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1、大气课程设计书学院：环境科学与工程学院姓名：班别：指导老师：专业：学号：管段2：查表得，管径取D2=450 mm,实际流速为v2 = 9. 37 m/s, X/d = 0. 0358,动压为5.41 mm水柱，长度为7860 mm, P v72 =5.41X9. 372/2 = 237.49则摩擦压力损失为：AP1 = 1入/dP v2/2A Pl = 7. 86X0. 0358X237. 49 = 66. 83 Pa管段3：流量为8050.24 m3 /h,取流速为10 m/s查表得，管径取D3=560 mm,实际流速为v3=9.07m/s, X/d = 0.0290,动压为5. 07 mm
2、水柱，长度为 8690 mm, P v2/2=5. 07 X 9. 072/2=208. 54则摩擦压力损失为：AP1 = 1X/d - p v2/2A Pl =8. 690 X 0. 0290 X 208. 54 = 52. 55 Pa管段4：流量为8050. 24 m3 /h,取流速为10 m/s查表得，管径取D3=560 mm,实际流速为v3=9.07m/s, X/d = 0.0290,动压为5.07 mm水柱,长度为 2000 mm, P v2/2=5. 07 X 9. 0772-208. 54则摩擦压力损失为：APlnl 入/d-P V?/2 Pl =2. 00X0. 0280X20
3、8. 54 =11.68 Pa管段5：该管段为烟囱，处理流量为流量为8050. 24 m3/h管径 400 mm,实际流速为 v5=17.78m/s, X/d = 0.0426,长度为 10000 nrn20干空气的密度 P = 1.205 kg/m3,运动粘度 v= 15. 06X10-6 m2/s v = 31. 49 m/s对应的动压。号12 = 190.47 Pa雷诺数：Re = vd/v =17. 78X0. 4/15. 06X 10-6 = 4. 72X 105相对粗糙：K/d=0. 15/400 = 0. 000375查“莫迪图”得沿程阻力系数：入=0. 018沿程水头损失： p
4、l=入 1/DX P v2/2 = 0.018 X (10000/4000) X 190. 47 =8. 57 Pa2.局部压力损失的计算：包括集气罩、弯头、变径管等的局部阻力损失 管段1:各管件局部压损系数为：集气罩A： & =0.1990 弯头（R/d=1.5） 一个，=0.2445合流三通（干管部分），自=0.10S & =0. 19 + 0. 24 + 0. 10 = 0. 53则局部压损1 P v2/2 = 120. 43 Pa总压：Ap= AP1+Apm=97. 03 + 120. 43 Pa = 217.46 Pa管段2：各管件局部压损系数为：集气罩B： =0. 1945 弯头（
5、R/d=L5） 一个，& =0.2045合流三通（干管部分），& =0.10X W =0. 19 + 0. 20 + 0. 10 = 0. 49则局部压损 APm=S - P v2/2 = 116. 37 Pa总压：p=APl+Apm=66.83 + 116. 37 Pa = 183.20 Pa管段3：各管件局部压损系数为：90 弯头（R/d=L5）三个，1=0.2445合流三通（干管部分），8=0.10除尘器进气口处变径渐缩管，C =0. 10s W =0. 24X3 + 0. 1 + 0. 1=0. 92则局部压损AP1 P v2/2=191.86 Pa总压：Ap= AP1+Apm=52.
6、 55 + 191.86 Pa = 244. 41 Pa管段4：该管段局部压损主要包括风机进出口及连接烟囱渐变管的损失，除尘器出口 与风机连接，风机入口处压力损失忽略不计，风机出口己=0. 1,圆形渐缩管两个, 分别连接风机与管段4以及管段4与烟囱（a W45 ） , 0. 1； 90弯头（R/d =1. 5）两个，& =0. 24X & =0. 1+0. 1X2+0. 24X2 = 0. 78则局部压损 APm=S p v2/2 = 126. 66 Pa总压：Ap= AP1+Apm=11.68 +126. 66 Pa = 138. 34 Pa管段5：渐缩管及伞形风帽：取h/D=LO, =1.
7、002 & =0. 1+1.00 = 1. 10则局部压损 APm=S - P v2/2 = 209. . 52 Pa总压：A p5= A Pl + A pm=8. 57 + 209. 52 = 218. 09 Pa除尘器:袋式除尘器一般取1200Pa.压力校核，通风(除尘)管径的调整管段1与管段2为并联管段，共同合流到管段3,因此需要校核压力平衡。| Apl-Ap2|/Apl = |217.46 Pa-183. 20 Pa|/217. 46 Pa = 1. 57% 10% 由计算可得，节点压力平衡.系统总压力损失计算A p = Apl+Ap2+Ap3+Ap4+Ap5+Apc= 217. 46
8、+183. 20 + 244. 41 + 138. 34 + 218. 09 + 1200 = 2201.50 Pa2 .除尘系统计算总表管 段 编 号流 量Q/ (m3 /h )管长 1/mm管径 d/mm流速 v/ (m /s)X/d动压Q v2/2 mmH20摩擦损 失 pl/Pa局部 阻力 系数局部压 损A pm/Pa管段总 压损 p/Pa管段压 损累计 S A p/Pa12683.4172503209. 260. 0589227. 2397. 030. 53120. 43217. 462516. 1526138.3189004709. 800. 0357282. 3689. 710.
9、 49138. 36228. 0738821. 7270005709. 600. 0280260. 3551.030. 92239. 52290. 5548821. 7220005709. 600. 0280260. 3514. 580. 78203. 07217. 6558821. 721000030019.71.0000233. 82105. 221. 10257. 20362. 42除 尘 器1200 Pa六、 配套使用的风机、电机及校核.通风机的计算风量K1 取 0. 12Q = QnX (1+K) = 8533. 26 m3/hXl. 12 = 9557. 25 m3 /h1 .选择
10、通风机的计算风压K2 取 0. 15ApO = (1+K2) Ap = (1+0. 15) X2201. 50 = 2531. 73 Pa.选择风机和电机专 用 通 风 机防爆离心通风机防腐离心逋风机排尘离心通风机排尘离心通风机B4-62T F4-6Z-1 7-4071 6-46711450排尘国心通风机Cm167472557a 5166569659.5164666761U27638611588609Q0.51529580593-12312 每 6. 8 3i 4j 5i 6 & loD IOC I2C3.61 4.5. S. SYL32M4?.S据计算风量与风压，在通风空调工程安装手册专用通
11、风机中选择了型号6-46-11排 尘离心式通风机，转速1450r/min,配套Y132M-4的电动机，功率7. 5 kW。七、主要设计参考资料.大气污染控制工程，郝吉明、马广大，高等教育出版社1 .简明通风设计手册，.通风空调工程安装手册，中国建筑工业出版社2 .工业通风设计手册，化学工业出版社.除尘工程设计手册，除尘工程设计手册3 .相关的国家及行业标准、规范.其它可利用的手册及资料一、设计原始资料某排放矿物粉尘的初加工车间，由于室内粉尘含量较高，不符合有关 环境与卫生标准，需对其进行治理。请根据有关原始资料，设计一除尘系 统以达到环境要求。厂方要求采用旋风或布袋式除尘器，并通过原有排气 筒
12、进行排放。1 .工厂车间的基本情况1.1 车间工作环境：项目属于新建项目，位于二类环境功能区内。车间环境气温：20, 101. 3kPa车间空气尚属平静收集气体平均含尘浓度：2.2 g/Nm3主要排尘点：（相应的位置尺寸见车间的平面布置图。）A:物料卸料点。尺寸大小（mm）： WXLXH= 720X1200X450 ,冷源B：工作台。尺寸大小（mm）： WXLXH= 600X800X800 ,冷源。1.2 平面布置图：车间高为18M,长20M,宽8M,周围200米半径内无高于车间的建筑 要求除尘设备置于车间内，并连接车间顶部的排气筒。A, B上部设计伞形集气罩，罩口距工作台面大于200mm排气
13、筒高度为15 M （从车间顶部算起），内径为300mm,材质为钢板（D； 外壁距离墙壁外边1m）二、通风系统的空间布置1.系统划分的原则当车间内不同地点有不同送风、排风要求，或者车间面积较大，送、排风点 较多时，为便于进行管理，常分设多个系统。除个别情况外，通常是由一台风机 与其联系在一起的管道设备构成一个系统。系统划分的原则是：(1)空气处理要求相同、室内参数要求相同的，可划分一个系统。(2)生产流程、运行班次和运行时间相同的，可划为一个系统。(3)除尘系统划分应符合下列要求：A、同一生产流程、同时工作的扬尘点相距不远时，宜合设一个系统；B、同时工作但粉尘种类不同的扬尘点，当工艺允许不同粉尘
14、混合回收或 粉尘无回收价值时，也可合设一个系统；C、温湿度不同的含尘气体，当混合后可能导致风管内结露时，应分设系 统。2 .系统划分两个尘源室内参数要求相同，扬尘物料相同，扬尘点相距很近，故可合设一 个系统。故将两个尘源、管道、除尘器和风机设为一个系统。三、集气罩的选用及设计.集气罩的选用本工艺需要对物料进行加工，不采用密闭污染源的方法，且有要求A, B 上部设计伞形集气罩，罩口距工作台面大于200mm。因此，本设计在污染源 附近设置外部集气罩的一种：上部伞形集气罩，这种集气罩依靠罩口外吸入 气流运动而实现捕集污染物。本工艺的主要污染物是棉尘，冷源，根据其发 散情况，本设计的两个污染源均采用上
15、部伞形集气罩。1 .集气罩的设计计算控制点控制速度V、的确定2. 1.1物料卸料点A的控制速度查表“污染源的控制速度V，车间空气尚属平静，因此控制速度外取0.51.0 m/s,考虑到卸料点卸料时的放散速度较大，所以取Vx=l m/s2. 1. 2工作台B的控制速度查上表“污染源的控制速度V/，车间空气尚属平静，因此控制速度V、取051.0 m/s,取 Vx = 0.7 m/s2. 2集气罩排风量及尺寸的确定2. 2.1集气罩尺寸确定2. 物料卸料点A的集气罩尺寸(1)罩口离污染源高度 H/WO. 7,即 HWO. 7W,且 W=720 mmAHO. 7X720 = 504 mm又.罩口高度要求
16、低于人的呼吸器官h = 450mm, h + H450 +504 = 954 mm,符合要求罩口离污染源高度取H=500 mm(2)罩口尺寸Vl/2 (Wl-W) =0.4H,宽 Wl = 2X0. 4X500+W=2X0. 4X500 + 720=1120 mm 同理,1/2 (Ll-L) =0. 4H, 长 Ll = 2X0. 4X500 + L = 2X0. 4X500+1200=1600 mm 集气罩的扩张角a =90罩口离管口高度 Bl = 1/2L1 = 1/2X 1600 = 800 mm(3)集气罩风管直径管径的确定见管段1的计算2. 2. 1. 2工作台B的集气罩尺寸(1)罩
17、口离污染源高度YH/WWO. 7,即 HWO. 7W,且 W=600 mm HWO. 7X600 = 420 mm又罩口高度要求低于人的呼吸器官h = 800mm, h+H800 + 420= 1220 mm,符合要求。罩口离污染源高度取H=400 mm(2)罩口尺寸Vl/2 (W2-W) =0. 4H,A W2 = 2 X 0. 4 X 400 + 600 = 920 mm同理，1/2 (L2-L) =0.4H,.长 L2=2X0. 4X400 + 800=1120 mm集气罩的扩张角a =90罩口离管口高度 B2 = 1/2L2 = 1/2X 1120 = 560 mm(3)集气罩风管直径
18、管径的确定见管段2的计算2. 2. 2集气罩排气量及阻力损失计算物料卸载点A则设三面挡板，以降低卸料时扬尘的飞逸以及降低排气量，为 方便以后物料进行流水线加工，工作台B将会设有传送带，因此工作台B不设挡 板。因此，上部伞形罩的排气量分两种情况：A、三侧设有挡板时：Q=LHv,、(m7s)式中：H-罩口至污染源距离，叱Vx-控制速度，m/s；L-罩口长度，m/s；B、不设挡板时：Q=KPHvx (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-考虑沿程高度分布不均匀的安全系数，通常取K= 1.42. 2. 2. 1物料卸料点A的集气罩排风量卸料点A设
19、三面挡板.二上部伞形罩的排气量：Q = LHvx (m3/s)式中：H-罩口至污染源距离，叱Vx-控制速度，m/s；L-罩口长度，m/s；故集气罩A的排气量Q =LHvx = 1600X 10-3X500X 10Xl. 0 m3/s = 0.8 m3/s = 2880 m3/h换算成工作状态下的排气量Qa = 2880X273/293 m3 /h = 2683.41 m3 /h2. 2. 2. 2工作台B的集气罩排风量;工作台B不设挡板，上部伞形罩的排风量：Q=KPHvx (m7s)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-考虑沿程高度分布不均匀的安全
20、系数，通常取K = 1.4故集气罩B的排风量Q = KPHvx = 1.4X (1120+920) X2X 10-3X400X 10-3X0. 7 m3/s=1. 60 m3 /s二 5760 m3/h换算成工作状态下的排风量Qa =5760X273/293 m3 /h=5366. 83 m3 /h四、管道的初步设计烟筒图-除尘系统简图.管内流速确定查表可得，棉絮垂直管道的流速是8 m/s,水平管道的流速是10 m/s。考虑 项目的经济效益，也考虑减小管径以降低一次性投资成本的同时也应考虑运行费 用，故本设计管道流速取10 m/s.管道直径确定除尘风计复襄表7全国通用通风管道计算表动压（舞）风
21、 逮 (1)外 径D毫米）*需_白来/小时）220 Ain2401 OA*T250 c , 2601 Q 、C280c 人300 a 320340 360380400420450参考全国通用通风管道计算表，本设计的通风管径，在确定了气体体积 流量和流速后，参考计算表得出相应的通风管管径。管段1:流量为2683.41 m3 /h,取流速v为10 m/s查表得，管径取D1 = 320 mm,实际流速为vl = 9. 26 m/s, X/d = 0.0589,动压为5. 30 mm水柱管段2：流量为5366. 83 m3 /h,取流速v为10 m/s查表得，管径取D2 = 450 mm,实际流速为v
22、2 = 9. 37 m/s,入/d = 0.0358,动压为5. 41 mm水柱管段3：流量为 2683. 41+5366. 83 = 8050. 24 m3/h,取流速为 10 m/s查表得，管径取D3=560 mm,实际流速为v3=9.07m/s, X/d = 0.0290,动压为5. 07 mni水柱管段4：流量为 2683.41+5366. 83 = 8050. 24 m3 /h,取流速为 10 m/s查表得，管径取D4=560mni,实际流速为v4=9.07ni/s, X/d = 0.0290,动压为5.07 mm水柱管段5：该管段为烟囱，处理流量为2683. 41+5366. 83
23、 = 8050. 24 m3/h管径400 mm,实际流速为v5=17.78 m/s,人/d=0. 0426.弯头、三通的设计计算管段1采用一个矩形集气罩（a =90 ）, C=0. 19,一个90弯头（R/d=l）, C=0.24,一个60。合流三通管。管段2采用一个矩形集气罩（a =90 ）, C=0. 19,一个45弯头（R/d=l）, C=0.20, 一个60。合流三通管。管段3采用三个90弯头（R/d=l） , 1=0.24,一个60合流三通管，一 个渐缩管（a W45。），C =0. 10管段4采用两个90弯头（R/d=l） , C=0.24, 一个60合流三通管，一 个渐缩管（a
24、 W45。） , C =0. 10管段5采用一个渐缩管（a W45 ） , C=0. 10, 一个伞型风帽， =1.00.直管长度的确定管段 1 （5000-800-500-450） mm + 2310 = 7250 mm管段 2 （5000-560-400-800） mm + 4620 = 7860 mm管段 3 （6000-2310） mm + 5000 mm = 8690 mm管段 4 2000 mm管段 5 15000 mm-5000 mm = 10000m.除尘器的位置及型号选择1.1 处理气体流量的计算生产过程中产生的总气量，即装置进口气体流量：Qi = 8050. 24 m3 /
25、h除尘器的漏风所附加的安全系数查得K=0.10.15, mo. 12,则装置出口气体流量：Q2=Q1X （1+K）= 8050. 24 X （1+0. 12）=9016. 27 m3/h处理气体总流量：Qn=1/2G+QJ式中：Q装置进口气体流量Q2-装置出口气体流量工处理气体总流量：Q=1/2（Qi+Q2）=1/2 （8050. 24+9016.27） m3 /h = 8533. 26 m3 /h5. 2除尘效率的计算H =1- P 2nQzn/ P inQin式中：Pin-污染物浓度，已知为2. 2g/Nm3；P2N-污染物浓度，该加工厂位于一般工业区，建于2005年，排气筒高度为15米，
26、执行第二时段三级标准，查广东省大气污染物排放限值(DB44/272001), TSP 排放限值为：4. lkg/h, 0. 12g/m3A H =1- p 2nQ2N/ p inQin = l_0. 12X9016. 27/2. 2X8050. 24 = 93.89%5. 3除尘器的选择5. 3.1除尘器型号选择查通风除尘设备设计手册得所选除尘器型号除尘效率99. 5%高于排放标 准的94.27%,即可以符合排放标准，因此选用DS/A型袋式除尘器(a) DS/A型除尘器笠配图型 号尺寸,-n袋 数 个， -回袋过 注面 枳，nF总过滤 面积 m2过漉 风速 m/min处理F71至京 Ph-10
27、WN/! 风机的全压 Paa SOWN 风机的A4BHHiHztn3/h机号转途 rz min功率 kw机号转速r/ min功率 kWDS/A-5 X 310404X2006006402X200110086015152.52250No3. 1525001. 5No3. 1531501272DS/A 5X 11Q4(4X2006008103X20011001000114020,玄)33600No420002.2No425OOH4DS/A 6X515X200800IU404X200130Q301305400No516003No518004DS/A-7 X 66X200100012105X20011
28、5d136diDAH4214237560No518005.5No520007,5DS/A 8X716407X20012(K14406X200画56156310080No6. 314007, 5No6. 3160011DS/A 9X818408JK200140016407X20011700180072172312960No6. 31400 .No6. 316001DS/A-10X920409X200160(18-108X20018002000901903)6200No8J120HNo8125015DSATIXIO2240|1OX2OC180020409X2001900220。1110111031
29、9800No8112011N?81250151 、一2)图9-2 DS/A型袋式除尘器选用DS/A-8X7型袋式除尘器5. 3. 2除尘器技术参数袋数个:56总过滤面积:56 m2过滤风速：3 m/s处理风量：7560-10080 m3 /h5. 3. 3除尘器主要尺寸总高度：H3 = 3000+1580+800 =5380 mm灰斗高度：乩=1600 mm进风口圆管管径：D=200 mm出风口圆管管径：D=400 mm五、 除尘系统压力总损失的计算1 .除尘系统沿程阻力损失的计算管段1：流量为2683. 41 m3/h,取流速v为10 m/s查表得，管径取D1 = 320 mm,实际流速为vl=9.26 m/s, X/d = 0. 0589,动压为5. 30 mm水柱，长度为7250 mm, P v72 =5. 30X9. 2672 = 227. 23则摩擦压力损失为：AP1 = 1入/dP v2/2AP1 = 7. 25X0. 0589X227. 23 = 97. 03 Pa