通风管道加工

除尘风管系统的设计计算

发布者:   发表时间:2014-10-08 16:52:10   浏览次数【1628

在进行通风管道系统的设计计算前,必须首先确定各送(排)风点的位置和送(排)风量、管道系统和净化设备的布置、风管材料等。设计计算的目的是,确定各管段的管径(或断面尺寸)和压力损失,保证系统内达到要求的风量分配,并为风机选举和绘制施工图提供依据。
进行通风管道系统水力计算的方法有很多,如等压损法、假定流速法和当量压损法等。在一般的通风系统中用得最普遍的是等压法和假定流速法。
等压损法是以单位长度风管有相等的压力损失为前提的。在已知总作用压力的情况下,将总压力按风管长度平均分配给风管各部分,再根据各部分的风量和分配到的作用压力确定风管尺寸。对于大的通风系统,可利用等压损法进行支管的压力平衡。
假定流速法是以风管内空气流速作为控制指标,计算出风管的断面尺寸和压力损失,再对各环路的压力损失进行调整,达到平衡。这是目前最常用的计算方法。
一、通风管道系统的设计计算步骤
 
 图6-8 通风除尘系统图
 
一般通风系统风倌管内的风速(m/s)           表6-10
风管部位 生产厂房机械通风 民用及辅助建筑物
钢板及塑料风管 砖及混凝土风道 自然通风 机械通风
干管 6~14 4~12 0.5~1.0 5~8
支管 2~8 2~6 0.5~0.7 2~5
除尘通风管道最低空气流速(m/s)           表6-11
粉尘性质 垂直管 水平管 粉尘性质 垂直管 水平管
粉状的粘土和砂
耐火泥
重矿物粉尘
轻矿物粉尘
干型砂
煤灰
湿土(2%以下水分)
铁和钢(尘末)
棉絮
水泥粉尘 11
14
14
12
11
10
15
13
8
8~12 13
17
16
14
13
12
18
15
10
18~22 铁和钢(屑)
灰土、砂尘
锯屑、刨屑
大块干木屑
干微尘
染料粉尘
大块湿木屑
谷物粉尘
麻(短纤维粉尘、杂质) 19
16
12
14
8
14~16
18
10
8 23
18
14
15
10
16~18
20
12
12
1、绘制通风系统轴侧图(如图6-8),对个管段进行编号,标注各管段的长度和风量。以风量和风速不变的风管为一管段。一般从距风机最远的一段开始。由远而近顺序编号。管段长度按两个管件中心线的长度计算,不扣除管件(如弯头、三通)本身的长度。
2、选择合理的空气流速。风管内的风速对系统的经济性有较大影响。流速高、风管断面小,材料消耗少,建造费用小;但是,系统压力损失增大,动力消耗增加,有时还可能加速管道的磨损。流速低,压力损失小,动力消耗少;但是风管断面大,材料和建造费用增加。对除尘系统,流速多低会造成粉尘沉积,堵塞管道。因此必须进行全面的技术经济比较,确定适当的经济流速。根据经验,对于一般的通风系统,其风速可按表6-10确定。对于除尘系统,防止粉尘在管道内的沉积所需的最低风速可按表6-11确定。对于除尘器后的风管,风速可适当减小。
3、根据各管段的风量和选定的流速确定各段管径(或断面尺寸),计算各管段的摩擦和局部压力损失。
确定管径时,应尽可能采用表6-2表6-3中所列的通风管道统一规格,以利于工业化加工制作。
压力损失计算应从最不利的环路(即距风机最远的排风点)开始。
对于袋式除尘器和电除尘器后的风管,应把除尘器的漏风及反吹风量计入。除尘器的漏风滤见有关的产品说明书,袋式除尘器的漏风率一般为5%左右。
4、对并联管路进行压力平衡计算。一般的通风系统要求两支管的压损差不超过15%,除尘系统要求两支管的压损差不超过10%,以保证各支管的风量达到设计要求。
当并联支管的压力损失差超过上述规定时,可用下述方法进行压力平衡。
(1)调整支噶管径
这种方法是通过改变管径,即改变直管的压力损失,达到压力平衡。调整后的管径按下式计算
 
式中 ——调整后的管径,m;
 ——原设计的管径,m;
 ——原设计的支管压力损失,Pa;
 ——为了压力平衡,要求达到的支管压力损失,Pa。
应当指出,采用本方法时不宜改变三通支管的管径,可在三通支管上增设一节渐扩(缩)管,以免一起三通支管和直管局部压力损失的变化。
(2)增大排风量
当两支管的压力损失相差不大时(例如在20%以内),可以不改变管径,将压力损失小的那段支管的流量适当增大,以达到压力平衡,增大的排风量按下式计算:
 
式中 ——调整后的排风量,m3/h;
 ——原设计的排风量,m3/h;
 ——原设计的支管压力损失,Pa;
 ——为了压力平衡,要求达到的支管压力损失,Pa。
(3)增加支管压力损失
阀门调节是最常用的一种增加局部压力损失的方法,它是通过改变阀门的开度,来调节管道压力损失的。应当指出,这种方法虽然简单易行,不需严格计算,但是改变某一支管上的阀门位置,会影响整个系统的压力分布。要经过反复调节,才能使各支管的风量分配达到设计要求。对于除尘系统还要防止在阀门附近积尘,引起管到堵塞。
5、计算系统总压力损失。
6、根据系统总压力损失和总风量选择风机。
【例6-3】有一通风除尘系统如图6-8所示,风管全部用钢板制作,管内输送含有轻矿粉尘的空气,气体温度为常温。各排风点的排风量和个管段的长度如图6-8所示。该系统采用袋式除尘器进行排气净化,除尘器压力损失 =1200Pa。对该系统进行设计计算。
【解】首先对各管段进行编号。查除尘器样本,除尘器的反吹风量为1740m3/h,除尘器漏风率按10%考虑。因此管段6和7的风量。
 
查表6-10对于轻矿物粉尘,垂直管的最低风速 ,水平管的最低风速 。
计算各管段的局部阻力系统:
管段1   设备密闭罩              
         支流三通( )     
 
管道5   除尘器入口处变径管的局部压力损失忽略不计     
管段6   除尘器出口渐缩管( )                  
         90°弯头(R=1.5D)  2个 
         风机入口处变径管的局部压力损失忽略不计    
 
管段7    风机出口      
          伞形风帽 
 
全部计算结果在表6-12汇总列出。
除尘通风管道最低空气流速(m/s)           表6-12
编号 流量L[m3/h(m3/s)] 长度l(m) 管径D(mm) 流速v(m/s) 动压 (Pa) 局部阻力系数  局部压力损失Z(Pa) 单位长度摩擦压力损失 (Pa/m) 摩擦压力损失 (Pa) 管段压力损失Z+ (Pa)
备注
1
 
3
 
5
 
6
 
7 800(0.22)
2300(0.64)
6300(1.75)
8670(2.4)
8670(2.4) 11
 
5
 
5
 
4
 
8 140
 
240
 
380
 
500
 
500 14
 
14
 
14
 
12
 
12 117.6
 
117.6
 
117.6
 
86.4
 
86.4 1.4
 
0.2
 
 
 
0.5
 
0.8 164.6
 
24
 
 
 
43
 
69 18
 
12
 
5.5
 
3
 
3 198
 
60
 
27.5
 
12
 
24 363
 
84
 
27.5
 
55
 
93
2 1500(0.42) 6 180 16 153.6 0.72 111 20 120 231 压力不平衡
4 4000(1.11) 6 280 16 153.6 1.38 212 14 84 385 压力不平衡
2 1500(0.42) 6 170 21 264 0.72 190 35 210 400
4 4000(1.11) 6 270 19.5 228 1.38 315 16 96 410
除尘器压力损失1200Pa
对节点A进行压力平衡计算
     
 
因该处压力不平衡,改变管段2的管径,以增大压力损失
 
取 
经计算(见表6-12)   
 
对节点B进行压力平衡计算
     
 
改变管段4的管径,以增大压力损失
 
经计算(见表6-12)   
 
该除尘系统的总压力损失
 
二、通风除尘系统风管压力损失的估算
在绘制通风除尘系统的施工图前,必须按上述方法进行计算,确定各管段的管径和压力损失。在进行系统的方案比较或申报通风除尘系统的技术改造计划时,只需要对系统的总压力损失作粗略的估算。根据经验的积累,某些通风除尘系统的压力损失如表6-13所示,供参考,表中所列的风管压损包括排风罩的压损不包括净化设备的压损。
通风除尘系统风管压损估算值             表6-13
系统性质 管内风速(m/s) 风管长度(m) 排风点个数 估算压力损失(Pa)
一般通风系统
一般通风系统
锌槽排风
炼钢电炉(1~5t)炉盖罩除尘系统
木工机床除尘系统
砂轮机除尘系统
破碎、筛分设备除尘系统
破碎、筛分设备除尘系统
混砂机除尘系统
落砂机除尘系统 <14
<14
8~12
18~20
16~18
16~18
18~20
18~20
18~20
16~18 30
50
50
50~60
50
<40
50
30
30~40
15 2个以上
4个以上
 
2
>6
>2
>3
≤3
2~4
1 300~350
350~400
500~600
1200~1500(标准状态)
1200~1400
1100~1400
1200~1500
1000~1400
1000~1400
500~600
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