【文章內(nèi)容簡介】 染物為輕礦物粉塵，在設(shè)計中所使用的凈化裝置為 LD14 型袋式除塵器 ，凈化氣體通過風機，經(jīng)由煙囪排出工廠，其的流程圖及凈化系統(tǒng)如下所示： 圖一 .凈化系統(tǒng)圖簡易流程圖 污染源 傘形集氣罩 LD14型袋式除塵器 風機 煙囪 課程設(shè)計 ：某工廠集氣罩設(shè)計 7 圖二 袋式除塵器 四、集氣罩的集氣機理 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，控制氣態(tài)和顆粒狀污染物的方法， 通常在有害物質(zhì)發(fā)生源處或近旁設(shè)置集氣罩，利用風機做動力，將生產(chǎn)過程產(chǎn)生的污染源在擴散到大氣之前，盡量將高濃度氣體吸入罩內(nèi)，進入凈化系統(tǒng)，經(jīng)凈化處理達到排放標準后排入大氣。由于設(shè)備污染源和生產(chǎn)操作工藝的不同，相應集氣罩的形式是多種多樣的。合理的設(shè)計和正確的使用對凈化系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟指標有直接影響，其技術(shù)經(jīng)濟指標主要有通風量和壓損兩部分。 凈氣 含塵氣體 濾袋 課程設(shè)計 ：某工廠集氣罩設(shè)計 8 圖三 .集氣罩的集氣機理 研究集氣罩罩口氣流運動的規(guī)律是對于集氣罩有效捕集污染物是十分重要的。集氣罩罩口氣流運動方式有兩 種：一種是吸氣口氣流的吸入流動；一種是吹氣 口氣流的吹出流動。 吸入氣流原理： 一個敞開的管口是最簡單的吸氣口當吸氣口吸氣時，在吸氣口附近形成負壓，周圍空氣從四面八方流向集氣口，形成吸入氣流或匯流。當吸氣口面積很小時，可視為點匯流。假定流動沒有阻力，在吸氣口外氣流流動的流線是一吸氣口為中心的徑向線，等速面是以吸氣口為球心的球面，如圖 四 a 示： 圖四 點 電匯氣流流動情況 H 300~500 等速線 污染源 流線 Q 課程設(shè)計 ：某工廠集氣罩設(shè)計 9 由于通過每個等速面的吸氣量相等， 假定 點匯流的吸氣量為 Q，等速面的半徑為 r1和 r2，相應的氣流速度為 1v 和 2v ，則有 222121 44 vrvrQ ?? ?? 或 22121 )( rrvv ? （ 11） 若在吸氣口的四周加上擋板 ，如 圖 四 b所示：吸氣范圍減少一半，其等速面為半球面，則吸氣口的吸氣量為 : （ 1— 2） 比較（ 1）式和（ 2）式可以看出，在同樣的距離上造成同樣的吸氣速度，即達到同樣的控制效果時，吸氣口不設(shè)擋板的吸氣量比加設(shè)擋板時大一倍?；蛘哒f，在吸氣量相同的情況下，在相同的距離上，有擋板的吸氣口的吸氣速度比無擋板的大一 倍。因此，在設(shè)計外部集氣罩時，應盡量減少吸氣范圍，以增強控制效果。 另一種是吹氣口氣流的吹出流動。該除塵流程設(shè)備采用吸氣口氣流的外部集氣罩。 五、集氣罩以及管道的設(shè)計要求 （一）集氣罩的設(shè)計要求 集氣罩的設(shè)計主要包括結(jié)構(gòu)形式設(shè)計及性能參數(shù)計算。集氣罩設(shè)計的合理是指用較小的排風量就可以有效的控制污染物的擴散。反之，用很大的排風量也不一定能達到預期的效果。 因此，集氣罩在凈化系統(tǒng)設(shè)計中占有非常重要的位置。本設(shè)計要求去除工廠污染源產(chǎn)生的輕礦物粉塵，集氣罩得設(shè)計要求如下： （ 1）在污染設(shè)備的頂部設(shè)計二個傘形集氣罩。 設(shè)計要求：使用材料為鋼板，罩口邊須距污染面積 H=600 mm。 （ 2）設(shè)計一套管路使集氣罩與除塵器形成一個除塵系統(tǒng)。 設(shè)計要求：所用除塵器為 LD14 型布袋除塵器，使用相對粗糙度為 K= 的鋼管，彎頭及三通設(shè)備自取，排氣筒口需離地面高 12m。 （ 3）選擇一臺風機使個除塵系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)。 設(shè)計要求：最大風量不超過 25200 m3/h。 （二）管道的設(shè)計要求 222121 22 vrvrQ ?? ??課程設(shè)計 ：某工廠集氣罩設(shè)計 10 管道布置一般原則： （ 1）管道布置應減少阻力，采用圓形風道強度大，耗用材料少，但是占用空間大。矩形風道管件占用空間小，因此易布置。根據(jù)具體情況也可以采 用其他的形狀，以充分了利用建筑空間。 （ 2）管道敷設(shè)的原則 管道敷設(shè)有兩種形式：明裝和暗裝。在實際運用中常采用明裝，因為它便于檢修，不能用明裝時采用暗裝。管道應盡量集中成列，平行敷設(shè)，并盡量沿墻或柱子敷設(shè)，管徑大的和保溫管應設(shè)在靠墻側(cè)。管道與梁、柱、墻。設(shè)備及管道之間應有一定的距離，以滿足施工、運行、檢修和熱脹冷縮的要求。一般設(shè)計原則為： ①不保溫管道與墻的距離應根據(jù)焊接要求考慮，管道外壁與墻的距離一般不小于 150~200mm。 ②管道與梁、柱、墻、設(shè)備的距離可比與墻的距離減少 50mm，在該處不應有焊接 接頭。 ③兩根管平行布置時，不保溫管道不小于 150~200mm。 ④當管道受熱伸長或冷縮后，上述間距均應不小于 25mm。 ⑤水平管道應有一定的坡度，以便于放水、放氣、疏水和防止積塵，一般坡度為 ~。坡度應考慮斜向風機方向，并應在風管的最低點和風機底部裝設(shè)水封泄液管。 （ 3）管道應盡量避免遮擋室內(nèi)光線和妨礙門窗的關(guān)閉，不應影響正常的生產(chǎn)操作。 （ 4）管道的支撐原則 注意管道不宜與閥件直接支撐在設(shè)備上，應該單獨支架或吊架。管道的焊接縫位置應布置在施工方便和受力較小的地方。焊縫不得位于支架處。 焊縫與支架的距離不應小于管徑，至少不得小于 200mm。 （ 5）管道連接的原則 在以焊接為主要的連接方式的管道中，應設(shè)置足夠數(shù)量的法蘭連接處。在以螺紋連接為主的管道中應設(shè)置足夠數(shù)量的活接頭，以便于暗轉(zhuǎn)、拆卸和檢修。 （ 6）風管上應設(shè)置必要的調(diào)節(jié)和測量裝置，如閥門、壓力表、溫度計、風量測量孔及采樣孔等，或者預安裝測量裝置的接口。 （ 7）管道設(shè)計中既要考慮便于施工，又要保證嚴格不漏。整個系統(tǒng)要求漏損小，課程設(shè)計 ：某工廠集氣罩設(shè)計 11 以保證吸風口有足夠的風量。 除塵管道布置原則： 除應遵守上述一般原則外，還應滿足以下要求： 除塵管道力求順 直，保證氣流通暢。當必須水平敷設(shè)時，要有足夠的流速以防止積塵。對易產(chǎn)生積灰的管道，必須設(shè)置清灰孔；為減輕風機磨損，特別當氣體含塵濃度較高時（大于 3g/ 3m ） ,應將凈化裝置設(shè)在風機的吸入段；分支管與水平管或傾斜主干管連接時，應從上部或側(cè)面接入。三通管的夾角一般不大于300。當有幾個支管會和于同一主干管時，匯合點最好不設(shè)在同一斷面上。 六、集氣罩的優(yōu)缺點 集氣罩的優(yōu)點 外部集氣罩用在應工藝或操作條件的限制，不能將污染源密閉起來的場合，其特點是為了得到較大速度的氣流， 往往需要很大的排風量。外部集氣罩利用罩口抽吸作用造成罩口附近所需的氣流速度，能防止有害物質(zhì)的擴散和逸出。 集氣罩的缺點 外部集氣罩易受外界干擾、影響工藝操作，當外部集氣罩罩口必須遠離污染源時，外部集氣罩不能有效的集氣，宜采用設(shè)有吹出氣流裝置的吹吸式集氣罩。 七、集氣罩的設(shè)計原則 集氣罩設(shè)計 得 合理，使用較小的排風量就可以有效地控制污染物的擴散。反之，用很大的排風量也不一定達到預期的效果。設(shè)計時應該注意以下幾點 。 1. 集氣罩應盡可能將污染源包圍起來，使污染物擴散限制在最小范 圍內(nèi)，以便防止橫向氣流干擾，減少排風量； 2. 集氣罩的吸氣方向盡可能與污染氣流運動方向一致，充分利用污染氣流的初始動能； 3. 盡量減少集氣罩的罩口面積，以減少排放量； 4. 集氣罩的吸氣氣流不經(jīng)允許先經(jīng)過工人的呼吸區(qū)再進入罩內(nèi)。 5. 集氣罩的記過不應該妨礙工人操作和設(shè)備檢修 課程設(shè)計 ：某工廠集氣罩設(shè)計 12 吸風位置不宜設(shè)在物料集中地點和飛濺區(qū)內(nèi)，避免把大量物料吸入凈化系統(tǒng)。 罩內(nèi)應保持一定的均勻負壓，避免污染物外逸。 設(shè)計外部集氣罩時： ⑴ 使用外部集氣罩時為了有效的控制、捕集粉塵和有害氣體，在不妨礙生產(chǎn)操作的情況下，應盡可能使外部集氣罩的罩口靠近 污染源或揚塵點，以使整個污染源或所有的揚塵點都處于必要的風速范圍。 ⑵ 罩口尺寸應以有效控制污染源和不影響操作為原則，只要條件允許為提高集氣罩的控制效果，減少無效氣流的吸入，罩口應加設(shè)法蘭邊。上部集氣罩的吸入氣流易受橫向氣流的影響，最好靠墻布置，或在罩口四周加設(shè)活動板。 ⑶ 污染后的氣體，應不再經(jīng)過人員操作區(qū)，并防止干擾氣流將其再次吹散，要使污染氣流的流程最短，盡快地吸入罩口內(nèi)。 ⑷ 連接罩子的吸風管應盡量置于粉塵或污染氣體散發(fā)中心。罩口大而罩身淺的罩子氣流會幾種驅(qū)向吸風管口正中，為獲得均勻的罩口氣流，可采用條縫罩