旋风除尘器设计说明书 黄晓东

《大气污染控制工程》 课  程  设  计     目：切流旋风除尘器的设计 专    业：环境工程 指导教师 ：杨伟华 学生姓名：黄晓东 学    号：09234045 2012年10月 切流旋风除尘器设计说明书 摘 要 论文主要介绍了旋风除尘器各部分结构尺寸的确定以及旋风除尘器性能的计算。以普通旋风除尘器设计为基础，结合现代此类相关课题的研究方法，设计出符合一定压力损失和除尘效率要求的除尘器，在CAD软件辅助设计的基础上，绘制切流式旋风除尘器外形图，蜗壳尺寸图，蜗壳出口法兰图。本文分以下几部分对以上内容进行了讨论：首先，通过查阅资料计算出切流式旋风除尘器各部分尺寸；其次，绘制出旋风除尘器蜗壳尺寸图，蜗壳出口法兰图；最后，整理资料，选取与论文相关的英文文献进行翻译完成设计说明书。 关键词：旋风除尘器 压力损失 除尘效率 The design of efficiently whirler-type dust catcher Abstract This paper mainly introduces the determination of the whirler-type dust catcher’s size of structure for every part and the calculation of the performance for the whirler-type dust catcher . It is based on the design of ordinary cyclone and combined with modern research methods of such related topics. Then the whirler-type dust catcher which is in accordance with the requirements of pressure drop and the effieieney of dustremoval is designed.The drawing of the assembly drawing ,part drawing and dust control system schematic is based on the CAD,a software for aided design.This article is divided into several parts of following to be talked over：at first, calculating the whirler-type dust catcher’s size of every part by searching materials,then drawing the assembly drawing and part drawing of the whirler-type dust catcher.at last,collating information and selecting a piece of English literature which is related to the papers and translating it to complete the synopsis for the design. Keywords: Whirler-type dust catcher  Effieieney of dustremoval  Pressure drop 旋风除尘器的设计 原始资料： 有一台锅炉，处理烟气量Q＝15000m3/h，排烟温度T＝180℃，浓度气体性质、粉尘密度ρp＝2000g/m3，粒度分布见，要求效率＞80%, 设计二台串联旋风除尘器。 粒径范围μm 1~5 5~10 10~30 30~60 60~80 ＞80 平均径dp 3 7.5 20 45 70 90 质量频率ΔD％ 6 12 22 29 18 13 筛分理论分级效率 0.628 0.542 0.876 0.991 0.999 1               1旋风除尘器各部分尺寸的确定 1.1形式的选择 根据国家的粉尘排放标准、粉尘的性质、允许的阻力和制造条件、经济性合理选择旋风除尘器的形式，选通用型旋风除尘器。 1.2 确定进口风速 根据推荐取Vc=18m/s。 1.3 确定旋风除尘器的尺寸 （1）进气口面积A的确定 进气口截面一般为长方形，尺寸为a和b，根据处理气量Q和进气速度Vc可得 A=Q/3600Vc=0.23m2 取尺寸比H/W=2.5， A=HW 所以H=0.76m，W=0.30m 实际风速为：Vc=Q/（3600×0.76×0.30）＝18.27m/s （2）筒体尺寸的确定 一般旋风除尘器的直径越小，气流的旋转半径越小，粉尘颗粒所受的离心力越大，除尘效率越高。但是过小的筒体直径，和排气管太近，可能造成大直径颗粒反弹至中心被气流带走，使除尘效率降低，另外还可能引起筒体内堵塞。因此，一般筒体直径不宜小于50~75mm。 取a＝0.5 D0 ， D0 = H1＝1.52m （3）排气管高度的确定 De＝ 0.5D0 ＝ s＝H＝0.76m （4）椎体尺寸的确定 H 2 ≥ L－ H 1 ≈2D0 ＝ 3.04m （5）排尘口尺寸的确定 Dd ＝1/3D0 ≈ 0.51m 2．旋风除尘器的效率检验 已知处理烟气温度T＝180℃，查表或用公式可得常压下烟气密度ρg＝0.8kg/m3，动力黏度μ＝2.5×10-5 Pa·s。 (1) 由几何尺寸，计算自然返回长 L=2.3 D0(De2/HWi)1/3=2.3×1.52×（0.762/0.76×0.3）1/3≈ 4.75m （2）由筛分理论，计算粉尘分割径为 （3）计算分级效率、总效率 计算总效率 因ηT ＞85%，故满足设计要求。 3.压力损失估算 压力损失取上限，旋风除尘器阻力近似为1300Pa。 2旋风除尘器压力损失及除尘效率 2.1计算压力损失 参照《现代机械设备设计》.非标准机械设备设计③压力损失通常用旋风除尘器进出口全压差来表示，在实际计算中引入一个阻力系数ζ ζ= K 由于该旋风除尘器设计为无叶片标准的切向进口，《现代机械设备设计手册》.非标准机械设备设计③表23.1-50，取K=7.5  ζ=7.5× =5.1 参照《现代机械设备设计手册》.非标准机械设备设计③式23.1-80压力损失公式Δp=ζ ρ得 ΔP=5.1× ×1 =826.9 3.2除尘效率的计算 （1）分级除尘效率 由《除尘器》图1—6查得旋风除尘器分级除尘效率公式为 式中 x—取平均粒径。 所以，各分级粒径的除尘效率为： =63 =71.4 =86.6 =94 =98 =99 （2）总除尘效率 根据除尘效率公式 得 6μm以下  =9.5（%） 6~8.5μm  =6.4（%） 8．5~12μm  =9.5（%） 12~16μm    =11.3（%） 16~23μm    =12.7（%） 23μm 以上  =39.6(%) 所以，总除尘效率为 =9.5（%）+6.4（%）+9.5（%）+11.3（%）+12.7（%）+39.6(%) =89（%） 4 连接方式的选择 法兰尺寸如图3—4所示 图3—4法兰尺寸示意图 （1）筒体与椎体的连接 根据工艺条件、温度、压力、介质及公称直径，由《化工设备机械基础》表6-4可知采用甲型平焊法兰。由表6-1可采用平面密封面，垫片材料选用石棉橡胶板，从表6-3中查得垫片宽度为17.5mm。法兰的各部分尺寸从附录14表32中查得 DN=800mm D=915mm D1=880mm D2=850mm D3=840mm D4=837mm b=36mm d=18mm 螺栓规格为M16，共32个。 （2）锥体与灰斗的连接 根据工艺条件、温度、压力、介质及公称直径，由《化工设备机械基础》表6-4可知采用甲型平焊法兰。由表6-1可采用平面密封面，垫片材料选用石棉橡胶板，法兰的各部分尺寸从附录15表36中查得 DN=60mm D=160mm K=130mm L=14mm 螺栓规格为M12，共4个。 （3）出气口与外部管道的连接 根据工艺条件、温度、压力、介质及公称直径，由《化工设备机械基础》表6-4可知采用甲型平焊法兰。由表6-1可采用平面密封面，垫片材料选用石棉橡胶板，法兰的各部分尺寸从附录114表32中查得 DN=240mm D=355mm D1=320mm D2=290mm D3=280mm D4=277mm b=30mm d=18mm 螺栓规格为M16，共12个。 （4）进气口与外部管道的连接 由于矩形进口与筒体相切处接触面积大于圆形进口与筒体相切处的接触面积，所以选择矩形进口。法兰采用方形法兰。 结论 在查阅了相关资料的基础上，通过上述讨论，根据所要设计的旋风除尘器的特点设计出了一套基本符合现在使用条件的旋风除尘器。 （1）通过了解我国现在大气污染状况，查阅相关资料，了解气体中粉尘的性质以及除尘的重要性； （2）查阅和整理各方面资料，了解旋风除尘器各方面性能及影响因素； （3）运用相关公式，设计计算出旋风除尘器各部分尺寸并计算除尘效率，对所选用零部件的强度进行校核； （4）通过了解除尘系统的除尘机理和其中各部分的工作情况，绘制出了通风除尘系统图，并根据计算出的旋风除尘器各部分尺寸绘制出旋风除尘器装配图和各零部件图。 致谢 在三个多月的毕业设计的过程中，首先我衷心地感谢带我设计的高秀媛老师，她不辞辛苦的指导给予了我莫大的帮助，为我的设计提出了多种设想与构思，在我在设计中最迷茫的时候为我的设计思路指出了明确的方向，带领我圆满地完成了本次设计。老师在学术和为人师表方面都起着令人敬佩的表率作用，她平易近人的性格，一丝不苟的治学态度，独到的见解，都给我留下深刻的印象。 在设计过程中，老师尽量让我通过实践，多看多听，通过现有的产品与资料多实践，多动脑，想出具有自己见解的设计思路。通过设计的常规思路加上自己的见解坚持不懈地走下去，当遇到困难时，耐心冷静地去克服、去解决，培养了我独立解决问题的能力，为自己以后的工作和学习中独立解决问题打下了坚实的基础。在设计中遇到了问题时，老师给予我及时的指导，把我的设计思路引上正轨，使问题得到解决。设计快结束了，但老师无微不至和不辞辛苦的指导使我终生难忘，我会永远地记住这次设计，会记住曾经热心指导我的高老师，在即将离校之日，让我再衷心的说一声：“谢谢您！老师。” 感谢唐山天元化工设备有限公司全体领导与员工对我无私的传授，使我加深了对旋风除尘器的了解，对我以后的设计有了很大的帮助。 感谢唐山学院机电工程系和所有授予我知识的敬爱的老师们三年来对我的培养！你们对我热心深刻地指导我将永远铭记在心。最后，感谢在百忙之中参与评阅论文的各位专家评委老师，你们辛苦了。 参考文献 [1]  中国石化集团上海工程有限公司组织编写,金国淼等编.除尘器.北京:化学工业出版社,2008.4 [2]  张殿印,王纯主编.除尘器手册.北京:化学工业出版社,2004.10 [3]  张建英,蒋运茂主编.工业防尘手册.劳动人事出版社,1989年10月第一版 [4]  范祖尧主编.现代机械设备设计基础手册 第3卷:非标准机械设备设计.北京:机械工业出版社,1996.10 继续阅读