袋式除尘器毕业设计

袋式除尘器毕业设计 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 目 录 1绪论 .................................................................. 1 1.1课题的背景 .......................................................... 1 1.2粉尘的危害及除尘的意义 .............................................. 2 1.3袋式除尘器的发展及研究现状 .......................................... 5 2袋式除尘的基本技术原理 ................................................ 9 2.1袋式除尘概述 ........................................................ 9 2.1.1袋式除尘的原理及过程 ............................................. 10 2.1.2附灰层概论 ....................................................... 11 2.1.3典型除尘系统的组成 ............................................... 12 2.2袋式除尘器的主要性能 ............................................... 13 2.2.1影响过滤效率的主要因素 ........................................... 13 2.2.2出口烟尘浓度 ..................................................... 15 2.3袋式除尘器的特点 ................................................... 15 2.4袋式除尘器应用前景 ................................................. 16 2.5脉冲袋式除尘器原理、构造及特点 ..................................... 17 2.5.1脉冲袋式除尘器的工作原理 ......................................... 17 2.5.2脉冲袋式除尘器的构造 ............................................. 18 2.5.3脉冲袋式除尘器的主要特点 ......................................... 21 2.6滤料 ............................................................... 21 2.6.1几种常用高温滤料 ................................................. 21 2.6.2几种常用高温滤料特性简要 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 及选取 ............................... 24 2.7滤袋及滤袋框架 ..................................................... 28 2.7.1袋除尘器核心部件—滤袋 ........................................... 28 2.7.2滤袋的布置 ....................................................... 29 2.7.3滤袋框架 ......................................................... 30 3袋式除尘器的设计 ..................................................... 31 3.1袋式除尘器设计的有关参数 ........................................... 31 1 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 3.2除尘器的选型 ....................................................... 31 3.3布袋及袋室尺寸的设计 ............................................... 32 3.3.1处理气体量的计算 ................................................. 32 3.3.2过滤风速的选取 ................................................... 33 3.3.3过滤面积的确定 ................................................... 33 3.3.4阻力计算 ......................................................... 35 3.4除尘器进出口系统的设计 ............................................. 36 3.4.1管道内的气流速度和管道直径的确定 ................................. 36 3.4.2管道的总压力损失 ................................................. 37 3.5 钢架结构的支撑与计算 .............................................. 38 3.5.1钢材的选型 ....................................................... 39 3.5.2对虚轴计算: ..................................................... 39 3.5.3截面验算: ....................................................... 39 3.5.4缀板计算: ....................................................... 40 3.6灰斗的强度校核 ..................................................... 41 3.6.1仓库的选材 ....................................................... 41 3.6.2斗型钢仓的结构布置 ............................................... 42 3.6.3方形钢仓的计算 ................................................... 43 结束语 ................................................................ 45 致谢 .................................................................. 46 参考文献 .............................................................. 47 2 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 1绪论 1.1课题的背景 我国的经济规模庞大，重化工、原材料、能源工业中不少还是粗放型生产，生产工艺及设备相对落后，资源、能源耗费大，污染严重。我国袋式除尘设备的市场却不太大。据2000年统计，袋式除尘设备产值才17.7亿元，与我国粉尘、烟尘污染需要治理的情况很不相称。我国的火电厂大型燃煤锅炉除尘，是高效除尘设备的巨大市场。由于种种原因，我国的袋式除尘设备在这个市场还未打开局面。而国外发达国家钢铁厂除尘、脱硫，袋式除尘设备占有相当的份额。袋式除尘设备的除尘效率最高，并且不受粉尘比电阻变化的影响，同时还有一定的脱硫功能。在未来相当长的时期内，我国以煤炭为主的能源格局不会改变，布袋除尘设备将大有用武之地。 一、袋式除尘器研究背景及意义 当前，我国仍是一个以煤炭为主要能源的国家，煤炭消耗量占全国能源消耗量的75%左右。2005年全国煤炭消耗量为22. 4亿吨，2006年达到24.6亿吨，2007年达到26.5亿吨，2008年煤炭产量为28.5亿吨，呈逐年上升趋势。随之带来工业废气排放总量的不断增加，为控制污染物排放总量，国家和地方制 【1】【2】高定的大气污染物排放 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 也将逐步提 随着国家环境保护法的日趋严格，对除尘技术的要求也越来越高。当前，袋式除尘和静电除尘是我国主要的除尘技术，从静电除尘器在国内外电厂锅 第 1 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 炉的应用现状来看，由于煤种、脱硫方式、制造、安装、调试、运转等因素的影响，静电除尘器要达到国家最新污染物排放标准的要求变的越来越困难。而袋式除尘器不仅可以有效控制污染物排放总量，而且可以有效地控制微细颗粒的排【3】放，将成为控制烟尘污染物排放浓度完全达标的把关设备。 袋式除尘器和电袋组合除尘器在电力、热力的生产和供应业都取得了一定的效果，有效的控制了烟尘的排放。而目前尤其是火电行业还是以静电除尘器为主，因而静电除尘设备仍需要改造。 同时，国家实施节能减排 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 ，生产设备朝向效率高、容量大、大机组、大型化趋势发展。以火电为例，2005年至2007年火电机组容量分别为37270,18050, 55607万kW，截止到2008年机组容量60132万kW，约占发电装机总容量的75.87%，到2010年机组容量达到66400万kW。标准煤耗从2005年的374g/kWh下降到2008年的341g/kWh，到2010下降到329g/kWh，标准煤耗的下降势必要采用装机容量更大的发电机组。 在此背景下，所以迫切要求袋式除尘设备结构也要大型化，以适应大型锅机组和钢铁、水泥炉窑的烟气净化需求。袋式除尘设备的大型化，单台除尘设备处理的烟气量越来越大，对其性能也提出了更高的要求。 1.2粉尘的危害及除尘的意义 大量的烟尘随燃料燃烧或生产工艺排出，如果不净化处理，直接排入大气，除对大气环境及生态平衡带来严重影响外，对人体健康也造成不同程度的危害。 第 2 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 粉尘对人体的危害程度，除与吸入量有关外，与粉尘的物理化学特性也有密切关系。 人体呼吸系统的不同部位对不同粒径尘粒的滞留、沉积作用是不同的。 一般说来，粒径大于10μm的尘粒，在空气中停留时间较短，不易被人吸入，即使被吸入到呼吸道，也往往被鼻腔、鼻咽及上部气管的粘膜或纤毛所阻留。粒径小于10μm的尘粒，可较长时间地悬浮在空气中，较易被人体吸入。这部分尘粒通过呼吸系统，可达到肺泡管，其中大部分5,10μm的尘粒，有可能被呼吸道的粘膜鼻腔颤毛粘附或阻留下来，然后通过鼻腔颤毛的生理活动，逐渐推移到咽喉部，最终经咳嗽、喷嚏等保护性反射作用，随痰咳出。小于5μm的微小尘粒可深入并滞留在肺泡内，从而对肺组织造成危害。 粉尘作为对人体健康及大气环境污染的重要有害物，越来越受到人们重视，因而世界各国也采取了相应的限制措施，其中之一是制定严格的法律、法规和标准。由于各国排放标准日趋提高，特别是对微粒控制的要求越来越严，致使高效除尘设备得到迅速的发展，同时也促进了高效除尘器的研究和发展，其中最为突出的是电除尘器和袋式除尘器。但是电除尘器的除尘效率不稳定。除尘效果不断下降，电除尘器的运行综合费用高。维修投入的人力、物力及检修停产带来的损失都很大。电除尘器已经不能满足除尘要求，袋式除尘器获得了良好的发展机遇。布袋除尘器的研究和制造，国内外都非常重视。因而近年来得到很快的发展。但现在的布袋除尘器也有明显的缺陷:用于处理相对湿度高的含尘气体时，如没有保温措施(特别在冬天)，会因结露而造成“糊袋”。用于净化有腐蚀性气体时，滤料会很快受到腐 第 3 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 蚀，在处理高温烟气时缺乏降温措施。设备运行阻力大，一般压力损失为2000,3000Pa。造成能源的巨大消耗。由于结构设计和现场操作的不科学、不合理，造成滤袋寿命短。开发研制新型布袋除尘器具有十分广阔的市场应用前景，国内火电厂使用静电除尘器的比例占99,以上，几乎全部需要改造。布袋除尘器在矿山、水泥、钢铁冶金、粮食、机械等行业除尘领域也得到广泛的应用。采用新型布袋除尘器无论在新上项目还是除尘设备改造上，都有巨大的经济效益。另外，当前我国每年烟尘排放量约1000万吨，其中微细尘粒(小于10微米)排放量超过500万吨，微细沉粒是影响城市大气质量和能见度的主要因素，并严重危害人体健康。开发研制新型高效的布袋除尘器将会创造巨大的社会效益。 根据国家环保总局测算，我国环境问题所造成的损失约占国民生产总值的10%，污染问题已经十分严重，因此环保要求也日趋严格，国家已经对烟尘及SO 2的排放提出更加严格的要求，我国十分重视环境保护工作，强调在经济发展的同时，必须做到科学的保护环境，合理利用资源，努力防止“三废”污染和公害发生。近些年来，我国环保工作取得显著成绩，环保治理技术取得长足进步。但是，环保的关键在于预防，过去二十年的经验已经说明了“先污染，后治理”的方案的错误。要做好预防工作，就必须限制烟尘向大气中的排放量。这个排放量的高低与否需要那些先进的除尘设备来保证，因此，增加对除尘事业的投入，加强对除尘设备的研发与改进，已是环保事业的一部分，是一项维护社会与环境和谐的工作。 第 4 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 1.3袋式除尘器的发展及研究现状 袋式除尘器早在19世界80年代就开始应用，自Betn工厂的机械振打袋式除尘器取得德国专利(1881)己有一百多年的历史，直到1957年T. VReinauer发明的脉冲袋式除尘器，被认为是袋式除尘技术的一次重大发明，至今仍保持旺盛之【4】【5】势。当时使用的袋式除尘器只是挂一些袋子，上口导入含尘气体，正压操作，定时人会拍打并在下口回收粉尘。1890年后普遍采用机械振打清灰法。1950年出现气环反吹袋式除尘器，除尘装置实现连续操作，使用气量提高数倍，滤袋压力损失 【6】定稳。袋式除尘器的使用主要还是应用在物料的回收方面，自上世纪70年代以后由于环境保护的要求，袋式除尘器越来越多的应用到电力、钢铁、水泥和化工等领域。 70年代以后，袋式除尘技术得到了广泛应用并逐渐向大型化发展，美、日及欧洲等国家和地区，相继开发了大型袋式除尘器应用于燃煤电站锅炉、干法水泥回 【7】尘转窑窑尾除。澳大利亚从20世纪80年代开始实施“电改袋，工程，己实现80%火电厂采用袋式除尘;欧洲和日本的袋式除尘器的使用比例近50 % ;目前美国电 【8】放力行业已开始利用袋式除尘器控制汞的排。 我国袋式除尘技术起步于上世纪六七十年代，90年代至今，是我国袋式除尘技术的迅速发展期，袋式除尘器应用飞速增加。2006年我国己成为全球袋式除尘器 【9】区及滤袋市场增加最快的地。我国袋式除尘器整机台数及滤袋年使用数量仅次于 【8】【9】势美国和欧洲，有发展成为全球最大市场的趋。 第 5 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 袋式除尘器是治理大气污染的高效除尘设备，对减少气溶胶对大气的污染起重要作用，在化工、冶金、矿山、机械、水泥、粮食、制药、轻工等行业已得到广泛应用，它主要用来捕集细小、干燥的非纤维性粉尘，袋式除尘器的粉尘排放浓度可达到lO mg,m3以下。降低气流流通阻力及延长滤袋的使用寿命，减少振动和噪 【11,14】音，是袋式除尘器需要解决的问。 题 随着人类对环境质量与生存的认识不断加深及技术进步，袋式除尘器的清灰技术及袋滤技术得以迅速发展与提高。目前袋式除尘器对工业废气中微粒粉尘的控制，尤其是对高温冶炼和燃料燃烧生成的高活性微粒粉尘的控制，从技术上已日趋成熟。其对粒粉尘的除尘效率在99 % 以上，且规格齐全，适用范围广，不受粉尘比电阻的影响，不存在水污染问题。在采取其他技术措施的条件下，可同时洁化工 【15】物业废气中的固、液、气三类污染。 目前，生产中应用广、市场占有率高的大型袋式除尘器是反吹风大布袋除尘器、回转反吹扁袋除尘器和脉冲喷吹袋除尘器。表1 为这3 种大型设备的结构性能对比。 图1.1 袋式除尘器结构性能对比 第 6 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 我国袋式除尘主机技术的发展主要体现在袋式除尘器对于烟气的高温、高湿、高浓度以及微细粉尘、吸湿性粉尘、磨琢性粉尘、易燃易爆粉尘有了更强的适应性;并且在加强清灰、提高效率、降低能耗、减少故障、方便维修 3方面达到了更高的水平，尤其是在处理200万/h烟气以上的超大型袋式除m 【10】面尘器方。我国大型袋式除尘技术的发展主要体现在钢铁、水泥和电力行业等应用领域。 转炉炼钢二次烟气和电炉烟气均采用的是脉冲袋式除尘器，也是钢铁行 3业除尘器大型化的应用场所，处理风量达100万一150万/h。转炉烟气的m 一次除尘目前大多还采用的是湿法，从节能减排政策的要求来看，用袋式除尘取代湿法意义重大，但因为安全方面等技术瓶颈，该问题成为世界性难 【1】关题，需要攻。 水泥行业袋式除尘器设备的大型化应用进展显著，生料磨、水泥磨、窑 33mm头、窑尾用袋式除尘器的处理风量越来越大，从几十万/h, 100多万/h 3m到近200万/h;尤其是窑尾袋式除尘器。 电解铝行业主要采用袋式除尘烟气净化技术，随着电解槽的加大，处理 3m100万一300万/h风量的超大型袋式除尘器也将越来越多。 目前我国火电厂燃煤锅炉近80%的烟气除尘设备仍采用电除尘器，但随着排放标准的严格，袋式除尘器的应用比率迅速增加。国内200MW和300MW机组使用袋式除尘器案例较多，并已有几台600MW机组采用袋式除尘器。处理 33mm能力可达400万/h，排放浓度一般可以控制在20mg/以下。进入21世 第 7 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 纪由于环境保护标准更加严格，加上煤质变化等因素，原燃煤电厂锅炉单一采用静电除尘将难以达到环保要求，因而采用静电除尘技术与过滤机理相结合新型复合式袋式除尘器得到了进一步的研究和发展。电袋组合除尘器具有高效低阻等优点，在电力行业形成了热点，但仍需要进一步提高技术性能。 总体看来，袋式除尘设备对其性能也提出了更高的要求，袋式除尘器不仅要满足工艺要求而且还要有良好的技术性能指标。 第 8 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 2袋式除尘的基本技术原理 2.1袋式除尘概述 袋式除尘技术通常是指利用滤袋进行过滤除尘的技术。滤袋的材质有天然纤维、化学合成纤维、玻璃纤维、金属纤维或其他材料。用这些材料织造成滤布，再把滤布缝制成各种形状的滤袋，如圆形、扁形、波纹形或菱形等。用滤袋进行过滤与分离粉尘颗粒时，可以让含尘气体从滤袋外部进入到内部，把粉尘分离在滤袋外表面，也可以使含尘气体从滤袋内部流向外部，将粉尘分离在滤袋内表面。含尘气体通过滤袋分离与过滤完成除尘过程。粉尘经滤袋被过滤分离所受到的力在各种除尘技术中是最复杂的。尽管有许多过滤分离的表达方程式，但不足以定量表示符合实际结果的除尘效率、过滤阻力等各种因果关系。所以说，袋式除尘技术是一种料学和实践经验完美结合的产物。 利用袋式除尘原理进行除尘的设备称为袋式除尘器。袋式除尘器是最早出现的除尘设备之一，一百多年前人们就用简单的挂袋，上口进气下口排尘，定期人工拍打，完成除尘过程。1881年贝特工厂的机械振打清灰袋式除尘器取得德国专利权。20世纪40年代出现了逆气反吹清灰袋式除尘器。1950年气环逆喷清灰实现了袋式除尘器的连续操作。1957 年美国粉碎机公司利奥尔发明了脉冲袋式除尘器，促进了袋式除尘器的进步。袋式除尘器的突出优点是除尘效率高，运行稳定，适应性强，因此，应用中倍受青睐。它的应用数量约占各类除尘器总量的60,70,。 第 9 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 2.1.1袋式除尘的原理及过程 袋式除尘是采用过滤技术将空气中的固体颗粒物进行分离的过程。袋式除尘设备是采用过滤技术进行气固分离的设备。空气过滤技术目前主要有纤维过滤，膜过滤和颗粒过滤。三种过滤技术分离机理不同，但都能达到气固分离的目的。袋式除尘是纤维过滤，或膜过滤与颗粒过滤的组合。袋式除尘设备的除尘机理是粉尘通过纤维时产生筛滤、碰撞、钩住、扩散、重力和静电等效应而被阻留，从而得以捕集。简单的袋式除尘设备原理构如图 2-1 所示: 图2.1 袋式除尘设备原理图 含尘气体从下部进入滤袋，在通过滤料的空隙时，粉尘被捕集于滤料上。透过滤料的清洁气体由滤袋的另一侧排出口排出。粉尘因截流，惯性碰撞，静电和扩散等作用，聚集在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉尘初层。粉尘初层形成后，它成为 第 10 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 袋式除尘设备的主要过滤层。提高了过滤效率。滤布只不过起着形成粉尘初层和支撑它的骨架作用。沉积在滤料上的粉尘，可在机械震动，逆气流反吹的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中。 2.1.2附灰层概论 由过滤除尘的机理可知附灰层在实际除尘过程中起了非常重要的作用。附灰层包括稳定附灰层(粉尘初层)和不稳定附灰层(在一定情况下需清除掉的部分)。滤袋表面的一层剩余附灰层(粉尘初层)，是经过长时间形成的。效果好的清灰方法，就是在整个滤袋表面上去掉新增附灰层即不稳定附灰层，而不伤及滤袋表面的剩余附灰层。滤袋表面的附灰层由大小不同的烟尘颗粒组成，具有各种结构性质和孔隙性质，在正常情况下，它影响布袋除尘设备的除尘效率和阻力，决定运转性能。滤布是形成粉尘层和支撑粉尘层的骨架。 1(过滤除尘过程中附灰层的影响 1)附灰层足够厚时可以实现很高的除尘效率。 2)附灰层薄或多孔隙时，透气性好，除尘阻力和除尘效率低。 3)附灰层比重大时清灰时表现的惯性大，受震后容易和布袋表面分离，加强清灰效果。 4)附灰层粘性大时，不易清灰，阻力也高。 第 11 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 2(附灰层的生成过程 附灰层的生成过程，大致可分为以下三个阶段: 1)新滤布开始使用后的几分钟或几小时里，烟尘填塞滤布孔隙过程。 2)滤布使用几个星期或更长一些时间后多次清灰直至建立稳定的剩余附灰层为止。 3)每次从滤袋清下的灰量，约等于后一次清灰前积附在滤袋上的灰量，而且在清灰条件不变的情况下，阻力也相同。此时附灰层的结构基本稳定。形成稳定的附灰层(粉尘初层)。 2.1.3典型除尘系统的组成 一般袋式除尘系统由尘源捕集及控制装置，管道，风量调节装置，温度调节装置，除尘设备，风机、烟囱等及部分组成。其工艺流程如图 2-2 所示: 尘源 温度调袋式除风机 烟囱 节装置 尘设备 图2.2 袋式除尘系统工艺流程 典型的袋式除尘设备有尘气室，净气室，滤袋，清灰装置，卸灰装置五部分外加输气管道，动力设备，控制设备组成控制。控制、过滤、清灰是袋式除尘设备的 第 12 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 三大组成部分，前者是袋式除尘设备的控制核心，后两者是执行结构，是除尘设备的主要部分。这三个方面的技术互相促进，协同发展，推动着袋式除尘技术的不断进步。 其中，滤袋是袋式除尘设备的主要组成部分，通过滤袋的过滤，使含尘气体得到净化，滤料的阻力在除尘设备中占有很大的比重，有时高达75%。因此，袋式除尘设备的性能在很大程度上取决于滤料的性质。滤料的性能，主要是指过滤效率，透气性和强度。这些都与滤料材质和结构有关。根据袋式除尘设备的特点和粉尘性质，对滤料的要求是:容尘量大;清灰后还保持一定量的粉尘，以保证高效率;透气性好，过滤阻力小;抗褶皱，耐磨，耐腐蚀，耐高温，使用寿命长，吸湿性小，容易清除吸附的灰尘。 2.2袋式除尘器的主要性能 除尘设备主要以它的除尘效率和处理气体量以及设备造价来衡量其优良程度的，下边，简单介绍了袋式除尘设备的主要性能指标和影响因素，指出了清灰方式是除尘设备过滤效率及出口烟尘浓度的重要影响因素。 2.2.1影响过滤效率的主要因素 1(滤袋的选择。滤袋应选择耐磨耐高温的材质，有玻璃纤维布毡、针刺毡等，选择时应考虑到滤袋的耐磨性、耐用高温以及费用等因素。不同的滤料结构其滤尘效率是不同的。不起绒的素布滤尘效率最低，且清灰后效率急剧下降。呢绒滤料 第 13 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 (如呢料、毛毡等)的容尘量大，能够形成强度高和较厚的多孔粉尘层，且有一部分粉尘形成永久性容尘，因此滤尘效率高，清灰后效率降低不多，但存在清灰困难的缺点。 2(温度的控制。一般滤袋承受温度为200?所以处理设施进口温度应控制在200?以下，通过长烟管后的烟气到达除尘箱体时，温度都能降到200?以下，特殊情况时，可进行水冷，在总烟管处安装冷却器。 3(风机选用。引风机比送风机效果好。 4(漏风与阻力。理论上计算袋式除尘器除尘效率达99%，但实测中达不到，主要是漏风和阻力的影响，漏风率越低，除尘效果越好;阻力对除尘效果有一定影响，经常清空滤袋，减少阻力，可提高除尘效果。 5(设备维护。仪器设备及布袋容易损坏应及时维修和更换布袋。 6(过滤速度。它定义为烟气实际体积流量与滤布面积之比，所以也称为气布比。过滤速度是一个重要的技术经济指标。从经济上考虑，选用高的过滤速度，处理相应体积烟气所需要的滤布面积小，则除尘设备体积，占地面积和一次投资等都会减小，但除尘设备的压力损失却会加大。从除尘机理看，过滤速度主要影响惯性碰撞和扩散作用。选取过滤速度时还应考虑与捕积粉尘的粒径及其分布。一般来讲，除尘效率随过滤速度的增加而下降。另外，在1,3m/min气流速度下，除尘效果最佳，一般风速控制在2,4m/min。 第 14 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 7(面积越大，除尘效率越高，但造价会相应提高。所以应预先计算风量，已便合理确定除尘面积。 2.2.2出口烟尘浓度 出口烟尘浓度是衡量除尘设备的另一主要性能指标，一般情况下，环保技术部门都是通过实测来获得出口烟尘浓度来监测环境是否达标，因此，除尘设备的出口烟尘浓度设计必须达到环保部门规定的要求。 2.3袋式除尘器的特点 1(除尘效率高，特别是对微细粉尘也有较高的除尘效率，一般可达99,。如果在设计和维护管理时给予充分注意，除尘效率不难达到99.9,以上。 2(适应性强、可以捕集不同性质的粉尘。例如，对于高比电阻粉尘，采用袋式除尘器比电除尘器优越。此外，入口含尘浓度在一相当大的范围内变化时，对除尘效率和阻力的影响都不大。 3(使用灵活，处理风量可由每小时数百立方米到数十万立方米。可以做成直接安装于室内、机器附近的小型机组，也可以做成大型的除尘器室。 4(结构简单，可以因地制宜采用直接套袋的简易袋式除尘器，也可采用效率更高的脉冲清灰袋式除尘器。 5(工作稳定，便于回收干料，没有污泥处理、腐蚀等问题，维护简单。 第 15 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 6(随着新型耐高温材料的发展，应用范围越来越广。 7(处理风量大时，占地面积大，造价高。 8(滤料是袋式除尘器中的主要部件，其造价一般占设备费用的10,15,左右需定期更换，从而增加了设备的运行维护费用。 2.4袋式除尘器应用前景 虽然我国在锅炉上应用袋式除尘器还不多，但是随着我国经济的持续稳健发展，燃煤锅炉烟气治理的袋式除尘器产品必将迎来巨大的发展机遇。因为: 1(对环境保护要求日趋严格，促使我国钢厂烧结机除尘方面使用袋式除尘器。日前世界上一些工业发达国家在烧结机除尘方而应用袋式除尘器是相当多的。他们解决了袋式除尘器在使用中出现的一些问题，烧结机应用袋式除尘器成为一项成熟的技术而推广。 2(通过工程实践，烧结机机尾烟气处理采用布袋除尘器是完全可行的。国外烧结机上使用袋式除尘器己是相当普遍了，滤袋使用寿命也很长，一般都超过2年， 以上。 有的甚至达到6年 3(它除尘效率高一次性投资省，设备，占地小(相对于四电场以上静电除尘器)。运行成本及排污收费低。尤其是近年来，随着制造技术的发展，滤袋的腐蚀、磨损等问题都得到了有效地解决，为袋式除尘器的应用提供了有力保证。 第 16 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 4(除尘器的运行、故障及异常诊断均采用自动化监控管理，使其操作管理较简便。 所以，在烧结机上应用袋式除尘器来净化烟气，在技术上是成熟的，在经济上是可行的。我们相信只要针对锅炉烟气的具体条件采用适应的设备部件、运行方法和设计，对除尘器的制造质量严格要求.加强日常的维护管理，锅炉应用袋式除尘器肯定能取得良好效果。 2.5脉冲袋式除尘器原理、构造及特点 2.5.1脉冲袋式除尘器的工作原理 净出气净出气净气室净气室口口喷吹管喷吹管 滤滤袋袋 含尘气体入口箱体箱体 回转阀回转阀 清灰状态 过滤状态 图2.3脉冲袋式除尘器的工作原理图 第 17 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 脉冲袋式除尘器主要由净气室(上箱体)、尘气室、灰斗、喷吹装置、滤袋及滤袋框架、输灰装置等部件组成。含尘气体由除尘器进风口进入沉气室后，由于气流断面的突然扩大，气流中一部分大颗粒粉尘因惯性而落入灰斗，颗粒小的粉尘进入滤袋室后，通过筛分、惯性、粘附、扩散和静电等作用而被收集、阻留在滤袋外侧，净化后的气体则进入袋内汇集到净气室，经出口管道排出。滤袋内有骨架，防止负压运行时被吸瘪。滤袋经一定过滤操作时间后，由于粘附等作用，尘粒在滤布网孔间产生架桥现象，使气流通过滤布的孔径变小，滤布网孔及表面迅速截留粉尘形成粉尘层。随着滤袋外表面的粉尘不断增加，设备阻力上升，当运行到设定的时间或压差达到设定值时，压力控制仪发出信号，喷吹装置工作，压缩空气从气包通过脉冲阀经喷吹管上的喷嘴射入各滤袋内由于膨胀产生的加速度和反向气流的作用，附在滤袋外表面的粉尘脱离滤袋落入灰斗，经输灰装置排出。喷吹结束后，滤袋即恢复过滤状态。 2.5.2脉冲袋式除尘器的构造 该设备主要由除尘过滤系统、抽风系统、电气控制系统、反吹清洗系统、物料集收系统、动力电源系统等构成。除尘主要是在除尘过滤系统进行的，该系统是由纤维材料制成的布袋，按一定几何形体排列的筒构成。除尘箱体的上部是气动控制阀、冲洗吹管、气动减压装置等。除尘箱体的下部是锥形贮槽和回收料桶。 1(除尘过滤系统 第 18 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 含有粉尘的空气由抽风机从入口处吸进，这些空气碰到按一定顺序排列的除尘布袋的圆柱形外表面，使空气中的尘颗粒不断地被吸附在布袋上，按这样的原理逐 直到过滤干净为止。使用一定的时间后，吸附在布袋上的粉尘颗粒逐渐增步净化， 多，使引风机阻力增大，除尘效果就减弱，引起除尘布袋内外部的压差增大。压差计是反映布袋内部压力与外表面压力差值的仪表。它利用电-气转换的原理，用电信号来控制气动装置。它的数值直观地反映出布袋上所吸附粉尘的多少。我们可以根据不同的介质，不同的工作环境，设定压差计上的数值范围，当压力差超过此范围时，抽风机停止，气动装置动作，反吹清洗开始。 2(反吹清洗系统 反吹清洗装置是清洗过滤布袋上灰尘所采取的有效措施。该系统是以高效的空气转换原理为基础的，经过减压(压力为0.2~0.3MPa)的压缩空气和按最佳交叉管线排列的吹气口，保证把空气吹到各个布袋里。在机体的外面装有控制阀，这些阀通过程序控制，按照一定的规律打开和关闭，从而布袋就按一定的顺序被反吹清洗。此外，这些过滤袋容易检查和维修，可根据过滤介质的物理性质和条件，特别是被过滤气体的温度选用不同材质的过滤布袋。经减压后的空气作为气源经接口联接控制阀。金属阀盘可关掉来自于清洗腔内的空气及其它的控制系统。反吹时可在0.01s的时间内把阀盘打开。当阀体控制腔(阀盘右边的空间) 关掉时，控制阀通过接口的气动力滑到控制隔板上，由控制系统直接支配，同时布袋清洗空气接到支架上。由于弹簧的作用力，阀盘首先关闭(主要是由于控制腔内，阀体和阀盘之间产生的压力 第 19 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 作用而使阀盘关闭)。当滑动控制阀盘由于阀控制系统的作用开通时，空气从控制腔内排出。 由于来自支撑端的压力，阀盘打开，现在阀腔内空气经清洗腔和清洗管线和喷气嘴进入过滤袋进行反吹清尘。大部分空气经过减压阀接到接口处进入空气清洗腔。强有力的空气通过喷嘴进入各个布袋按一定的设计顺序进行吹洗，完成一个吹洗周期。弹簧的复位和滑动隔板的再次关闭引起阀盘的关闭，阀腔再次充气。经过一定时间后，控制实施下一排袋子的清洗。 3(气源控制系统 清洗阀的气源接口必须保证在清洗操作的短时间内关闭和开通，这个动作是通过电子控制器控制的二位三通电磁阀来实现的。过滤袋用的清洗空气(控制系统所用的空气)以及机体所需的各种控制空气都要经过减压装置方可使用。气源压力大约为0.3MPa，用于控制系统的气源压力大约为0.07MPa。所需的压缩空气可用专门的空压机，也可接压缩空气网，不论接什么气源一定要满足压力要求。气源上应装过滤集水器、减压阀、截止阀、安全阀以及其他安全保护设施。所需的压缩空气的量与吹洗的时间成正比，清洗的时间周期是根据所过滤气体的干净程度来确定的，过滤的气体越脏，阻力就越大，反吹的频率就越高，清洗空气的需要量就越多;反之，清洗空气的需要量就越少。 第 20 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 2.5.3脉冲袋式除尘器的主要特点 脉冲袋式除尘器是一种周期性的向滤袋内或滤袋外喷吹压缩空气来达到清除滤袋积尘的袋式除尘器。它具有处理能力达，除尘效率高，滤袋使用周期长的特点。 2.6滤料 滤料是袋式除尘器的关键组成部分，其造价约占设备费用的10,15,。袋式除尘器的除尘效率、压力损失、清灰方式以及使用寿命等均与滤料种类有很大关系。因此，在设计和使用袋式除尘器时必须正确选用滤料。 2.6.1几种常用高温滤料 滤料作为袋式除尘器的核心部件之一，其发展及应用越来越受到人们的关注。以往袋式除尘器在烟气净化上得不到推广应用有多方面原因，滤料便是主要影响因素之一。众所周知，我国在上世纪70、80年代曾有过使用袋式除尘器失败的教训。当时受国内过滤材料技术限制，滤料种类有限，滤料的质量和生产技术较差，在应用上短期内经常出现滤袋烧毁、损坏、老化等现象，致使更换滤袋频繁，经常要停机检修，大大降低了工作效率，此后袋式除尘器在电厂的应用几乎是一片空白。究其深层原因，除了设计和管理上的问题外，滤料性能差是一个主要原因。当时的滤料在耐高温、耐酸耐碱性和抗水解方面与现在的滤料性能相差较大，而且滤料品种少，很少有某种滤料具有多方面优良的性能，致使袋式除尘器应用技术停滞不前。当前常用的耐高温滤料纤维有玻璃纤维和合成纤维PPS(聚苯硫醚纤维)、P84(聚酰亚 第 21 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 胺纤维)、Nomex(芳纶)、PTFE(聚四氟乙烯纤维)等针刺毡，而且还可以根据烟气参数等使用条件选用复合滤料针刺成毡，如上海博格工业用布厂生产的FMS(氟美斯，玻璃纤维+P84+PPS)系列和HBT(超细PPS+P84+玻璃纤维)系列等产品，这大大增强了滤料选用的灵活性。 根据目前滤料的使用情况，当前袋式除尘设备主要使用的滤料多为进口滤料，有Ryton(玻璃纤维+P84+PPS)和Procon(PPS)、P84、PTFE等材料针刺毡，其性能分别如下。 Ryton和Procon是当前较好的耐酸碱腐蚀性滤料，同时PPS纤维也具有较好的耐水解能力，特别适合在高湿的烟气中使用，其连续使用温度为170?，最高使用温度为190?。现在国内外常用PPS 作为烟气除尘滤料。但在使用中也发现了不少问题，PPS 滤料在200?以上便会发生热缩现象，耐氧化性差，在高温时变硬且伴有不同程度的老化。 Nomex滤料耐温204,240?，机械强度高、耐磨、耐折性好，对弱酸及弱碱具有非常好的抵抗力，当前使用量较大。但在高温烟气中，如水分含量较大，且含较多酸碱废气及杂质，如硫氧化物、氮氧化物、盐酸、氢氧化钙等，这些酸碱废气及杂质将会加速布的水解。尤其当整个集尘室处于酸碱露点下，此水解破坏效应更为严重。 第 22 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 P84耐高温性能好，可达200?左右，瞬时耐温260?，同时其优良的耐酸性和良好的耐碱性使其在燃煤锅炉除尘上得到广泛的应用。并且因纤维不规则的截面，其表面过滤效果佳，且清灰效果好。其缺点是水解稳定性差，容易水解老化。 PTFE滤料最大的优点是其表面过滤性能和良好的清灰效果。其抗氧化、抗酸碱腐蚀能力也很强，最大的缺点是抗拉、耐磨、耐折性较差，并且价格较高。 玻璃纤维滤料是传统的耐高温无机滤料，耐温可达260?，但是其耐折、耐磨性能较差，在高过滤风速下，滤料寿命会有大幅度降低，当前较少单独使用。 复合滤料及其使用优点: 复合滤料顾名思义就是把几层机织的或非制造的材料互相叠加，再经特殊工艺处理复合而成的滤料，其目的是使这种滤料具有多种滤料的优良性能，在应用中获得最大的性价比。 复合滤料的结构特性: 复合型耐高温针刺过滤毡的研制目的，是通过不同材料的配比和特殊的针刺工艺以及特殊的后整理加工技术，使滤料在耐高温、抗酸碱性气体腐蚀，以及耐氧化水解方面能发挥某些化学纤维的优点，同时克服单一纤维的短处，取长补短，组合成新型耐高温滤料，以适应不同工况条件下的应用。 为了保证耐高温性能和强度，HBT 基布采用玻璃纤维，且基布必须具有一定的面密度;在复合滤料的表层选用抗酸碱腐蚀性较强的PPS或P84滤料，同时为了保 第 23 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 证较高的过滤效率(尤其对于一些很细小的飞灰)，可以使用通过熔喷或热轧技术制造的超细纤维(一般0.71dtex)作表层滤料;内层使用具有一定耐腐蚀性和耐高温的纤维，但是内层纤维的线密度可以适当加大，节约成本，而且在滤料深层不易积灰;另外为了使滤料具有较好的粉尘剥落性，可以在表面覆膜或通过浸泡PTFE 的方法，增加表面的光滑程度;如果滤料要克服静电影响，还可以在滤料中混入一定比例的导电纤维。总之，在精确分析烟气特性的前提下，可以通过调整各种性能滤料的搀杂比例来制成特殊场合适用的复合滤料。 2.6.2几种常用高温滤料特性简要分析及选取 下面通过HBT针刺毡锅炉专用复合滤料与其他高温滤料的性能对比，分析复合滤料在燃煤、电、钢厂除尘系统上应用的优点。综合各类优点选取尼龙做滤袋，上 ,130海袋式除尘设备*2000型号的滤袋。 1(物化性能技术指标 HBT与几种常用滤料针刺毡技术性能的对比参数列于表1 。 表1 几种不同滤料针刺毡的技术性能比较 种 类 P84 PPS Conex 玻璃纤维 HBT 建议连续使用温度(干热)(?) 200 170 200 200 170-200 3密度(g/m) 1.41 1.34 1.38 2.54 2.0 20?、65%RH时间回潮率(,) 3.0 0.25 4.5 0 0 第 24 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 助燃性 无 无 无 无 无 耐碱性 中 好 良 中 好 耐无机酸性 优 好 中 优 好 耐有机酸性 优 好 中 优 优 耐氧化性 优 中 差 好 优 耐有机溶剂性 好 好 优 优 好 HBT其他物化性能优点如下: 1)复合而成的HBT针刺滤料具有很高的强度:经纬抗拉强力均在2000N以上，比单一化纤滤料提高一倍左右，断裂伸长率在3,10%之间，尺寸稳定性好。 2)复合滤料HBT的耐高温性能有了一定提高，由P84、PPS和玻璃纤维复合而成的HBT滤料耐温最高可达200?。将过滤毡置于200?的烘箱放置24h后，其收缩率小于0.1 %，强度基本不降低。 3)HBT耐磨性有了很大提高:经平磨机检测，HBT耐磨性达22003000次，远远高于玻璃纤维滤料的538次。 2(过滤性能指标 滤料的运行阻力通常由两部分组成:沉积的粉尘层阻力和滤料本身的洁净阻力。图2,4描述了常温条件下(t,22.3?，φ,78%，P=1014kPa)几种高温针刺毡的洁净阻力Pf 。图2,5为几种滤料在环境气溶胶条件下(t,13.8?，φ,40.7%， P,1013kPa)对PM10、PM2.5、PM1.0微细颗粒物的过滤效率η。 第 25 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 图2.4清洁状态下阻力随风速的变化 图2.5 对PM10、PM 2.5、PM 1.0的总过滤效率 滤料过滤方式通常分为表面过滤和深层过滤。HBT滤料由于表层使用了超细PPS纤维(比表面积大)，从其对PM10、PM2.5、PM1.0超细微粒的捕集效率来看，微细颗粒只有少数穿透超细纤维层，其过滤方式应该介于表面过滤和深层过滤之间。HBT具有较低的清洁阻力，这样可显著地降低运行阻力。另外，因其在玻璃纤维中混入了易于针刺加工和后处理的化学纤维，所以更利于滤料的平整和密实，表面光洁度好，易于清灰。 图2.6 三种过滤方式 图2,6为覆膜滤料、传统滤料以及HBT 滤料过滤方式示意图。从图中可以看出:(a)中颗粒主要被截留在薄膜表面，几乎很少颗粒进入到滤料内部，其过滤主要靠PTFE 薄膜进行;(b)属于传统的深层过滤过程，其过滤效应由滤料纤维和深入到 第 26 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 内部的微细颗粒共同起作用;(c)中HBT滤料表面使用了超细纤维，这层纤维起主要的过滤作用，有少数超细颗粒会进入超细纤维层，但穿透这层纤维的颗粒很少在滤料深层停留，将会被气流带走。 3(小结 1(HBT 复合滤料不但在价格上略低于当前的一些进口滤料，且使滤料的选择空间有更大的余地，对于使用条件比较复杂的电站燃煤锅炉除尘，复合滤料具有较长的使用寿命，节约运行费用。 2(HBT复合滤料的过滤效率仅次于FMS9806覆膜，但是其过滤阻力较FMS9806覆膜要低很多，接近于常规滤料能真正满足低阻、高效的要求。因此在实际使用中压力损失较小，大大降低了除尘器的能耗和改造费用，同时，HBT复合滤料的各项物理、化学性能都很好。 3(6种过滤材料中FMS9806覆膜的过滤效率特别是对于5.0μm以下的微细粒子最高，但是其阻力也是6种过滤材料中最高的。PPS覆膜滤料过滤效率也基本在70%以上同时阻力仅次于FMS9806覆膜。在实际使用中，由于覆膜滤料表面微孔薄膜的特殊结构，粉尘很容易脱落，因而其运行阻力不会很高，但因覆膜滤料在高温下易氧化，且价格较高，目前在国内使用的实例还较少。 4(P84过滤效率较高，过滤阻力最低，且可以处理2600?的高温烟气，但其耐碱性稍差，另外其原材料主要依靠进口，国内尚不能生产，所以价格较高。PPS对 第 27 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 微细粉尘的过滤效率最低，有待于进一步改进。FMS9806过滤效率过滤阻力等性能都较好，且价格适中，使用温度可达2600?但耐碱性能和耐磨性能较差。 目前，我国以煤炭为主的能源格局不会改变，环境恶化的状况日益严峻，国家出台的环保法规也越见严格，垃圾焚烧炉除尘、除二恶英有害气体的工作在我国刚刚起步，其他还有工业锅炉、采暖锅炉、高炉煤气净化、修筑高速公路时沥青、石子搅拌的高温除尘、除有害气体，以及各种工业炉窑的高温除尘等，都对虑料提出更高的要求。针对这些需求，我认为高温过滤材料――HBT复合滤料将是一种很好的选择。 2.7滤袋及滤袋框架 2.7.1袋除尘器核心部件—滤袋 对于布袋除尘器而言，滤袋是其核心部件，其费用占布袋除尘器总费用的1/3左右。滤袋性能和质量的好坏，直接关系到袋式除尘器性能的好坏和使用寿命的长短。而过滤材料是制作滤袋的主要材料，它的性能和质量是促进袋式除尘器进步，影响其应用范围的重要条件。 袋式除尘器的最大缺点是需要更换滤袋，过去由于滤料的品种少，质量欠佳，缝袋技术不太过关，以及除尘系统的其它原因，换袋周期比较短，增加了运转费用和维护工作量，给用户带来不便。而现在，我国的滤料品种增多，质量提高，缝袋 第 28 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 技术也有很大提高，滤袋寿命提高到2年以上，甚至更长时间，满足了用户的要求。因此，袋式除尘器今后将会迅猛发展。 2.7.2滤袋的布置 滤袋的布置首先必须满足过滤面积的要求。在计算面积时要考虑防瘪环对过滤面积的影响。在过滤面积满足要求的前提下，主要考虑在维修的前提条件下尽量使滤袋布置紧凑，以减少占地面积。 一般，滤袋的排列有三角形和正方形排列。三角形排列占地面积小，但检修不便，对空气流通也不利，不常采用。正方形排列较长采用，当滤袋的直径为150mm时，间距选取180~190mm;直径为210mm，间距选取250~280mm;直径为230mm时，间距选取280~300mm。 为了便于安装和检修，当滤袋较多时，可以将滤袋分成若干组，最多可有6列组成一组，每组留有400mm宽的检修通道，边排滤袋和壳体距离也留有200mm检修通道。 当采用脉冲袋式除尘器时，为把滤袋安装在箱体内，首先要在箱体内设置一块多孔花板，既根据滤袋直径的大小在一块钢板上开数个大小相同的孔。孔中心距也很讲究，过小，造成收尘器内部气体速度过高，易造成设备阻力大，不可避免滤袋间相互摩擦;孔中心距过大，使设备体积增大，造成浪费。多孔花板的结构是确定收尘设备尺寸的关键。 第 29 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 多孔花板即承受系统负压，又要承受滤袋的重量，稍有变形可能影响袋口处的密封效果，设计时应作加强处理。 2.7.3滤袋框架 对袋式除尘器来说，滤袋框架就同人的骨骼一样，支撑滤袋，使其保持一定形状。通常情况下，对滤袋框架所有焊点均应焊接牢固，不允有脱焊、虚焊和漏焊等现象，滤袋框架与滤袋接触的表面应平滑光洁，不允许有焊疤、凹凸不平和毛刺，否则就会大大缩短滤袋的使用寿命。一般进口滤袋框架的特点是: (1)采用特殊的焊接方法，使其形状规整，尺寸严格，具有良好的刚性和韧性，没有毛刺。国外目前多采用特殊方法焊接，接点极为平滑，没有一点毛刺，而国产滤袋支架，对接点处的焊接毛刺往往重视不够，焊接质量不高，极容易造成滤袋损坏。 (2)对滤袋框架进行表面处理，目前可根据不同需要进行电镀、喷塑或涂漆，不管采用何种技术，都要做到外表防腐蚀层完整，无剥落、划痕等现象。 第 30 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 3袋式除尘器的设计 当今社会环保观念深入人心，钢铁、煤炭、电力等方面的污染更是一大祸患。而电除尘效率提高困难、成本高昂，被布袋除尘所取代将是其宿命。因此，为了迎合时代发展的需要，为了人们使用的方便，本文将对以往的布袋除尘的不足之处作出一些改进，并且将通过钢铁、煤炭、电力等应用方面做一个实例分析，以突出我的改进是确实可行的，也希望给使用厂家提供一个参考依据。 设计一个具有达标排放和占地小、阻力低、效率高、投资省和运行费少等特点的布袋除尘器。 3.1袋式除尘器设计的有关参数 23mm袋式除尘器的过滤面积150，气体流量10000/h，烟气温度110?，除尘器工作阻力1200Pa，采用φ130×2000的滤袋;要求该除尘器采用脉冲喷吹方式清灰。 3.2除尘器的选型 选定除尘设备为脉冲袋式除尘器，它是近期发展起来的高效除尘设备之一，其高效除尘的稳定性与达标排放的可靠性，以及其它技术经济指标，已呈现明显优于静电除尘器的趋势，甚至在燃煤锅炉烟气除尘领域显示出取代静电除尘器的势头。其原理和特点在第二章中作了比较详细的说明，此处不再重复。 第 31 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 3.3布袋及袋室尺寸的设计 选型计算方法很多，一般地说，计算前应知道烟气的基本工艺参数，如含尘气体的流量、性质、浓度以及粉尘的分散度、浸润性、粘度等。知道这些参数后，通过计算过滤风速、过滤面积、滤料及设备阻力，再选择设备类别型号。 3.3.1处理气体量的计算 计算袋式除尘器的处理气体量时，首先要求出工况条件下的气体量，即实际通过袋式除尘器的气体量，并且还要考虑除尘器本身的漏风量。其值可根据公式(3,1)来确定。 (273)101.324，，tc (3,1) QQK,,，(1)S273pa 式中 3Q —— 通过防尘器的台尘气体量，m/h; 3Qs —— 生产过程产生的气体量，m/h; tc —— 除尘器内气体的温度，?; Pa —— 环境大气压，kPa; K —— 除尘器漏风系数，取值为0.03。 所以，实际通过袋式除尘器的气体量为 第 32 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 4Q,1×10,(273+110)×101.324×(1+0.03)/273×101 43?1×10 m/h 3.3.2过滤风速的选取 过滤风速是袋式除尘器处理气体能力的重要技术经济指标，它的选择是由粉尘性质、滤料种类、清灰方式及除尘效率等因素而定，一般按除尘器样本推荐的数据及使用者的实践经验选取。脉冲袋式除尘器的过滤风速一般在1.2—2m,min左右。本次使用设计风速为1.2m/ min。 3.3.3过滤面积的确定 1(单条滤袋面积。单条圆形滤袋的面积，通常用下式计算 S,DπL (3,3) 式中 2 Sd——单条圆形滤袋的公称面积，m; D ——滤袋直径，m，本文选择直径为130mm的圆形滤袋。 L ——滤袋长度，m，本文选择长度为2m的圆形滤袋。 所以，单条圆形滤袋的面积为 2 S,0.13×3.14×2,0.8164m 第 33 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 在滤袋加工过程中，因滤袋要固定在花板或短管，有的还要吊起来固定在袋帽上，所以滤袋两端需要双层缝制甚至多层缝制，双层缝制的这部分因阻力加大已无过滤作用，同时有的滤袋中间还要加固定环，这部分也没有过滤作用，故上式可改为: Sj =DπL,Sx (3,4) 式中 2Sj ——滤袋净过滤面积，m; 2Sx ——滤袋未能起过滤作用的面积，m。 一般情况下，滤袋没用的过滤面积占滤袋面积的5,10%。所以，滤袋的净过滤面积为 2 Sj=(1,0.05)S,(1,0.05)×0.8164,0.77558 m 2(滤袋数量。根据求出总过滤面积和单条滤袋的过滤面积，就可以算出滤袋条数。 N,S/Sj,150/0.77558,192(条) (3,5) 3(花板的确定。考虑到安装和检修的问题，采用正方形排列方式，滤袋直径为130mm，间距选取185mm。花板采用4行4列的排布方式。 N=192/16=12 第 34 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 图3.1 花板孔的设计 这样需要12块这样花板以满足过滤要求。 3.3.4阻力计算 袋式除尘器的阻力由3部分组成:(1)设备本体的阻力;(2)滤袋的阻力;(3)滤袋表面粉尘层的阻力。袋式除尘器的压力损失比除尘效率具有更重要的技术、经济意义，它不但决定着能量消耗，而且决定着除尘效率及清灰周期等。它与除尘器的结构、滤袋种类、粉尘性质及粉尘层特性、清灰方式、气体温度、湿度、粘度等因素均有关系。它由3个部分构成，公式表示为: ?P,?Pc十?Pf十?Pd (3,6) 式中 第 35 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 ?p —— 除尘器的总阻力，Pa; ?Pc—— 除尘器的设备阻力，Pa，50,500Pa; ?Pf—— 滤料阻力，Pa，由第二章阻力分析图可知HBT复合滤料的阻力约为20Pa; ?Pd——沉积粉尘层的阻力，Pa，由第二章阻力分析图知粉尘层阻力约为100 Pa。 所以，袋式除尘器总阻力为: P,(50,500)+20+100,170,620Pa ? 可见阻力较一些常规滤料降低约65,。 3.4除尘器进出口系统的设计 3.4.1管道内的气流速度和管道直径的确定 1(管道内的气流速度 管道内的气速应根据粉尘性质确定，气速太小，气体方的粉尘易沉积(影响除尘系统的正常运转;气速太大，压力损失会成平方增长，粉尘对管壁的磨损加剧，使管道的使用寿命缩短。将管道内的气流速度确定为12m/s。 2(管道的确定 矩形管道可按下式计算: Q=3600ABv (3,8) g 第 36 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 式中 A、B——矩形管道的边长，m 3Q——气体流量，m,h; v——管道内的气体流速，m/s。 g 所以，管道直径为: AB=10000/3600/12=0.2315 所以取长宽分别为0.6m,0.4m的矩形管道以满足要求。 3.4.2管道的总压力损失 除尘系统管道的总压力损失是直管的摩擦压力损失和管道中局部压力损失之和: 2,vL,,g (3,9) ,,，Pm,,,,,2D,, 式中 位计算方便，矩形管道可采用与圆形管道相当的当量直径进行计算。以速度为基准的当量直径D和以流量为基准的当量直径D,用下式计算: Qv 2ABD= v(A，B) 4.7553333ABAB,1.27D=1.47 Q1.25(A，B)(A，B) 第 37 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 m—— 流体压力损失附加系数，m,1.15,1.20; L—— 管道长度;L,0.25m; ξ——光滑管的局部阻力系数，此为0.8; λ——光滑管的摩擦系数，此为0.1; v—— 管道内的气体流速，m/s，此为12m/s g 3ρ——气体密度，此为1.2kg/m; 所以，可计算的总压力损失为 ?P=90.93Pa 3.5 钢架结构的支撑与计算 对于除尘器的支撑钢架，属于轴心力构件，轴心力构件是指只受通过构件截面形心的轴向力作用的构件，它包括轴心的受拉构件和轴心的受压构件。这类构件广泛的应用于铰接杆系结构中，如平面或空间架接，同时也可用作各类操作平台及其他承重结构的支撑柱及支撑等。 对轴心受压构件，为增大其整体的稳定刚度和稳定性，做到用料经济，应尽可能的采用宽肢薄壁的截面形式，如H钢，槽钢等。 通过除尘器重量是10000kg，除尘器壳体高度为5.2m，加上排灰空间的高度，设计支撑钢柱高度为5.8m，支撑重量为N=100KN。 第 38 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 3.5.1钢材的选型 =70,b类截面，由b类截面稳定系数表查得=0.751 设,,yy 3N100，102A= (3,10) ,,6.19cmv2,f0.751，215，10y 580 (3,11) i,l/,,,8.285cmyroy70选用2,22做主肢，由型钢表查得: 22，， A,2，36.24,72.48cmi,8.42cmI,220cmy1 ， z,2.03cmi,2.21cm01 3.5.2对虚轴计算: 580,,l/i,,68.88 yoyy8.42 ,,30,0.5,,0.5，68.88,34.44选，且小于40，按稳定条件得: 1y 2222 ,,,,,,68.88,30,16.91xry1 580i,l/,,,34.29cm xroxxr16.91 34.29b,i/,,,100cm，取b=100cm rxr20.343.5.3截面验算: 24I,2，，220，36.24，34.29,42856cm x I42856xi,,,24.31cm xA72.48 第 39 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 580 ,,l/i,,23.86xoxx24.31 2222，，,,,,,,23.86，30,38.33,,,,,150满足 oxx1 由b类截面稳定系数表查得=0.906 ,x 3N100，102 ，，,,152.2N/mm,f,215满足2,A0.906，72.48，10x 按=30布置缀板，即，取可以满足分l,,*i,30，2.21,66.3cml,70cm,o111o11 肢稳定要求。 3.5.4缀板计算: 22d,b,，100,66cm缀板宽: 133 : 缀板厚 t,b/40,2.5cm1 缀板轴线间距离 l,l，d,70，66,136cm1o1 2I/b，，1,,3b1，，，，,2，25，66/100/220/136,3704,6满足 ,,I/l12,,11 通过计算上述钢结构，满足钢架支撑稳定性。 第 40 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 图3.2 钢架结构 3.6灰斗的强度校核 3.6.1仓库的选材 一般情况多采用钢筋混凝土仓;采用钢仓的，有下列几种情况: 1(工艺要求，如高温贮料要求防潮等。 2(工期紧迫的紧急工程，采用钢仓可以缩短工期。 3(由于材料运输困难采用钢仓。 4(援外工程要求。 5(普通小容量浅仓或深仓料斗。 6(临时工程，采用钢仓，便于拆除。 7(大贮量的重颗粒矿石或矿粉。 第 41 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 由于我们是除尘器的贮灰灰斗，所以属于小容量料斗。采用钢仓的形式。 3.6.2斗型钢仓的结构布置 1.平面尺寸较小且无钢或钢筋混凝土竖壁的小型钢漏斗均可不加设劲肋。 2.仓的高度与平面尺寸不大于4米的情况下，而仓壁计算内力又较小时，钢仓宜采用钢板加劲肋。 3.平面尺寸不大于6米的，高度在4~5米的漏斗宜采用水平加劲肋用角钢作成。 4平面尺寸不打单较深的漏斗，这种形式具有主要的水瓶加劲肋和附加的垂直加劲肋;水瓶加劲肋用角钢或其他型钢作成，垂直加劲肋用钢板作成。 5.平面长方形，长方向8~9米且有两个卸料斗，宜采用前后两面的垂直加劲肋连接起来。 由于我设计的除尘器灰斗属于小型灰斗，所以取第二种结构。 图3.3 灰斗模型 第 42 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 3.6.3方形钢仓的计算 斜壁弯矩计算 1当加劲肋为水平布置时，可将加劲肋视为斜壁弹性支座。此时跨度中央的最 大弯矩近似的取为: C2PLN (3,12) ,M12 C式中:——该段的平均计算载荷 PN 2当加劲肋为水平布置时，两加劲肋之间的最大扰度值为: C4PL0.0078Nf ,EJ 62式中:E——钢材的弹性模量等于 2.1，10kg/cm J——板截面的惯性矩 3水平加劲肋的拉力及弯矩计算 ) 加劲肋承受的载荷为: (1 ii，1LL，ooPP, (3,13) bN2 P——作用于该肋处平均压力计算值; N ii，1，——为该肋上下两板的跨度。 LLoo 522P,2.23，,582.6 b2 (2) 加劲肋承受的水平拉力为: a'NP, (3,13) ba2 第 43 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 742' N,2.23,827.33b2 438' N,2.23,488.37a2 (3)加劲肋承受弯矩值: 2Pa,a (3,14) M,a8 22.23，7425 M,,1.53，10a8 2Pb,a M,b8 22.23，4384M,,5.3，10 b8 第 44 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 结束语 通过这一阶段的毕业设计，我受益匪浅，不仅锻炼了良好的逻辑思维能力，而且培养了弃而不舍的求学精神和严谨作风。回顾此次毕业设计，是大学四年所学知识很好的总结。 此次编制招标文件不仅重温了过去所学知识，而且学到了很多新的内容。相信这次毕业设计对我今后的工作会有一定的帮助。所以，我很用心的把它完成。在设计中体味艰辛，在艰辛中体味快乐。 最后，我要感谢我的指导老师梅瑛老师，他们对我的毕业设计进行了多次的修改，我的毕业设计才得以顺利完成。同样我也要衷心的感谢教育过和指导过我的各位老师，感谢给予我帮助的朋友们，谨献上我最真挚的祝福。 第 45 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 致谢 由于时间仓促，加之本人学识浅陋， 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 中难免出现一些肤浅疏漏之处，存在很多不成熟的地方，还望老师不吝赐教。如今，掩卷沉思，心中不禁感慨万千。 首先，我要感谢我的导师梅瑛老师。从题目的选定到具体的研究方法以及设计的修改，梅瑛老师都给了我许多中肯切实的建议和意见。而且，梅瑛老师还给我提供了许多环保除尘设备方面的书籍资料，使我能够多方面取证。在此，特向其表示我最诚挚的谢意。 我还要向四年来给予我悉心教导的其他机械专业的老师们表示最真诚的谢意。他们渊博的学识、严谨的学风、得体的待人之道将使我受益终生。我会谨记各位恩师的教诲，在以后的学习、工作和生活中，扎扎实实地走好每一步。 其次，在该研究领域，前人已做了大量的研究工作，有极其丰富的成果可供我汲取，帮助我纠正缺失，充实自己的观点。在此，特向他们表示忠心的感谢。 最后，还要感谢即将对我进行论文答辩的老师们，感谢所有为我们的毕业工作兢兢业业、忙碌奔波的老师。 我诚恳地希望诸位老师和同学对本文的错误和欠妥之处给予批评指正。 第 46 页 共 51 页 中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书 参考文献 [1] GB 13223-1996火电厂大气污染物排放标准[s] [2] GB13223-2003火电厂大气污染物排放标准[S] [3] 陈隆枢.袋式除尘的使命和发展【c]，全国袋式除尘技术研讨论文集.2009 [4] DB11/139-2007.}I匕京锅炉大气污染物排放标准[S] [5] 张殿印，张学义.除尘技术 手册 华为质量管理手册 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