大气设计-范例

大气污染控制工程课程设计设计课题：车间除尘系统设计指导老师：专业班级：2006级环境工程2班学生姓名：学号：20060310220大气污染控制工程课程设计任务一、目的课程设计的目的在于进一步稳固和加深课程理论知识，并能结合实践，学以致用。本设计为车间除尘系统的设计，能使学生得到一次综合训练，特别是：工程设计的根本方法、步骤，技术资料的查找与应用；根本计算方法和绘图能力的训练；综合运用本课程及其有关课程的理论知识解决工程中的实际问题；熟悉、贯彻国家环境保护法规及其它有关政策。二、任务与要求学生必须在限定时间内，在老师的指导下独立、全面地完成此规定的设计。具体内容包括：设计说明书和计算书各一份〔放在一起装订成册，要求有封面、目录、图纸等，一起放在设计资料袋中〕；平面布置图一份；立面布置图一份；轴侧图一份。三、设计内容集气罩的设计；控制点控制速度Vx确实定；集气罩排风量、尺寸确实定；管道的初步设计；管内流速确实定；管道直径确实定；弯头的设计；直管长度确实定；三通设计计算；压损平衡计算；分段计算；压力校核；总压计算；选风机、校核；电机选择、校核；有关说明；四、设计课题与有关数据设计题：车间除尘系统设计；课题条件；车间面积与两台产生污染设备的位置〔见图1〕。此图仅给出方柱及污染源相对位置，门、窗位置及墙厚由设计定；产生污染源设备的情况污染源：立方体长×宽×高=1200×600×1000操作条件：20℃污染源产生轻矿物粉尘，以轻微速度发散到尚属平静的空气中。在该污染设备的顶部设计两个伞形集气罩，罩口边须距离污染源上平面H=600mm时才操作正常。管道和集气罩均用钢板制作钢管相对粗糙度K=0.15排气筒口离地面高度12m所用除尘器LD14型布袋除尘器,该除尘器阻力为980Pa；所用除尘草图见附图。〔也可另选其它除尘器〕有关尺寸墙厚240mm方块柱300×300车间大门可取2023×2023

3010×30102550×24104010×4010窗台到地面距离:民房900～700mm工业用房1.0～2.0m仓库1.5～2.0m大气污染控制工程课程设计说明及计算空气污染物在车间内的扩散机理是污染物依附于气流运动而扩散的。对于生产过程中散发到车间空气中的污染物，只要采取合理的通风方式，控制住室内二次气流的运动，就可以控制污染物的扩散和飞扬，从而到达改善车间内外空气环境质量的目的。局部排气通风方式，就是在局部污染源设置集气罩，将污染气流捕集起来并经净化装置后排至室外。这就是控制车间空气污染最常用、最有效的方法。所以本设计就是依据这个原理，设计一个车间除尘系统，主要包括的局部有：集气罩、风管、净化设备、风机、烟囱五个局部。通过这几个局部的设计才能完成整个系统的设计工作。一、集气罩的设计集气罩是用以捕集污染气流的。其性能对净化系统的技术经济指标是有直接影响的。由于污染源设备结构和生产操作工艺的不同，集气罩的形式是多种多样的。按罩口气流流动方式可将集气罩分为两大类：吸气式集气罩和吹吸式集气罩。利用吸气气流捕集污染空气的集气罩称为吸气式集气罩，而吹吸式集气罩那么是利用吹吸气流来控制污染物扩散的装置。本设计中采用吸气式集气罩中的外部集气罩来收集污染气体。由题设条件可知，本设计适宜采用外部集气罩中的冷过程上部集气罩。对于外部集气罩排风量确实定多采用控制速度法。=1\*GB3①控制点控制速度Vx确实定本设计中，污染源产生轻矿物粉尘，从轻微速度发散到上述平静的空气中，所以污染源的控制速度按《大气污染控制工程》中表13-2可得，取0.5~1.0m/s之间。本设计选用vx=0.6m/s。=2\*GB3②集气罩排风量、尺寸确实定；由于气体只能从侧面流入罩内，为防止横向气流干扰，要求H尽可能≤0.3L，由于题设中已给出H=0.6m，因此，L≥2m，取L=2m。为提高集气罩的控制效果，减少无效气流的吸入，罩口加设法兰边。上部集气罩的吸气流易受横向气流的影响，所以靠墙布置，在罩口四周加设活动挡板。由于墙厚240mm，污染源中心距离墙中心630mm，因此污染源距墙边B=630-240/2=510mm，由此可知集气罩宽2B=1020mm=1.02m。为保证罩口吸气速度均匀，集气罩的扩张角α不应大于60°，本设计中取α为60°。那么其排风量按下式计算：外部集气罩排风量的计算对于外部集气罩的计算，常用的方法是控制风速法。即有害物扩散时会产生一定的扩散速度，为捕捉、控制有害物，集气罩就必须在有害物扩散地点造成一个吸入速度〔控制风速〕，根据这一速度计算出所需的排风量。控制风速的大小与工艺过程及其位置有关。表1外部集气罩控制风速vx有害散发情况vx实例在相当平静的状态下产生极低的扩散速度某些化学槽的液面蒸发，如去油槽等在较稳定的状态下，产生较低的扩散速度低速输料机，如检选胶带机；粉料装袋；摩擦压砖机压砖喷漆箱；焊接台；电镀槽及酸洗槽等在空气快速流动的状态下，大量产生有害物破碎机；高速胶带运输的转运点；物料混合；粉料装卸等在空气流动很快的状态下，有害物以很高的惯性速度扩散2.5-10磨床、砂轮机、磨砖、切砖机、喷砂、喷漆等集气罩设计示意图根据设计要求所示，集气罩口据污染源的竖直高度H至少为600mm，本设计中即取竖直高度H为600mm。两个污染源的尺寸相同，所以设计使用两个集气罩，均是相同尺寸和相同流量。外部集气罩的设计要点在设计外部集气罩时，应尽量减小吸气范围和防止横向气流干扰。罩口上的速度分布应尽可能均匀。对伞形罩，其扩张角应不大于。当罩口平面尺寸较大时，可用一下方法加以改良，使罩口上的速度分布均匀。把一个大的排风罩分割成几个小的排风罩在罩内设均流挡板在罩面上设条缝口在不阻碍操作的条件下，集气罩应尽量靠近有害物质，并使气流从操作人员一侧流向有害物源。二、管道的初步设计在净化系统中用以输送气流的管道称为风管，通过风管使系统的设备和部件连成一个整体。该段设计主要是根据集气罩的流量以及净化设备的要求来完成必须的管道的参数设计。这主要包括：管内流速确实定；管道直径确实定；弯头的设计；直管长度确实定；三通设计计算。本设计采用圆形风管来进行连接。〔一〕管道内流速确实定一般排风系统风管内常用流速见表2根据除尘管道的最低流速分步表可知，本设计中的轻矿物粉尘的管内流行最低速度为：垂直管为12m/s，水平管为14m/s。表2除尘管道内最低气流速度粉尘性质垂直管水平管粉尘性质垂直管水平管粉状的粘土和砂1113铁和钢〔屑〕1820耐火泥1417灰土、砂土1618重矿物粉尘1416锯屑、刨屑1214轻矿物粉尘1214大块干木屑1415干型砂1113干粉尘810煤灰1012燃料粉尘14-1616-18湿土〔2%水分以下〕1518大块湿木屑1820铁和钢〔尘末〕1315谷物粉尘1012棉絮810麻〔短纤维粉尘、杂质〕812水泥粉尘8-1218-22管道的初步设计及压损确实定；设计管道的布置位置对各管段进行编号，注上管段的流量与长度。按最大压损原那么选择计算环路，本设计由管段1开始计算。本设计中，污染物为轻矿粉，查《大气污染控制工程》表14-2，得水平管内最低流速为14m/s。计算管径和压力损失管段1：，据QUOTE，查《全国通用通风管道设计计算表》选用QUOTE=530mm，λ/d=0.0308，实际流速QUOTE，动压为QUOTE那么摩擦压力损失为QUOTEQUOTE各管件局部压力损失系数〔查手册〕为：集气罩1，ξ=0.11；90°弯头〔R/d=1.5〕,ξ=0.18;30°直流三通，ξ=0.020∑ξ=0.11+0.18+0.02=0.31那么局部压损：QUOTE管段2：，据QUOTE，查《全国通用通风管道设计计算表》选用QUOTE=530mm，λ/d=0.0308，实际流速QUOTE，动压为QUOTE那么摩擦压力损失为QUOTE各管件局部压力损失系数〔查手册〕为：集气罩2，ξ=0.11；90°弯头〔R/d=1.5〕,ξ=0.23;30°合流三通旁支管，ξ=0.21∑ξ=0.11+0.23+0.21=0.55那么局部压损：QUOTE管段3：QUOTE，QUOTE，查表，QUOTE=700mm，λ/d=0.0217，实际流速QUOTE，动压为153.8Pa那么摩擦压力损失为QUOTE局部压力损失为合流三通对应总管动压的压力损失，其局部压损系数ξ=0.11，除尘器压力损失为980Pa。那么局部压力损失QUOTE。管段4：气体流量同管段3，QUOTE，QUOTE，查表，QUOTE=700mm，λ/d=0.0217，实际流速QUOTE，动压为153.8Pa那么摩擦压力损失为QUOTE该管段有90°弯头〔R/d=1.5〕两个，由手册查得ξ=0.18那么局部压损：QUOTE管段5：气体流量同管段4，QUOTE，QUOTE，查表，QUOTE=700mm，λ/d=0.0217，实际流速QUOTE，动压为153.8Pa那么摩擦压力损失为QUOTE该管段局部压损主要包括风机进出口级排风口伞形风帽的压力损失，假设风机入口变径管压力损失忽略不计，风机出口ξ=0.1，不设风帽，出口损失ξ=1.0。那么总损失∑ξ=0.1+1.0=1.1那么局部压力损失QUOTE。并联管路压力平衡：QUOTEQUOTEQUOTE，故节点压力平衡。除尘系统总压损失：QUOTEQUOTEQUOTEQUOTE1373.32QUOTE管段编号流量Q管长l/m管径d/mm流速m/sλ/dm-1动压/Pa摩擦压损

/Pa局部压损系数∑ξ局部压损QUOTE/Pa管段总压损QUOTE/Pa1109608.9053014.00.0308117.532.250.3136.4268.66109602.2853014.00.0308117.58.240.5565.7973.05219202.6270016.00.0217154.68.740.11995.921005.662192013.6570016.00.0217153.645.400.3683.04128.45219208.0970016.00.0217153.626.901.1169.17196.183、选择风机和电机：A选择通风机的计算风量：QUOTE〕=25120QUOTEB选择风机的计算风压：QUOTE=QUOTE=QUOTE1670.54其中：Q-----管道计算总风量，QUOTEQUOTE-----管道计算总压损，PaQUOTE------考虑系统漏风所附加的平安系数，除尘管道取0.1~0.15QUOTE-------考虑管道计算误差及系统漏风等因素所采用的平安系数，除尘管道取0.15~0.2根据上述风量和风压，查《除尘设备》风机样本上选择，排尘离心通风机4-72型，机号8，转动方式C，转速1600r/min，全压2472-1844Pa，风量17920-31000QUOTE配套电动机为Y180M-2,22kW。复核电动机功率：QUOTE=21.90Kw配套电机满足需要。三、有关说明1.室内布置：数字化监控中心根据现代工业的要求，需要对整个的工艺流程进行实时监测，现代化的仪器完全有能力做到这一点，所以本设计中在原有污染物控制设备的根底之上参加数字化监控中心，实时监测烟气进口和出口的密度以及粉尘浓度，以此来衡量收集的尘粒量。在此套设备的作用下，既可以满足随时调节使满足环保部门的空气排放标准，也可以衡量尘粒的收集量〔即生产量〕。同时，数字化监控中心只与车间的大门相连，不会有尘粒进入监控中心，保证了室内的整洁和工人的平安可靠性，进入工厂车间的工人需要戴口罩。注：此套设备的安装比拟适合两种条件：经济能力好的企业；环境保护意识强烈的企业；收集的尘粒即为其生产原料或初产品的企业；具有高技术人才的企业。同时在本设计中还设有工作室1、工作室2、净化室、排气式、办公室。让整个工艺车间饱满和完整，结构简单但是内容丰富。2.除尘器的选择：袋式除尘器主要由滤袋、箱体、灰斗与清灰结构、排灰机构等几个主要局部组成。对粒径为1μm的细微颗粒净化效率可高达99%，压力损失为1.0-1.5KPa，结构简单，操作方便，工作稳定，便于回收干料，可以捕集不同性质的粉尘。但占地面积大；不适宜净化黏性强及吸湿性强的粉尘，入口浓度不宜大于15g/m3。本设计中的除尘器选择为袋式除尘器，其具体型号和参数如下：选择LD14--84型布袋除尘器过滤面积:168㎡最大风量:252003.除尘器地面标高：由于管段的敷设原因，导致与袋式除尘器的衔接处有局部问题，需要通过提高除尘器的地面高度来进行调节，以满足除尘器与风管的连接，在除尘器下侧筑一平台，高约500mm。4.烟囱设计：本设计中的烟囱高度有设计条件给定，不用进行计算，为H=12m。5.有