当前位置: 输送机 >> 输送机介绍 >> 布袋除尘器通风管道的设计与计算通风除尘
一个完整的除尘系统包括吸尘罩、通风管道、除尘器、风机四个部分。通风管道(简称管道)是运送含尘气流的通道,它将吸尘罩、除尘器及风机等部分连接成一体。管道设计是否合理,直接影响到整个除尘系统的效果。因此,必须全面考虑管道设计中的各种问题,以获得比较合理、有效的方案。
1、管道构件
1.1 弯头
弯头是连接管道的常见构件,其阻力大小与弯管直径d、曲率半径R以及弯管所分的节数等因素有关。曲率半径R越大,阻力越小。但当R大于2~2.5d时,弯管阻力不再显著降低,而占用的空间则过大,使系统管道、部件及设备不易布置,故从实用出发,在设计中R一般取1~2d,90°弯头一般分成4~6节。
1.2 三通
在集中风网的除尘系统中,常采用气流汇合部件——三通。合流三通中两支管气流速度不同时,会发生引射作用,同时伴随有能量交换,即流速大的失去能量,流速小的得到能量,但总的能量是损失的。为了减小三通的阻力,应避免出现引射现象。设计时最好使两个支管与总管的气流速度相等,即V1=V2=V3,则两支管与总管截面直径之间的关系为d12+d22=d32。
三通的阻力与气流方向有关,两支管间的夹角一般取15°~30°,以保证气流畅通,减少阻力损失。三通不能采用T形连接,因为T形连接的三通阻力比合理的连接方式大4~5倍。
另外,尽量避免使用四通,因为气流在四通干扰很大,严重影响吸风效果,降低系统的效率。
1.3 渐扩管
气体在管道中流动时,如管道的截面骤然由小变大,则气流也骤然扩大,引起较大的冲击压力损失。为减小阻力损失,通常采用平滑过渡的渐扩管。渐扩管的阻力是由于截面扩大时,气流因惯性作用来不及扩大而形成涡流区所造成的。渐扩角а越大,涡流区越大,能量损失也越大。当a超过45°时,压力损失相当于冲击损失。为了减小渐扩管阻力,必须尽量减小渐扩角a,但a越小,渐扩管的长度也越大。通常,渐扩角a以30°为宜。
1.4 管道与风机的接口及出口
风机运转时会产生振动,为减小振动对管道的影响,在管道与风机相接的地方最好用一段软管(如帆布软管)。在风机的出口处一般采用直管,当受到安装位置的限制,需要在风机出口处安装弯头时,弯头的转向应与风机叶轮的旋转方向一致。
管道的出口气流排入大气,当气流由管道口排出时,气流在排出前所具有的能量将全部损失掉。为减少出口动压损失,可把出口作成渐扩角不大的渐扩管,出口处最好不要设风帽或其它物件,同时尽量降低排风口气流速度。
2、管道配件
2.1 清扫孔
清扫孔一般设于倾斜和水平管道的侧面,异形管、三通、弯管的附近或端部。清扫孔的制作应严密、不漏风。
2.2 调节阀门
集中式除尘系统阻力不平衡的情况在运行中是难免的,因此,在与吸尘罩连接的垂直管段上设调节阀门。常见的调节阀门有蝶阀斜插板阀等,在吸入段管道上,一般不容许采用直插板阀,因为它容易引起管道堵塞。作为调节风量用。无论是斜插板或蝶阀,都必须装设在垂直管段上。因为阀板前后产生强烈的涡旋,粉尘很容易沉积,如果这类阀板装在斜管或水平管段上,沉积粉尘还会妨碍阀板的开关或堵塞管道。
2.3 测定孔
除尘系统在运行前应进行启动调节,运行过程中也要进行空气动力性能测定,因此管道上要事先留出调节和测试用的测定孔。
测定孔的开设位置尽可能避开气流的涡流区,一般设置在:(1)与吸尘罩连接的管段上:(2)除尘器前后的管段上;(3)风机进出口管段上,(4)对除尘器应设在能够显示出设备本身的压力损失的部位。
2.4 法兰盘
除尘管道一般用钢板焊接制作,采用法兰盘式连接,便于拆卸清理。法兰盘中的衬垫可用胶皮或在水中泡湿的和在干性油内煮过并涂了铅丹油的厚纸垫。输运不超过70℃的正常湿度的空气的管道可以用厚纸垫,超过70℃则用石棉厚纸垫或石棉绳。
3、管道布置
(1)管道布置力求简单,尽可能垂直或倾斜装设,倾斜角一般不得小于50°,使管道内的积尘能自然滑下。
(2)分支管与水平管或主干管连接时,一般从管道的上面或侧面接入。
(3)管道一般采用圆形截面,因为方形、矩形截面管道四角会产生涡流,易积粉尘。最小直径一般不小于mm,以防管道堵塞。
(4)管道不宜支承在设备上(如通风机外壳),应设支、吊架。钢制管道水平安装时,其固定件的间距,当管径不超过mm时,不大于4m;超过mm时,不大于3m。当垂直安装时,其固定件的间距不大于4m,拉绳和吊架不允许直接固定在法兰盘上。
(5)为减轻风机的磨损,宜将除尘器装置置于风机之前。
以上是管道设计应注意的几个问题。在实际设计中,管道的直径、风速和流量,还要根据实际情况进行阻力计算,在保证使用效果的前提下,使输运气流的能耗最小。
除尘器管径的确定
在确定布袋除尘器收尘系统各管段的管径时,要考虑到除尘器管道内的低流速。所谓低流速,就是防止粉尘在除尘管道内沉积堵塞所必需的低气流速度,这一流速主要取决于布袋除尘器处理粉尘的性质和管道的倾斜情况。
除尘器收尘系统管道中流速不是越高越好,流速过高,虽然管道断面可以减少,管道重量减轻,但会增加布袋除尘器系统管网的压力损失,致使除尘器能耗增加,还会增加对管道的磨损。因此,设计除尘系统管网时要综合几方面的因素来选择除尘器管道中的流速。
处理高温烟气的脉冲布袋除尘器管网的设计:高温气体的压力降会小一些,例如℃时的阻力比常温时约减少10%。因此,当除尘器管道输送高温气体时,管内风速可适当加大。布袋除尘器负压大时,实际风速比计算风速高一些,为使除尘器管道内风速不提高,应适当增大管径。在布袋除尘器风机选型中也应充分重视这一问题。处理高温含尘气体的除尘器管道与处理常温含尘气体的除尘器管道的流速有所不同,管道内风速与集灰情况也有密切的关系。
倾斜除尘管道会因粉尘由于重力作用在管内向下滑动,粉尘不易沉积,一般可选用小于18m/s的风速,输送煤粉制备系统的含煤尘气体,除尘器管道风速可适当取大一些,可取20-22m/s的风速,垂直除尘管道因粉尘在管内是垂直下落,风速低也不会堵塞管道,所以风速可取小于15m/s的风速,所有行业的除尘器系统管道都应尽量避免采用水平管道,实在无法避免时,风速应取值大一些,一般除尘器管道风速不小于18m/s。
除尘管道应尽量减短及减少过多的转弯。管道应明设避免地下敷设,这样便于管理和维修。管道应尽量设计成垂直的或倾斜的,防止灰尘降落堵塞管道。但大部分达不到这种要求,水平走向的管道较多。为了防止灰尘降落堵塞管道,风道内的风速一般选择较大值,见“工厂采通手册”表1-56。根据实际调查的情况水平管道的风速对于型砂除尘一般采用22-25米/秒。为了便于清理管道,可在水平管道的侧面、弯头、三通、异形件处增设清扫孔。为了减少弯道的阻力,管道在转弯处的弯曲半径=1.5~3d(d-风管的直径),风管的截面一般采用圆形,所用的材料一般为1.5~2毫米厚的铁板卷制而成。在计算管道的阻力时为了使各支管除尘效果一致,应使主管道与各相应的支管道的阻力损失平衡。
除尘器通风管道直径选取的计算公式
管道直径的平方=4x风量÷0x3.14x管道风速
比如00m3/h风量的管道所需要的管径计算,假如管道风速按18m/s计算
4x00÷0x3.14x18=0.然后0.开平方得0.米,凑整选0.米即mm
为了避免袋式除尘器管道发生堵塞,根据粉尘性质,含尘气体中含有细小粉尘管道小直径应不低于¢mm,含尘气体中含有较粗颗粒粉尘管道小直径应不低于¢mm,含尘气体中含有黏性粉尘或较大块状混合粉尘的管道小直径应不低于¢mm。
布袋除尘器吸尘罩的制作要点
整套除尘系统一般是由吸尘罩、风管、除尘器设备,通风机等组成,其中吸尘罩是确保除尘效果的关键部件之一。但有些通风除尘系统忽视了吸尘罩的设计和使用,会导致不能完全地控制和捕集扬尘点的粉尘,要么吸走粉状物料,产生不必要的损失,同时还增加了除尘设施的负荷。
吸尘罩的作用是依靠通风机的抽力使其除尘设备内部形成一定的负压,使得吸尘罩囗附近的含尘气流形成一定的速度场,以控制粉尘的扩散,并将它捕集、吸入罩内。吸尘罩的样式和安装要看实际的工艺特点、操作方式、粉尘的理化性质及扩散规律等因素予以综合考虑,在设计时要注意下面的几点。
1.为了不影响正常的操作与除尘机组检修,可分别选择伞形罩、密闭罩等样式的吸尘罩,吸尘罩的形状和大小要利于粉尘的捕集,伞形罩的罩口面积不能小于扬尘点的水平面积,为保证使罩口风速均匀,伞形适合留s60度的扩张角。
2.吸尘罩囗设有法兰边、围档或裙边,以预防室内气流的干扰和节约排风量,法兰宽度可以在~mm.罩囗风速应适宜,视粉尘的比重,粒径及扩散规律、室内气流和距尘源的远近程度等因素来定,一般在1~3m/s以上,以保证控制风速达到0.25~1.0m/s.
3.当吸尘罩内的负压控制不住粉尘的飞扬而从孔缝处逸出时,可适当加大罩子的容积,使含尘气流在到达罩壁之前飞溅速度已有较大的衰减,从而免除了粉尘的冲击和外逸,必要时可在吸尘罩的底部加设灰斗。
4.吸尘罩靠近扬尘点处,容易抽走大量粉尘,应在靠近吸尘罩的排风管上设置分离装置,预先沉降粗尘以减轻对管道的磨损及除尘设施的负担。
5.密闭罩不宜与排风管直接相连,应采用渐缩罩作过渡连接,其位置应避免正对粉尘的溅射方向,同时不要靠近罩子的敞口处,以防破坏罩内负压的分布。
除尘设备吸尘罩的形式,根据产生尘源的设备、工作环境的要求不同,可以是多种多样的,但无论是哪种形式的吸尘罩在设计时都应该遵循通、近、顺、封、便的原则。通:就是粉尘能畅通地被吸走。近:就是吸尘罩要尽量靠近尘源。顺:在生产中,必须在顺着粉尘飞溅的方向设置罩口正面对着含尘气流的吸尘罩,使吸尘罩充分利用含尘气流的动能,以提高捕集效果。封:就是在不影响操作和生产的前提下,吸尘罩应尽可能将尘源包围起来。这样有利于用较少的抽风量达到收尘效果。便:就是吸尘罩的结构设计应便于操作,便于检修。通、近、顺、封、便这五个方面是一个整体,不可分割,但也常常发生矛盾,尤其是近、顺、封与便更是常发生矛盾。当吸尘罩和尘源设置太近时,操作往往不方便。所以,设计过程也是正确处理这些矛盾的过程。
除尘设备的吸气罩口气流运动方式分为两类:一类吸尘设备是吸气口气流的的吸入流动;还有一类是吹气口气流的吹出流动。一类的使用比较的广泛。吸气口气流是周围空气向中间流动一种空气流动方式。通常吸尘设备吸气口吸气时,就会在附近形成负压,周围空气从四面八方流向吸气口,形成吸入气流或汇流。如果吸气口面积较小时,就能够被视为“点汇”。气流形成以吸气口为中心的径向线和以吸气口为中心的等速球面。从上述来看,点汇外的一点的流速与该点至吸气口距离的平方构成反比。所以在进行吸尘设备集气罩设计时,需要尽可能的减少罩口到污染源的距离,这样能够将捕集效率提升。如果在吸尘设备吸气口的四周安装挡板,吸气范围将会减少,其等速面积减少为半球面,则吸气口的吸气量在同样距离上形成一致的吸气速度时,吸气口不设挡板的吸气量比加设挡板要大一倍。所以说在设计外部集气罩时,一定要尽可能的减少吸气范围,以减小集气吸尘罩的工作原理,增强控制效果。其次,吸尘设备吸气罩相关的注意事项:1、注意安装吸尘设备吸气罩的位置,一定要确保吸气罩内负压均衡,减少含尘气流从罩内逸出或将粉料吸出。比如在卸料溜槽与胶带机倾斜交料时,吸气罩需要安装在溜槽的前方;当卸料溜槽与胶带机垂直交料时,吸气罩需要安装在溜槽的前方和后方。2、通常在处理或输送热物料时,需要在密闭装置的顶部设置吸气罩;也可以在给料点或受料点的上下位置设置抽风吸气罩。3、除尘设备吸气罩要远离露天孔洞,像是操作孔、观察孔、出料口等,这样是为了减少吸入罩外空气,防止增加除尘器的工作量。比如在胶带机受料点吸气罩前必须设遮尘帘,一般是用橡胶带、帆布带等制成的。4、将吸尘设备吸气罩的位置不影响操作和检修作为准则。和罩相接的一段管道要进行垂直设置,防止进入物料造成管道堵塞。
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