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1、目 录一设计内容.3 1设计基础资料.3 2设计要求.3 二设计计算.4 1集气罩设计.4 2风量计算.5 3旋风除尘器设计选型.5 4旋风除尘器效率计算.14 5管道设计计算.16 6风机和电机的选择.23 7排气烟囱的设计.24 三心得体会与总结. 26 参考文献. 28题目:某厂球团车间制样间除尘系统设计 一设计内容1）设计基础资料1.某厂球团车间制样间除尘系统设计两个颚式破碎机，一个双辊破碎机，一个 ISO 转鼓机，一个密闭室。在工艺密闭的基 础上，对粉尘加以控制，使经净化后的含尘气体，经烟囱排至室外大气2）设计要求: 1、 设计说明书主要内容包括： （1）集尘罩结构形式、性能参数的选
2、择计算； （2）输送管道的布置原则、管道内气体流速确定、管径选择、压力损失计算及通风机选择；（3）净化设备的型号规格选择及运行参数计算； （4）烟囱的结构尺寸及工艺参数（烟囱高度、出口直径、喷出速度等）的设计。2、主要材料和设备表 3、除尘系统平面布置图、除尘系统剖面图 除尘系统平面布置图的要求： （1）按适当比例用细实线画出建筑平面图，图上应有轴线标号、与风管设备布置相关 尺寸； （2）用标准图例在建筑平面图上画出各设备以及风管的布置图，尺寸标注要完整； （3）图上应有技术要求的文字说明。 除尘系统剖面图的要求： （1）应能正确反映系统各设备、风管之间的相对位置和标高;（2）应标出设备的编号
3、、风管的标高、管径等； （3）应列出材料表及技术要求。 4、部分大样图5、设计与施工说明 二设计计算 1.集气罩设计 集气罩的设计原则： 改善排放粉尘有害物的工艺和环境，尽量减少粉尘排放及危害。 集气罩尽量靠近污染源并将其包围起来。 决定集气罩的安装位置和排气方向。 决定开口周围的环境条件。 防止集气罩周围的紊流。 决定控制风速。 本设计采用密闭集气罩，密闭罩设计的注意事项：密闭罩应力求密闭，尽量减少罩上的孔 洞和缝隙；密闭罩的设置应不妨碍操作和便于检修；应注意罩内气流的运动特点。 对本设计共需五个集气罩，均采用采用整体密闭集气罩，查钢铁企业采暖通风设计手册的： Q1=800m3/h, Q2=
4、1000m3/h, Q3=800m3/h, Q3=800m3/h, Q5=800m3/h.，对所要除尘的为细粉， 取断面风速为 1.2m/s.因为 。 所以 d1=0.5m, d2=0.55m, d3=0.5m, d3=0.5m, d5=0.5m,分别选择整体密闭集气罩尺寸如下：500200(高度)mm。 550200(高度)mm。500200(高度)mm。500200(高度)mm。500200(高度)mm。 2.风量计算总风量 :Q=Q1+Q2+Q3+Q3+Q5=4200 m3/h=1.2 m3/S3.旋风除尘器的设计选型 1) 旋风除尘器简介 自 1886 年摩尔斯第一台圆锥形旋风除尘器问
5、世以来的百余年里，许多学者对其流场特性、 结构、型式、尺寸比例的研究一直进行着。范登格南于 19291939 年对旋风除尘器气流 型式的研究发现了旋风除尘器中存在的双蜗流。1953 年特林丹画出了旋风除尘器内的流线。 20 世纪 70 年代西门子公司推出带二次风的旋流除尘器。1983 年许宏庆在论文中提出旋 风除尘器内径向速度分布呈现非轴对称性现象，研究出抑制湍流耗散的降阻技术。2001 年 浙江大学研究发现除尘器方腔内的流场偏离其几何中心，并呈中间为强旋流动和边壁附近 为弱旋的准自由蜗区的特点。随着数学模型的完善和计算机仿真的引人，旋风除尘器的研 究与设计将更为深人。虽然对旋风除尘器的运行机
6、理做了大量的研究工作，但由于旋风除 尘器内部流态复杂，准确地测定有关参数比较困难，因而牵今理论上仍不十分完善，捕集 小于 5nm 尘粒的效率不高。 旋风除尘器的优点是结构简单，造价便宜，体积小，无运动部件，操作维修方便，压力损 失中等，动力消耗不大；缺点是除尘效率不高，对于流量变化大的含尘气体性能较差。旋 风除尘器可以单独使用，也可以作多级除尘系统的预级除尘之用。 1.3 旋风除尘器工作原理旋风除尘器由筒体、锥体、进气管、排气管和卸灰管等组成，如下图 1 所示。旋风除尘器 的工作过程是当含尘气体由切向进气口进人旋风分离器时气流将由直线运动变为圆周运动。 旋转气流的绝大部分沿器壁自圆简体呈螺旋形
7、向下、朝锥体流动，通常称此为外旋气流。 含尘气体在旋转过程中产生离心力，将相对密度大于气体的尘粒甩向器壁。尘粒一旦与器 壁接触，便失去径向惯性力而靠向下的动量和向下的重力沿壁面下落，进人排灰管。旋转 下降的外旋气体到达锥体时，因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢。根据“旋转矩”不变 原理，其切向速度不断提高，尘粒所受离心力也不断加强。当气流到达锥体下端某一位置 时，即以同样的旋转方向从旋风分离器中部，由下反转向上，继续做螺旋性流动，即内旋 气流。最后净化气体经排气管排出管外，一部分未被捕集的尘粒也由此排出。 自进气管流人的另一小部分气体则向旋风分离器顶盖流动，然后沿排气管外侧向下流动； 当到达排气
8、管下端时即反转向上，随上升的中心气流一同从排气管排出。分散在这一部分 的气流中的尘粒也随同被带走。 1.4 旋风除尘器中的流场 旋风除尘器内的流场分布如图 2 所示。旋风除尘器的除尘上作原理是基于离心力作用。由 于旋风除尘器内部流动的复杂性，只能把三维速度对旋图 2 旋风除尘器内的流场分布风除 尘器捕集、分离等性能所起作用进行分析如下 1.4.1 切向速度 切向速度分布曲线如图 3 所示，在同一横截面上，切向速度与旋风除尘器半径 r 成反比变 化，即随半径 R 的减小切向速度逐渐增大。 在半径 Rm=0.60.7Ro(排气管半径)处，切向速度达到最大。 图 3 切向速度分布 1.4.2 径向速
9、度 径向速度是影响旋风除尘器分离性能的重要因素。径向速度分布如图 4 所示。径向速度方 向有向内(旋蜗中心)形成内向流，有向外(筒壁)形成外向流。内向流可以使尘粒沿半径方向， 由外向里推至旋蜗中心，阻碍尘粒的沉降。这是因为尽管由于旋转，一定存在正的圆球形 颗粒径向速度 Vp，但 Vp 是相对于气体径向流动的速度，即颗粒的绝对径向速度。 2)设计选型 除尘系统采用旋风除尘器，其特点是旋风除尘器没有运动部件，制作、管理十分方便；处 理相同风量的情况下体积小，价格便宜；作为预除尘器使用时，可以立式安装，亦可以卧 式安装，使用方便；处理大风量是便于多台联合使用，效率阻力不受影响，但是也存在着 除尘效率
10、不高，磨损严重的问题。 普通除尘器是由进风管、筒体、锥体和排气管组成。含尘气体进入除尘器后，沿外壁由上 而下做旋转运动，同时少量气体沿径向运动到中心区域。当旋转气流的大部分到达锥体底 部后，转而向上沿轴心旋转，最后经排出管排出。 旋风除尘器净化气量应与实际需要处理的含尘气体量一致。选择除尘器直径时应尽量小些； 旋风除尘器入口风速要保持 1823m/s；选择除尘器时，要根据工况考虑阻力损失及结构 形式，尽可能减少动力消耗减少，便于制造维护；结构密闭要好，确保不漏风。 取除尘器筒体净空截面平均流速为 20m/s 除尘器直径：=（44200203.143600）0.5 = 0.3 m 本设计采用 C
11、LT/A-3.0 型除尘器，入口风速 16.5m/s，风量 4200m3/h，外形 如下。 1)运行管理 除尘器的漏风对净化效率有显著影响，尤其以除尘器的排灰口的漏风更为严重。因为旋风 除尘器无论是在正压下还是在负压下运行，其底部总是处于负压状态，如果除尘器底部密 封不严密，从外部渗入的空气会把正在落入灰斗的粉尘重新带走。使除尘器效率显著下降。 旋风除尘器漏风有 3 种部位：(1)除尘器进、出口连接法兰处；(2)除尘器本体；(3)除尘器卸 灰装置。 引起漏风的原因是：(1)除尘器进出口连接口处的漏风主要是由于连接件使用不当引起的， 例如螺栓没有拧紧，垫片不够均匀，法兰面不平整等。(2)除尘器的
12、本体漏风原因主要是磨 损，特别是灰斗因为含尘气流在旋转或冲击除尘器本体时磨损特别严重，根据现场经验当 气体含尘质量浓度超过 10g/m3，在不到 100 天时间里可能磨坏 3mm 厚的钢板。(3)旋风除 尘器卸灰装置的漏风。卸灰阀多用于机械自动式，如重锤式等。这些阀严密性较差，稍有 不当，即产生漏风，这是除尘器运行管理的重要环节。 除尘器一旦漏风将严重影响除尘效率。据估算，旋风除尘器灰斗或卸灰阀漏风 1，除尘 效率下降 5，惯性除尘器灰斗或卸灰阀漏风 1，除尘效率下降 10。沉降室入口或出 口的漏风对除尘效率影响并不大，如果沉降室本体漏风则对除尘效率有较大影响。因此， 必须保持旋风除尘器线管的
13、气密性，不允许有漏风(正压操作时)和吸风现象(负压操作时)。 一般在制造后需要进行气密性试验。 防止磨损的技术措施： (1)防止排尘口堵塞。防止堵塞的方法主要是选择优质卸灰阀，使用中加强对卸灰阀的调整 和检修。 (2)防止过多的气体倒流入排尘口。使用卸灰阀要严密，配重得当，减轻磨损。 (3)应该常检查除尘器有无因磨损而漏气的现象以便及时采取措施。可以利用蚊香或香烟 的烟气靠近易漏风处，仔细观察有无漏气。(4)尽量避免焊缝和接头。必须要有的焊缝应磨平，法兰连接应仔细装配好。(5)在灰尘冲击部位使用可以更换的抗磨板。或增加耐磨层。如铸石板、陶瓷板等。也 可以用耐磨材料制造除尘器，例如，以陶瓷制造多
14、管除尘器的旋风 子；用比较厚或优质的钢板制造除尘器的圆锥部分。(6)除尘器壁面的切向速度和入口气流速度应当保持在临界范围以下。 (7)采取有效的防腐措施，在除尘器的外壳一般要刷一层红丹、二层耐腐漆或耐热漆。旋风除尘器的堵塞和积灰主要发生在排尘口附近，其次发生在进排气的管道里。引起 排尘口堵塞通常有两个原因，一是大块物料(如刨花、木片、木栉等)或杂物(如从吸尘口进 入的塑料袋、碎纸、破布等)滞留在排尘口形成障碍物，之后其他粉尘在周围堆积，形成堵 塞。二是灰斗内灰尘堆积过多，不能及时顺畅排出。不论哪一种情况，排尘口堵塞严重都 会增加磨损。降低除尘效率和加大设备 的压力损失。 预防排尘口堵塞措施：(
15、1)在吸气口增加栅网，既不增加吸风效果，又能防止杂物吸入。(2) 在排尘口上部增加手掏孔，其位置应在易堵部位，大小以 150x 150ram 的方孔即可。手掏孔盖的法兰处应加垫片并涂密封膏，避免漏风。平时检查维修中 可用小锤敲打易堵处的壁板听其声音，以检查是否有堵塞。与袋式吸尘器、电除尘器不同，旋风除尘器的进气口或排气口形式通常不 进行专门设计，所以在进、排气口略有粗糙直角、斜角等就会形成粉尘的粘附、加厚，直至半堵塞或堵塞。因为除尘器压力损失的大小和内部气流强弱有直接 关系，故可依靠测定压力损失来检查工作状态正常与否。如果除尘器内部有灰尘堵塞，压 力损失就上升或者压力虽未上升，则气体流量减小，遇到这两种情况。 都应该检查设备是
