粉状物料输送设备通风系统设计毕业设计1

1、粉状物料输送设备通风系统设计目 录摘要1关键词1abstract1key words 1绪论21 系统总体概况21.1 系统设计原则21.2 粉尘的扩散机理31.2.1 粉尘的扩散因素31.2.2 粉尘的扩散过程31.3 工业除尘系统的组成及分类41.3.1 除尘系统的组成41.3.2 除尘系统的分类42 除尘系统的设计42.1 抽尘罩的设计42.1.1 抽尘罩的设计原则52.1.2 抽尘罩的分类和选择52.1.3 抽尘罩抽风量的计算62.1.4 抽尘罩罩口的设计82.2 除尘器的选择与设计92.2.1 除尘器的选择92.2.2 袋式除尘器的特性92.2.3 滤袋的选择及参数设计92.3 通风

2、管网的设计和计算112.3.1 通风管网管道设计112.3.2 管网参数计算122.3.3 管网管道中的压力损失133 系统辅助设备的设计163.1 清灰装置的设计163.1.1 清灰的必要性163.1.2 清灰方式的选择163.1.3 清灰压力173.2 风机的选择与设计183.2.1 风机的选用183.2.2 风量183.2.3 风机全压183.3 除尘系统的密封193.4 设备的维护管理194 结论19参考文献21致谢22粉状物料输送设备通风系统设计机械电子工程专业学生 韦忠爽指导教师 王东峰摘要：现在环境问题已经成为一个世界性难题，而工业废气问题是其中的重中之重，它对工厂操作工人的危害

3、非常大，因此对工业废气的通风除尘有着非常重要的意义。本文通过对煤粉及其生产运输条件的分析，对除尘系统进行总体设计，通过分析煤粉的物理性质和化学性质，对除尘器、抽尘罩、通风管网、风机及清灰装置进行了详细设计。使用本文设计的通风除尘系统，可制造出具有实用性的通风除尘装置，对含尘气体进行净化和回收，实现环保节能的目的。关键词：系统；除尘；设计；清灰；结构powder material conveying equipment design of ventilation systemstudent majoring in machinery and electronics hao chaomingtut

4、or wang dongfengabstract：now the environmental problem has become a global problem, and the problem of industrial waste gas is the priority among priorities among them, its harm to the factory workers is very large, so the ventilation and dust removal in industrial waste gas is very important. in th

5、is paper, through the analysis of coal production and transportation conditions, the overall design of the dedusting system, through the analysis of physical properties and chemical properties of pulverized coal, precipitator, dust cover, ventilation network, fan and a dust cleaning device is design

6、ed in detail. ventilation and dust removal system using this design, ventilation and dust removal device can be made practical, purification and recovery of gas containing dust, to achieve environmental protection and conservation of resources goal.key words: system; dust; design; ash; structure 绪论课

7、题研究的意义环境问题是当今世界四大问题（人口、资源、环境、经济）之一，随着世界经济的高速发展，环境问题4越来越成为一个亟待解决的问题，而其中工业环境问题尤为突出。工业生产中会产生数以亿吨计的有害物质，其中粉尘类5就是最常见的一种，这其中：（1）有些粉尘本身就是生产原料、辅料或成品（例如煤粉），如果能加以回收利用，能创造更大的经济效益。（2）粉尘污染空气，如果直接排入大气，对工人的身心健康有极大伤害，如果能加以避免，能创造出更大的经济效益和社会效益。（3）粉尘已经成为能影响某些精密机械、化工、电器产品质量的关键问题，因此生产中应尽量减少粉尘扩散。我国工业废气污染主要以烟尘污染为主，烟尘是一种非常

8、典型的工业废气，其特点是废气量大、烟尘浓度高、粒度小、部分有剧毒，直接排放对环境造成的危害非常大。很多企业直接把生产出来的废气等排入环境，造成环境污染加剧。从而使得烟尘治理已成为现阶段国内大气环境保护技术领域垦待解决的一个问题。工业除尘就是在生产中，采取一定措施，把微小颗粒等粉尘与空气进行分离。在工业生产中，对原料的储运、加工过程中不可避免地将产生粉尘同时会使粉尘扩散飞扬，如果不加以控制，这些粉尘会极大影响产品的质量、生产设备的使用寿命和工人的身心健康，因此各类工厂中，凡是会产生粉尘的都必须对其进行除尘设计。本文就以煤粉这一典型粉尘污染为例，来设计通风除尘系统。主要研究内容通风除尘系统，就是在

9、散尘点安装抽尘罩，然后施加一定的密封措施，借助抽尘罩的吸气作用，控制粉尘不外溢，然后通过通风管网进入除尘器进行除尘，除尘完毕后放入大气或回收利用。针对本系统，要先总体设计，然后再详细设计，抽尘罩、通风管网、除尘器、风机及清灰装置的选用和参数计算都是除尘系统设计的重要组成部分。其中抽尘罩抽风量的计算和罩口尺寸设计、除尘器的选型和滤袋的参数设计、通风管网管道的参数计算和压力损失、清灰方式的选择和清灰压力以及风机的选择与参数计算都是设计中的主要研究内容。1 系统总体概况1.1 系统设计原则在煤粉输送过程中，一般为了控制粉尘向室内扩散，避免污染员工工作环境，都会在输送部位安装局部排风设备，通过除尘设备

10、将空气中的粉尘过滤掉后排入大气，这样可以改善空气质量，保护工人身心健康。目前，通风除尘是降低粉尘浓度可行且比较普遍的方法。在工业生产中，考虑通风除尘效率的同时，还要考虑可操作性、设备成本、节能减排等一系列问题，因此设计时需考虑以下原则：（1） 除尘系统操作方便，简明易懂，在实际使用过程中可操作性强。（2） 系统维护、拆卸、检修容易，普通检修工人容易掌握，且除尘器清灰方便，劳动强度不能很高。（3） 排风罩口在正常工作时，应遵循不影响工人工作的原则，尽量不给工人增加额外的负担，不影响工人正常工作。（4） 在保证系统正常运转的前提下，确保除尘效果，尽量节约能源。系统的示意图如图1-1。 图1-1 系

11、统示意图1.2 粉尘的扩散机理1.2.1 粉尘的扩散因素 在正常生产过程中，不可避免的要产生粉尘，能使粉尘扩散的因素有：重力作用、机械力作用、布朗运动和空气流动。一般来说，工作环境的空气流动速度一般限制在0.5m/s以下，但是通过风机送空气入车间的速度会达到12m/s，和空气流动对粉尘产生的影响相比，重力作用、机械力作用和布朗运动对粉尘的影响非常微小，通常可忽略不计。故粉尘如果没有空气流动的作用，就不可能独立运动，只能随风飘扬，所以空气流动才是使粉尘运动的最主要因素。1.2.2 粉尘扩散的过程 在粉状物料的加工运输过程中，部分微小颗粒在空气流动及设备碰撞的作用下脱离原定运动路线，然后在空气流动

12、作用下，引起粉尘扩散飞扬。其过程分为一次扬尘和二次扬尘。（1） 一次扬尘 在运输加工物料过程中，局部空气流动的作用使部分物料飞扬而出，形成粉尘。（2） 二次扬尘 一次扬尘后，粉尘散落在设备和地面上，由于空气流动、生产设备的运行和振动所产生的气流的作用，使粉尘再次飞扬，称作二次扬尘。一次扬尘带出的粉尘扩散范围很小，很容易清理，空气污染主要是二次扬尘所造成的。在粉尘的二次飞扬过程中，由于室内空气的无规则流动和运行设备的影响粉尘会扩散至其影响到的所有空间，在设计除尘装置时，可针对空气流动设计消除诱导气流的装置；或者在设备容易粉尘扩散的地点设计密封或抽风的装置，防止粉尘扩散。1.3 工业除尘系统的组成

13、及分类1.3.1 除尘系统的组成 一般来说，除尘系统由除尘器、抽尘罩、通风机、通风管道和其他附件等设备组成，这些设备缺一不可，应该根据实际情况合理配套使用。在工业应用中，根据环境、物料、设备及经济性等要求，对除尘系统的分布、管网的配置、设备的选用和所有附件的选择，都应进行详细设计和计算。1.3.2 除尘系统的分类 在工业应用中，根据设备的结构和布置形式，机械除尘系统分为集中式机械除尘系统、分散式机械除尘系统和独立式除尘机组。（1）集中式机械除尘系统在一个生产车间里，若一个除尘系统包括很多个（三个或三个以上）抽风点（散尘设备的密封罩）时，此系统则称为集中式除尘系统。此系统所用风管分为集合管式和枝

14、状式。（2）分散式机械除尘系统此种除尘系统通常只包含12个抽风点（散尘设备的密封罩）。在生产车间里，当各个散尘设备处理的物料不同或散尘点距离较远以及各散尘设备不是同时工作时，使用分散式机械除尘系统是合适的，此系统的优点是除尘效果好，运行调节比较简单，能迁就生产条件，且可由操作工人直接负责运行维护。但是系统除尘设备长时间运行所产生的粉尘，不容易及时回收和处理。（3）独立式除尘机组独立式除尘机组又名单机除尘器，它是将电动机、除尘器、通风机和部分连接管道都安装在一个独立的机组内，具有外形尺寸小、结构紧凑和除尘效率高的优点。单机除尘器的管道短，应布置在散尘设备边上，且净化后的气体可直接排放在室内，可应

15、用于往复式给料机、破碎机等设备上。在煤粉的生产运输过程中，煤粉产料点、受料点不止一个，针对煤粉的特点，集中式除尘系统是最合适的选择。2 除尘系统的设计 除尘系统的主要组成部分有：抽尘罩、除尘器、通风管。2.1 抽尘罩的设计抽尘罩的作用是将除尘系统与防尘密闭罩连接起来。抽尘罩的设计在整个通风除尘系统中起着至关重要的作用，其设计选型和设计参数选择的合适与否会直接影响到通风机组、除尘设备的选择及除尘的效果。风罩的大小、结构对设备除尘风量和效果都有显著的影响。2.1.1 抽尘罩的设计原则 在抽尘罩的设计中，不仅要考虑散尘点污染面积，还要考虑密封性及抽风量。为了使抽尘罩满足应用要求，通常还要考虑以下因素

16、：（1）抽尘罩的设计力求结构简单、造价低，易于安装维护。其结构设计可参考通风除尘设备设计手册，若安装条件有限制，抽尘罩规格不一定完全按照标准设计，可略有修改，考虑到设备零件的互换性及定期清灰，设计时尽量靠近标准。（2）抽尘罩的形式有伞形罩、密封罩、上吸罩、侧吸罩。抽尘罩的形式要与生产设备相适应，既要保证控制粉尘逸散的效果，又不能影响工人正常生产。设计时还要考虑到粉尘的性质、粉尘的扩散规律、工人的操作方式和设备允许密闭程度，最后结合现场情况，决定抽尘罩的形式。（3）在不影响操作与检修的情况下，抽尘罩应尽量靠近产尘点，尽量使粉尘源扩散范围缩小，为了减小抽风量，实际情况允许时，尽量采用全封闭结构。（

17、4）抽尘罩的设置要与生产工艺流程相配套，不能影响生产。由于受安装条件的限制，风罩规格不一定完全按照标注设计，有时还必须考虑定期清除罩内积灰，但设计时尽量靠近标准（5）抽尘罩的吸气气流方向尽量与环境中有害物质运动气流相一致。抽走的风量要适中，太大或太小都不行。实际中需要一定的控制风速，若风量太小，就不能带走绝大部分粉尘，若风量太大，就会使风机功率过大，不利于节能，还可能抽走部分粉状物料，加大除尘器负荷，造成资源浪费。（6）合理设计抽尘罩，应使流入抽尘罩时的空气阻力较小而流量系数大，且能保持密封罩内的空气负压均匀，使系统工作状况稳定。其必须保重吸入足量所需空气，但要避免空气短路。2.1.2 抽尘罩

18、的分类和选择 一、按罩口的结构形式分类分为：带挡板式抽尘罩和无挡板式抽尘罩。按工程应用分类：密闭式抽尘罩和敞口抽尘罩。 （1）密闭式抽尘罩是在散尘点处有比较严密的防尘密闭罩，防尘密闭罩与抽尘罩相连。一般此种抽尘罩在煤粉的生产运输过程中应用较广泛，故选择此种抽尘罩。 （2）敞口抽尘罩是当散尘点处无法设置严密的防尘密闭罩时，在散尘点附近（上部、侧面或下部）设置抽尘罩，靠引射气流将含尘空气抽走。按安装位置可分侧吸罩和悬挂式伞形罩。二、在煤粉的输送过程中，输送机头部卸料点和尾部受料点是主要的散尘点，要对其进行密封处理，故采用封闭式抽尘罩，其主要特性如下：（1）抽尘罩与尘源的防尘密闭罩相连。（2）应用较

19、广泛，形似一座密闭小室，产尘源放置于罩内，周围除留必要的操作口或可开启的检修门外，几乎完全密闭，在密闭罩的适当部位设置与风机相连的风管，当风机抽风时，罩内即形成一定的负压，在敞口的操作口处造成一定的进气风速，防止罩内粉尘外逸。（3）如果罩内含尘空气具有很大的运动速度，为了防止粉尘外逸，此时的抽风量应适当增大，使之在密闭罩的操作口造成的进气风速足以抵消含尘气流自身的运动速度。在这种情况下，在密闭罩内形成的负压，要求比逸出速度产生的动压头大0.5-1倍。2.1.3 抽尘罩抽风量的计算 在粉状物料输送系统中，主要控制的产尘点有：给料设备、输送带受料端及卸料端。（1）给料设备抽风量的计算：常见的给料机

20、有电磁振动给料机、棒条振动给料机、螺旋给料机。本系统采用电磁振动给料机，振动给料机结构简单，振动平稳，喂料均匀，配置紧凑，落差高度小，诱导空气量很小，但处理粉状物料时需抽风，当处理热物料或落差高度很大时，应在上下部分别抽风，抽风量按下表2-1减少15%-30%。表2-1 电磁振动给料机抽风量规格（宽长高）mm受料运输机的宽度mm抽风量m3/h300*300*500400300700300*350*550400350850300*400*5504504001000350*350*5004504501150350*400*5504505001300350*450*5505005501450400*

21、400*5005006001600400*450*5505506501750400*500*5506007001900对于煤粉，给料机落差一般为0.40-0.50m，选取350*400*550型给料机即可满足要求，总抽风量=500+1300=1800 m3/h.（2）输送带受料点抽风量的计算：在工业生产中，带式运输机应用范围很广，其作用是将驱动装置提供的扭矩传到输送带上，并利用带的静摩擦力来传送物料。其除尘抽风量可由运输带溜槽末端的物料速度产生的诱导气流及吸入气流来确定，见表2-2.带式运输机普通型局部密闭罩抽风量见表2-3.对于煤粉，运输机溜槽倾角不能太大，本文中取垂直高度为2m, 溜槽倾角

22、45.，故查表可知其q1+q2=880+1730=2610 m3/h.表2-2 溜槽末端速度胶带机宽度/mm溜槽倾角()溜槽始端至末端的垂直高度/0.51.01.52.02.53.03.54.0b=450(h1=1300)454.04.404.785.005.425.746.046.31554.725.245.726.176.576.977.357.70655.265.856.406.907.407.848.268.67755.606.286.907.478.08.508.929.40905.906.687.368.08.69.159.6710.2b=600(h1=1600)454.374.7

23、55.105.405.726.06.306.56555.125.626.076.506.907.287.627.96655.726.306.827.307.758.188.569.0756.106.737.307.848.358.819.269.70906.407.137.808.388.959.5010.010.5表2-3 带式输送机普通型局部密闭罩抽风量/ m3/h物料末端速度末m3/h组合空气量名称带式输送机宽度mm5006508001000120014004.5诱导空气量1280450720110015802250吸入空气量21220145015501860200020705.0诱导空

24、气量1350550880138019502750吸入空气量21450160017302070222026005.5诱导空气量14507001100170024003350吸入空气量2155017501900225025002850（3）储仓抽风量的计算：煤粉经输送带传送，经卸料点进入储仓。一般来说，储仓有较大容积，只需保持很小的负压值（1.5-2pa），就可以缓冲诱导气流所造成的空气压力。储仓抽风量由装料设备、密封方式和密封罩漏风面积决定，用以下公式计算：储仓抽风量可查下表2-4。根据经验，漏风面积一般为0.2m3,故储仓抽风量查表可知q储仓 q诱+ql0.02储仓的抽风量q储仓 28000.

25、02 + 600 656(m3/h)表2-4 储仓抽风量m3/h带式输送机宽度mm固定式漏斗移动式卸料车可逆式带式输送机诱导空气量每1缝隙面积吸入风量诱导空气量每1缝隙面积吸入风量诱导空气量每1缝隙面积吸入风量35025028007001602502004004002800110018040025045060028001600200700300500100028002400220110035055013002800320024015004006001800280040002602000450综上所述：电磁振动给料机抽风量q给料1800 (1-20%)1440(m3/h) 输送带受料点的抽风量q

26、输送诱导空气量q1 + 吸入空气量q2 880 + 1730 2610(m3/h)储仓的抽风量q储仓 28000.02 + 600 656(m3/h) 2.1.4 抽尘罩罩口的设计 要计算罩口尺寸，可使用冷过程产尘设备上的伞形罩的抽风量公式，因为煤粉尘源是低温尘源。公式如下：q36001.4phv1式中q 抽风量，m3/h；h 工作台或槽子距罩口高度，；v1罩子四周敞开面积上的控制风速，/s；根据经验，v值在0.51.0/s范围内选取； p工作台或槽子的周长；因为 p=2（a+b） a罩口长度，m； b罩口宽度，m；所以，可得各个抽尘罩罩口尺寸：（1）给料机处抽尘罩罩口周长q36001.4hv

27、11440/(36001.40.40.5)1.4 ()即 a + b = 0.7m 根据经验，令 a=0.4m ，b=0.3m；（2）输送带受料点抽尘罩罩口周长q36001.4hv12610/(36001.40.380.8)1.7 ()即 a + b = 0.85m 根据经验，令 a=0.45m ，b=0.4m；（3）输送带卸料点抽尘罩罩口周长q36001.4hv1656/(36001.40.640.5)0.4 ()即 a + b = 0.2m 根据经验，令 a=0.1m ，b=0.1m；2.2 除尘器的选择与设计2.2.1 除尘器的选择 除尘器的作用是将空气中的粉尘集中收集起来，并派送出去，

28、以此净化空气。除尘器的设计与选型是设计除尘系统的重要环节之一，它的选型包括除尘器类型容量大小选择及针对工程具体要求的选择等。常用的除尘器类型有：机械除尘器、静电除尘器12、湿式除尘器、袋式除尘器。综合这几种除尘器的外形特点和性能优劣，针对煤粉类，袋式除尘器是最优选择。袋式除尘器3是利用多孔纤维材料制成的滤袋(简称布袋)将含尘气流中的粉尘捕集下来的一种干式高效除尘装置。由于其具有除尘效率高（可达99%），尤其对微米及亚微米级粉尘颗粒具有较高的捕集效率，且不受粉尘比电阻的影响；运行稳定，对气体流量及含尘浓度适应性强；处理流量大，性能可靠等优点，因此广泛使用于工业含尘废气净化工程。但目前存在的主要问

29、题是：普通滤料不耐高温，若采用特殊滤料，则成本过高；另外不适宜净化粘性及吸湿性强的含尘气体，否则气体温度低于露点温度时，会发生糊袋现象，使除尘器不能正常工作。系统工作原理图如下2-5.图2-5 系统工作原理图2.2.2 袋式除尘器的特性 袋式除尘器捕集粉尘时，主要是靠粉尘通过滤袋时产生的筛分、碰撞、粘附、扩散、静电、重力等效应来捕集的。一般新滤料对粉尘的过滤作用并不好，在使用一段时间以后，滤袋表面积聚了一层粉尘，这层粉尘叫初层。初层形成后，其成为滤料主要的过滤层，可以把更细小的微粒过滤掉。但初层的形成会使滤料两侧压力差增大，会把已经附着在初层上的细小粉尘颗粒挤压过去，造成过滤效果变差。所以要及

30、时清灰，但清灰时尽量避免破坏初层，以免使滤料过滤效果下降。2.2.3 滤袋的选择及参数设计 除尘器滤袋纤维直径要求较细、滤布8较密实。细纤维制成的滤布价格较高，刚开始使用时过滤阻力较大，但在整个使用期比较稳定，使用寿命长。针对煤粉类含尘气体，涤纶、丙纶、晴纶、锦纶等化学纤维制作的滤布均可，一般具有较高表面气流速度的除尘器滤袋经常采用毡制品纤维。例如涤纶针刺毡滤料透气性好，经热处理后表面平整光滑、不易变形、容易清灰，可优先选择。(1) 袋式除尘器过滤速度：袋式除尘器的过滤速度是被过滤的气体流量和过滤织物面积的比值。在滤袋选定的情况下，过滤速度要稳定到一个固定的范围内，其大小会影响除尘器的除尘效果

31、、检修费用、设备投资等。过高会使压力损失过大、降低除尘效率，还会使滤袋堵塞以致快速损坏。但是提高过滤速度可以减小过滤面积，以较小的设备来处理更多的气体量；过滤速度小，则可以提高除尘效率，延长滤袋使用寿命。但会使除尘设备庞大，占用较多空间。 过滤速度与粉尘性质、滤袋材质、气体浓度、清灰频率有关。一般来说，含尘浓度越高、颗粒越小，过滤速度就越小；含尘浓度越低、颗粒越大，过滤速度越大。对一般的含尘气体来说，过滤速度可用以下经验公式求得：v=2.35abcd 其中 a粉尘系数，当尘源为转动运点、输送机时，a=1.0； b粉尘分散度系数，见下表2-6； c气体含尘浓度系数，见下图2-7； d温度系数，见

32、下图2-8；表 2-6 粉尘分散度系数粉尘平均粒度33-1010-5050-100100系数0.80.91.01.11.2 图 2-7 含尘浓度系数(2) 滤袋规格：滤袋规格即滤袋的直径d和长度l，由滤袋的入口气体速度vi决定；当含尘气体进入滤袋时，若vi太高，则会加剧清灰降尘的二次飞扬，还会因粉尘的摩擦使滤袋的磨损急剧增加。滤袋的长径比（l/d）可用过滤速度和入口速度表示；若每个气袋的流量为q(m3/s)。q = dlv/60 q = d2vi/4 由以上两式得 dlv/60=d2vi/4即： l/d=15vi/v 由（2）式可得，当过滤速度v较高时，（l/d）在一个较小的范围内；当过滤速度

33、v较低时，（l/d）在一个较大的范围内。故袋式除尘器滤袋的长径比l/d一般定为10-35。实际应用中，滤袋直径一般为150mm-300mm,滤袋长度一般为1.5m-10m。图 2-8 温度系数 (3) 滤袋过滤面积：过滤面积可由需要过滤气体的流量和过滤速度确定，计算方式如下a=(q+ql)/v 其中，a过滤面积，m2；q需要过滤气体量，m3/min；ql通风除尘系统漏风量，m3/min，一般按需要过滤气体量 15%-30%；v过滤速度，m/min。(4) 滤袋的数量：滤袋数量n由总过滤面积a和单个滤袋的面积ai(m2)。ai=dl n=a/ai 2.3 通风管网的设计和计算2.3.1 通风管网

34、管道设计 在通风网管的设计中，应遵循以下原则：（1）枝状除尘风管一般都采用垂直或倾斜布置，水平布置时，风管不宜过长，且风速必须大于规定的最小风速；倾斜布置时，与水平面的夹角应大于45，小坡度或水平布置时的管段应该尽量缩短长度，并采取防止积尘的措施。根据煤炭电力系统各设计院多年设计经验，水平和倾斜风管内极易积尘，故本文推荐风速为：水平风管风速：17m/s倾斜风管风速：15m/s竖直风管风速：11m/s (以上数值参见火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规定dlpt503594中华人民共和国电力工业部)（2）除尘风管尽量采用明设，尽量不采用地下铺设。（3）有可能发生静电积聚的除尘风管应设计接地措施

35、。（4） 除尘器后风速以8m/s-10m/s 为宜，各支风管之间的不平衡压力应不小于10%。（5）除尘系统的风管应设置必要的测试孔,其位置和数量应符合检测要求。由于除尘系统在投产和维修后, 都需要进行效率及工况测试, 为避免临时开孔, 设计应统筹确定开孔位置, 测孔一般为50 短管并装有丝扣封盖或丝堵。（6）为清扫方便, 在水平风管、倾斜角小于45风管、异形管件附近或其它适当部位应设密封清扫口。（7）除尘风管应采用圆形钢制风管, 钢板厚度不宜小于2mm, 异形管件的钢板厚度不宜小于3mm。（8）支风管应尽量从侧面或上部与主风管连接,三通的夹角一般取1530, 不宜大于452.3.2 管网参数计

36、算 （1）管道直径：计算管道直径时，可使用以下公式： 其中，q管道经过气体的流量；vg管内气体流速 ；计算各管直径时，根据各管流量及流速分别确定。通常，设计时为了防止管道堵塞，风管直径应不小于下表2-9中的数值。表2-9 管网最小管径粉尘性质管道最小直径/mm粉尘性质管道最小直径/mm细粒粉尘80可能含有大块物料的混合性粉尘200较粗粒粉尘100（2）管道内气流速度：管网内，管道内气流速度应该根据实际情况，而合理确定。若气流速度太高，压力损失会成平方增大，电能消耗也增大，粉尘对管壁的磨损加剧，使管道的使用寿命缩短。但气速太小，气体中的粉尘易沉积，严重的会破坏除尘系统的正常运行。 一般来说，垂直

37、管道内的气流速度，应大于抽气口的气速。而水平和倾斜风管内的风速应大于最大尘粒的悬浮速度，要大于垂直管道内气速。在工业生产过程中，进口处个截面的气速是不等的，气体在管道内的分布也是不均匀的，并存在涡流现象，同时，还应能够吹走风机前次停转时沉积在管道内的粉尘。因此，一般实际采用的气速要比理论计算的气速大24倍。一般在设计除尘系统管网时，风管中的风速不低于最低风速，目的是防止粉尘沉降。对于煤粉类含尘空气，其风管最低风速：垂直管为11 m/s,水平管为13 m/s。除尘器后的排气管道内气速一般为8-12。含尘气体在管道内的速度也可以采用以下经验计算方法求得。在垂直管道内，气流速度大于管道内粉尘粒子的悬

38、浮速度，考虑到管道内气速分布的不均匀和能够带走贴近管壁的尘粒，管道内的气速应为尘粒悬浮速度的1.31.7倍，对于管路比较复杂和管壁粗糙度较大的取上限，反之取下限。对于水平管道内，气速应按照能够沉积在管道底部的尘粒的条件来确定。当介质为含尘空气（）时，使直径为d的煤粉粒子在管道内边滚边悬浮跳跃式前进的最低速度为对于倾斜管道内的气速，应介于垂直管道和水平管道之间，倾角大者取大值，倾角小者取小值。2.3.3 管网管道中的压力损失 风机工作时，含尘气体在管道中流动，会发生含尘气体和管壁摩擦，从而引起摩擦压力损失，以及含尘气体遇到某种障碍或经过各种管道附件而引起的局部压力损失。管网中，单位长度的磨擦压损

39、用表示，简称比摩损，总摩擦压损用表示式中摩阻系数；管道的水力半径，；管道内气体的平均流速，/s；气体的密度，kg/；式中管道的断面积，；湿周，管道断面的周长，为了方便计算，可查比摩阻曲线来确定每米长度管道的摩檫压损。流体在流经弯管、三通等管件时，其流速、流量、流向都会发生变化。这些变化导致流体有能量损失，这些损失成为局部压力损失，简称局部压损。有时候局部压损在总压损中占得比例很大，不容忽视。一般，气体流经局部构件所造成的局部压损用下式计算：式中计算局部压损部分气体流速，/s；管内气体密度，kg/；局部阻力系数，局部阻力系数可在有关通风设计手册中查到。以下为用流速控制法对本除尘系统中管道的设计计

40、算：在本系统中，使用一台袋式除尘器，对三个扬尘点除尘，如下图2-10。图2-10 袋式除尘器其中三个支管分别用1、2、3表示，三个支管与干管4相连通，每段管路之间用90五节弯管连接，干管与除尘器相连。像这样的管路称之为并联管路。在并联管路中，各支路的压损相等。因此可用管路中一条压损最大的串联管路的压损来表示，即管路的压损，等于压损最大的一条支管的压损与干管的压损之和。三个扬尘点的抽风量分别为1440（m3/h），3350（m3/h）,656(m3/h)，抽吸速度设为15m/s。其他数据见下表2-11。（1）支管1的压损根据管径d1180mm, 流速15/s查表2-11,得比摩损1.55 mm摩

41、擦压损1.55（1.8+6）12.1 mm矩形吸尘罩，60 ，查通风设计手册1，局部阻力系数0.12五节弯管，90，查通风设计手册，局部阻力系数0.表2-11 各管压损汇总管段名称编号流量l管径dmm比摩阻 mm/m管段长度摩擦压损 mm局部阻力系数局部压损mm管路压损+mm支管114401801.557.812.10.9212.724.8支管233502800.852.72.30.9212.715支管36561202.56150.9212.727.7干管454463500.871513.11.62235.10.12+0.4+0.40.92局部压损0.92124.2pa12.7 mm支管1的压

42、损1+12.1+12.724.8 mm（2）支管2的压损根据管径2280mm, 流速15/s查表2-11,得比摩损0.85 mm摩擦压损0.87（1.2+1.5）2.3 mm矩形吸尘罩，60 ，查通风设计手册，局部阻力系数0.12五节弯管，90，查通风设计手册，局部阻力系数0.0.12+0.4+0.40.92局部压损0.92124.2pa12.7 mm支管2的压损2+2.3+12.715 mm（3）支管3的压损根据管径3280mm, 流速15/s查表2-11,得比摩损2.5 mm摩擦压损2.5（2+4）15 mm矩形吸尘罩，60 ，查通风设计手册，局部阻力系数0.12五节弯管，90，查通风设计

43、手册，局部阻力系数0.0.12+0.4+0.40.92局部压损0.92124.2pa12.7 mm支管3的压损3+15+12.727.7 mm(4）干管4的压损根据管径4350mm, 流速15/s查表2-11,得比摩损0.87 mm摩擦压损0.87（2+9+2+2）13.1 mm五节弯管，90，查通风设计手册，局部阻力系数0.0.4+0.4+0.4+0.41.6局部压损1.6216pa22 mm干管4的压损4+13.1+2235.1 mm（5） 经查，1mm h2o = 9.8 pa除尘器的压损0.92664.52.022=1222.7 pa综上所求：系统的管网总压力损失 p总=9.8(h1+

44、h2+h3+h4)+ p=2226.1 pa3 系统辅助设备的设计 系统辅助设备包括清灰装置、通风机和其他零部件。这些设备的设计与选用要由除尘器、抽尘罩和通风管而定。3.1 清灰装置的设计3.1.1 清灰的必要性 前文已讨论过，除尘器工作一段时间后，滤袋上逐渐形成初层，袋式除尘器的过滤作用主要是靠这个初层以及逐渐堆积起来的粉尘层进行的。但随着粉尘在初层基础上不断积聚，使其透气性变坏，除尘器的阻力增加，虽然此时滤袋的除尘效率也增大，但阻力过大会使滤袋极易损坏或因滤袋两侧的压差过大，使空气通过滤袋孔眼的速度（过滤速度）过高，将已粘附的粉尘带走，反而使除尘效率下降。因此，袋式除尘器运行一定时间后要及

45、时清灰，清灰时又不能破坏初层，以免除尘效率下降。通常袋式除尘器的清灰方法有三种：机械摇动清灰、逆气流反吹、脉动喷吹清灰。3.1.2 清灰方式的选择 机械摇动清灰，使用这种清灰方法的除尘器结构简单、性能稳定，适合小风量、低浓度和分散的扬尘点的除尘，但不适合除尘器连续长时间工作的场合，且必须停风机才能进行清灰。逆气流反吹清灰就是从相反方向吹空气通过滤袋和粉尘层，利用气流使粉尘从滤袋上脱离，示意图如下图3-1。这种清灰方法的除尘器处理风量大，因采用分室结构，故可在不停机的条件下维修检查。清灰机结构简单，维护方便。如滤袋采用内滤式，粉尘均集聚在滤袋的内表面上，检查人员或换袋人员的劳动条件大为改善。图3

46、-1 逆气流反吹清灰示意图脉冲喷吹清灰将压缩空气在短暂的时间(不超过0.2s)内高速吹入滤袋，同时诱导数倍于喷射气流的空气。造成袋内较高的压力峰值和较高的压力上升速度，使袋壁获得很高得向外加速度，从而清落粉尘。喷吹时，虽然被清灰的滤袋不起作用，但因喷吹时间短，而且只有少部分滤袋清灰，因此可不采取分室结构。也有采用停风喷吹方式，对滤袋逐箱进行清灰，这样箱体便需分隔，但通常只将净气室做成分室结构。含尘气体通过滤袋时，粉尘阻留在滤袋外表面，净化后的气体经文丘里管道从上部排除。每排滤袋上方设一根喷吹管，喷吹管上设有与每个滤袋相应的喷嘴，喷吹管前端装设脉冲阀，通过程序控制机构控制脉冲阀的启闭。脉冲阀开启

47、时，压缩空气从喷嘴高速射出，带着比自身体积大57倍的诱导空气一起经文丘里管进入滤袋。滤袋急剧膨胀引起冲击振动，使附在滤袋外的粉尘脱离。当阻力达到1kpa1.5kpa时清灰为宜。压缩空气的喷吹压力为500kpa600kpa，脉冲周期（喷吹的时间间隔）为60s左右，脉冲宽度（喷吹一次的时间）为0.1s0.2s。脉冲喷吹清灰的优点是清灰过程不中断滤料工作，能实现粘附性强的粉尘脱落，清灰时间间隔短，可选用较高的过滤速度。缺点是脉冲喷吹需要有压缩空气起源。针对煤粉的特性及其生产运输设备的特性，综合以上三种清灰方式，比较得出：脉冲喷吹方式的清灰能力最强，效果最好，可允许高的过滤风速，并保持低的压力损失，近

48、年来发展迅速。故选用脉冲喷吹清灰。3.1.3 清灰压力 清灰压力是袋式除尘器设计的重要参数，根据所用压缩空气压力不同，分成高压（0.50.7mpa）、中压（0.350.5mpa）、低压（0.20.35mpa）及超低压（0.2mpa以下），并把脉冲阀根据气包内压力区分为高压阀（直角阀）和低压阀（淹没阀）。设计选型高压或低压脉冲阀是按压缩气体供气条件及除尘工艺工况决定，目前小型除尘器使用较多的为高压清灰压力，而长袋脉冲采用较多的为低压清灰压力。不同清灰压力设计选用不同的喷吹管清灰结果，喷吹管开孔尺寸、结构型式、喷吹管与花板的高度尺寸等，将直接影响设备清灰性能。脉冲清灰对压缩空气要求不十分严格，含尘

49、、含水、含油等指标分别达到iso8573-1表中三级、五级即可，当压缩空气质量不达标，喷吹时进入滤袋的气流含油、含水量相对增加，一旦油、水进入滤袋，将粘附堵塞部分过滤面积，导致除尘器阻力加剧上升。本除尘系统所用压缩空气为高压空气，使用高压阀。煤粉的生产环境特殊，本系统可实现快速高效清灰。3.2 风机的选择与设计3.2.1 风机的选用 一般来说，煤粉类通风除尘设备选用的风机主要用于除尘器的引风，工作温度不高，通风风机的烟、汽介质略有腐蚀性。考虑其价格问题，一般煤粉输送设备通风系统选用一般通风离心风机，型号4-72型即可满足要求。对于煤粉输送设备通风系统使用的风机，由于其风管阻力较小（一般小于10

50、pa/m），风管布置简单，长度较短，其风管阻力一般不会超过1kpa，而通风要求有足够的风量，故要求选择低压风机，即转速低、风量大的风机。3.2.2 风量qr 风量可用下式计算： 式中：kq1设备漏风附加系数； kq2管网漏风附加系数，一般除尘系统取1.11.15； q 气体总流量，m3/h； 在本系统中，取kq1=1.2，kq2=1.15； 风量qr=1.21.155446 = 7515 m3/h3.2.3 风机全压pf（pa） 风机全压可用下式计算： 式中：pf风机的风压，pa； p 管网总压力损失，pa；kp1管网压力损失附加系数，除尘系统取1.11.15； ps设备压力损失，pa；kp2风机全压负差系数，取1.1；本系统中，取kp1=1.1 kp2=1.1 p=2226.1pa ps=1222.7pa得：则标况压力p标= pf（97.86/101.325）(273+140)/(273+130)代入数据得p标=3997 pa由上述计算，拟选用淄博金河鼓风机厂生产的47-2no6c型离心引风机，其全压：36204