【《除塵系統管道布置及水力計算案例》3500字】

除塵系統管道布置及水力計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u256951.1除塵管道布置 1186821.1.1管道材料選擇 1167531.1.2管道斷面形狀選擇 2207101.1.3管道零部件 2135431.2煙囪設計 2108921.3管道水力計算 4246941.3.1計算說明 456361.3.2水力計算 51.1除塵管道布置管道布置時需注意以下事項：布置管道要盡量簡化，安裝盡量多平行，傾斜角盡可能大于，確?；覊m能夠完全落。管道截面多選用圓形截面，因為圓形截面不容易積塵。管道布局安排盡量避免交叉，為方便施工。根據灰塵性質不同，選擇合適的管道。通風除塵系統的軸測圖如圖5-1所示。圖5-1通風除塵系統軸測圖Fig.5-1AxonometricMapofVentilationandDustRemovalSystem1.1.1管道材料選擇管道材料分為普通材料和耐磨材料。在工業中Q235鋼板是最常用的管道材料之一，這種材料堅硬、抗磨損、使用方便。本設計用Q235鋼板作為管道普通材料。耐磨管道材料選有淬火耐磨鋼材，其成本相對其他耐磨材料更低，又因為面粉粉塵，顆粒較細，磨損力度較小，Q235鋼板耐磨性能可以滿足磨損。壁厚設計為6mm。1.1.2管道斷面形狀選擇管材的截面形狀有矩形和圓形兩種，圓形管材相對矩形管材制作簡單，保溫性能好，另外考慮到壓力損失，當斷面積相同時，圓形的管道壓力損失更小，故本次設計管道斷面形狀為圓形。1.1.3管道零部件一般情況下，管道零部件中清掃孔、檢測孔和防爆裝置是必不可少的裝置，這些配件可以保證相關技術性能和參數要求。管道測孔在除塵系統的管路上應設置一定的測孔，以便檢測管路內的溫度、濕度、風量風壓及粉塵濃度等。本設計中在管路內氣流穩定段設置有濕度、溫度、粉塵濃度及風量的測孔，同時還設置了粉塵濃度及風量的風量測孔。煙塵濃度測量孔直徑80mm，其余孔直徑50mm，請注意清掃孔管件側面、管件頂部及彎頭、三通、管口均設有掃塵孔，以便定期清掃管件內的局部部件因旋渦或產生的積塵，掃塵孔蓋板由螺釘擰緊，中間墊上橡膠板。1.2煙囪設計1.2.1煙囪設計時注意事項在進行煙囪設計時，應確定出口直徑、進口直徑和其它設備設施的尺寸。一般除塵系統多采用鋼制煙囪。底部設有檢修孔、排水孔等。排煙應符合大氣排放標準，排放濃度不得超過15m/h，排放濃度不得超過廠房附近2-3m/h的要求，并應降低排放速率。在排放同一塵埃的兩個噴管之間的距離小于兩個噴管高度時，等效為一個噴管。三個以上的，應當按照同樣的原則等效。如果排出的煙氣的高度在本標準所列的兩個值之間，則在其執行的最高允許排放率范圍內計算排放率；如果排放率的高度大于或小于本標準所列的最大或最小值，則在排放率范圍之外計算排放率。燃燒后產生的煙氣，其煙氣黑度不能超過林格曼1級1.2.2煙囪尺寸計算（1）根據除塵系統工程設計手冊，可知煙囪排放口截面積公式為（5-1）：，（排煙速度應該是當地風速的1.5倍），則，由此可得煙囪出口直徑為（2）煙囪高度面粉廠包裝度為16m，，煙囪高度不圍建筑物2-3m，最低20m，故設置煙囪高度為20m。（3）除塵系統設計手冊，煙囪進口直徑公式為（5-2）式中：所以1.3管道水力計算1.3.1計算說明根據這次設計的除塵系統進行水力計算，可以確定出各個管段的管徑及阻力，從而選擇到合適的風機型號。本文采用假設流速的水力計算方法，具體如下：繪制除塵系統管道網絡圖，并對其每一段管路一一編號并標注。選定合理的空氣流速。通過風量的計算及各管段的氣速的選取，確定了管徑大小、摩擦阻力及局部阻力。并聯管路的阻力平衡。由于包裝車間粉塵屬于谷物粉塵所以由表5-1可知，其垂直管道的最小風速為10m/s，水平管道的最小風速為12m/s。表5-1除塵管道的最小風速（m/s）Table5-1minimumwindspeed(m/s)fordustduct粉塵類別粉塵名稱垂直管道水平管道纖維粉塵干鋸末、小刨塵、紡織塵1012木屑、刨花1214干燥粗刨花、大塊干木屑1416潮濕粗刨花、大塊濕木屑1820棉絮810麻1113石棉粉塵1218礦物粉塵耐火材料粉塵1417粘土1316石灰石1416水泥1218濕土（含水2%以下）1518重礦物粉塵1416輕礦物粉塵1214灰土、砂塵1618干細型砂1720金剛砂、剛玉粉1519金屬粉塵鋼鐵粉塵1315鋼鐵屑1923鉛塵2025粉塵類別粉塵名稱垂直管道水平管道其他粉塵煤塵1113焦炭粉塵1418谷物粉塵10121.3.2水力計算該系統選用1-2-4-6-8-11-12-風機作為最不利的管路。每個管道部分的流量如表5-2所示。表5-2各段管道的長度及風量Table5-2lengthandairvolumeofeachpipesection12345678910111221.221.21.0726.273.9630.231.0431.278.88.840.0740.071.84.34.56.43.86.23.41.88.341.447.388.99（1）各段管道管徑以及摩擦阻力的計算管道1：管道1的風量為，因為管道1是垂直管道，因此管道最小風速為，通過式5-3計算得到管道1的管徑為（5-3）：查《工業通風》附錄11通風管道統一規格表后確定管段1的標準直徑為1700mm，在代入式5-3得到實際風速為符合要求，因此管段1的直徑設計為1700mm。查《工業通風》附錄9通風管道單位長度摩擦阻力線算圖得。因此根據除塵工程設計手冊，摩擦阻力計算公式如5-4所示，又因為管段1的長度為1.8m。根據式5-4，管段1的摩擦阻力為（5-4）：同理即可得到其他管段的管段直徑、單位長度摩擦阻力、摩擦阻力以及實際風速。見表5-3.表5-3各管段的直徑及摩擦阻力Table5-3diameterandfrictionresistanceofeachpipesection管段序號123456789101112直徑mm1700160036016006301700330180090090020002000單位長度摩擦阻力Pa/m0.50.83.00.42.50.354.00.42.02.00.40.4摩擦阻力Pa2.93.4413.52.569.52.1713.62.3216.682.882.9523.596續表5-3管段的直徑及摩擦阻力管段序號123456789101112實際風速m/s11.112.5410.5213.0712.7113.3212.1412.2913.8313.8312.7612.76（2）局部阻力計算1.管道1管道1連接的是一個上吸式矩形集氣罩：，查表得管路1局部阻力系數由除塵系統設計手冊可得局部阻力公式為（5-5）：通過公式5-5計算管路1的局部阻力為2管道2管道2接到主管道用到了彎頭（）一個，查表得有管道2通過至管道4用到的是直流三通，查表得通過式5-5可得管道2的局部阻力為3管道3管道3連接的是一個上吸式矩形集氣罩：，管道3接通主管道用到了60°彎頭（）1個，查表可得有管道3通過至管道4用到的是直流三通，通過式5-5得到管道3的局部阻力為4管道4有管道4通過至管道6用到的是為直流三通，查表得通過式5-5得到管道4的局部阻力為5管道5管道5連接的是一個上吸式圓形集氣罩：，管道5連接到主管道用到了60°彎頭（）1個，查表可得管道5連接管道6用的是直流三通：通過式5-5得到管道5的局部阻力為6管道6管道6連接管道8用的是直流三通，查表得通過式5-5可得管道6的局部阻力為7管道7管道7連接的是一個上吸式矩形集氣罩：，管道7連接到主管道用到的是60°彎頭（）：1個，管道7連接管道8用到的是直流三通，查表可得通過式5-5得到管道7的局部阻力為8管段8管道8連接管道11用到的是直流三通，查表得通過式5-5得管道8的局部阻力為9管道9管道9連接但除塵器以及主管道分別用到的是90°彎頭（），和60°彎頭（），管道9連接管道11用到的是直流三通：通過式5-5得管段9的局部阻力為10管段10管道10連接的是一個下吸式圓形集氣罩：，管道10連接到主管道用的是90°彎頭（），通過式5-5得管道10的局部阻力為11管段11管道11連接到主管道用到的是90°彎頭（），由于除塵器進口直徑為950mm與管道11管徑2000mm不匹配所以增加一段漸縮管，設置漸縮管長為500mm，通過式5-5可得管段11的局部阻力為12管段12管道12連接到主管道用到的是90°彎頭（）一個，由于除塵器出口直徑為1150mm與管道12管徑2000mm不匹配所以增加一段漸擴管，漸擴管長同樣設為500mm，由于管道12管徑為2000mm與風機進口管徑為2100mm不匹配所以設置一段變徑管長度為200mm。通過式5-5可得管道12的局部阻力為（4）管道的總阻力就是摩擦阻力與局部阻力之和。管道1：同理可得其他管道總阻力見表5-4。表5-4各管段的總阻力Table5-4TotalResistanceofPipelines管段123456789101112阻力Pa14.7321.3637.413.83-11.8213.870.3414.1-12.0132.7256.6757.32（4）并聯管路阻力平衡①A點符合要求。②B點由于管道5管徑過大導致B點阻力不平衡，所以首先要改變管徑，解決不平衡問題，《工業通風》中對管徑進行了5-6的調整。（5-6）： 。根據式5-6可得到：根據《工業通風》附錄11通風管道統一規格表，取，其對應的阻力為由于阻力同樣不能滿足要求，所以繼續減小直徑，后經計算仍不能滿足要求，于是增加了閥門。③C點管道7的管徑過大，C點阻力不平衡，應首先采取改變管徑措施來解決不平衡問題，根據式5-4，得：根據《工業通風》附錄11通風管道統一規格表，取，其對應的阻力為符合要求。④D點管段9的管徑過大，D點阻力不平衡，應采取先改變管徑再解決不平衡問題。根據式5-6，得：根據《工業通風》附錄11通風管道統一規格表，取，其對應的阻力為符合要求。⑤（5）表5-5水力計算表Table5-5Hydrauliccalculationtable管道編號流量m3/s長度m管徑mm流速m/s局部阻力系數∑ζ局部阻力Pa單位長度摩擦阻力Pa/m摩擦阻力Pa管段阻力Pa備注19.583.25100012.20.1614.31.61.219.529.582.680019.10.1941.63.69.451410.29580020.50.1127.73.316.544.2611.35680022.60.1133.13.219.252.3812.814.390020.20.1331.73.511.146.71117.432.05125014.20.5566.60.91.7972.4230.713.225014.50.3641.26.219.861.151.062.5332013.2-0.