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MORE布袋除塵器通風管道的設計與計算
一個完整的除塵系統(tǒng)包括吸塵罩、通風管道、除塵器、風機四個部分。通風管道(簡稱管道)是運送含塵氣流的通道,它將吸塵罩、除塵器及風機等部分連接成一體。
管道設計是否合理,直接影響到整個除塵系統(tǒng)的效果。因此,必須全面考慮管道設計中的各種問題,以獲得比較合理、有效的方案。
1、管道構(gòu)件
1.1 彎頭
彎頭是連接管道的常見構(gòu)件,其阻力大小與彎管直徑d、曲率半徑R以及彎管所分的節(jié)數(shù)等因素有關。曲率半徑R越大,阻力越小。但當R大于2~2.5d時,彎管阻力不再顯著降低,
而占用的空間則過大,使系統(tǒng)管道、部件及設備不易布置,故從實用出發(fā),在設計中R一般取1~2d,90°彎頭一般分成4~6節(jié)。
1.2 三通
在集中風網(wǎng)的除塵系統(tǒng)中,常采用氣流匯合部件——三通。合流三通中兩支管氣流速度不同時,會發(fā)生引射作用,同時伴隨有能量交換,即流速大的失去能量,流速小的得到能量,
但總的能量是損失的。為了減小三通的阻力,應避免出現(xiàn)引射現(xiàn)象。設計時 使兩個支管與總管的氣流速度相等,即V1=V2=V3,則兩支管與總管截面直徑之間的關系為d12+d22=d32。
三通的阻力與氣流方向有關,兩支管間的夾角一般取15°~30°,以保證氣流暢通,減少阻力損失。三通不能采用T形連接,因為T形連接的三通阻力比合理的連接方式大4~5倍。
另外,盡量避免使用四通,因為氣流在四通干擾很大,嚴重影響吸風效果,降低系統(tǒng)的效率。
1.3 漸擴管
氣體在管道中流動時,如管道的截面驟然由小變大,則氣流也驟然擴大,引起較大的沖擊壓力損失。為減小阻力損失,通常采用平滑過渡的漸擴管。漸擴管的阻力是由于截面擴大時,
氣流因慣性作用來不及擴大而形成渦流區(qū)所造成的。漸擴角а越大,渦流區(qū)越大,能量損失也越大。當a超過45°時,壓力損失相當于沖擊損失。為了減小漸擴管阻力,必須盡量減小漸擴角a,但a越小,
漸擴管的長度也越大。通常,漸擴角a以30°為宜。
1.4 管道與風機的接口及出口
風機運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生振動,為減小振動對管道的影響,在管道與風機相接的地方 用一段軟管(如帆布軟管)。在風機的出口處一般采用直管,當受到安裝位置的限制,需要在風機出口處安裝彎頭時,彎頭的轉(zhuǎn)向應與風機葉輪的旋轉(zhuǎn)方向一致。
管道的出口氣流排入大氣,當氣流由管道口排出時,氣流在排出前所具有的能量將全部損失掉。為減少出口動壓損失,可把出口作成漸擴角不大的漸擴管,出口處 不要設風帽或其它物件,同時盡量降低排風口氣流速度。
2、管道配件
2.1 清掃孔
清掃孔一般設于傾斜和水平管道的側(cè)面,異形管、三通、彎管的附近或端部。清掃孔的制作應嚴密、不漏風。
2.2 調(diào)節(jié)閥門
集中式除塵系統(tǒng)阻力不平衡的情況在運行中是難免的,因此,在與吸塵罩連接的垂直管段上設調(diào)節(jié)閥門。常見的調(diào)節(jié)閥門有蝶閥斜插板閥等,在吸入段管道上,一般不容許采用直插板閥,
因為它容易引起管道堵塞。作為調(diào)節(jié)風量用。無論是斜插板或蝶閥,都必須裝設在垂直管段上。因為閥板前后產(chǎn)生強烈的渦旋,粉塵很容易沉積,如果這類閥板裝在斜管或水平管段上,
沉積粉塵還會妨礙閥板的開關或堵塞管道。
2.3 測定孔
除塵系統(tǒng)在運行前應進行啟動調(diào)節(jié),運行過程中也要進行空氣動力性能測定,因此管道上要事先留出調(diào)節(jié)和測試用的測定孔。
測定孔的開設位置盡可能避開氣流的渦流區(qū),一般設置在:(1)與吸塵罩連接的管段上:(2)除塵器前后的管段上;(3)風機進出口管段上,(4)對除塵器應設在能夠顯示出設備本身的壓力損失的部位。
2.4 法蘭盤
除塵管道一般用鋼板焊接制作,采用法蘭盤式連接,便于拆卸清理。法蘭盤中的襯墊可用膠皮或在水中泡濕的和在干性油內(nèi)煮過并涂了鉛丹油的厚紙墊。輸運不超過70℃的正常濕度的空氣的管道可以用厚紙墊,超過70℃則用石棉厚紙墊或石棉繩。
3、管道布置
(1) 管道布置力求簡單,盡可能垂直或傾斜裝設,傾斜角一般不得小于50°,使管道內(nèi)的積塵能自然滑下。
(2) 分支管與水平管或主干管連接時,一般從管道的上面或側(cè)面接入。
(3) 管道一般采用圓形截面,因為方形、矩形截面管道四角會產(chǎn)生渦流,易積粉塵。 小直徑一般不小于100mm,以防管道堵塞。
(4) 管道不宜支承在設備上(如通風機外殼),應設支、吊架。鋼制管道水平安裝時,其固定件的間距,當管徑不超過360mm時,不大于4m;超過360mm時,不大于3m。當垂直安裝時,其固定件的間距不大于4m,拉繩和吊架不允許直接固定在法蘭盤上。
(5) 為減輕風機的磨損,宜將除塵器裝置置于風機之前。
以上是管道設計應注意的幾個問題。在實際設計中,管道的直徑、風速和流量,還要根據(jù)實際情況進行阻力計算,在保證使用效果的前提下,使輸運氣流的能耗 小。
除塵器管徑的確定
在確定布袋除塵器收塵系統(tǒng)各管段的管徑時,要考慮到除塵器管道內(nèi)的低流速。所謂低流速,就是防止粉塵在除塵管道內(nèi)沉積堵塞所必需的低氣流速度,這一流速主要取決于布袋除塵器處理粉塵的性質(zhì)和管道的傾斜情況。
除塵器收塵系統(tǒng)管道中流速不是越高越好,流速過高,雖然管道斷面可以減少,管道重量減輕,但會增加布袋除塵器系統(tǒng)管網(wǎng)的壓力損失,致使除塵器能耗增加,還會增加對管道的磨損。因此,設計除塵系統(tǒng)管網(wǎng)時要綜合幾方面的因素來選擇除塵器管道中的流速。
處理高溫煙氣的脈沖布袋除塵器管網(wǎng)的設計:高溫氣體的壓力降會小一些,例如300℃時的阻力比常溫時約減少10%。因此,當除塵器管道輸送高溫氣體時,管內(nèi)風速可適當加大。布袋除塵器負壓大時,實際風速比計算風速高一些,為使除塵器管道內(nèi)風速不提高,應適當增大管徑。在布袋除塵器風機選型中也應充分重視這一問題。處理高溫含塵氣體的除塵器管道與處理常溫含塵氣體的除塵器管道的流速有所不同,管道內(nèi)風速與集灰情況也有密切的關系。
傾斜除塵管道會因粉塵由于重力作用在管內(nèi)向下滑動,粉塵不易沉積,一般可選用小于18m/s的風速, 輸送煤粉制備系統(tǒng)的含煤塵氣體,除塵器管道風速可適當取大一些,可取20-22 m/s的風速,垂直除塵管道因粉塵在管內(nèi)是垂直下落,風速低也不會堵塞管道,所以風速可取小于15m/s的風速,所有行業(yè)的除塵器系統(tǒng)管道都應盡量避免采用水平管道,實在無法避免時,風速應取值大一些,一般除塵器管道風速不小于18m/s。
除塵管道應盡量減短及減少過多的轉(zhuǎn)彎。管道應明設避免地下敷設,這樣便于管理和維修。管道應盡量設計成垂直的或傾斜的,防止灰塵降落堵塞管道。但大部分達不到這種要求,水平走向的管道較多。為了防止灰塵降落堵塞管道,風道內(nèi)的風速一般選擇較大值,見“工廠采通手冊”表1-56。根據(jù)實際調(diào)查的情況水平管道的風速對于型砂除塵一般采用22-25米/秒。為了便于清理管道,可在水平管道的側(cè)面、彎頭、三通、異形件處增設清掃孔。為了減少彎道的阻力,管道在轉(zhuǎn)彎處的彎曲半徑=1.5~3d(d-風管的直徑),風管的截面一般采用圓形,所用的材料一般為1.5~2毫米厚的鐵板卷制而成。在計算管道的阻力時為了使各支管除塵效果一致,應使主管道與各相應的支管道的阻力損失平衡。
除塵器通風管道直徑選取的計算公式
管道直徑的平方=4x風量÷3600x3.14x管道風速
比如10000m3/h風量的管道所需要的管徑計算,假如管道風速按18m/s計算
4x10000÷3600x3.14x18=0.1966 然后0.1966開平方得0.443米,湊整選0.450米即450mm
為了避免袋式除塵器管道發(fā)生堵塞,根據(jù)粉塵性質(zhì),含塵氣體中含有細小粉塵管道小直徑應不低于¢100mm,含塵氣體中含有較粗顆粒粉塵管道小直徑應不低于¢150mm,
含塵氣體中含有黏性粉塵或較大塊狀混合粉塵的管道小直徑應不低于¢200mm。
布袋除塵器吸塵罩的制作要點
整套除塵系統(tǒng)一般是由吸塵罩、風管、除塵器設備,通風機等組成,其中吸塵罩是確保除塵效果的關鍵部件之一。但有些通風除塵系統(tǒng)忽視了吸塵罩的設計和使用,會導致不能完全地控制和捕集揚塵點的粉塵,要么吸走粉狀物料,產(chǎn)生不必要的損失,同時還增加了除塵設施的負荷。
吸塵罩的作用是依靠通風機的抽力使其除塵設備內(nèi)部形成一定的負壓,使得吸塵罩囗附近的含塵氣流形成一定的速度場,以控制粉塵的擴散,并將它捕集、吸入罩內(nèi)。吸塵罩的樣式和安裝要看實際的工藝特點、操作方式、粉塵的理化性質(zhì)及擴散規(guī)律等因素予以綜合考慮,在設計時要注意下面的幾點。
1.為了不影響正常的操作與除塵機組檢修,可分別選擇傘形罩、密閉罩等樣式的吸塵罩,吸塵罩的形狀和大小要利于粉塵的捕集,傘形罩的罩口面積不能小于揚塵點的水平面積,為保證使罩口風速均勻,傘形適合留s60度的擴張角。
2.吸塵罩囗設有法蘭邊、圍檔或裙邊,以預防室內(nèi)氣流的干擾和節(jié)約排風量,法蘭寬度可以在100~150mm.罩囗風速應適宜,視粉塵的比重,粒徑及擴散規(guī)律、室內(nèi)氣流和距塵源的遠近程度等因素來定,一般在1~3m/s以上,以保證控制風速達到0.25~1.0m/s.
3.當吸塵罩內(nèi)的負壓控制不住粉塵的飛揚而從孔縫處逸出時,可適當加大罩子的容積,使含塵氣流在到達罩壁之前飛濺速度已有較大的衰減,從而免除了粉塵的沖擊和外逸,必要時可在吸塵罩的底部加設灰斗。
4.吸塵罩靠近揚塵點處,容易抽走大量粉塵,應在靠近吸塵罩的排風管上設置分離裝置,預先沉降粗塵以減輕對管道的磨損及除塵設施的負擔。
5.密閉罩不宜與排風管直接相連,應采用漸縮罩作過渡連接,其位置應避免正對粉塵的濺射方向,同時不要靠近罩子的敞口處,以防破壞罩內(nèi)負壓的分布。
除塵設備 吸塵罩的形式,根據(jù)產(chǎn)生塵源的設備、工作環(huán)境的要求不同,可以是多種多樣的,但無論是哪種形式的吸塵罩在設計時都應該遵循通、近、順、封、便的原則。通:就是粉塵能暢通地被吸走。近:就是吸塵罩要盡量靠近塵源。順:在生產(chǎn)中,必須在順著粉塵飛濺的方向設置罩口正面對著含塵氣流的吸塵罩,使吸塵罩充分利用含塵氣流的動能,以提高捕集效果。封:就是在不影響操作和生產(chǎn)的前提下,吸塵罩應盡可能將塵源包圍起來。這樣有利于用較少的抽風量達到收塵效果。便:就是吸塵罩的結(jié)構(gòu)設計應便于操作,便于檢修。通、近、順、封、便這五個方面是一個整體,不可分割,但也常常發(fā)生矛盾,尤其是近、順、封與便更是常發(fā)生矛盾。當吸塵罩和塵源設置太近時,操作往往不方便。所以,設計過程也是正確處理這些矛盾的過程。
除塵設備的吸氣罩口氣流運動方式分為兩類:一類吸塵設備是吸氣口氣流的的吸入流動;還有一類是吹氣口氣流的吹出流動。一類的使用比較的廣泛。吸氣口氣流是周圍空氣向中間流動一種空氣流動方式。通常吸塵設備吸氣口吸氣時,就會在附近形成負壓,周圍空氣從四面八方流向吸氣口,形成吸入氣流或匯流。如果吸氣口面積較小時,就能夠被視為“點匯”。氣流形成以吸氣口為中心的徑向線和以吸氣口為中心的等速球面。從上述來看,點匯外的一點的流速與該點至吸氣口距離的平方構(gòu)成反比。所以在進行吸塵設備集氣罩設計時,需要盡可能的減少罩口到污染源的距離,這樣能夠?qū)⒉都侍嵘?。如果在吸塵設備吸氣口的四周安裝擋板,吸氣范圍將會減少,其等速面積減少為半球面,則吸氣口的吸氣量在同樣距離上形成一致的吸氣速度時,吸氣口不設擋板的吸氣量比加設擋板要大一倍。所以說在設計外部集氣罩時,一定要盡可能的減少吸氣范圍,以減小集氣吸塵罩的工作原理,增強控制效果。其次,吸塵設備吸氣罩相關的注意事項:1、注意安裝吸塵設備吸氣罩的位置,一定要確保吸氣罩內(nèi)負壓均衡,減少含塵氣流從罩內(nèi)逸出或?qū)⒎哿衔?。比如在卸料溜槽與膠帶機傾斜交料時,吸氣罩需要安裝在溜槽的前方;當卸料溜槽與膠帶機垂直交料時,吸氣罩需要安裝在溜槽的前方和后方。2、通常在處理或輸送熱物料時,需要在密閉裝置的頂部設置吸氣罩;也可以在給料點或受料點的上下位置設置抽風吸氣罩。3、除塵設備吸氣罩要遠離露天孔洞,像是操作孔、觀察孔、出料口等,這樣是為了減少吸入罩外空氣,防止增加除塵器的工作量。比如在膠帶機受料點吸氣罩前必須設遮塵簾,一般是用橡膠帶、帆布帶等制成的。4、將吸塵設備吸氣罩的位置不影響操作和檢修作為準則。和罩相接的一段管道要進行垂直設置,防止進入物料造成管道堵塞。