.2
4 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①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∑ξ=0.11+0.18+1.02=0.31
则局部压损为

4.3 管段②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∑ξ=0.11+0.21+0.18=0.50
则局部压损为

4.4 管段③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④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⑤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ξ=0.10；通风机出口压力损失ξ=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0.1~0.15；
-------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0.15~0.2。
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
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
管段压损合计∑△P/Pa
①
3.29
9.385
530
14.9
0.0306
133.2
38.25
0.31
41.29
79.54

②
3.29
2.0
530
14.9
0.0306
133.2
8.15
0.50
66.60
74.75

③
6.58
2.882
750
14.9
0.02
133.2
7.68
0.3
1018.6
1026.28

④
6.58
11.89
750
14.9
0.02
133.2
31.67
0.36
47.95
79.62

⑤
6.58
12.0
750
14.9
0.02
133.2
31.97
0.56
74.59
106.56
1366.75

6 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4010×4010 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