乌兰浩特市某钢铁企业选矿(1000mm胶带机宽度)系统除尘设计

1、题 目：乌兰浩特市某钢铁企业选矿 （1000mm 胶带机宽度）系统除 尘设计 学生姓名： 学 号： 专 业：建筑环境与设备工程 班 级： 指导教师： 乌兰浩特某钢铁企业选矿（乌兰浩特某钢铁企业选矿（1000mm 胶带机宽度）系统除尘设计胶带机宽度）系统除尘设计 摘摘 要要 本设计题目为乌兰浩特市某钢铁企业选矿（1000mm 胶带机宽度）系统除尘设计。 胶带机的宽度为 1000mm，运输速度 2.0m/s。主要运输方式为胶带机运料。产尘点主 要分布在各胶带机头部、导料槽、各车间的加工设备和给料设备的落料点上，整个系 统共 14 个产尘点，分布于整条生产线上。 本设计采用集中除尘系统，这种方式的特

2、点是处理能力大，连接的抽风点和管道 的数量多，只设一个排放烟囱，有利于减少对大气环境的污染。经计算进入除尘器前 的风量约为 54572m3/h,所以除尘器选择袋式除尘器，型号为 fef12ii ab 型旁 插回转切换反吹风扁袋除尘器。风机型号为 g4-73-11-11d，袋式除尘器相对阻力较小， 风机进口的烟气含尘量也能满足风机要求，选用的除尘器和风机很合理。 根据科学分析和理论计算，除尘系统运行后，除尘效果可以达到国家标准。在除 尘系统设计中通过不断的计算和验证，整个工程设计可行。 关键词：关键词：选矿；集中除尘；袋式除尘器；除尘设计 design of dusting removal sy

3、stem of ore dressing plant of iron mill(1000 mm width of belt conveyor) in wulanhaote abstract this paper was the design of dusting removal system of ore dressing plant of iron mill(1000 mm width of belt conveyor) in wulanhaote. the width of belt conveyor was 1000mm. the velocity of belt conveyor wa

4、s 2.0m/s and the main type of conveyance was material transport by belt conveyor. the whole dust spots, which were from heads of the belt conveyors, gathering sills, and the drop spots of processing and feeding equipment in each workshop, were 14 distributing at the whole production line. the centra

5、lized dust removal system was chosen in this paper. the characteristics of this system were strong handling ability, lots of connective extractor spots and pipes and only one chimney which was propitious to reducing air pollution. according to the total air volume inputting into the dust collector,

6、which was about 54572 m3/h, the fet-12/ ii -a/b bag type dust collector was chosen in this paper. the model number of blower was g4-73-11-11d. because the relative resistance of bag type dust collector was small and the dust content of fume at the inlet of blower matched the condition of the blower,

7、 so the choosing of the duct collector and the blower was reasonably. according to the theoretical arithmetic and analysis, the duct removal effects could meet the national relevant standards after operating. the whole engineering design was feasible through calculating and identifying. keywords: or

8、e dressing; the centralized dust removal system; bag type dust collector; dust design 目录 乌兰浩特某钢铁企业选矿（1000mm 胶带机宽度）系统除尘设计.i 摘 要 .i 第一章 引 言 .6 1.1 研究背景.7 1.2 工艺流程.7 1.3 粉尘来源.7 1.4 粉尘的成分.7 1.5 粉尘的危害.8 1.6 粉尘的传播.8 1.7 粉尘的特性.8 1.7.1 粉尘的真密度.9 1.7.2 粘结性.9 1.7.3 带电性和比电阻.9 1.7.4 分散度.9 1.7.5 磨琢性.10 1.7.6 水硬性.

9、10 1.7.7 粉尘的吸水性.10 1.7.8 安息角和滑动角 .10 第二章 风量的计算 .11 2.1 排风量的确定.11 2.1.1 胶带机的排风量.11 2.1.2 料槽的排风量.12 2.1.3 设备产尘点的排风量.13 2.1.4 风量的计算.14 2.2 防尘密闭罩.14 2.2.1 密闭罩形式.15 2.2.2 密闭罩的设计原则 .15 2.3 抽风罩设计.16 第三章 除尘系统的设计与计算 .19 3.1 系统型式的选择.19 3.1.1 就地除尘系统 .19 3.1.2 散除尘系统 .19 3.1.3 集中除尘系统 .19 3.2 管道设计.20 3.2.1 除尘系统设计

10、计算步骤.20 3.2.2 除尘系统设计注意事项.20 3.3 除尘风道的设计原则及风道材料.21 3.4 风道的水力计算.22 3.4.1 管道内气体流速的确定.22 3.4.2 除尘管道直径和气体流量的计算.23 3.4.3 管道及设备的阻力损失计算.24 3.5 水力计算实例.27 第四章 除尘器的选择 .29 4.1 除尘器的选择.29 4.11 选择除尘器必须考虑的因素.29 4.2 除尘器的种类及性能.30 4.2.1 重力沉降室.30 4.2.2 惯性分离器.30 4.2.3 旋风除尘器.30 4.2.4 湿式除尘器.31 4.2.6 袋式除尘器.32 4.2.7 高温陶瓷除尘器

11、.33 4.3 各种除尘器的优缺点分析.33 4.3.1 机械式除尘器.33 4.3.2 重力沉降室.33 4.3.3 惯性分离器.33 4.3.4 旋风除尘器.33 4.3.5 湿式除尘器.34 4.3.6 静电除尘器.34 4.3.7 袋式除尘器.34 4.3.8 高温陶瓷除尘器.35 4.4 本设计除尘器的确定.35 4.5 除尘器的选型.35 4.5.1 结构及工作原理.36 4.5.2 技术性能和注意事项 .36 第五章 通风机的选择 .39 5.1 风机选择的注意事项.39 5.2 风机选择的计算.40 5.2.1 风量.40 5.2.2 全压.41 第六章 烟囱的选择 .44 6

12、.1 烟囱的设计原则.44 6.2 烟囱设计的注意事项.44 6.3 排气烟囱的设计计算.45 6.4 烟囱的附属设施.46 第七章 粉尘的处理 .47 7.1 粉尘的处理方式.47 7.2 粉尘的加湿.47 第八章 与其它专业配合 .49 8.1 尘系统自动控制设计.49 8.1.1 传感器.50 8.1.2 控制器.50 8.1.3 执行器.50 8.2 可编程序控制器.50 8.3 土木工程与给排水工程.51 结论 .52 参考文献 .53 附录 a.54 文献翻译 .57 致谢 .80 第一章第一章 引引 言言 1.1 研究背景研究背景 对钢铁企业生产过程中产生的大量粉尘，必须采取综合

13、防尘措施，必须采取综合防尘措施， 以保证作业地点的含尘浓度，以及排入大气的气体含尘浓度符合国家“卫生标准”和“三废排 放标准”的要求。因此，控制钢铁企业产生的粉尘对空气环境的影响和破坏，是当前急需进一 步研究解决的问题。 1.2 工艺流程工艺流程 选矿为铁矿石。 原矿从原矿仓开始落入到粗破碎车间进行粗碎，进入 1 号带式输送机，转运到中细碎车间， 通过 2 号带式输送机输送到筛分间，从筛分间筛分后，细矿转运到磨矿仓。具体流程如下： 原矿仓粗破碎车间中细碎车间筛分间磨矿仓选矿主厂房铁精矿库 选矿系统胶带机扬尘点设置除尘点，带速为 2.0m/s。 1.3 粉尘来源粉尘来源 粉尘由原矿仓、粗破碎车间

14、、中细碎车间、筛分间、磨矿仓产生，选矿主厂房、铁精矿库 产生的粉尘量较小，产尘点的在已给的工艺图中已经标明，共计 14 个产尘点，粉尘的是由原 料的输送过程产生的。 1.4 粉尘粉尘的成分的成分 钢铁企业产生的粉尘多为中性物粉尘，其中游离硅对人体的危害最大。一般游离二氧化硅 含量为物料中二氧化硅含量的 60%80%左右。 1.5 粉尘的危害粉尘的危害 粉尘对人体健康的危害同粉尘的性质、粒径大小和进入人体的粉尘量有关。 粉尘的化学性质是危害人体的主要因素。因为化学性质决定它在体内参与和干扰生化过程 的程度和速度，从而决定危害的性质和大小。 粉尘粒径的大小是危害人体的另一重要因素。它主要表现在一下

15、几个方面：粉尘粒径小， 粒子在空气中不易沉降，也难于被捕集，造成长期空气污染；同时易于随空气吸入人的呼吸道 深部；粉尘粒径小，不仅其化学活性增大，表面活性也增大（由于单位质量的表面积增大） ， 加剧了人体生理效应的发生与发展。 粉尘对生产的影响主要是降低产品质量和机器工作精度。 1.6 粉尘的传播粉尘的传播 粉尘、有害气体都要经过一定的传播过程，扩散到周围空气中，再与人体相接触造成危害。 所谓尘化，就是使尘粒从静止状态变成悬浮于周围空气中的作用，也叫一次尘化作用。几种常 见的尘化作用包括：剪切压缩造成的尘化作用、诱导空气造成的尘化作用、热气流上升造成的 尘化作用和综合性的尘化作用。 而在本设计

16、中的尘化属于综合性的尘化作用，皮带运输机输送的物料从高处下落到地面时， 由于气流和粉尘的剪切作用，被物料挤压出来的高速气流会带着粉尘想四周飞溅。另外，物料 在下落的过程中，由于剪切和诱导空气的作用，高速气流也会使部分物料飞扬。 综上所述，由于粉尘对人体的危害，严重影响车间的生产工作环境，这就要求对选矿系统 进行除尘设计。 1.7 粉尘的特性粉尘的特性 块状物料破碎成细小的粉状微粒后，除了继续保持原有的主要物理化学性质外，而炼铁矿 料输运过程产生粉尘的特性，参考文献2有以下几个方面 ： 1.7.1 粉尘的真密度粉尘的真密度 在自然状态下堆积起来的粉尘在颗粒之间及颗粒内部充满空隙，我们把松散状态下

17、单位体 积粉尘的质量称为粉尘的容积密度。如果设法排除颗粒之间及颗粒内部的空气，则可测出密实 状态下单位体积粉尘的质量，我们把它称为真密度（粒尘密度） 。 1.7.2 粘结性粘结性 粘附性粉尘是指会造成自身粘结的粉尘。有的粉尘自身具有粘附性，另一些粉尘仅在含水 后才具有粘附性。钢铁企业中粘结性粉尘多属于后者。钢铁企业中粘结性粉尘有镁砂粉尘、烧 结混合料系统粉尘等。对粘结性粉尘不宜设置干式除尘系统；即使采用湿式除尘系统，其管路 也要可能垂直敷设，对水平管道应设检查孔和水冲洗设施。 1.7.3 带电性和比电阻带电性和比电阻 悬浮在空气中的尘粒由于摩擦、碰撞和吸附会带一定的电荷，带电量的大小与尘粒的表

18、面 积和含湿量有关。在同一温度下，表面积大、含湿量小的的尘粒带电量大；表面积小、含湿量 大的尘粒带电量小。 粉尘的比电阻是电除尘器的选用和操作中考虑的一项主要因素。比电阻在1041010欧 姆厘米范围内的粉尘才适宜用电除尘器净化。粉尘的导电性取决于表面导电和本征导电两种 因素。一般粉尘的比电阻在150200时出现最大值。低于最大值温度时，电荷通过尘粒吸 附的水分和化学杂质构成的表面薄膜传导。高于最大值温度时，粉尘因内部电子受激发而显示 其半导体性质，温度升高，比电阻反而下降，本征导电占主导地位。所以，粉尘比电阻不仅与 粉尘本身的性质有关，而且与含尘气体的温度、湿度、化学杂质含量有关。因此只有在

19、实际操 作条件下测定的比电阻才具有实用意义。 1.7.4 分散度分散度 粉尘的分散度，是指粉尘中各种粒径的尘粒所占重量或数量的百分数。按重量计的为重量 分散度，按数量计的为颗粒分散度，一般重量分散度较为常为。粉尘中细颗粒占的百分比大， 为分散度高，反之为分散度较低。 粉尘分散度对其物理和化学活泼性、在气体中的运动状况、对人体的危害性以及对净化设 备的效率影响很大。粒径大于10微米的粉尘对人体的危害较小，小于10微米特别是小于5微米 的粉尘危害较大。例如粒径小于10微米的二氧硅粉尘能侵入肺胞，引起“矽肺”病。 1.7.5 磨琢性磨琢性 磨琢性粉尘会磨损除尘系统的管道和设备，造成系统瘫痪。一般硬度

20、高、比重大、粒径大 于 20 微米、带有棱角的粉尘均有较高的磨琢性；当气流含尘浓度大、流速高时，对管道的磨 损尤甚。 1.7.6 水硬性水硬性 是指粉尘吸水后形成不溶于水的硬垢的粉尘。它容易使湿式除尘器和排水管路结垢堵塞， 对水硬性粉尘应优先选择干式除尘器净化。 1.7.7 粉尘的吸水性粉尘的吸水性 钢铁企业的粉尘有亲水性粉尘和疏水性粉尘两种。易被水湿润的粉尘为亲水性粉尘，反之 则为亲水性粉尘。在水中加入少量的湿润剂（如皂角素，可可加等）可提高粉尘的吸水性。另 外，对于疏水性粉尘不宜采用湿式除尘器净化。 1.7.8 安息角和滑动角安息角和滑动角 粉尘的安息角，是指将粉尘自然地堆积水平面上，堆积

21、成圆锥体的堆积角。一般为 35-55 度。 第二章第二章 风量的计算风量的计算 2.1 排风量的确定排风量的确定 2.1.1 胶带机的排风量胶带机的排风量 一般情况下，物料落至皮带胶带机或其他工艺设备时，排风量可按式参考文献22-1 计算： (式 12 lll 2-1) 式中 工艺设备的排风量，m3/h；l 随物料带入的空气量，m3/h； 1 l 为使罩内形成一定的负压而由不严密处吸入的空气量，m3/h； 2 l 的计算公式为式 2-2： 2 l 2 3600 a lav （式 2-2） 式中 密闭罩不严密处的缝隙面积，m2；a 密闭罩不严密处的缝口速度，m/s。 a v 为减小随物料带入的空

22、气量，应尽量减小物料落差和溜槽倾斜角度，并在溜槽进、出口 1 l 设密闭罩和遮尘帘。 密闭罩不严密处的缝口速度取决于罩内含尘气流及设备运转产生的诱导气流的速度，并 a v 与密闭罩的形式密切相关。一般密闭罩容积大时，可取的小些。 a v 除尘抽风量与很多因素有关，目前多数是根据类似设备实测的除尘抽风量进行设计。皮带 运输机常温物料时的密闭罩和除尘抽风量如下。 皮带运输机受料点一般采用单层局部密闭罩，其风量可按下列规定计算： （1）受料点在皮带运输机机尾部时，根据落料高度和溜槽斜角按参考文献2表 1-6-6h 查取。 （2）当受料点在皮带运输机中部时（本设计都是在头部和尾部） ，按参考文献2表

23、1-6-6 查取后，需将乘以 1.3 的系数。 2 l （3）当溜槽有转角时，应先计算出物料的末速度，再从参考文献2表 1-6-6 中按值直 k v k v 接查取（本设计溜槽没转角） 。物料的末速度可按式 2-3 计算； k v （式 2-3） 22 12 () k vkvv 式中 溜槽第一段的物料末速度，m/s，根据 1、1由参考文献2表 1-6-6 查得； 1 vh 不考虑前段物料流速（即假定起始速度为零）时，溜槽第二段的物料末速度， 2 v m/s，根据 2、2由参考文献2表 1-6-6 查得； h 溜槽转弯的减速系数，与转角（）有关，其关系见下参考文献2表 3.1：k 表 3.1 k

24、与的关系 5 1020304045 k1.00.970.930.850.750.69 2.1.2 料槽的排风量料槽的排风量 用胶带机向料槽卸料（包括胶带机头部、犁式卸料器，移动卸料车、移动可逆胶带机等） 时，由于料槽容积大，对含尘气流有很大的缓部作用，使其动能逐渐消失，因而粉尘外逸的可 能性大为减少。若对料槽口加以妥善密闭，并将物料带入料槽内的空气，以及与进入料槽的物 料体积相应的空气量抽出，即能控制粉尘的外逸。本设计中包括一下两种卸料方式： 1)胶带机头部卸料 胶带机头部设密闭罩，抽风罩设在料槽的预留孔洞或胶带机头部密闭罩上。抽风量为物料 带入料槽内的空气量与卸料体积流量之和。随物料带入的空

25、气量，可按钢铁企业采暖通风设 计参考资料表1-6-6之l1采取（物料落差h为胶带机卸料面至料槽口平面的高度） 。 2) 导料槽底部落料 落料口设密闭罩，抽风罩设在落料口密闭罩上。抽风量为物料带入料槽内的空气量与料体 积流量之和。随物料带入的空气量，可按钢铁企业采暖通风设计参考资料表1-6-6之l1采取 （物料落差h为导料槽落料口至胶带机的高度） 。 2.1.3 设备产尘点的排风量设备产尘点的排风量 1#除尘点的产尘设备有600900复摆颚式破碎机，其除尘抽风量为2000 m3/h（钢铁企业 采暖通风设计参考资料表1-6-7） 。此外，1#除尘点的zgz1500电振给料机由于给料出口就是 600

26、900复摆颚式破碎机，所以落料高度不计。所以1#点的除尘抽风量只有600900复摆颚式 破碎机。4#、5#、6#除尘点，4#点除尘设备为pyd-1750短头圆锥破碎机；5#、6#点除尘设备为 pex2501200 颚式破碎机。由于4#、5#、6#除尘点的除尘设备都有上部抽风，所以当破碎机 卸料至胶带机上时除尘抽风量按钢铁企业采暖通风设计参考资料表1-6-6中的l2选取。则 4#、5#、6#除尘点的除尘抽风量均为3500 m3/h。9#除尘点的除尘设备为2ya1842圆振筛，振动 筛上部除尘抽风量可根据给料高度、密闭状况、物料性质和筛子规格等因素，按每平方米筛面 面积抽风量800-1200 m3

27、/h计算。一般小筛子和局部密闭取上限，大筛子和大容积密闭取下限。 振动筛下部受料设备的抽风量，当卸料至胶带机时，可按钢铁企业采暖通风设计参考资料 表1-6-6中的l2选取（钢铁企业采暖通风设计参考资料p145） 。本设计为局部密闭，所以取 上限1200根。据振动筛型号知筛面面积为1.84.2=7.56 m2，则9#点的除尘抽风量为9072 m3/h。11、 、#除尘点的除尘设备为4台gzg503自同步惯性振动给料机，其除尘抽风量可根据设备 型号在钢铁企业采暖通风设计参考资料表1-6-12中查取。经查询可知单个给料机的抽风量 为2200 m3/h，则11、 、#除尘点的除尘抽风量为8800 m3

28、/h。 2.1.4 风量的计算风量的计算 表 3.2 风量计算表 除尘点名称 溜槽 角度 落料 高度/m 胶带 宽度/mm l1 （m3/h ） l2 （m3/h ） l （m3/h ） 1# 600900 复摆式颚式破碎机上部抽风 2000 2# 600900 复摆式颚式破 碎机下部抽风（当卸料 至胶带机时取 l2） 9002 10003200 3200 3# 两台 pex2501200 颚式破碎机上部抽风 4000 4# pyd-1750 短头型圆锥破 碎机下不抽风（当卸料 至胶带机时取 l2） 9002.5100035003500 5# pex2501200 颚式破碎 机下不抽风（当卸料

29、至 胶带机时取 l2） 9002.5100035003500 6# pex2501200 颚式破碎 机下不抽风（当卸料至 胶带机时取 l2） 9002.5100035003500 7# pyd-1750 短头型圆锥破碎机上部不抽风 3000 8# 2#胶带机头部漏斗 9001.51000130027004000 9# 2ya1842 圆振筛 9072 10# 导料槽落料 60041000190033005200 11# 4#胶带机尾部卸料 9002.1100032003200 11、#导料槽落料 90031000260039006500 11、#4 台 gzg50 自同步惯性振动给料机除尘抽风

30、量 4400 经过计算得总风量为：q=55072m3/h 2.2 防尘密闭罩防尘密闭罩 密闭罩的作用是将一次尘化气流与二次气流隔开，减少粉尘的散逸。生产实践表明，密闭 罩对防尘有很好的效果。由于工艺设备和物料的运动，防尘密闭罩不可能完全密闭，因此在物 料下落时会带入诱导气流，造成罩内正压。减小密闭罩内的正压值方法有：降低落料高差；减 小溜槽倾斜角；在入口处加设活挡板以减少诱导气流等。其次，适当扩大密闭罩的容积，使尘 粒加长了“飞溅”过程，尽可能多地消耗能量，也可以减少粉尘的外逸。采用凹槽盖板密闭罩 后，其排风量要比普通密闭罩时的排风量可减少 2/3 左右3。 2.2.1 密闭罩形式密闭罩形式

31、本设计中，密闭罩采取了两种形式： 1)1) 局部密闭罩局部密闭罩 在每个胶带机头部进行局部密闭，这样可以防止物料在胶带机转运过程中产生的粉尘飞溅。 仅将局部产尘点予以密闭，工艺设备露在罩外。其特点是容积较小，适用于产尘气流速度不大， 连续扬尘和瞬时增压不大的尘源。 2)整体密闭罩整体密闭罩 将产尘设备大部或全部密闭，只把设备的传动部分留在罩外。通过罩上的观察孔对设备进 行监视。这种形式适用于振动的设备或产尘气流速度大的设备和尘源，如振动筛等。在高炉杂 矿受料仓中，振动筛下部设立整体密闭罩。 2.2.2 密闭罩的设计原则密闭罩的设计原则 （1）密闭罩应力求严密，尽量减少罩上的孔洞和缝隙。 密闭罩

32、上通过物料的孔口，应设弹性材料制作的遮尘帘。 密闭罩应尽可能避免直接连接在振动或往复运动的设备机体上。 密闭罩上受物料撞击和磨损的部分，必须用坚固的材料制作。 （2）密闭罩的设置应不妨碍操作和便于检修。 根据工艺操作要求，设置必要的操作孔、检修门和观察孔，门孔应严密，并使关闭 灵活。 密闭罩上需要拆卸部分的架构应便于拆卸和安装。 （3）应注意罩内气流运动的特点。 正确地选择密闭罩内形式和抽风点位置，以合理地组织罩内气流，使罩内保持负压。 密闭罩需有一定的空间，以缓冲气流，减小正压。 操作孔、检修门应避开气流速度较高的地点。 2.3 抽风罩抽风罩设计设计 产尘设备进行密闭后，为了有效地控制粉尘的

33、外逸，还必须进行排风。 抽风罩的设计原则如下3： （1）选择抽风罩的位置时，要能有效地控制含尘气流不致从密闭罩外逸，同时避免 吸出 粉料。通常抽风罩应正对含尘气流中心，但对破碎、筛分和运输设备，排风点应避开含尘气流 中心，以防吸出大量粉料。对于皮带运输机受料点的抽风罩与卸料溜槽相邻两边之间的距离应 为溜槽边长的 0.751.5 倍，通常取 300500mm；抽风罩口距离皮带机表面的高度，不应小于 皮带机宽度的 0.6 倍。 （2）抽风罩不宜靠近敞开的孔口，以免抽进与除尘无关的空气。皮带机抽风罩后面， 应设尘帘。 （3）处理或输送热物料时，抽风罩应设在密闭罩顶部，或给料点和受料点均设。 （4）与

34、抽风罩相接的一段管道，宜垂直敷设，以防输入物料造成堵塞。 （5）为使罩内气流均匀，罩子应从罩口向风管接口逐渐收缩，其收缩角不宜大于60。 （6）当采用大容积密闭罩和矿仓吸风时，因无吸出粉料的可能，可以不设抽风罩，而将 风管直接接在密闭罩矿仓上。 （7）抽风罩吸风口的平均风速，可按下例数据选取： 对筛落得极细粉尘 v0.4-0.6 m/s 对粉碎或磨碎的细粉 v2.0 m/s 对粗颗粒物料 v3.0 m/s 本设计的抽风罩为伞形罩，伞形罩的罩口截面和形状应尽可能与有害物扩散区的水平投影 相似。伞形罩的开口角度（）宜等于或小于 60(本设计为 60)，最大不大于 90.为减小伞 形罩的高度，对边长

35、较长的矩形伞形罩可将边长分段设置，伞形罩应设置罩裙（即垂直边） ， 罩裙的高度 h2=0.25(f 为罩口面积)。排除潮湿气体时，应在伞形罩罩裙内部设置檐沟。f b a 图 2.1 伞形罩的外形尺寸 上图为本设计伞形罩的外形尺寸，伞形罩外形尺寸计算公式如 2-4： 式（2-4）qfv 除尘抽风量，；q 3 m h 罩口面积，；f 2 m 抽风罩罩口平均风速，。 （钢铁企业采暖通风设计参考资料p334）vm s h2=0.25 mm；f h1罩裙高度， mm； 罩口面积，f 2 m d 由管路计算可得出，h1为抽风罩高度可有三角函数关系计算得出，a 长边是有抽风罩安 装的具体位置选取的，由于罩口

36、为矩形知 a 边就能计算出 b 边。 各除尘点的伞形罩尺寸如表 3.3： 表 3.3 伞形罩外形尺寸 abh1 h2 除尘 点 流量速度（mm）（mm）（mm） （mm） 1#6020001.5600650440152 2#6032001.5750800530192 3#6035001.5800850540201 4#6035001.5800850520201 5#6035001.5800850560201 6#6035001.5800850560201 7#6030001.5700800500186 8#6040001.5850900630215 9#6090721.513001300940

37、324 10#6052000.5180016001520425 11#6032001.5750800550192 11、# 6065001.511001100760274 11、 #6044001.5900900600226 第三章第三章 除尘系统的设计与计算除尘系统的设计与计算 除尘系统设计计算包括除尘管道流量和阻力损失的设计计算、除尘设备阻力确定以及风机 和电机的选择等，其中主要是管道系统的阻力计算。管道的设计对除尘系统的能量消耗、工作 能力和除尘效果有直接影响。 3.1 系统型式的选择系统型式的选择 根据除尘方法，大致分为湿法除尘、干法除尘，而湿法除尘要求较复杂的管路布置，管道 代价较高

38、，干法除尘中的静电除尘也较少使用，因为尽管效果较好，但是基础投资较大，设备 庞杂。所以采用机械除尘。 根据工艺流程和设备的配置、厂房条件和除尘抽风量的大小，可分别设计就地除尘系统、 分散除尘系统和集中除尘系统2。 3.1.1 就地除尘系统就地除尘系统 将除尘器直接坐落在产尘设备上，就地捕集和回收粉尘。这种系统布置紧凑、简单、维护 管理方便，如直接坐落在矿仓上的除尘机组和胶带运输机转运点就属于此类。 3.1.2 散除尘系统散除尘系统 当产尘点比较分散，且厂房内有安装除尘系统的位置时，可将各个抽风点合设一个除尘系 统。这种除尘系统的除尘器和通风机安装在产尘设备附近，管路较短，布置简单，系统阻力容

39、易平衡。 3.1.3 集中除尘系统集中除尘系统 产尘点比较集中，有条件设置大型除尘设施时，可将一个车间或相邻的几个车间的产尘点 全部集中于一个除尘系统。这种系统处理风量大，可集中维护，粉尘回收容易实现机械化，但 由于管网长、复杂，阻力不易平衡，运行初调节困难。 本设计各除尘点分布于整条生产线上，相对较集中。本设计采用集中除尘系统。 3.2 管道设计管道设计 3.2.1 除尘系统设计计算步骤除尘系统设计计算步骤 绘制管网计算草图，为了便于计算可在图上注明节点编号和各管段的风量、管长、局部 阻力系数等计算参数。 分析管网的结构特性，建立各环路的组合关系。从主环路（即最不利环路）开始，以 “主、次”

40、为序，将各管段的有关计算参数填入风管设计计算表。 通过技术经济分析选择合理的主环路管内设计风速，并计算主环路中各管段的管径和压 力损失值。 用假定流速、反算管径、计算风压损失的方法求出各支环路（管段）的压力损失，并计 算出主、支环路在并联结点处的风压平衡率： =（主环路风压损失支环路风压损失）/主环路风压损失 若 在 10%内，则认可计算结果，否则重新调整设计风速和管径进行风压平衡，直到 满足设计要求为止。 根据系统的总风量和总压力损失（即主环路总风压损失）选择风机。 3.2.2 除尘系统设计注意事项除尘系统设计注意事项 根据实际需要，并结合操作条件，除尘系统可采用集中控制或与工艺有关工艺设备

41、连锁 装置。一般除尘系统应在工艺设备开动之前启动，在工艺设备停转后关闭。 在除尘器和风机的出入口，以及各抽风支管的直管段气流平稳处，应设置测量孔，以便 测量风量、风压、风温或进行取样。对于大型除尘系统，可根据具体情况设置测量风量、除尘 器压力损失、温度等参数的仪表，必要时仪表可设在操作室内。 除尘器所收集的粉尘，应采取适当的回收、处理措施。 除尘系统设计中应考虑留有一定的检修平面和空间、安装孔洞、吊挂措施、走台、梯子、和照 明设施等，为施工、操作和检修创造必要的条件2。 3.3 除尘风道的设计原则除尘风道的设计原则及风道材料及风道材料 （1）除尘风道布置应力求简单。 当吸风点之间的距离不大或各

42、并联支管之间的压力损失仍可平衡时，则吸风点数量可适当 增加，但最多不宜超过 25 个。如果吸风点多且集中，最好采用集合管。集合管有水平垂直两 种形式，水平集合管内风速一般取 34m/s,垂直集合管内风速一般取 610 m/s。 （2）除尘风道宜垂直或倾斜（4560）布置，在本设计中，中细碎车间编号 15 号管段 采用倾斜布置，风道采取倾斜布置，倾斜角度有实际施工而定。如必须水平布置时，应采取防 止积尘的措施，风道愈短愈好，但本设计中除尘点位置距离较远，水平风道不可避免。除尘风 道内的速度必须大于规定的最小风速2。 （3）除尘风道宜采用明敷，尽量避免地下敷设。在本设计中，采用明敷，架空，为了使

43、气流组织通畅，未设地下敷设。 （4）为了清扫方便，在风道的适当部位应设置清扫口（三通和弯头处） 。 （5）除尘支风道应尽可能从侧面或上部与主风道连接，三通的夹角一般取 1530为宜。 （6）除尘器后的风道宜适当放大，风道尺寸按 810 m/s 选用。 （7）有可能发生粉尘静电积聚的风管，如木工除尘风道应设计接地。本设计中无粉尘静 电积聚，所以不考虑设计接地。 （8）除尘风道计算的附加值：漏风量附加 1015%，风压附加 1520%。 （9）风道各支管之间压力损失应尽可能达到平衡。除尘系统各支管之间的压力差不应大 于 10%2。 用作风管的材料有薄钢板、硬聚氯乙烯塑料板、胶合板、纤维板、矿渣石膏

44、板、砖及混凝 土等。需要经常移动的风管，则大多用柔性材料制成各种软管，如塑料软管、橡胶管及金属软 管等。 风管材料应根据使用要求和就地取材的原则选用。 薄钢板是最常用的材料，有普通薄钢板和镀锌薄钢板两种。它们的优点是易于工业化加工 制作、安装方便、能承受较高温度。镀锌钢板具有一定的防腐性能，适用于空气湿度较高或室 内潮湿的通风、空调系统，有净化要求的空调系统。除尘系统因管壁磨损大，通常用厚度为 1.53.0mm 的钢板。 考虑到本设计中物料无腐蚀性，所以，采用普通钢板就能满足要求 。在设计中采用圆形风 道，其强度大，耗用材料少，但占用空间大。 3.4 风道的水力计算风道的水力计算 3.4.1

45、管道内气体流速的确定管道内气体流速的确定 管道内的气速应根据粉尘性质确定，气速太小，气体中的粉尘易沉积，影响除尘系统的 正常运转，压力损失会成平方增长。粉尘对管壁的磨损加剧，使管道的使用寿命缩短。 垂直管道内的气体流速应小于水平和倾斜管道的气速，水平和倾斜管道内的气速应大于 最大尘粒的悬浮速度。在除尘系统中，管道内各截面的气速是不等的，气体在管道内分布也 是不均匀的，并且存在着涡流现象；同时，还应能够吹走风机前次停转时沉积于管道内的粉 尘。因此，一般实际采用的气速比理论计算的气速大 24 倍，甚至更大。 除尘器后的排气管道内气体流速一般取 812 m/s。对袋式除尘器和电除尘器后的排气管 内气

46、体流速应低，其他除尘器应高些。 除尘系统采用砖或混凝土制做的管道时，管道内的气体流速比钢管小，垂直管道如烟囱 内气速取 610 m/s。 含尘气体在管道内的速度也可以根据工程经验取得。 系统中各并联支管之间的压力损失应尽量做到平衡，其压力损失差值一般不应超过下列百 分数： 一般送、排风系统 15% 除尘系统 10% 由钢铁企业采暖通风设计参考资料知：除尘管道内最低风速（m/s） ，见表 3.1。 表 3.1 除尘管道内最低风速（m/s） 粉尘性质垂直管道（m/s）水平管道（m/s） 重矿物粉尘 1416 轻矿物粉尘 1214 本设计粉尘性质为重矿物粉尘最小风速取 16（m/s） 。 3.4.2

47、 除尘管道直径和气体流量的计算除尘管道直径和气体流量的计算 1除尘系统管径计算 （1）气体流量计算 本设计采用圆形风管的气体流量计算为式 3-1： q=（36003.14dnvg）/4 （式3-1） 对于矩形风管计算为式 3-2： q=3600abvg （式 3-2） 式中：q气体流量，m3/h dn圆形管道内径，m a、b矩形管道边长，m vg风速（管道内的气体流速）m/s （2）管道直径的计算 根据上式的变形，管道直径的计算公式为式 3-3： dn=（4q/3600/3.14/vg）1/2 （式 3-3） 式中的符号同前。 为防止粉尘堵塞管道，除尘系统最小管径如表 3.2 所列，但在医药行

48、业等领域因粉尘细微， 也有更小的直径的管道。 表 3.2 各粉尘直径（mm） 粉尘种类最小直径（mm）粉尘种类最小直径(mm) 细粒粉尘 （如矿物粉尘） 80 粗粉尘 （如刨花） 150 较粗粒粉尘 （如木屑） 100 可能含有大块物料的 混合粉尘 200 根据选矿物料的粉尘性质和经验选定风速为 16m/s，由此可确定出直径 d，系统除尘有同时 工作系数（本设计没有同时工作系数） ，计算管径时按最不利的情况来计算， 经过计算再将所 选取的标准直径带入公式，进行反算，得到管道的气体流速和所选的风速进行比较，进行验证。 由于计算得出的管道直径不同，所以在变径时要加设变径管以减少气体阻力损失。在管道

49、 有转弯时，要假设圆形弯管，选择五节的圆形弯管，可以减少管道的阻力损失，其有关数据见 钢铁企业采暖通风设计参考资料 。 在不同时工作的官道上要假设阀门，主要包括手动阀和电磁阀，用来控制管道的流速的阻 力。 3.4.3 管道及设备的阻力损失计算管道及设备的阻力损失计算 （一）管道阻力计算（一）管道阻力计算 管道内气体流动的压力损失由两种，一种是由于气体本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产 生的压力损失，称为摩擦压力损失或沿程压力损失；另一种是气体流经管道系统中某些局部构建 时，由于流速大小和方向改变形成涡流二产生的压力损失，称为拒不压力损失。摩擦压力损失和 局部压力损失之和即为管道系统总压力损失。

50、因此管道的设计对除尘系统的能量消耗、工作能力 和除尘效果有直接影响。 摩擦压力损失：根据流体力学的原理，气体流经断面不变的直管时，摩擦压力损失pl为： 对圆形管道计算： pl= (式3-4) dn l 2 2 vg 对非圆形管道计算式 3-5： pl= 式 (3-5) 24 2 vg r l 式中：pl气体的管道摩擦阻力损失，pa； 摩擦阻力系数； vg气体在管道内的速度，m/s； l管道长度， （1）计算通风管道直径或断面尺寸时，不考虑风管漏风量的附加；选择加热器、冷却器、 过滤器和除尘器等设备时，应考虑风管漏风量的附加。 风管的漏风量应按系统的百分率计算，一般采取如下： 一般送、排风系统

51、010% 除尘系统 1015% （2）通风系统的管道压力损失，应考虑下列附加数值： 一般送、排风系统 1015% 除尘系统 1520% 系统中各并联支管之间的压力损失应尽量做到平衡，其压力损失差值一般不应超过下列百 分数： 一般送、排风系统 15% 除尘系统 10% 在进行通风管道的设计之前，必须首先确定各排风点的确切位置和排风量。管道系统和净 化设备的布置、风管的材料等，设计计算的目的是确定各管段的管径和阻力，保证系统内达到 要求的风量分配，并为风机的选择和绘制施工图提供依据，具体步骤如下： （1）绘制通风系统的轴测图，并对图上各管段进行编号，标注个管段的长度和风量。 以风量和风速不变的管段

52、为一管段，一般从距风机最远的管段开始，由远而近顺序编号， 管段长度按两个管段中心线的长度计算，不扣除关键本身的长度。 （2）选择合理的空气流速 风管内的流速对系统的经济型有较大的影响，流速高、风管断面积小，材料消耗少，建造 费用低，但是系统的阻力大，动力消耗大，有时还可能加速管道的磨损，流速低则阻力大，动 力消耗小，但是风管的断面尺寸大，材料费用增加，对除尘系统，流速过低会造成粉尘趁机管 道堵塞，因此必须进行全面的技术经济比较确定适当的经济流速。 （3）根据各管段的风量和选定的流速确定各管段的直径，计算各管段的摩擦阻力和局部 阻力。 阻力计算应该从最不利的环路开始，对于袋式除尘器和电除尘器后的

53、分管，应把除尘器的 漏风量和反吹风量计入，除尘器的漏风率一般为 5%。 （4）对并联管路进行阻力平衡 一般通风系统的要求两支管阻力差不超过 15%，除尘系统的两支管的差值不超过 10%，以 保证各支管的风量达到设计要求。当并联支管的阻力差值超过上述规定时，可用下面的方法 进行阻力平衡： （1）调整支管的管径这种方法是通过改变管径即改变支管的阻力，达 到阻力平衡，应当指出采用此方法时不宜改变三通支管的管径，可在三通只管上设置一节渐 扩管，以免引起三通支管和直管的局部阻力的变化。(2)增设支管的阻力当两支管的阻力 相差不大时，可不改变管径，将阻力小的那段支管的流量适当增大，以达到阻力平衡。(3)增

54、 加支管阻力阀门条街是最常用的一种增加局部阻力的方法，它是通过改变阀门的宽度来 调节管道阻力的，应当指出这种方法简单易行，严格计算，但是改变某一支管上的阀门的位 置会影响整个系统的压力分布，要反复进行调节，才能使各支管的风量分配达到设计的要求。 对于除尘系统还要防止在阀门附近积尘，引起管道堵塞。 （5）计算系统的总阻力，根据系统总阻力和总风量选择风机。 （二）设备阻力的确定（二）设备阻力的确定 1)除尘器阻力的确定 除尘设备阻力确定首先是选择除尘器，之后是确定其阻力。 （1）预选根据所考虑的基本因素，如烟尘物化性质、净化要求、各种除尘器的使用 规范等，对除尘器进行预选。 （2）技术经济比较对预

55、选的除尘器进行技术经济比较，分析器各项指标，综合考虑 设备费用、年运行费用、使用年限、占地面积等有关因素，为最终确定除尘器提供依据。 （3）环境效益分析确定除尘器必须进行环境效益分析，除尘效果好，气体排放浓度 低，不近带来的是环境效益，也给生产带来好处，所以说选择设备不可忽略。 （4）除尘器的选定根据当地条件、本单位的操作管理水平，并结合上述情况最终选 定除尘器的型式。 （5）除尘器阻力的确定在除尘器设计中确定除尘器的阻力，参照厂家提供的样本外， 还应考虑一些非常情况，如系统阻力平衡、阴郁天气对袋式除尘器的影响、除尘器长期阻力的 变化等。 2)风机流量调节阀门阻力确定可按局部阻力计算公式进行计

56、算。 3.5 水力计算实例水力计算实例 图 3.1 部分系统图 （1）在上图 3.1 中，将各管段按顺序编号。 （2）从系统的最不利环路计算，并逐段按除尘管段计算表的顺序进行计算。 （3）各支管之间的阻力平衡，当计算所得差值在 10%以内时，则计算成立。当差值大于 10%时则应重新计算，可利用管道阻力平衡（p2/p1）0.225 值进行计算。 以系统一为例： 管道 11 颚式破碎机加工后落料产尘，即对应扬尘点 6，其除尘抽风量为 3500m3/h。 假定管道内气体流速为 16 ms ，根据流量则有计算直径 300mm，取标准直径 300mm，则实际流速 16 ms。 据流速，标准直径等参数查得

57、 d 、动压（pa） ，构成管段 11 的局部阻力包括吸尘罩、 电动插板阀、90弯头2、 45合流三通，=0.7，所以得局部阻力=动压 =277.4pa，摩擦阻力=长度 ld动压=238.2pa，总阻力=438.0pa。12 号管，构成管 段 12 的局部阻力包括吸尘罩、电动插板阀、90弯头、 45合流三通，=0.62，所以得局 部阻力=动压=409.9pa，摩擦阻力=长度 ld动压=12.9pa，总阻力=422.9pa 同理计 算其他管段总阻力。 阻力平衡：管段 11 与 12 为并联，需进行阻力平衡。 （p1-p2）p2=3.6%10% ，不满足 平衡需调整管径进行平衡知道满足平衡要求为止

58、。本设计最不利管水力计算如表 3.3。 表 3.3 最不利管水力计算 管 段 流量 q 管长 l 管径 d 流速 v /d 动压 l/ d 摩擦局部局部管 段 总 管段 压损 编 号 m3/hmmmm/sm-12 /2 压损压损压损压 损 累计 papl /pa 系数 pm /pa p /pa p /pa 265008.2 36017.7 0.05189 0.4177 0.97183 260 4970027.4 45017.0 0.04172 1.09189 0.586 275 51410036.5 53017.8 0.03189 1.1207 0.8151 359 10 32372 23.0

59、 850 15.9 0.02 151 0.4 59 0.5 68 127 1128. 8 20493279.3 100017.5 0.014183 0.1324 0.237 60 24 545729.1106017.2 0.01177. 2 0.121 0.126.647. 5 系统管道具体计算见附录 a 第四章第四章 除尘器的选择除尘器的选择 4.1 除尘器的选择除尘器的选择 经验表明，使用各种除尘器，不仅能提高除尘质量、降低成本，也是控制粉尘污染的重要 措施。而错误的选择往往会英气除尘器的性能恶化和不能使用。 各种除尘器的除尘效率、设备费、和操作费等都不一样，在设置除尘器时，应对各种除尘

60、器的性能有深刻的理解，充分考虑粉尘发生设备的结构、原料和燃料的种类、操作条件和含尘 气体的性质和量，使用除尘器的目的，需要捕集粉尘的特性和价值，捕集量等情况，以组合成 最经济的除尘系统，又保证适宜的除尘效率。 4.11 选择除尘器必须考虑的因素选择除尘器必须考虑的因素 除尘器时必须全面考虑有关的因素，如除尘效率、阻力、一次投资、维护管理等等，其中 最主要的是除尘效率。具体地讲，选择除尘器时应注意一下几方面的问题 ： （1）选用除尘器必须满足排放标准规定的排空浓度。对于运行工况不太稳定的系统，要 注意风量变化对除尘器效率和阻力的影响的 （2）粉尘的性质对除尘器的性能具有较大的影响，例如粘性大的粉