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、设计课题与有关数据-11、设计题目-12、课题已知条件-1四、设计内容-31、集气罩的设计-32、管道的初步计算及压损的确定-43、选择风机及电机-74大门及窗户的设计-8五、主要参考资料-8一、设计目的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

2、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；（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

3、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 900700mm 工业用房 1.02.0 m 仓 库 1.52.0 m四、设计内容1、 集气罩的设计；由题设条件可知，本设计

4、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。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0.51.0m/s之间。本设计选用vx=0.6m/s。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，L2m，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

5、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，集气罩的扩张角不应大于60，本设计中取为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确定； 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。 按最大压损原则选择计算环路，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

6、流速为14m/s。 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，/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，=0.11；90弯头（R/d=1.5）,=0.18;30直流三通，=0.020 =0.11+0.18+0.02=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，/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，=0.11；90弯头（R/d=1.5）,=0.23;30合流三通旁支管，=0.21 =0.11+0.23+0

7、.21=0.55则局部压损：管段3：，查表，=700mm，/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=0.11，除尘器压力损失为980Pa。则局部压力损失。管段4：气体流量同管段3，查表，=700mm，/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=0.18则局部压损：管段5：气体流量同管段4，查表，=700mm，/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

8、机入口变径管压力损失忽略不计，风机出口=0.1，不设风帽，出口损失=1.0。则总损失=0.1+1.0=1.1则局部压力损失。 并联管路压力平衡： ，故节点压力平衡。 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/dm-1动压/Pa摩擦压损/Pa局部压损系数局部压损/Pa管段总压损/Pa109598.8653014.00.0308117.832.150.3136.5268.67109592.27553014.00.0308117.88.250.5564.7973.0421918

9、2.61570016.00.0217153.88.730.11996.921005.652191813.670016.00.0217153.845.390.3683.05128.44219188.08670016.00.0217153.826.991.1169.18196.17 3、选择风机和电机：A 选择通风机的计算风量：） =24110B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0.10.15 -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0.150.2 根据上述风量和风压，查除尘设备风机样本上选

10、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 17920-31000 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