課程設(shè)計(jì)--回轉(zhuǎn)窯石膏粉塵除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)</p><p>　　課程名稱 大氣污染控制工程 </p><p>　　題目名稱回轉(zhuǎn)窯石膏粉塵除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué)生學(xué)院 化學(xué)與化工學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) </p><

2、;p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　2011年 12月19日</p><p>　　題目：回轉(zhuǎn)窯石膏粉塵除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)<

3、/p><p><b>　　一．設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p><b>　　1）設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料</b></p><p>　　煙氣流量：5000m3/h</p><p><b>　　煙氣性質(zhì)（見下表）</b></p><p>　　粉塵粒徑分布（見下表）</

4、p><p>　　處理要求：按照《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》2類區(qū)新建項(xiàng)目執(zhí)行（煙氣濃度<200mg/m3）[1]</p><p><b>　　2）設(shè)計(jì)要求:</b></p><p>　　1、確定除塵系統(tǒng)所需的處理能力，處理效果達(dá)到鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)2類區(qū)新建項(xiàng)目</p><p>　　2、根據(jù)處理量、煙氣性質(zhì)、處理要求

5、選擇除塵工藝及設(shè)備類型</p><p>　　3、計(jì)算除塵器的尺寸</p><p>　　4、編寫設(shè)計(jì)說明書（含計(jì)算說明書）</p><p>　　（1）集塵罩結(jié)構(gòu)形式、性能參數(shù)的選擇計(jì)算；</p><p>　?。?）輸送管道的布置原則、管道內(nèi)氣體流速確定、管徑選擇、壓力損失計(jì)算及通風(fēng)機(jī)選擇；</p><p>　　（3）凈化

6、設(shè)備的型號(hào)規(guī)格選擇及運(yùn)行參數(shù)計(jì)算；</p><p>　?。?）煙囪的結(jié)構(gòu)尺寸及工藝參數(shù)（煙囪高度、出口直徑、噴出速度等）的設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)中應(yīng)增設(shè)的必要設(shè)備和部件，確定其型號(hào)；</p><p>　　（6）工程各部分預(yù)算的計(jì)算。</p><p><b>　　5、繪制圖紙</b></p>

7、<p>　　（1）繪制出除塵器圖紙（包括卸灰裝置）</p><p>　?。?）除塵系統(tǒng)平面布置圖:</p><p>　?、侔催m當(dāng)比例用細(xì)實(shí)線畫出建筑平面圖，圖上應(yīng)有軸線標(biāo)號(hào)、與風(fēng)管設(shè)備布置及相關(guān)尺寸；</p><p>　?、趫D上應(yīng)有技術(shù)要求的文字說明。</p><p>　　（3）除塵系統(tǒng)剖面圖的要求：</p>

8、<p>　?、賾?yīng)能正確反映系統(tǒng)各設(shè)備、風(fēng)管之間的相對(duì)位置和標(biāo)高;</p><p>　?、趹?yīng)標(biāo)出設(shè)備的編號(hào)、風(fēng)管的標(biāo)高、管徑等；</p><p>　　應(yīng)列出材料表及技術(shù)要求。</p><p><b>　　（4）部分大樣圖</b></p><p><b>　　二 設(shè)計(jì)方案的選擇</b><

9、;/p><p>　　按《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13217-2001）二類區(qū)新建項(xiàng)目的執(zhí)行，排放的最大允許濃度是：200mg/ m3</p><p>　　煙塵的除塵效率最低要達(dá)到：1-200/2000=90%</p><p>　　方案初步設(shè)定為使用二級(jí)除塵，以達(dá)到預(yù)期的處理效果。</p><p>　　考慮到除塵效率，煙氣量和粒徑的分布問題，

10、由于煙氣量比較大，粒徑主要是大顆粒，所以第一級(jí)處理用旋風(fēng)除塵器，進(jìn)行預(yù)除塵，進(jìn)行預(yù)除塵之后的顆粒粒徑一般較小，粉塵濃度較低，因此二級(jí)處理選用布袋除塵器。</p><p>　　1.1預(yù)除塵設(shè)備的選擇及論證</p><p>　　低煙氣濃度的除塵設(shè)備一般選用重力沉降室、慣性除塵器、旋風(fēng)除塵器、多管旋風(fēng)除塵器和噴淋洗滌塔等。它們基本性能如表3示。</p><p>　　表3

11、 除塵設(shè)備的基本性能</p><p>　　1.2除塵器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及選用</p><p>　　1、除塵器的設(shè)計(jì)選型</p><p>　　煙氣量Q=5000m3/h，粉塵濃度2000mg/ m3，由于需要處理的煙氣量較小，粉塵濃度比較低，根據(jù)《環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)手冊—大氣污染控制設(shè)備》選XLP/B型旁路式旋風(fēng)除塵器[2]。</p><p>　　2、選

12、擇旋風(fēng)除塵器的入口風(fēng)速</p><p>　　一般進(jìn)口的氣速為12 ~25m/s。取進(jìn)口速度=16m/s。</p><p><b>　　3、計(jì)算入口面積A</b></p><p>　　已知煙氣的流量，設(shè)入口速度</p><p><b>　　則入口面積</b></p><p>　

13、　4、入口高度h、寬度b的計(jì)算</p><p>　　查幾種旋風(fēng)除塵器的主要尺寸比例表得：</p><p>　　入口寬度 入口高度</p><p>　　5、計(jì)算旋風(fēng)除塵器的筒體直徑</p><p><b>　　筒體直徑</b></p><p>　　參考XLP/B產(chǎn)品系列，取</p>

14、;<p>　　6、按所選擇型式的尺寸比計(jì)算旋風(fēng)除塵器各部分尺寸</p><p><b>　　排出筒直徑</b></p><p><b>　　筒體長度</b></p><p><b>　　椎體長度</b></p><p><b>　　排灰口直徑</b

15、></p><p><b>　　7．校核</b></p><p>　　入口寬度 入口面積</p><p><b>　　入口高度 則</b></p><p>　　為防止粒子短路漏到出口，，則</p><p><b>　　計(jì)算得，取</b>&l

16、t;/p><p><b>　　8.除塵器阻力計(jì)算</b></p><p>　　由《環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)手冊—大氣污染控制設(shè)備》可得XLP/B型旋風(fēng)除塵器的局部阻力系數(shù)值：</p><p>　　煙氣的密度： </p><p>　　則可以求出該除塵器的阻力：</p><p><b>

17、　　9、除塵效率計(jì)算</b></p><p>　　假設(shè)接近圓筒壁處的氣流切向速度近似等于氣流的入口速度，即，取內(nèi)外渦流交界圓柱的直徑</p><p><b>　　渦流指數(shù):</b></p><p>　　氣流在交界面上的切向速度：</p><p>　　外渦旋氣流的平均徑向速度</p><p&

18、gt;<b>　　則分割直徑</b></p><p><b>　　分級(jí)效率</b></p><p><b>　　當(dāng)時(shí)，</b></p><p><b>　　同理可以演算出：</b></p><p><b>　　當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，；</b>

19、</p><p><b>　　當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，；</b></p><p><b>　?。划?dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，；</b></p><p><b>　　粉塵粒徑分布</b></p><p>　　再根據(jù)以上煙塵粒度分布表可以求算出總的除塵效率</p><p>　　因此

20、旋風(fēng)除塵器除塵后粉塵濃度為：，還需要和其他除塵器聯(lián)用，才能達(dá)標(biāo)排放，最低除塵效率應(yīng)該為</p><p>　　2．1二級(jí)除塵器選擇</p><p>　　表1為旋風(fēng)除塵器后各粒徑分布：</p><p><b>　　表1</b></p><p>　　由于二級(jí)除塵的需要處理的顆粒粒徑較小，在此選用布袋除塵器。</p>

21、<p>　　袋式除塵器主要優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　(1)除塵效率高，可捕集粒徑大于0.3微米的細(xì)小粉塵，除塵效率可達(dá)99%以上。 </p><p>　　(2)使用靈活，處理風(fēng)量可由每小時(shí)數(shù)百立方米到每小時(shí)數(shù)十萬立方米，可以作為直接設(shè)于室內(nèi)，機(jī)床附近的小型機(jī)組，也可作成大型的除塵室，即“袋房”。 </p><p>　　(3)結(jié)構(gòu)比較簡單，運(yùn)行比較穩(wěn)定

22、，初投資較少（與電除塵器比較而言）,維護(hù)方便。 </p><p>　　2．2袋式除塵器的設(shè)計(jì)選型</p><p><b>　　(1)除塵效率</b></p><p><b>　　=35.5%</b></p><p>　　式中C------標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度, </p><p&

23、gt;　　------標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值, </p><p><b>　　(2)除塵器的選擇</b></p><p>　　工作狀況下煙氣流量 </p><p><b>　　=7197</b></p><p>　　式中Q-----標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量,</p><

24、;p>　　-----工況下煙氣溫度,K</p><p>　　T------標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度,273K</p><p>　　則煙氣流速為 </p><p>　　所以采用脈沖袋式除塵器，此處選用C-MC48-II型袋式除塵器，除塵效率可達(dá)99.5%。</p><p><b>　　3.管道設(shè)計(jì)計(jì)算</b

25、></p><p>　?。?）各裝置及管道布置的原則 </p><p>　　根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況現(xiàn)場的實(shí)際情況確定各裝置的位置。一旦確定各裝置的位置，管道的布置也就基本可以確定了。對(duì)各裝置及管道的布置應(yīng)力求簡單，緊湊，路短，占地面積，并使安裝，操作方便。本設(shè)計(jì)管道布置簡圖和處理流程見CAD圖[3]-[4]。</p><p>　?。?）管徑的確定 </

26、p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)的流量不大，用一個(gè)管道就可，其中Q=5000/3600=1.39 </p><p>　　式中：Q為工作狀態(tài)下管道內(nèi)的煙氣流量， </p><p>　　=煙氣流速 取 16</p><p><b>　?。╩）</b></p><p>　　將管徑圓整為340mm</p&

27、gt;<p>　　由公式可計(jì)算出實(shí)際煙氣流速：</p><p><b>　　（）</b></p><p>　?。?）管道壓力損失計(jì)算</p><p><b>　　1.摩擦壓力損失</b></p><p><b>　　對(duì)于圓管 </b></p>&l

28、t;p>　　式中 L——管道長度，m；</p><p>　　d——管道直徑，m；</p><p><b>　　——密度，；</b></p><p>　　——管中氣流平均速率，m/s；</p><p>　　——摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù)Re和管道相對(duì)粗糙度K/d的函數(shù)?？梢圆槭謨缘玫?。</p><

29、;p><b>　　2．局部壓力損失</b></p><p><b>　　(Pa)</b></p><p>　　式中 ξ——異形管件的局部阻力系數(shù)，可在有關(guān)手冊中查到；</p><p>　　v——與ξ像對(duì)應(yīng)的斷面平均氣流速率，m/s；</p><p><b>　　ρ——煙氣密度，。&

30、lt;/b></p><p>　　1) Q1=5000m3/h V=16m/s 本段總長度L1=5.5m</p><p>　　管徑340mm 摩擦阻力系數(shù)=0.05</p><p>　　2個(gè)90º彎頭ξ=0.25 △ξ=0.50</p><p>　　管道摩擦

31、壓力損失 </p><p>　　管道局部壓力損失 </p><p>　　本段總壓力損失 </p><p>　　2) Q2=5000 m3/h V=16m/s 本段總長度L1=2.5m</p><p>　　管徑340mm 摩擦阻力系數(shù)=0.05</p&

32、gt;<p>　　90º彎頭ξ=0.25 △ξ=0.25</p><p>　　管道摩擦壓力損失 </p><p>　　管道局部壓力損失 </p><p>　　本段總壓力損失 </p><p><b>　　管道計(jì)算表</b></p&g

33、t;<p>　　旋風(fēng)除塵器壓損ΔP=919.55Pa </p><p>　　袋式除塵器經(jīng)查資料壓損為ΔP3=1176~1470Pa</p><p><b>　　總壓損取最大值為</b></p><p><b>　　4.風(fēng)機(jī)和電機(jī)選擇</b></p><p>　　選擇

34、風(fēng)機(jī)的計(jì)算風(fēng)量：</p><p>　　選擇風(fēng)機(jī)的計(jì)算風(fēng)壓：</p><p>　　根據(jù)此要求選擇 采用C4-73-11№4.5C離心通風(fēng)機(jī)，主要性能參數(shù)如下：</p><p><b>　　復(fù)核電機(jī)功率：</b></p><p>　　式中：—電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)，對(duì)通風(fēng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)功率為2~5Kw時(shí)取1.2，大于5Kw時(shí)取1.15

35、；</p><p>　　—通風(fēng)機(jī)全壓效率，由通風(fēng)機(jī)參數(shù)中取得；</p><p>　　—機(jī)械傳動(dòng)效率，對(duì)于直聯(lián)傳動(dòng)為1，聯(lián)軸器傳動(dòng)為0.98，皮帶傳動(dòng)為0.95.</p><p>　　由于Ne=6.66Kw<14.2Kw，因此配套電機(jī)滿足需要。</p><p><b>　　5.工程造價(jià)</b></p>

36、<p><b>　?。?）工程建設(shè)費(fèi)用</b></p><p><b>　　①設(shè)備購置費(fèi)用：</b></p><p>　　C4-73-11№4.5C離心通風(fēng)機(jī)（配套電機(jī)）3000元</p><p>　　XLP/B—7.0型旁路式除塵器2000元（含安裝）</p><p>　　C-MC48-

37、II型袋式除塵器10000元（含安裝）</p><p>　　卸灰閥2個(gè)共2800元</p><p>　　鋼管及鋼材（含支架）6000元</p><p>　　設(shè)備購置總費(fèi)用為：3000+2000+10000+2800+6000=23800（元）</p><p>　?、谄渌窘ㄔO(shè)費(fèi)用：</p><p>　　由于土地等基建

38、費(fèi)用包含在廠區(qū)建設(shè)內(nèi)，此處費(fèi)用可省去。</p><p>　?。?）經(jīng)營管理費(fèi)用:</p><p><b>　?、倌茉聪馁M(fèi):</b></p><p><b>　　②檢修維護(hù)費(fèi)用：</b></p><p>　　除塵系統(tǒng)整個(gè)受到的磨損不是很嚴(yán)重，檢修費(fèi)用一般按照固定資產(chǎn)總值的1%提取。</p>

39、;<p>　　由于人員編制在廠區(qū)內(nèi)有安排，在此處員工工資及福利等可以省去。</p><p><b>　　三．小結(jié)</b></p><p>　　整個(gè)設(shè)計(jì)過程使我對(duì)大氣污染控制工程，特別是除塵技術(shù)，有了更加全面、深入的認(rèn)識(shí)。這次的設(shè)計(jì)針對(duì)回轉(zhuǎn)窯石膏粉塵除塵進(jìn)行的，包括管道、除塵器及其他附屬設(shè)備等，可以說從收集到排放，全面概括了一個(gè)除塵的工藝流程，也使我對(duì)整個(gè)

40、粉塵治理有了宏觀上的認(rèn)識(shí)和了解。</p><p>　　對(duì)于各種設(shè)備的選擇，除了考慮性能和外型，還要考慮其運(yùn)行期間會(huì)產(chǎn)生哪些問題并提出相關(guān)的意見。計(jì)算過程中的問題還是比較多，有些公式因?yàn)閿?shù)據(jù)不足沒有能夠使用上，還有一些經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的選取也沒有實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)作為指導(dǎo)。</p><p>　　能順利完成這次課程設(shè)計(jì)，我要感謝老師的悉心指導(dǎo)，希望以后還有機(jī)會(huì)向老師學(xué)習(xí)，也希望有更多機(jī)會(huì)參加到實(shí)際的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)

41、工作。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13271-2001》</p><p>　　2、《環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)手冊—大氣污染控制設(shè)備》</p><p>　　3、《鋼鐵企業(yè)采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊》，冶金工業(yè)出版社</p><p>　　4、《通風(fēng)除塵