大气污染控制工程课程设计

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1、湖南大学 环境科学与工程学院 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：翟云波、李彩亭 专业班级：2005级环境工程2班 学生姓名： 学号：20050310221 目录 一、设计目的--------------------------------------------------------1 二、设计任务--------------------------------------------------------1 三、

2、设计课题与有关数据----------------------------------------------1 1、设计题目---------------------------------------------------------1 2、课题已知条件------------------------------------------------------1 四、设计内容--------------------------------------------------------3 1、集气罩的设计--------------------------------------

3、----------------3 2、管道的初步计算及压损的确定----------------------------------------4 3、选择风机及电机----------------------------------------------------7 4大门及窗户的设计--------------------------------------------------8 五、主要参考资料----------------------------------------------------8 一、设计目的

4、 课程设计的目的在于进一步巩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： 1、 工程设计的基本方法、步骤，技术资料的查找与应用； 2、 基本计算方法和绘图能力的训练； 3、 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； 4、 熟悉、贯彻国家环境保护法规及其它有关政策。 二、设计任务 1、 设计说明书和计算书各一份 2、 平面布置图一份； 3、 立面布置图一份； 4、 轴侧图一份。 三、设计课题与有关数据 1、 设计题目：车间除尘系统设计； 2、 课题已知条件；

5、 （1） 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； （2） 产生污染源设备的情况 污染源：立方体 长宽高=12006001000 操作条件：20℃ 101.3KPa 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。 （3） 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。 （4） 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 (5) 所用除尘器 LD14型布袋除尘器, 该除尘器阻力为980Pa； 所用除

6、尘草图见附图。 （也可另选其它除尘器） (6) 有关尺寸 墙厚 240mm 方块柱 300300 车间大门 可取 20102010 30103010 25502410 40104010 窗台到地面距离: 民 房 900～700mm 工业用房 1.0～2.0 m 仓 库 1.5～2.0 m 四、

7、设计内容 1、 集气罩的设计； 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的确定多采用控制速度法。 ①控制点控制速度Vx的确定 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集气罩排风量、尺寸的确定； 由于气体只能从侧面流入罩内，为避免横向气流干扰，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

8、 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。 则其排风量按下式计算： Q=KPHvx= 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----考虑沿高度速度分布不均匀的安全系数，通常取K=1.4 2、 管道的初步设计及压损的

9、确定； ① 设计管道的布置位置 ② 对各管段进行编号，注上管段的流量与长度。 ③ 按最大压损原则选择计算环路，本设计由管段1开始计算。 ④ 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。 ⑤ 计算管径和压力损失 管段1 ：据，查《全国通用通风管道设计计算表》选用 =530mm，λ/d=0.0308，实际流速 ，动压为 则摩擦压力损失为 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

10、=0.31 则局部压损： 管段2：据，查《全国通用通风管道设计计算表》选用 =530mm，λ/d=0.0308，实际流速 ，动压为 则摩擦压力损失为 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 则局部压损： 管段3：，，查表，=700mm，λ/d=0.0217，实际流速，动压为153.8Pa 则摩擦压力损失为 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。则局部

11、压力损失。 管段4：气体流量同管段3，，，查表，=700mm，λ/d=0.0217，实际流速，动压为153.8Pa 则摩擦压力损失为 该管段有90弯头（R/d=1.5）两个，由手册查得ξ=0.18 则局部压损： 管段5：气体流量同管段4，，，查表，=700mm，λ/d=0.0217，实际流速，动压为153.8Pa 则摩擦压力损失为 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，若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。 则总损失∑ξ=0.1+1.0=1.1 则局部压力损失。 ⑥ 并联管路压力平衡：

12、 ，故节点压力平衡。 ⑦ 除尘系统总压损失： 73.04+8.73+996.92+33.37+55.37+36.71+169.181373.32 管段编号 流量Q 管长l/m 管径d /mm 流速 m/s λ/d m-1 动压 /Pa 摩擦压损 /Pa 局部压损系数∑ξ 局部压损 /Pa 管段总压损 /Pa ① 10959 8.86 530 14.0 0.0308 117.8 32.15 0.31 36.52 68.67 ② 10959

13、2.275 530 14.0 0.0308 117.8 8.25 0.55 64.79 73.04 ③ 21918 2.615 700 16.0 0.0217 153.8 8.73 0.11 996.92 1005.65 ④ 21918 13.6 700 16.0 0.0217 153.8 45.39 0.36 83.05 128.44 ⑤ 21918 8.086 700 16.0 0.0217 153.8 26.99 1.1 169.18 196.17 3、选择风机和电机： A 选择通风机的计算风量

14、：） =24110 B选择风机的计算风压：= = 其中：Q-----管道计算总风量， -----管道计算总压损，Pa ------考虑系统漏风所附加的安全系数，除尘管道取0.1~0.15 -------考虑管道计算误差及系统漏风等因素所采用的安全系数，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2472-18

15、44Pa，风量 17920-31000 配套电动机为Y180M-2,22kW。 复核电动机功率：=。 4、大门及窗户的设计 本设计中，大门和窗户的位置选择要充分考虑气流对烟尘流动方向的影响，以确保除沉效果的稳定及有效。因此大门和窗户应设在离污染物排放口较远的地方，尽量减少对流空气对污染物扩散方向的影响。但同时也要综合考虑室内的通风状况良好，选择设置窗户的个数、尺寸及位置。在本设计中，将大门设置在平面图靠下位置处，尺寸选择20102010mm。窗户共设9个，以保证通风效果。位置见平面图。 五、主要参考资料 1、郝吉明，马广大主编，大气污染控制工程（第二版）。高等教育出版社。 2、周兴求. 环保设备设计手册-大气污染控制工程。北京：化学工业出版社。 3、金国淼. 除尘社备。北京：化学工业出版社。 4、孙颐. 袋式除尘技术与应用。机械工业出版社。 5、魏先勋，马菊元，陈信常等。环境工程设计手册。长沙：湖南科学技术出版社，2002