大氣課程設(shè)計(jì)水泥廠配料車間粉塵污染治理工程(課程)設(shè)計(jì)論文

1、 . PAGE- 20 - / NUMPAGES20前言空氣污染物在車間的擴(kuò)散機(jī)理是污染物依附于氣流運(yùn)動(dòng)而擴(kuò)散。對(duì)于生產(chǎn)過程散發(fā)到車間空氣中的污染物，只要采用合理的通風(fēng)方式，控制住室二次氣流的運(yùn)動(dòng)，就可以控制污染物的擴(kuò)散和飛揚(yáng)，從而達(dá)到改善車間外空氣環(huán)境質(zhì)量的目的。局部排氣通風(fēng)方式就是在局部污染源設(shè)置集氣罩，將污染氣流不記起來并經(jīng)凈化裝置凈化后排至室外。這是控制車間空氣污染最常用、最有效的方法。從氣體中去除或捕集固態(tài)或液態(tài)微粒的設(shè)備成為除塵器。根據(jù)主要除塵機(jī)理，目前常用的除塵器可分為：機(jī)械除塵器；電除塵器；袋式除塵器；濕式除塵器等。旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置。

2、他結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛、種類繁多。電除塵器是含塵氣體在通過高壓電場(chǎng)進(jìn)行電離的過程中，使塵粒荷電，并在電場(chǎng)力的作用下使塵粒沉積在集塵極上，將塵粒從含塵氣體中分離出來的一種除塵設(shè)備。題目:水泥廠配料車間粉塵污染治理工程(課程)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)容集氣罩，計(jì)算處理風(fēng)量；計(jì)算旋風(fēng)除塵器的分級(jí)除塵效率和除塵系統(tǒng)的總效率；設(shè)計(jì)第一級(jí)除塵系統(tǒng)：旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)第二級(jí)除塵系統(tǒng)：電除塵器或者袋式除塵器；選擇風(fēng)機(jī)和電機(jī)；繪制除塵系統(tǒng)平面布置圖；繪制除塵器（2個(gè)）本體結(jié)構(gòu)圖；編制設(shè)計(jì)說明書；設(shè)計(jì)條件計(jì)量皮帶寬度:450mm配料皮帶寬度:700mm皮帶轉(zhuǎn)換落差:500mm排放濃度小于50 mg/m3設(shè)粉塵收集后,粉塵濃度為2000

3、mg/m3,粉塵的粒徑分布如下表：粒徑間隔/m40質(zhì)量頻率/%2525202010設(shè)計(jì)計(jì)算集氣罩設(shè)計(jì)密閉罩是將污染源的局部或整體密閉起來的一種集氣罩。其作用原理是污染物的擴(kuò)散限制在一個(gè)很小的密閉空間，僅在必須留出的招商開口縫隙處吸入若干室空氣，使罩保持一定的負(fù)壓，達(dá)到防止污染物外逸的目的。密閉罩與其他類型集氣罩相比，具有所需排風(fēng)量少、控制效果好且不受室橫向氣流的干擾。按照設(shè)計(jì)條件，在皮帶轉(zhuǎn)落點(diǎn)、破碎機(jī)處設(shè)置密閉罩。具體設(shè)計(jì)如下：在每個(gè)皮帶轉(zhuǎn)落點(diǎn)處設(shè)置1個(gè)局部密閉罩，本系統(tǒng)共有6個(gè)皮帶轉(zhuǎn)落點(diǎn)，故設(shè)置6個(gè)局部密閉罩。在一破（顎式破碎機(jī)）設(shè)置1個(gè)上部集氣罩和1個(gè)局部密閉罩，共有2個(gè)破碎機(jī)，故設(shè)置2個(gè)

4、上部集氣罩和2個(gè)局部密閉罩。在二破（立軸式破碎機(jī)）設(shè)置1個(gè)局部密閉罩，共有2個(gè)破碎機(jī)，故設(shè)置2個(gè)局部密閉罩。排風(fēng)量的確定皮帶轉(zhuǎn)落點(diǎn)-局部密閉罩：每個(gè)罩的縫隙處比傳送皮帶寬50mm，取安全系數(shù)，縫隙高度為，密閉罩上開啟孔口與縫隙的總面積，通過縫隙或孔口風(fēng)速，則密閉罩排氣量為：一破-局部密閉罩：在一破的底部傳送帶處設(shè)置1個(gè)局部密閉罩，取安全系數(shù)，縫隙高度為，密閉罩上開啟孔口與縫隙的總面積，通過縫隙或孔口風(fēng)速，則密閉罩排氣量為：一破-上部集氣罩：進(jìn)料口尺寸為1200250，取罩口至污染源高度H=125mm，則集氣罩長(zhǎng)A與寬B為：A=1200+20.4H=1200+20.4125=1212mmB=25

5、0+20.4H=250+20.4125=262mm尺寸如圖2所示：圖1 上部集氣罩尺寸圖根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，吸風(fēng)斷面速度為取，則單個(gè)集氣罩的吸風(fēng)量與總吸風(fēng)量為：二破-局部密閉罩：在二破的底部設(shè)置1個(gè)局部密閉罩，取安全系數(shù)，縫隙高度為，密閉罩上開啟孔口與縫隙的總面積，通過縫隙或孔口風(fēng)速，則密閉罩排氣量為：總風(fēng)量：旋風(fēng)除塵器的選擇旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使粉塵從氣流中分離出來的一種干式氣-固裝置。它歷史悠久，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，種類繁多。旋風(fēng)除塵器具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，占地面積小，對(duì)大于10微米的粉塵有較高的分離效率。無傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)部件，操作維護(hù)簡(jiǎn)單。可用于高溫含塵煙氣的凈化

6、，可承受外壓力?？筛煞ㄇ寤遥捎靡曰厥沼袃r(jià)值的粉塵。壓力損失比沉降室和慣性除塵器高。除塵器敷設(shè)耐磨、耐熱、耐腐蝕材料，可凈化含高腐蝕性粉塵的煙氣。取進(jìn)口氣速，則進(jìn)口斷面面積：選擇XLP/B型號(hào)旋風(fēng)除塵器，入口寬度b：筒體直徑：查環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用XLP/B-10.6型旋風(fēng)除塵器：表1 XLP/B-10.6型旋風(fēng)除塵器技術(shù)參數(shù)型號(hào)外 型 尺 寸 /mm質(zhì)量/kgDHH1H2LWaCndXXLP/B-10.61060452068511851495134431571016-13497.5bb1D1D2D3D4a1C1n1-d1630676630114016519736159116-13實(shí)際斷面面

7、積實(shí)際進(jìn)口風(fēng)速：旋風(fēng)除塵器的除塵效率計(jì)算：渦流系數(shù)：假定接近圓筒壁的氣流切向速度v近似等于氣流入口速度，即v=15m/s，則排氣管直徑：外交界面圓柱的直徑（系數(shù)取0.8）：則半徑則交界面處氣流的切向速度：外交界面圓柱的高度h0：取，則，故外渦旋氣流平均徑向速度：查得=1.8410-5Pas，則分割直徑為(P取2420)：根據(jù)分級(jí)效率公式：計(jì)算旋風(fēng)除塵器的分級(jí)效率如下：表2 旋風(fēng)除塵器的分級(jí)效率粒徑圍/m1010202030304040平均粒徑圍/m515253545質(zhì)量百分?jǐn)?shù)gi/%2525202010分級(jí)效率/%48.1171.8282.0987.8091.33igi/%12.0317.96

8、16.4217.569.13總效率/%73.10二級(jí)除塵器的工藝設(shè)計(jì)與總效率計(jì)算：取旋風(fēng)除塵器總效率=72%，則第二級(jí)除塵系統(tǒng)進(jìn)口濃度：設(shè)計(jì)要求二級(jí)除塵器出口濃度小于50mg/m3，則二級(jí)除塵器最低效率為：經(jīng)考慮決定選除塵效率達(dá)99%以上的電除塵器。根據(jù)氣體流量，除塵效率，進(jìn)口風(fēng)速等因素，參照除塵裝置系統(tǒng)與設(shè)備設(shè)計(jì)選用手冊(cè)P573表9-15，決定選擇GH230型電除塵器。GH230型電除塵器有關(guān)參數(shù)見下表：處理風(fēng)量/m3h-114000含塵氣體溫度/250除塵器阻力/Pa400電場(chǎng)風(fēng)速/ms-11.2進(jìn)口濃度/gm-3100除塵效率/%99.5取集塵板間距為250mm。參照除塵裝置系統(tǒng)與設(shè)備設(shè)

9、計(jì)選用手冊(cè), 計(jì)算集塵板面積A(取0.1m/s):=1-exp(-A/Q)A=-Qln(1-)/=-3.292ln(1-92%)/0.1=83.147m2查除塵裝置系統(tǒng)與設(shè)備設(shè)計(jì)選用手冊(cè)P574表9-16，GH230型電除塵器尺寸見下表：型號(hào)HH1H2H3DD1D2D3D4設(shè)備質(zhì)量/kg13000131025008800250026002800600650GH230D5D6D7D8LL1L2n1n27500700500550600320030507761616管道系統(tǒng)壓力損失計(jì)算：管道系統(tǒng)壓力損失計(jì)算的主要目的是確定斷面尺寸和系統(tǒng)的壓力損失，并由系統(tǒng)的總風(fēng)量和總壓力損失選擇適當(dāng)?shù)娘L(fēng)機(jī)和電機(jī)。廠

10、房首層層高為6m。管道布置如下圖2：圖2 管道布置圖按主管道中心設(shè)置于高度為5m處，各段管道長(zhǎng)度如下：管段長(zhǎng)度/m管段長(zhǎng)度/m管段長(zhǎng)度/m118.664114.522.5715124.538.9813136.24697146.2561010156.21) 摩擦損失與局部壓力損失計(jì)算全部管道使用無縫鋼管，其絕對(duì)粗糙度K=0.15mm，大部分情況下，管道中氣流成湍流狀態(tài)，104Re106，對(duì)應(yīng)0.020.03。根據(jù)環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)P529表3-3-12查得水泥配料車間的粉塵最低氣流速度垂直管為8-12m/s，水平管為18-22m/s，取氣流速度為16m/s。管段1，v=16m/s，計(jì)算管徑D1：取

11、D1= 250mm核算實(shí)際風(fēng)速：查環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè)得v=15.7m/s時(shí)，(v2/2)=148.15, Q1=2772m3/h時(shí)，.摩擦損失各管件局部壓力損失系數(shù)為：集氣罩1：；90彎頭2個(gè)（R/d=1.5）：0.25；直流三通：0.13局部壓力損失：管段2，v=16m/s，計(jì)算管徑D1：取D2= 250mm核算實(shí)際風(fēng)速：查環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè)得v=16.1m/s時(shí)，(v2/2)=155.8, Q2=2851.2m3/h時(shí)，.摩擦損失各管件局部壓力損失系數(shù)為：直流三通a：0.13；直流三通b：0。局部壓力損失：管段3，v=16m/s，計(jì)算管徑D3：取D3= 260mm核算實(shí)際風(fēng)速：查環(huán)境工程設(shè)計(jì)手

12、冊(cè)得v=15.6m/s時(shí)，(v2/2)=146.3, Q1=2970m3/h時(shí)，.摩擦損失各管件局部壓力損失系數(shù)為：90彎頭（R/d=1.5）：0.25；直流三通b：0直流三通c：0.39。局部壓力損失：管段4，v=16m/s，計(jì)算管徑D4：取D4= 300mm核算實(shí)際風(fēng)速：查環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè)得v=14.9m/s時(shí)，(v2/2)=131.6, Q1=3762m3/h時(shí)，.摩擦損失各管件局部壓力損失系數(shù)為：直流三通c：0.29；直流三通d：0.44局部壓力損失：管段5，v=16m/s，計(jì)算管徑D5：取D5= 320mm核算實(shí)際風(fēng)速：查環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè)得v=15.7m/s時(shí)，(v2/2)=148.

13、1, Q5=4554m3/h時(shí)，.摩擦損失各管件局部壓力損失系數(shù)為：直流三通d：0.28；直流三通e：0.38。局部壓力損失：管段6，v=16m/s，計(jì)算管徑D6：取D6= 340mm核算實(shí)際風(fēng)速：查環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè)得v=16.4m/s時(shí)，(v2/2)=161.6, Q6=5346m3/h時(shí)，.摩擦損失各管件局部壓力損失系數(shù)為：直流三通e：0.24；150彎頭（1.5D）：0.22；60圓形三通：0.83。局部壓力損失：管段7-10，v=16m/s，計(jì)算管徑D7-10：取D7-10= 500mm核算實(shí)際風(fēng)速：查環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè)得v=15.1m/s時(shí)，(v2/2)=137, Q7-10=1069

14、2m3/h時(shí)，.摩擦損失各管件局部壓力損失系數(shù)為：60圓形三通：0.32；90彎頭7個(gè)（R/d=1.5）：0.257=1.75。局部壓力損失：管段11，v=16m/s，計(jì)算管徑D6：取D11= 80mm核算實(shí)際風(fēng)速：查環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè)得v=15.1m/s時(shí)，(v2/2)=137, Q11=79.2m3/h時(shí)，.摩擦損失各管件局部壓力損失系數(shù)為：集氣罩2：；90彎頭2個(gè)（R/d=1.5）：0.252=0.50；直流三通a：-0.57。局部壓力損失：管段12，v=16m/s，計(jì)算管徑D12：取D12= 80mm核算實(shí)際風(fēng)速：查環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè)得v=15.1m/s時(shí)，(v2/2)=137, Q11=

15、79.2m3/h時(shí)，.摩擦損失各管件局部壓力損失系數(shù)為：集氣罩3：；90彎頭2個(gè)（R/d=1.5）：0.252=0.50；直流三通b：-1.00。局部壓力損失：管段13，v=16m/s，計(jì)算管徑D13：取D13= 130mm核算實(shí)際風(fēng)速：查環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè)得v=16.6m/s時(shí)，(v2/2)=165.6, Q12=792m3/h時(shí)，.摩擦損失各管件局部壓力損失系數(shù)為：集氣罩4：；90彎頭（R/d=1.5）：0.25；直流三通c：-0.32。局部壓力損失：管段14，v=16m/s，計(jì)算管徑D14：取D14= 130mm核算實(shí)際風(fēng)速：查環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè)得v=16.6m/s時(shí)，(v2/2)=165.

16、6, Q12=792m3/h時(shí)，.摩擦損失各管件局部壓力損失系數(shù)為：集氣罩5：；90彎頭（R/d=1.5）：0.25；直流三通c：-0.42。局部壓力損失：管段15，v=16m/s,計(jì)算管徑D15：取D15= 130mm核算實(shí)際風(fēng)速：查環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè)得v=16.6m/s時(shí)，(v2/2)=165.6, Q12=792m3/h時(shí)，.摩擦損失各管件局部壓力損失系數(shù)為：集氣罩6：；90彎頭（R/d=1.5）：0.25；直流三通c：-0.56。局部壓力損失：2) 并聯(lián)管路壓力平衡管段1和管段11：，節(jié)點(diǎn)壓力平衡管段2和管段12：管段1和管段11并聯(lián)后壓力為：，節(jié)點(diǎn)壓力不平衡調(diào)整管段12管徑：,取管徑=

17、90mm按上述方法計(jì)算，同理可得：管段3和管段13：節(jié)點(diǎn)壓力不平衡，調(diào)整管段13管徑為140mm。管段4和管段14：節(jié)點(diǎn)壓力不平衡，調(diào)整管段14管徑為140mm。管段5和管段15：節(jié)點(diǎn)壓力不平衡，調(diào)整管段15管徑為140mm。3) 除塵系統(tǒng)總壓力損失4)選擇風(fēng)機(jī)和電機(jī)選擇通風(fēng)機(jī)的計(jì)算風(fēng)量：Q0=Q(1+K1)=2.97(1+0.13)=3.356m3/s=12081.96m3/h選擇通風(fēng)機(jī)的計(jì)算風(fēng)壓：P0=P（1+K2）=1591.8(1+0.4)=2229Pa根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，選4-72型普通風(fēng)機(jī)，參數(shù)如下表：機(jī)號(hào)No傳動(dòng)方式轉(zhuǎn)速/(rmin)全壓/Pa風(fēng)量/(m3h)電動(dòng)機(jī)地腳螺栓（1套）

18、型號(hào)kW規(guī)格5A290021973178795014720Y-160M2-2B3515M12*3004-72型普通風(fēng)機(jī)尺寸如下：機(jī)號(hào)進(jìn)風(fēng)口出風(fēng)口D1D2D3連接螺栓B1B2規(guī)格個(gè)數(shù)M(d1)*l1mNo.5500550572M8*1616350385出風(fēng)口B3B4B5B6螺栓孔直徑個(gè)數(shù)間距d2n2n1b1n2b24064004351567204*754*88復(fù)核Y-160M2-2型電動(dòng)機(jī)功率：Ne=Q0P0K2/(3.610612)=12081.9622291.4/(3.610688.2%0.88)=13.5kw15kw 滿足要求Y-160 M2-2型電動(dòng)機(jī)參數(shù)見下表：型號(hào)額定數(shù)據(jù)堵轉(zhuǎn)電流堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩功率/kw電壓/V接法轉(zhuǎn)速/(rmin)電流/A效率/%功率閃數(shù)cos溫升/額定電流額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y-160M2-215380293039.488.20.888007.0