1、 工业通风与除尘 课程设计指导书 1 前 言 除尘课程设计是安全工程专业的实践课。 许多工业部门在生产过 程中同时生产大量的粉尘，如冶金、机械加工、建材生产、电站锅炉、 工民用锅炉等多生产粉尘。 若不采取有效的防尘措施， 任其自由扩散， 将严重地污染工作环境和大气。粉尘对人体有极大的危害，它能引起 呼吸系统、消化系统、皮肤、眼目及神经系统等疾病。漂浮在大气中 的粉尘妨碍太阳的照射，对人体的健康和寿命以及动、植物的生长都 有很大危害。此外，粉尘落入机械或电器等设备内使设备使用寿命缩 短或发生事故；落至建筑物上会造成腐蚀或 压坏建筑物；落到农田 或树木上将影响农、林业产生的发展；牲畜吸入或食入体内
2、会使牲畜 致病。可见，粉尘不仅对人的健康和寿命有极大的危害，而且严重地 影响工业和农、林、牧、副业的生产，所以粉尘是社会的饿一大公害， 必须认真治理。建立科学有效的通风除尘系统，采取科学合理的综合 防尘措施，是防止粉尘危害，改善劳动条件和保护环境的保证。 2 第一章 粉尘及其基本性质 第一节 粉尘的性质 一、 粉尘及其分类 粉尘分散与气体介质中的微小颗粒的固体物质， 通常称为粉 尘或灰尘。 粉尘的分类按粉尘特性分类见见文献6表 2-1。 二、 粉尘的性质 1、粉尘的粒经分布 作为除尘的主要对象，其粉尘粒经通常在 0.1100m 范围内。粉 尘的粒经分布是指粉尘中各种粒经的尘粒所占质量或数量的百
3、分数。 按质量计的称为质量粒经分布，按数量计的称为计数粒经分布，在除 尘中通常用质量粒经分布。 文献4表 19-4 列出了铸造工艺设备粉尘的质量粒经分布。 2、 粉尘的真密度、容积密度 粉尘真密度是已去除所含气体和液体的粉尘，在单位体积下所具 有的质量。真密度的大小与沉降速度、磨损性和除尘器的除尘效率有 关。 粉尘的容积密度是指粉尘在自然状态下包括尘粒之间和尘粒之中 全部空隙在内的单位体积粉尘的质量， 它是设计灰斗和运输设备的依 据。 某些粉尘的真密度和容积密度详细见文献4表 19-5。 3 3、 粉尘的爆炸性 当粉尘的表面积大为增加时，其化学活泼性会迅速加强，在 一定的温度和浓度下，某些在堆
4、积状态下不易燃烧的可燃粉尘可 能发生爆炸。特别是对于干燥，粒经较细的粉尘发生爆炸的可能 性更大。因此设计除尘系统时，必须按照规范进行设计，避免造 成严重的灾害。 见文献4表 19-6 列出了某些粉尘爆炸浓度下限。 4、 粉尘比电阻 粉尘的导电性在除尘工程中用比电阻表示，其表达式为： A I V R t = 式中：Rt比电阻，cm； V粉尘层的电压降，V； I通过粉尘层的电流，A； A粉尘层的表面积，cm 2 ；粉尘层的厚度，cm。 比电阻一般通过实测求得，工业中常见的比电阻见文献4表 19-7。一般认为最适宜于电除尘器工作的粉尘比电阻范围为 10 4 5 10 10 cm。为了使比电阻高的粉尘
5、，适宜在电除尘器内进行净化， 要求对该气体进行预处理，降低其比电阻，通常加湿或用化学添加济 等措施。 5、 粉尘的自然堆积角、滑动角 使粉尘从漏斗状开口徐徐落到水平面上， 自然堆积成一个圆柱体， 4 圆柱体母钱与水平面的夹角称为自然堆积角，一般为 35 0 55 0 。 滑动角指光滑平面倾斜到一定角度时，粉尘开始滑动的角度，一 般为 40 0 55 0 。 除尘设备灰斗倾斜角应按粉尘滑动角考虑，一般不宜小于 55 0 ， 以保证灰斗内粉尘自然卸出。 第二节 含尘浓度、排放标准 气体中的含尘浓度和排放标准， 都是用单位体积的空气中所含粉 尘的质量表示。在除尘系统设计时，被处理气体的起始含尘浓度和
6、排 放标准是确定除尘系统要求的除尘效率的技术依据。 各种铸造工艺设 备起始浓度见文献4表 19-1；工艺设备的起始浓度见文献4表 19-2；烟尘及生产性粉尘的排放标准见文献4表 19-3。其中生产性 粉尘分为两类：第一类指含 10%以上的游离 SiO2或石棉的粉尘、玻璃 棉和矿渣棉粉尘、铝化物粉尘；第二类粉尘指含 10%以下的游离 SiO2 的煤尘及其其它粉尘。 5 第二章 粉尘收捕 第一节 物料加湿 一、喷水加湿 喷水加湿是的耗水量，可按下式计算： Q=G（d2-d1） 式中：Q耗水量，kg/h； G需加湿的物料量，kg/h； d1、d2物料的最初和最终含水量，%（见文献4表 19-8） 喷
7、嘴布置的各种形式见文献4图19-2至19-4和文献6图3-11 （一） 、（ 二） 。 当用喷嘴喷水时，喷嘴数为： 0 Q Q n = 式中：n喷嘴数量，个 ； Q需要的喷水量，kg/h； Q0每个喷嘴的喷水量（见文献4表 19-9）， kg/h。 当需要形成连续的水幕时，所需要的喷嘴数量可按下式计算： 如 ) 2 / ( 5 . 0 1 / ltg b n b h = 时， ) 2 / ( 1 / ltg b n b h = 时， ) 2 / ( 5 . 1 2 / ltg b n b h = 时， 式中：h帏罩或设备开口的高度，m； 6 b帷罩或设备开口的宽度，m； l喷射水头的长度，m；
8、 喷水角度。 二、喷蒸汽加湿 设计中应尽可能采用低压饱和蒸汽，蒸汽耗量可按物料重量的 12%计算。 喷汽管一般采用 dg=2025mm 钢管制作，管面距物料表面约 150200mm。喷汽孔经为23mm，孔的中心距离约为 3050mm，见文 献4图 19-5。 当饱和蒸汽表压为 614 4 1.014 5 Pa 时， 每个喷孔的喷汽量可按 下式估算： Q=5.25AP 式中：Q喷蒸汽量，kg/h； A每个喷孔的面积，mm 2 ； P蒸汽喷射前的绝对压力，MPa。 第二节 防尘密闭罩 密闭罩的作用是将一次尘化气流与二次气流隔开， 减少粉尘的散 逸。减少密闭罩内的正压值方法，降低物料高差；减少溜槽倾
9、斜角； 在入口处加设活挡板以减少诱导风流等。其次，适当扩大密闭罩的容 积，也可以减少粉尘的外逸。 7 一、密闭罩的形式 1、局部密闭罩 仅将局部产尘点予以密闭，工艺设备露在罩外。其特点是容积较 小，适用于产尘气流速度不大，连续扬尘和瞬时增压不大的尘源。 2、整体密闭罩 将产尘设备大部或全部密闭，只把设备的转动部分留在罩外。通 过罩上的观察孔对设备进行监视。 这种形式适用于振动的设备或产尘 气流速度大的设备和尘源，如振动筛等。 3、大容积密闭罩 将产尘设备全部密闭起来， 形成独立的小室。 它的特点是容积大， 适用于多点产尘、阵发性产尘，产尘气流速度大和设备检修频繁的场 合。 二、排风罩 在产尘设
10、备的密闭罩上，正确地确定排风罩的位置和形式，能够 减少气体含尘浓度，保证密闭罩内的负压均匀，并且在保证防止粉尘 逸出罩外的条件下抽风量最少。 排风罩设计应按以下原则进行： 1、选择排风罩的位置时，要能有效地控制含尘气流不至于从密闭罩 逸出，同时避免吸出粉料。通常排风罩应正对含尘气流中心，但对破 碎、筛分和运输设备，排风点应避开含尘气流中心，以防吸出大量粉 料。 对于皮带运输机受料点的排风罩与卸料槽相邻两边之间的距离应 为溜槽边长的 0.751.5 倍，通常取 300500mm；排风罩口距离皮带 8 机表面的高度，不应小于皮带机宽度的 0.6 倍。 2、排风罩不宜靠近敞开的孔口，以免抽进与除尘无
11、关的空气。皮带 机排风罩后面，应设尘帘。 3、处理或输送热物料时，排风罩应设在密闭罩顶部，或给料点和受 料点均设。 4、与排风罩相接的一段管道，宜垂直敷设，以防输入物料造成堵塞。 5、为使罩内气流均匀，罩子应从罩口逐渐收缩，其收缩角不宜大于 60 0 。 6、当采用大容积密闭罩和矿仓吸风时，因无吸出粉料的可能，可以 不设排风罩，而将风管直接接在密闭罩或矿仓上。 7、密闭罩吸风口的平均风速，不宜大于下列数值： 细粉料的筛分 0.6m/s 物料的粉碎 2.0m/s 粗颗粒物料破破碎 3.0m/s 第三节 排风量的确定 物料落至皮带运输机或其它工艺设备时，排风量可按下式计算： L=L1+L2+L3
12、式中：L除尘排风量，m 3 /h； L1物料卸落带入罩内风量，m 3 /h； L2为使罩内保持负压由密闭罩不严密处抽入罩内的风量， m 3 /h； L2=3600fvf 9 式中：f密闭罩上的漏风面积，m 2 ； vf密闭罩漏风面积上的计算排风速度，m/s。 L3由于设备运转鼓入密闭罩内的风量，m 3 /h。只有个别几 种设备（如锤式破碎机等）才存在 L3。 一、处理常温物料时各种产尘设备的排风量 1、运输设备 （1） 、胶带运输机 当采用单层局部密闭罩时，根据落料高度 h 和溜槽倾斜角按文 献4表19-11或按文献6表4-2采用。 当受料点在皮带的中部时 （见 文献4图 19-7） ，文献4
13、表 19-11 或文献6表 4-2 中的 L2值，应 乘以 1.3 系数；当溜槽有转角时（文献4图 19-7） ，应先计算物料 的末速度 vm，再按末速度确定风量，见文献4表 19-11。物料的末 速度 vm可按下式计算： 2 2 2 1 ) ( v kv v m + = 式中：v1溜槽第一段的物料末速度，m/s； v2不考虑前段物料流速（即假定起始速度为零）时，溜槽 第二段的物料摸速度，m/s，根据 h2、2由文献4表 19-11 查得 v2。 k溜槽转弯的减速系数，与转角有关，其关系见文献4 表 19-12。 当皮带机宽度不同于文献4表 19-11 时，应按查出的 L 值乘以修正 系数，其
14、值见文献4表 19-13。 10 （2） 、螺旋输送机的抽风 螺旋输送机一般不设排风。当物料高差大于 1.5m 时宜设排风， 为了避免抽出粉料，排风罩下部设扩大箱（文献4图 19-8），排 风 口速度控制在 0.5m/s 之内。抽风量按 5001000m 3 /s 选用。 （3） 、立式单筒翻斗提升机 运输冷物料（t150 0 C）时，一般只在上部设排风罩和抽风。 运输产生水蒸气的物料时，可采用竖风筒自然排风。 根据料温和提升高度决定除尘抽风量， 可参考文献6表 4-4 进行 近似计算。 2、破碎、磨碎设备的排风 （1） 、破碎机的排风量，见文献4表 19-14 和图 19-10图 19-15
15、。 （2）、 球磨机的排风量，应根据球蘑机的内部容积确定。当内部容积 为 49m 3 时，宜取 14001600m 3 /h，排风罩设在出料口上部。如进料口 溜管高度超过 1.5m 时，应设循环管或在溜管中部设一中间料仓，并 在料仓上设排风罩。 3、筛分设备的排风 振动筛根据其规格大小采用不同的密闭形式， 见文献6图4-14。 文献6表 4-10 为各种密闭形式的筛子上部的抽风量。 11 振动筛下部受料设备的抽风量，根据不同设备而定，如果下部受 料设备是胶带运输机则其抽风量为： L=KL1+L2 式中：L1、L2按文献6表 4-2 查得； K带入风量修正系数取 0.30.6，筛下落料点高差 H
16、 按文 献6图 3-8 采用。 4、给料设备的排风 （1） 、电振给料和槽式（往复式）给料机 这类设备给料均匀，一般与受料设备之间落差较小，产尘较少。 卸落的物料湿度较大时，可只社密闭而不排风。文献4图 19-16 为 电振给料机的密闭和排风。排风量见文献4表 19-15。 （2） 、圆盘给料机 圆盘给料机的卸料口与受料点宜设整体密闭， 并在密闭罩上部设 排风，见文献4图 19-17；其排风量按文献4表 19-16 选用。当卸 落湿料时。可不设排风。 5、干式磁选机 干式磁选机分为块矿磁选机和粉矿磁选机。 干式磁选机的除尘抽 风量按其规格和配置参照胶带运输机转运点抽风量（文献6表 4-2） 确
17、定。粉矿磁选机的抽风量按文献6表 4-13 确定。 6、矿槽（不包括敞开露天矿槽） 矿槽的密闭见文献6图 4-18，图 4-19，图 4-20，图 4-21，图 4-22。 12 矿槽除尘抽风量可按下式计算： L=L1+L2 m 3 /h 式中：L1按文献6表 4-14 选取，m 3 /h； L2按 L2=3600fvf计算。式中通过矿槽及不严密面积吸入空 气速度按 1.0m/s 选取，m 3 /h； 式中：f密闭罩上的漏风面积，m 2 ； vf密闭罩漏风面积上的计算排风速度，m/s。 7、机修铸造车间常用的产尘设备 机修铸造车间常用的产尘设备的抽风量按文献6表 4-15。 8、实验室用的产尘
18、设备 实验室用的产尘设备的抽风量见文献6表 4-16。 9、木工机床的排风量，按文献4表 19-17 选用。见文献4图 19-19 至图 19-62。 二、各种处理干、热物料产尘设备的除尘抽风量 1、带式烧结机尾部除尘 （1） 、热烧结矿运输 当烧结机尾部比设烧结矿冷却设备烧结矿热态运输时， 个产尘点 的密闭形式和抽风罩简示图见文献6图 4-26，相应各点的除尘抽风 量见文献6表 4-17。 （2） 、冷烧结矿运输 烧结机尾部用热振筛进行热烧结矿筛分， 成品烧结矿冷却机冷却 后运走。这种工艺流程的密闭形式及抽风点见文献6图 4-29，各抽 13 风点的气体温度、含尘浓度及抽风量见文献6表 4-
19、18。 2、其它产尘设备除尘 （1） 、冷烧结矿振动筛除尘抽风量 冷烧结矿振动筛一般采用大容积密闭罩，从上部抽风。抽风量可 按每 m 3 筛面积抽风 15002000m 3 /h 计算确定， （2） 、返矿和冷烧结矿矿槽的除尘抽风 返矿和冷烧结矿矿槽应做成密封的，矿槽口应以给矿设备做成整 体密闭罩，在罩子顶部和矿槽顶皆设抽风点，其抽风量为： 罩子顶部 L 罩=K1K2L1 m 3 /h 矿槽顶部 L 罩=K1（L2+K3L1） m 3 /h 式中：L1物料带入矿槽的风量，按文献6表 4-14 选取，m 3 /h； L2按 L2=3600fvf计算（不严密出风速取 1.0m/s）， m 3 /h
20、； 式中：f密闭罩上的漏风面积，m 2 ； vf密闭罩漏风面积上的计算排风速度，m/s。 K1因气温增高而增加的抽风系数， 按文献6表4-19选取； K2、K3风量分配系数，按文献6表 4-14 选取。 （3） 、链板运输机和胶带运输机除尘抽风量 输送热烧结矿和返矿时， 应在胶带运输机和链板运输机全长上做 整体密闭罩上部每隔 69 米社一条排风竖风道，排出热气流。热料 胶 带运输机转运点密闭罩及抽风罩见文献6图 4-30，其抽风量可按文 献6表 4-2 选取，然后根据料温按文献6表 4-19 给定数据附加和 分配后确定。 14 三、处理和输送湿热物料的产尘设备的除尘抽风量 1、烧结厂用于一次混
21、合的混合机排气量 （1） 、热返矿直接给入一次混合机的除尘排风量 用于一次混合的圆筒混合机的工艺配置和混合机的密闭方式及 抽风点见文献6图 4-31 所示， 圆筒混合机的抽风量可近似按文献6 表 4-20 确定。 （2）、 返矿预先加湿后给入圆筒混合机时的一次混合机的排风量 混合机采取文献6图 4-31 的密闭及排气方式， 其排气管经及概 略排气量见文献6表 4-20。 2、返矿加水地点的除尘抽风量 有些烧结厂为使混合料加水均匀，利于造球，返矿在进入一次混 合机之前的返矿胶带运输机上预先加水。 由于水直接洒到灼热返矿上 立即产生大量蒸汽，并带走大量粉尘，因此须设密闭和抽风。某 75m 2 烧结
22、机的生产实践，按季节不同，抽风量为 3000050000m 3 /h。 15 第三章 除尘设备 第一节 除尘设备的评价 评价除尘设备的工作性能有各项指标，如除尘效率、阻力、耗钢 量、一次投资费、运行费等等。 一、 除尘效率： % 100 1 2 1 = g g g 式中：g1、g2除尘器入口和出口空气中含尘浓度，mg/m 3 。 对粉尘为多种粒级时，除尘设备的除尘效率按下式计算： n n n + + = 2 2 1 1式中：1、2、n粉尘各种粒级的净化效率； 1、2、n粉尘各种粒级占总粉尘量的重量百分比。 当采用多级除尘设备串联作业时，其总效率为： ) 1 ( ) 1 )( 1 ( 1 2 1
23、 n n = 二、穿透率 P % 100 ) 1 ( = P 三、除尘器的压力损失P 2 1 P P P = 式中：P1、P2除尘器前后管道内平均全压，Pa。 四、除尘器的经济性 为了保证设计方案的技术经济合理，必须考虑除尘器的设备费用 和运行费用。除尘器的设备费用主要与材料消耗及辅助设备费有关； 16 而运行费与除尘器的压力损失有关， 通常压力损失大的除尘器的运行 费用高，因此在保证要求的除尘效率的前提下，应选用压力损失少的 除尘器，以保证经济运行，也是除尘系统所应注意的问题。 在各类除尘器中，电除尘器的设备费最高，袋式除尘器次之，旋 风除尘器最低。 除尘设备费用在整个除尘系统的初投资中占的
24、比例很 大。以铸造车间为例，采用旋风除尘器时，除尘器的费用占初投资的 2445%，采用自激式除尘器时约占 6070%，而采用脉冲袋式除尘器 时约占 7585%。 常用除尘器的性能及能耗见文献4表 19-19。 第二节 除尘器的分类 除尘设备的种类很多，习惯将其分为四类： 一、机械除尘器类：重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器。 二、过滤式除尘器类：袋式除尘器和颗粒层除尘器。 三、湿式除尘器类：喷淋塔、泡沫除尘器、冲击式除尘器、自激式除 尘器和卧式旋风水膜除尘器等。 四、电除尘器类：可根据荷电和分离区的空间布置不同分为单区电除 尘器和双区电除尘器。 第三节 除尘器的选择 一、选择除尘器应考虑的因素
25、 1、含尘气体的化学成分、腐蚀性、温度、湿度、流量及含尘浓度； 2、粉尘的化学成分、密度、粒经分布、腐蚀性、吸水性、硬度、比 电阻、粘结性、纤维性、可燃性和爆炸性； 17 3、净化后气体的排放标准； 4、除尘器的分级效率或总效率； 5、粉尘的回收价值及回收利用形式； 6、维护管理的繁简程度。 二、选择除尘器的步骤 1、根据所净化的气体和粉尘的性质和要求，参考文献6表 5-1 确定 能够用来净化的净化设备类型； 2、根据净化的要求，按前面的公式确定所求的净化设备的除尘效率； 3、根据安装地点的具体要求和要求除尘设备的效率，确定可用的除 尘设备和段数； 4、按上述三项确定的几种可用除尘设备中，选择
26、其设备投资和运行 费以及管理繁简情况等综合指标最佳者。 18 第四章 除尘系统设计 除尘系统由产尘设备密闭罩、排风罩、抽风管道、除尘器、通风机、 排风管道（包括烟囱） 、管道附件、排尘设备以及维护检测设施等组 成。它是将产尘设备散发出来的粉尘，通过抽风罩、管道送至除尘器 内净化，粉尘经排尘设备排出，净化后的气体经排气管道（或烟囱） 排至大气。含尘气体的这种运动是由通风机造成的，所以亦称机械通 风除尘系统。 第一节 除尘系统的设计和布置 一、除尘系统的型式 除尘系统可分为就地式、分散式、和集中式除尘系统三种形式。 就地式除尘系统：就是将除尘器直接坐落在产尘设备上，就地捕 集和回收粉尘。 分散式除
27、尘系统： 就是把一个或数个同一工艺流程中的产尘点抽 风合为一个系统，除尘器和通风机安装在产尘设备附近，一般由生产 操作工人看管，不需专人管理。这是一般除尘设计中常用的系统。 和集中式除尘系统：就是把多个产尘点或整个车间的产尘点，甚 至全厂的产尘点的抽风全部为一个除尘系统，可以设置专门的除尘 室，由专职人员管理。 二、除尘系统型式的确定 除尘系统的型式应根据工艺设备配置、 生产流程以及厂房等具体 条件，按以下原则确定： 1、同一生产流程上、同时生产并且产生同种类型的粉尘的设备的产 19 尘点，可以合并为一个除尘系统； 对于同时生产但产生的粉尘的性质不同的设备产尘点，一般不宜 合为一个除尘系统。
28、如果工艺生产允许不同种类粉尘混合回收处理时 也可以合为一个除尘系统，但具有下列情况严禁合为一个系统： （1） 、凡混合后有引起火燃烧或爆炸危险者； （2） 、 不同温度和湿度的含尘气体， 混合后有可能引起管道内结露者； （3） 、因粉尘性质不同，公用一种除尘设备，除尘效率差别较大者。 2、对于产尘设备比较分散并且厂房有安装位置的，应采用分散式或 枝状管网集中式除尘系统，例如选矿、烧结以及铸造厂等； 3、对于产尘设备比较集中，并有条件设集中除尘室的，应采用集中 式除尘系统，例如耐火材料厂。采用枝状管网系统时，抽风点最好不 超过 6 个，如超过 6 个最好采用集中管式管网系统。 二、排风罩的型式和
29、罩口风速 排风罩的型式：为了使排风罩口断面上的风速均匀，罩口应做成 圆形、方形或者矩形。排风罩的扩张角一般不应大于 60 0 。 排风罩口风速见文献6表 6-1。 三、除尘系统管网布置 1、除尘系统管网布置原则 除尘系统管网布置，应在满足除尘要求的前提下，力争简单、紧 凑、操作和检修方便、管道不积灰、磨损少，并且管路短、占地少、 投资少。 2、管道的敷设 20 为防止粉尘沉积堵塞， 并且阻力， 小管道的敷设应满足下列要求： （1） 、除尘管道应垂直或倾斜敷设。倾斜管道的倾斜角（与水平的夹 角）应不小于粉尘的自然堆积角，见文献6表 2-6，一般不应小于 45 0 ，最好不小于 60 0 。 （2
30、） 、布置管网时应尽可能地减少转弯。弯管的曲率半径 R 尽可能大 些，最小不应小于管道直径 D。 （3） 、分支管与水平或倾斜主干管连接时，应从上面或侧面接入。三 通的夹角一般不宜小于 30 0 ，最大不能超过 45 0 。 （4）、 除尘管道一般应明设，尽量避免暗设。 （5）、 除尘系统的排出管道，排出口一般应高出屋脊 1.01.5m,并应 考虑加固设施。 3、管道的设计 设计除尘管道时，必须考虑磨损、腐蚀、粘结以及爆炸等问题。 除尘管道应采用圆形的，其最小直径不应小于 80mm，管道壁应比 一般送风系统厚些，异形管还要加厚。对于矿石和金属粉尘，直径为 600mm 以下的钢风管，管壁最小可参
31、考文献6表 6-2 确定，直径大 于 600mm 的钢风管应按强度计算决定。 在异形管两侧和直管段的一定长度上，应设法兰连接。法兰连接 时的法兰及螺栓尺寸可参考文献6表 6-3 和表 6-4 设计。 四、除尘系统管网附件 1、管道支架 设在室内沿建筑物敷设的钢风管的支架间距：水平安装时，直径 21 小于 380mm 的，不大于 4 米；直径大于 380mm 的不大于 4 米。垂直安 装时，支架不应小于 2 个。拉绳和吊架不 应直接固定在风管法兰上。 直径大于 600mm 和室外的管道支架应按计 算决定。 2、管道伸缩的补偿 输送温度较高气体的管道和输送常温的室外管道， 由于受到温度 变化的影响
32、要发生膨胀和收缩，所以必须安装补偿器以消除热应力， 保证管网的稳定和牢固。 3、管道的清灰 除尘管道由于受到安装地点的条件限制或除尘系统长期停运后， 均可能使管道内积灰，因此在设计中还必须考虑清理管道积灰的措 施。 4、除尘系统调节 除尘系统在施工安装完毕或运行一段时间之后，常常与设计或实 际条件不符，所以需要进行启动调节，以保证除尘效果。为此需在除 尘系统管网的下列地点设置调节闸阀。 （1） 、连接排风罩的管道上设置阀门； （2） 、通风机前的管段上一般应设符合启动阀门； （3） 、比同时工作的分支管段上设关断阀门； （4） 、对于枝状集中式除尘系统上的主、分管段上设置调节及关断阀 门。 用
33、于一般除尘系统的闸阀可按国标 T302（文献6图 6-5图 6-10 22 和图 6-19）选用；用 于大型高温气体除尘系统的闸阀可参考文献6图 6-11图 6-18 选 用。 5、除尘系统的检测装置 在除尘系统管网设计中应预留测定孔洞和装设测量或控制仪表。 除尘系统测定项目有气体的流速、流量、温度、压力（阻力） 、含 尘浓度以及粉尘的成分、粒度等。对于一般的除尘系统的现场测定只 做流速、流量、温度、压力及含尘浓度等几项测定，通常不装设固定 的测定仪表，仅预留出测定孔即可；对于大型的或者需要自动控制和 远程操作的除尘系统，许装设固定的检测装置。 6、风帽 为防止雨雪落入除尘系统，管网的排风管上
34、应设风帽。对于一般 除尘系统可采用文献6图 6-21 圆伞形风帽。 五、除尘系统管道内的风速 除尘系统管道内的风速可参考文献6表 6-23 确定。除尘设备后 的管道内气体速度，一般取 812m/s。 大型除尘系统采用砖或混凝土风道时，风道内的风速常采取 68m/s；垂直风道出口风速取 1020m/s，高度应按排放标准的要求 确定，但最小要比周围 200m 内最高建筑物的最高点高出 5m。 六、防火防爆 处理易燃易爆的粉尘时， 应严格遵守防火防爆有关规定标准的要 求进行设计。 23 第二节 除尘系统管网计算 一、除尘系统管道的阻力计算 1、基本原理 （1）、流 量 v D L 2 4 3600
35、= 或 bv a L = 3600 式中：L气体流量，m 3 /s； D圆形管道时的管道直径，m； v管道内的气体流速，m/s； a、b矩形风管时的管道内边长，m。 （2）、阻 力 + = 2 2 2 2 v l D v H 或 + + = 2 ) /( 2 2 2 2 v l b a ab v H 式中：局部阻力系数和（见文献6附录和见文献 4p817p852）； 摩擦阻力系数，见下式； 空气密度，kg/m 3 ； l管道长度，m。 其余符号同上。 （3） 、摩擦阻力系数： ) Re 51 . 2 71 . 3 log( 2 1 + = D K 24 或 ) Re 51 . 2 ) /( 2
36、 ( 71 . 3 log( 2 1 + + = b a ab K式中：K管壁绝对粗糙度，mm； Re雷诺数； ) ( 2 b a ab + 矩形风道的流速当量直径，m。 其余符号与前同。 （4） 、雷诺数 v b a ab vD ) ( 2 Re Re + = = 或 式中： 运动粘力系数（见文献6表 2-17）， m 2 /s。 其余符号与前同。 2、除尘系统计算风量的确定 除尘系统管网各管段的计算风量， 按通过该管段的实际风量确定， 即包括有效风量和不可避免的漏风两部分。 连接抽风罩分支管的抽风量，按抽风点的实际风量确定；分散式 除尘系统各管道的计算风量，按它所连接的全部抽风点的抽风量计
37、 算，一般不考虑个别抽风点间歇工作的修正。 大型除尘系统，间歇抽风点较多、风量较大时，按同时工作的抽 风点数量最多时的抽风量计算，同时考虑非工作抽风点的抽风量的 1520%的漏风附加。各间歇工作的支管段上，应设有开启灵活、严密 的阀门，并尽可能与工艺设备连锁。 因为大型除尘系统管道，常常受到施工质量和生产振动等因素的 25 影响，可能产生漏风，所以在计算风量时亦应按管道的长短和繁简程 度考虑风量附加。附加系数一般不大于 10%，最大不超过 15%。对于 小型分散式除尘系统， 在管径和阻力计算中可不考虑漏风影响。 但是， 在选择风机时无论小型或大型除尘系统都必须考虑管道漏风。 对于大 型除尘系统
38、，计算主干管的计算风量时，应包括分支管的漏风量。 有些除尘器在负压下操作，漏风是不可避免的，例如电除尘器和 袋式除尘器的检修门等，所以，除尘器以后的管道和选择风机的计算 风量应考虑这部分漏风附加。根据实践可按文献6表 6-24 选取。 3、管道阻力平衡计算的要求 除尘系统具有两个以上的抽风点时，各分支管段之间需做管道阻 力平衡计算，尽可能使各环阻力平衡，阻力差应小于 10%。 例如除尘系统有两环，A 环阻力 H 1，B 环阻力 H2，且 H1H2，此时 两环阻力差不准超过如下所示比例值： % 10 1 2 1 = H H H 在除尘系统管道阻力平衡的计算中，一般应考虑用闸阀等作为调 节手段来调
39、节风量及风压，以达到环路平衡。 4、管道阻力平衡的快速计算法 除尘系统各支管段之间在进行阻力平衡计算时，用试凑办法计算 很烦琐，为了加快计算速度，采用如下快速平衡计算近似计算，则很 容易达到各环间的阻力平衡。 225 . 0 0 0 ) ( H H D D = 26 式中：D0达到平衡时的管经，mm； D初算时的管经，mm； H0作为平衡标准的压力损失，Pa； H初算时的压力损失，Pa。 5、除尘系统的总阻力 一般除尘系统的总阻力应包括系统的管道阻力和设备阻力两部 分。 管道阻力包括密闭罩、抽风罩、抽风管道、排风管道、风帽及管 道附件等。对于分散式除尘系统，为了简化计算，在管道阻力计算中 不考
40、虑管道漏风附加，所以求得的阻力偏小；同时，由于施工不一定 完全达到设计要求，所以管道阻力全部计算完之后，还应乘以附加系 数，一般取 1520%。 除尘器阻力一般不附加，这是因为除尘器是按实际处理风量（包 括管网的漏风） 选择的； 除尘器本身漏风时对有些除尘器是不允许的， 有些（如电除尘器、布袋等）则是选择除尘器应考虑的；即使除尘器 漏风也不增加除尘器的阻力，而是或者增加除尘系统的风量，或者减 少各抽风点的抽风量。 除尘系统总阻力 H 为：H=H 计+H 除 式中： H除尘系统计算总阻力，Pa； H 计除尘系统管道阻力，Pa； H 除除尘器阻力，Pa； 27 二、通风机和电动机的选择 1、通风机
41、型式的选择 根据除尘系统中输送的气体和粉尘的性质， 参考如下原则确定和选 用通风机型式。 （1） 、气体温度在 80 0 C 以下，选用常温通风机；气体温度在 80 0 C 以 上的，选用耐温的锅炉引风机。 （2） 、通风机布置在除尘器之前的，选用排尘通风机；通风机布置在 除尘器之后的，可选用普通离心通风机。 （3） 、气体或粉尘具有爆炸危险性的，应选择防爆通风机。 （4） 、除尘系统总阻力大于 30003500Pa 的，选用高压离心通风机； 阻力小于 30003500Pa 的，选用中低压离心通风机。 2、选择通风机时的计算风量和计算风压 L K L L B = H K H p B = 式中：
42、 B B H L 、 选择通风机用的风量、风压； H L 、 通风除尘系统的计算总风量、总风压； l K 风量附加安全系数，一般送、排风系统 l K =11.1， 除尘系统 l K =1.11.15,气力输送系统 l K =1.15; p K 风压附加安全系数， 一般送、 排风系统 p K =11.15， 除尘系统 p K =1.11.15, 气力输送系统 p K =1.2。 28 3、通风机和电机的选择 （1） 、通风机选择 根据选择通风机时的计算风量 LB和计算风压 HB， 以及确定的通风 机型式，按照通风机样本选择通风机。 （2）电动机选择 电动机功率： e N N K N = 式中：N
43、电动机功率，kW； KN电动机轴功率的安全系数，按下表采用； Ne电动机轴功率，Kw。 m B B e H L N = 3600式中：风机效率，%，由风机样本给出； m机械效率，转动不同，机械效率不同。电动机直接转 动为 100%，联轴器直接转动为 98%，三角皮带转动为 95%。 电动机轴功率的安全系数 电动机轴功率（kW） KN 离心通风机 轴流通风机 0.5 1.5 1.2 0.511.00 1.4 1.15 1.012.00 1.3 1.1 2.015.00 1.2 1.05 5.01 1.15 1.05 通风机的性能参数是在标准状态（大气压为 101.325kPa,温度为 25 0
44、C，相对湿度为 50%）下得出的，如实际情况不是标准状态，通风 机实际性能就会变化。因此选择通风机时应对参数进行换算，换算的 关系如下： 29 风量： 样 实 L L = m 3 /s 风压： 2 . 1 实 样 实 H H = Pa 功率： 2 . 1 实 样 实 N N = Kw 式中：L 样、H 样、N 样风机样本上的风量、风压和功率； L 实、H 实、N 实风机在实际工况下的实际风量、风压和 功率； 实实际工况下的空气密度，kg/m 3 。 三、除尘系统设计步骤 除尘系统设计大致可按以下步骤进行。 1、详细地了解工艺流程、工艺设备及其配置情况，根据在生产过程 中粉尘的散发情况，确定密闭
45、罩形式和抽风点位置。 2、根据工艺设备的工作情况和密闭状态，决定除尘点的抽风量。 3、根据工艺生产情况、抽风点的位置和数量，划分除尘系统。 4、根据抽风点气体中所含粉尘的性质、含尘浓度、气象条件、厂址 状况，按净化设备性能及卫生要求，决定净化设备的型式和数量（一 段或数段） ，具体布置除尘器的位置。 5、布置管道位置走向，绘制平断面草图和系统图。 30 6、计算系统阻力 （1）、 在除尘系统图上，标出各抽风点的抽风量，各段管道通过的风 量以及管道长度。 （2）、 对系统进行全部编号，首先从系统中管道最长的一环（也叫最 不利环）作为计算环路，进行编号、然后再把与计算 环路联结的其它环路进行编号
46、、 、 ，一般把风量开 始变化处以及设备联络处作为编号点。 （3）、 按除尘管道计算表分项计算填写，当管网各环的环差达不到平 衡时，则采用管道快速平衡计算法进行平衡计算。 31 除尘系统管网阻力计算表 管 段 编 号 风量 （m 3 / s） 管 径 （m m） 管 内 风 速 v （m /s） 管 长 l （m ） 每 米 长 摩 擦 阻 力 D l D 值 局 部 阻 力 系 数 + l D 动 压 2 2 v （P a） 管段阻 力 2 ) ( 2 v l D + （Pa） 累 积 阻 力 H （P a） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 - - （7） 选择通风机和
47、电动机。 （8） 选择管道附件。 （9） 绘制施工图。 32 第五章 粉尘处理 对于除尘器收集的粉尘或排出的含尘污水，应根据生产条件，除 尘器类型，粉尘的回收价值和便于管理等因素，采取妥当的回收或处 理措施。生产允许时，应纳入生产流程或直接利用。一般说来，干式 除尘所收集的粉尘是比较好处理的， 而湿式除尘排出的含尘污泥水的 处理则比较复杂。 粉尘的回收与处理方法。 一、干式除尘系统所收集的粉尘的处理 1、干法回收 干式除尘系统所排出的干粉尘，不加处理，直接输送与回收。这 种方法简单方便。但是，在直接输送以及在回收到工艺系统之后的输 送过程中，还要产生二次扬尘，卫生和劳动条件较差，所以在一般情
48、况下不推荐采用。 2、湿式处理 将干式除尘器排出的粉尘，用加湿设备加湿处理运输过程不产生 粉尘的湿度（一般含水量为 612%） ，然后输送与回收。这种方法较 干法回收增加了粉尘加湿设备，这就防止了二次扬尘，并可用敞开的 设备（如胶带运输机）输送，可确保回收量，实际效果也很好。这是 一种较好的处理与回收方法，对于粉尘量大、除尘设备较集中的，应 广泛推荐采用。 3、水力输送 干式除尘设备捕集下来的粉尘用水冲出后，靠自流或砂泵输送至 33 排放地点或集中回收地点。这种输送方法，彻底地防止了二次扬尘， 卫生效果好，但是，粉尘和水的回收困难，投资大，在一般情况下很 少采用，只有在某些特定条件下才采用这种方法。 二、湿式除尘系统排出的含尘污水的处
