某鍋爐房除塵系統(tǒng)管道課程設(shè)計(jì)

1、某鍋爐房除塵系統(tǒng)管道課程設(shè)計(jì) 河南 xx 學(xué)院 通風(fēng)工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 題 目： 某鍋爐房除塵系統(tǒng)管道 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 系部名稱： 指導(dǎo)老師： 完成時(shí)間： 0 2021 年 年 6 6 月 月 4 24 日 二一年六月 二十四 日 一、 設(shè)計(jì)目的 通風(fēng)工程課程設(shè)計(jì)是工業(yè)通風(fēng)課程中的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是通風(fēng)課程結(jié)束后學(xué)生的一次計(jì)算和設(shè)計(jì)的總額和能力訓(xùn)練，目的旨在提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)課程設(shè)計(jì)了解工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法和步驟，初步培養(yǎng)確定設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制圖紙、使用技術(shù)資料及編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明的能力。為畢業(yè)后從事該行業(yè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 二、設(shè)計(jì)任務(wù)： 按

2、要求設(shè)計(jì)完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份和一張 a3 圖幅的除塵系統(tǒng)軸測(cè)圖，要求投影原理正確并符合制圖相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 三 、主要參考資料： 采暖通風(fēng)工程常用規(guī)范 簡(jiǎn)明 通 風(fēng) 設(shè) 計(jì) 手冊(cè) 實(shí)用 供熱通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè) 通風(fēng)工程 機(jī)械工業(yè)出版社 四 、設(shè)計(jì)內(nèi)容： 如圖所示為某車間的除塵系統(tǒng)圖，采用矩形傘形排風(fēng)罩排塵，風(fēng)管用鋼板制作（粗糙度 k=0.15mm），輸送含鐵礦粉塵的含塵氣體，氣體溫度為 20。該系統(tǒng)采用 xs-4b 型雙旋風(fēng)除塵器，除塵器含塵氣流進(jìn)口尺寸為 318mm552mm，除塵器阻力 pc=910 pa.對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行水力計(jì)算，確定該系統(tǒng)的風(fēng)管斷面尺寸和阻力并選擇風(fēng)機(jī)和電機(jī)。 五、除塵通風(fēng) 設(shè)備選用

3、 （1 1 ）排風(fēng)罩的選用 本設(shè)計(jì)采用矩形傘形排風(fēng)罩，它是局部排風(fēng)系統(tǒng)的重要組成部分。通過(guò)局部排風(fēng)罩的氣流運(yùn)動(dòng)，可在有害物散發(fā)地點(diǎn)直接捕集有害物或控制其在車間的擴(kuò)散，保證室內(nèi)工作區(qū)有害物濃度不超過(guò)國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。對(duì)這種鍋爐房除塵系統(tǒng)排風(fēng)罩應(yīng)盡量靠近并對(duì)準(zhǔn)有害物的散發(fā)方向。排風(fēng)罩的型式應(yīng)保證在一定風(fēng)速時(shí)，能以最少的風(fēng)量，有效地排走其散發(fā)的有害物。傘形罩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便。為防止有害物擴(kuò)散 外溢。其安裝高度距地應(yīng)為 2m，在工程設(shè)計(jì)中傘形罩比其 它 罩用得較為廣泛。 （2 2 ） 風(fēng) 管材料的 選 用 用作風(fēng)管的材料有薄鋼板、硬聚乙烯塑料板、膠合板、礦渣石膏板、磚及混凝土等。這里選用薄鋼板，因

4、為它的優(yōu)點(diǎn)是易于工業(yè)化加工制作、安裝方便、能承受較高溫度。 （3 3 ） 風(fēng) 管 斷 面形 狀 的 選 用 風(fēng)管斷面形狀有圓形和矩形兩種。兩者相比，在相同斷面積時(shí)圓形風(fēng)管的阻力小、材料省、強(qiáng)度也大；圓形風(fēng)管直徑較小時(shí)比較容易制造，保溫亦方便。但是圓形風(fēng)管管件的放樣、制作較矩形風(fēng)管困難；布置時(shí)不易與建筑、結(jié)構(gòu)配合，明裝時(shí)不易布置得美觀。當(dāng)風(fēng)管中流速較高，風(fēng)管直徑較小時(shí)，通常使用圓形風(fēng)管。所以此處選用圓形風(fēng)管。 (4) 彎頭 的確定 布置管道時(shí)，應(yīng)盡量取直線，減少?gòu)濐^。圓形風(fēng)管彎頭的曲率半徑一般應(yīng)大于（12）倍管徑。故此處取o90彎頭。由于管道中含塵氣流對(duì)彎頭的沖刷磨損，極易磨穿、漏風(fēng)，影響正常的

5、集塵效果，因此要對(duì)彎頭加以耐磨設(shè)施。 (5) 三通 的確定 三通內(nèi)流速不同的兩股氣流匯合時(shí)的碰撞，以及氣流速度改變時(shí)形成渦流時(shí)造成局部阻力的原因。為減小三通的局部阻力，應(yīng)避免引射現(xiàn)象，還應(yīng)注意支管和干管的連接，減小其夾角，所以支管與總管的夾角取o30 = a；同時(shí)，還應(yīng) 盡量使支管和干管內(nèi)的流速保持相等。通彎頭一樣，三通管件也應(yīng)加耐磨設(shè)施。 (6) 除 塵 器的 選用 鍋爐房除塵器的選用應(yīng)根據(jù)該車間內(nèi)粉塵的特性，雙旋風(fēng)除塵粉徑較粗的含塵氣體處理，推薦處理粉塵徑在 20100um 范圍內(nèi)。 xs-4b 型雙旋風(fēng)除塵器是一種工業(yè)鍋爐除塵裝置，適用于層燃的工業(yè)及采暖鍋的煙氣除塵。它除塵效率較高，壓力

6、損失適中，結(jié)構(gòu)精巧，阻力底、性能穩(wěn)定、處理風(fēng)量大、占地面積少、除塵系統(tǒng)材料省等特點(diǎn)，適用于鍋爐等粗塵粒較多的煙氣除塵。 六 、 除 塵 系 統(tǒng)管 道水力 計(jì) 算 （1） 繪制系統(tǒng)軸測(cè)圖，對(duì)各管進(jìn)行編號(hào)，標(biāo)出管段長(zhǎng)度和各排風(fēng)點(diǎn)的排風(fēng)量。（見(jiàn)圖） （2）選定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)選擇 1234除塵器56風(fēng)機(jī)78 為最不利環(huán)路。 （3）根據(jù)各管道的風(fēng)量及選定的流速，確定最不利環(huán)路上各管段的斷面尺寸和單位長(zhǎng)度摩擦阻力。 根據(jù)表 8-5（除塵風(fēng)管的最低風(fēng)速），輸送含有鐵礦粉塵的空氣時(shí)，風(fēng)管內(nèi)最小風(fēng)速為：垂直風(fēng)管 14 / m s ，水平風(fēng)管 16 / m s . 考慮到除塵器及風(fēng)管漏風(fēng)，管段6及7計(jì)算風(fēng)量為

7、 138501.15=15928 3/ m h 管段 1-2 根據(jù) h m q v / 37003= （1.033/ m s ）、 161= v / m s ，求出管徑，所選管徑應(yīng)盡量符合由附錄 6 的通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格。據(jù)此可查出管徑和單位長(zhǎng)度摩擦阻力。 管徑取整，令 mm d 2802 1=- 由附錄四查的管內(nèi)實(shí)際流速 1 216.73 / v m s-= m p ra m/ 13 = 同理可查得管段 23、34,56、78，92,103 的管徑及比摩阻，具體結(jié)果見(jiàn)表 1 （4）確定管段 2、4 的管徑及單位長(zhǎng)度摩擦阻力，見(jiàn)表 1 （5）查附錄 7，確定各管段的局部阻力系數(shù)。計(jì)算各管段的摩擦

8、阻力和局部阻力 參見(jiàn)圖 2 和圖 3 4 437001 23600 3600 16286vqvd mmp p-´ ´ ´= = = 管段 1-2 摩擦阻力 ,1 2 ,1 2 1 213 5.5 71.5m mp r l pa- - -d = = ´ = 局部阻力 矩形傘形罩 o30 = a 10 . 0 = x o90 彎頭（ 0 . 1 = d r ）2 個(gè) 50 . 0 2 25 . 0 = ´ = x 合流三通（12）見(jiàn)圖 2 當(dāng)o30 = a 根據(jù)3 2 1f f f » + 3 3 fv 1 1 fv 49 . 04002

9、8023 22 1= ÷øöçèæ=-ff 51 . 0730037003 12 1= =-ll 2 2 fv 查得 14 . 02 9=-x 53 . 02 1=-x 13 . 1 53 . 0 14 . 0 10 . 0 = + + =å x 圖 2 合流三通示意圖 管內(nèi)動(dòng)壓： 2 21.2,1 2 1 2 2 216.73 167.9dp v par- -= = ´ = 1 2 ,1 21.13 167.9 189.73dp p pa x- -d = å = ´ = 管段 92 摩擦阻力

10、,9 2 ,9 2 9 212.6 5.4 68.4m mp r l pa- - -d = = ´ = 局部阻力 矩形傘形罩 o30 = a 10 . 0 = x o90 彎頭（ 0 . 1 = d r ）2 個(gè) 50 . 0 2 25 . 0 = ´ = x 合流三通（92）見(jiàn)圖 2 查得 14 . 0 = x å= + + = 74 . 0 14 . 0 50 . 0 10 . 0 x 9 2 ,9 2 ,9 268.04 117.10 185.14d mp p p pa x- - -d = å +d = + = 管段 23 摩擦阻力 ,2 3 ,2

11、 3 2 37.3 5.5 40.15m mp r l pa- - -d = = ´ = 局部阻力 合流三通（35）見(jiàn)圖 3 3 2 1f f f » + o45 = a 47 . 01380065504 33 10= =-ll ( )10 33 423805300.51ff-= = 查得： 18 . 03 2=-x 10 30.924 x-= 0.18 x å = ,2 3 ,2 30.18 156.5 28.17z dp p pa x- -d = å = ´ = 管段 23 的阻力 2 3 ,2 3 ,2 328.17 40.15 68.3

12、2d mp p p pa x- - -d = å +d = + = 管段 103 摩擦阻力 ,10 3 ,10 3 10 38 8.5 33.6m mp r l pa- - -d = = ´ = 局部阻力： 矩形傘形罩 o30 = a 10 . 0 = x o90 彎頭（ 1 =dr）2 個(gè) 50 . 0 2 25 . 0 = ´ = x 合流三通（103）見(jiàn)圖 3 查得 924 . 03 10=-x å= + + = 524 . 1 924 . 0 50 . 0 10 . 0 x ,10 3 ,10 31.524 154.52 235.49z dp p

13、 pa x- -d = å = ´ = 管段 103 的阻力 10 3 ,10 3 ,10 333.6 235.49 269.09d mp p p pa x- - -d = å +d = + = 管段 34 摩擦阻力 ,3 4 ,3 4 3 46.0 3.7 22.2m mp r l pa- - -d = = ´ = 局部阻力 除塵器進(jìn)口變徑管（漸擴(kuò)管） 除塵器進(jìn)口尺寸 mm 552 318´ ，變徑管長(zhǎng)度 mm 360 ， 325 . 0360318 55221tan =-´ = a o18 = a 04 . 0 = x ,3 4

14、,3 40.04 182.7 7.31z dp p pa x- -d = å = ´ = 管段 34 的阻力 3 4 ,3 4 ,3 422.2 7.31 29.51d mp p p pa x- - -d = å +d = + = 管段 56 摩擦阻力 ,5 6 ,5 6 5 63.4 6.2 21.08m mp r l pa- - -d = = ´ = 局部阻力 o90 彎頭（ 0 . 1 = d r ）2 個(gè) 50 . 0 2 25 . 0 = ´ = x 除塵器出口變徑管（漸縮管） 除塵器進(jìn)口尺寸 mm 552 318´ ，變徑

15、管長(zhǎng)度 mm 300 , 39 . 0300318 55221tan =-´ = a o3 . 21 = a 1 . 0 = x 0.50 0.10 0.60 x å = + = ,5 6 ,5 60.6 111.3 66.78z dp p pa x- -d = å = ´ = 管段 56 的阻力 5 6 ,5 6 ,5 666.78 21.08 87.86d mp p p pa x- - -d = å +d = + = 管段 78； 摩擦阻力 ,5 6 ,5 6 7 83.4 12 40.8m mp r l pa- - -d = = 

16、0; = 局部阻力 根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，選用離心式通風(fēng)機(jī)，先近似選出一臺(tái)風(fēng)機(jī)，試選用 4-68 no.8c 型離心式風(fēng)機(jī) 取風(fēng)機(jī)進(jìn)口直徑 mm mm d 515 448 ´ = , 2 . 1515 . 0 448 . 06 . 08 724= =´´-p出ff擴(kuò)散角度按設(shè)計(jì)定為 10 ° 0. 10 x = 帶擴(kuò)散管的傘形風(fēng)帽 ( )00.5 h d = 0.60 x = å= + = 70 . 0 60 . 0 10 . 0 x ,7 8 ,7 80.7 111.3 77.91z dp p pa x- -d = å = ´ =

17、 管段 78 的阻力： 7 8 ,7 8 ,7 877.91 40.8 118.71d mp p p pa x- - -d = å +d = + = （5） 校核節(jié)點(diǎn)處各支管的阻力平衡 1、節(jié)點(diǎn) 2： 1 2261.23 p-d = 9 2185.14 p-d = 1 2 9 21 2261.23 185.14261.2329.1% 10%p pp- -d -d-d= = > 為使管段 12、92 打到阻力平衡，要修改原設(shè)計(jì)管徑。重新計(jì)算管段阻力。 改變 12 的管徑 ( ) ( )1 29 20.2250.225"261.231 2 1 2 185.14280 30

18、2.6ppd d mm mm-d- - d= = = 根據(jù)通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格，取"1 2300 d mm-= 根據(jù)3,1 23700 /vq m h-= ，"1 2300 d mm-= 則實(shí)際流速為 14.57m/s，管內(nèi)動(dòng)壓為2 21.2,1 2 1 2 2 214.57 127.40dp v par- -= = ´ = 查附錄 4，",1 29.0mr pa-= 摩擦阻力 ,1 2 ,1 2 1 29.0 5.5 49.5m mp r l pa- - -d = = ´ = 合流三通（12）見(jiàn)圖 2 當(dāng)o30 = a 根據(jù)3 2 1f f f

19、» + 56 . 040030023 22 1= ÷øöçèæ=-ff 51 . 0730037003 12 1= =-ll 查的三通局部阻力系數(shù)大致不變，其余管件局部阻力系數(shù)也不變，則1.13 x å = 重新校核阻力平衡 " "1 2 9 2"1 2193.45 185.14193.454.3% 10%p pp- -d -d-d= = < 此時(shí)認(rèn)為節(jié)點(diǎn) 2 處于平衡狀態(tài)。在有些時(shí)候，如果管段調(diào)節(jié)管徑仍不能達(dá)到支管平衡的要求，可以通過(guò)風(fēng)管上設(shè)置的閥門和調(diào)節(jié)風(fēng)管長(zhǎng)度等手段調(diào)節(jié)管內(nèi)

20、氣流阻力。 2、 節(jié)點(diǎn) 3： 2 368.32 p-d = ，10 3269.09 p-d = ( )10 3 9 2 310 3269.09 185.14 68.32269.095.8% 10%p pp- - - + d -dd= = < 符合要求 6、 計(jì)算系統(tǒng)的總阻力： 因?yàn)轱L(fēng)道 103 的阻力（269.09pa）大于風(fēng)管（13）（261.77pa）的阻力，所以核定為管道 1034除塵器56風(fēng)機(jī)78 為主管線。該系統(tǒng)的總阻力 ( )m zp r l p d =å + 10 3 3 4 5 6 7 8 ccqp p p p p- - - -= d +d +d +d +d =（269.09+29.51+910+87.86+118.71）pa =1415.17 pa 七 、風(fēng)機(jī) 的選擇 風(fēng)機(jī)的選擇計(jì)算 （1）根據(jù)輸送氣體性質(zhì)、系統(tǒng)的風(fēng)量和阻力確定風(fēng)機(jī)的類型。例如輸送清潔空氣，選用一般的風(fēng)機(jī)；輸送有爆炸危險(xiǎn)的氣體或粉塵，選用防爆風(fēng)機(jī)。 （2）考慮到風(fēng)管、設(shè)備的漏風(fēng)及阻力計(jì)算的不精確，應(yīng)按下式的風(fēng)量、風(fēng)壓選擇風(fēng)機(jī)：