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      滕州卷煙廠梗線投料段就地集中除塵系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)方案

      2018-06-11 12:05:12韓清林薛建中徐慶哲宗明鑫
      信息記錄材料 2018年6期
      關(guān)鍵詞:壓損直管支管

      韓清林,薛建中,徐慶哲,趙 猛,宗明鑫

      (山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司,滕州卷煙廠 山東 滕州 277599)

      1 引言

      目前,滕州卷煙廠的梗線投料段仍采用傳統(tǒng)的人工喂料方式,即工人手工將裝有復(fù)烤煙梗的麻包切開(kāi),并翻倒入皮帶機(jī)中。此種方式不僅增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,更重要的是開(kāi)包以及物料輸送過(guò)程中分散產(chǎn)生的揚(yáng)塵對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的污染較為嚴(yán)重。因此,針對(duì)梗線投料段進(jìn)行合理的集中除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)則顯得十分迫切與重要。而集中除塵系統(tǒng)的管道設(shè)計(jì)不僅直接決定著梗線投料段生產(chǎn)環(huán)境質(zhì)量的好壞,也可為卷煙廠其他生產(chǎn)工藝過(guò)程中的除塵管道設(shè)計(jì)提供參考。

      2 梗線投料段工藝概述

      2.1 來(lái)料情況

      煙梗為復(fù)烤煙梗,含水率11%~12%,每包重30kg。

      2.2 工藝流量

      煙梗處理段工藝流量:1500kg/h。(按12%水份計(jì))

      2.3 設(shè)計(jì)要求

      (1)對(duì)主要產(chǎn)塵點(diǎn)進(jìn)行就地除塵,尾氣直接在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)排放,實(shí)現(xiàn)粉塵的就地處理,降低能源消耗

      (2)除塵總風(fēng)量:10000m3/h

      (3)除塵效率:99.9%

      (4)尾氣含塵量:≤2mg/m3(國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定工作場(chǎng)所空氣中的粉塵含量≤2mg/m3)

      3 就地集中除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)

      3.1 除塵器的選擇

      根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用徐州眾凱機(jī)電設(shè)備制造有限公司ZSZ105型濕式就地除塵器。

      3.2 集中除塵管道設(shè)計(jì)方法

      根據(jù)《通風(fēng)除塵設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)》,采用流速控制法,也稱比摩阻法。該方法以管道內(nèi)氣體流速作為控制因素,來(lái)計(jì)算管徑與壓損[1],并選擇合適的風(fēng)機(jī)。

      3.3 集中除塵管道設(shè)計(jì)步驟

      (1)根據(jù)滕州卷煙廠要求,管道材料選用拉絲1Cr18Ni9 δ1.5板材

      (2)對(duì)梗線投料段現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查分析,考慮到產(chǎn)塵點(diǎn)分散、合理布置等因素,決定采用長(zhǎng)距離并聯(lián)管路

      (3)繪制管路網(wǎng)計(jì)算軸測(cè)草圖。為便于計(jì)算,對(duì)管段進(jìn)行編號(hào),并標(biāo)明所需參數(shù)。如圖1所示。

      圖1 滕州卷煙廠梗線投料段就地集中除塵管路網(wǎng)計(jì)算軸測(cè)草圖

      (4)確定風(fēng)速,計(jì)算管道斷面尺寸與壓損

      經(jīng)查《除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》得,輕質(zhì)干粉塵(煙草灰,木工磨床粉塵)垂直管道速度為8m/s,水平管道速度為10m/s,為保證水平垂直管道風(fēng)速均勻,風(fēng)速均選取10m/s。

      ①段

      Q1=2500m3/hv1=10m/s

      根據(jù)《圓形通風(fēng)管統(tǒng)一規(guī)格表》D1取280mm

      摩擦壓損

      根據(jù)D1=280mm,v1=11.3m/s,查《比摩擦壓力損失線解圖》得

      比摩阻hm1=5.27Pa/m

      ①段直管長(zhǎng)度l1=1.6+11+14=26.6m

      摩擦壓損Hm1=hm1l1=5.27×26.6=140.2Pa

      局部壓損

      局部阻力系數(shù)

      2個(gè)五節(jié)彎管(90°)R1/D1=1查《局部阻力系數(shù)表》得

      ζ=0.4

      本實(shí)例條件下,四通管件d的ζ值查找不到,這里計(jì)算時(shí)不予考慮,待到后面處理風(fēng)壓附加時(shí)一并考慮;其他涉及四通管件d的局部壓損計(jì)算均參照此方法。

      局部壓損

      ①段壓損

      ②段

      根據(jù)《圓形通風(fēng)管統(tǒng)一規(guī)格表》D2取280mm

      摩擦壓損

      根據(jù)D2=280mm,v2=11.3m/s,查《比摩擦壓力損失線解圖》得

      比摩阻hm2=5.27Pa/m

      ②段直管長(zhǎng)度l2=1.2m

      摩擦壓損Hm2=hm2l2=5.27×1.2=6.3Pa

      局部壓損

      局部阻力系數(shù)

      1個(gè)五節(jié)彎管(45°)R2/D2=1查《局部阻力系數(shù)表》得

      ζ=0.2

      四通管件d的ζ值暫不考慮

      ∑ζ=0.2

      局部壓損

      ②段壓損

      ③段

      根據(jù)《圓形通風(fēng)管統(tǒng)一規(guī)格表》D3取280mm

      摩擦壓損

      根據(jù)D3=280mm,v3=11.3m/s,查《比摩擦壓力損失線解圖》得

      比摩阻hm3=5.27Pa/m

      ③段直管長(zhǎng)度l3=9.7m

      摩擦壓損Hm3=hm3l3=51.1Pa

      局部壓損

      局部阻力系數(shù)

      1個(gè)五節(jié)彎管(90°)R3/D3=1查《局部阻力系數(shù)表》得

      ζ=0.4

      四通管件d的ζ值暫不考慮

      ∑ζ=0.4

      局部壓損

      ③段壓損

      ④段

      根據(jù)《圓形通風(fēng)管統(tǒng)一規(guī)格表》D4取500mm

      摩擦壓損

      根據(jù)D4=500mm,v4=10.6m/s,查《比摩擦壓力損失線解圖》得

      比摩阻hm4=2.29Pa/m

      ④段直管長(zhǎng)度l4=2.2m

      摩擦壓損Hm4=hm4l4=2.29×2.2=5Pa

      局部壓損

      局部阻力系數(shù)

      1個(gè)45°合流三通b(直流管)查《局部阻力系數(shù)表》得

      ζ=0.02

      四通管件d的 值暫不考慮

      ∑ζ=0.02

      局部壓損

      ④段壓損

      ⑤段

      根據(jù)《圓形通風(fēng)管統(tǒng)一規(guī)格表》D5取280mm

      摩擦壓損

      根據(jù)D5=280mm,v5=11.3m/s,查《比摩擦壓力損失線解圖》得

      比摩阻hm5=5.27Pa/m

      ⑤段直管長(zhǎng)度l5=3.9m

      摩擦壓損Hm5=hm5l5=20.6Pa

      局部壓損

      局部阻力系數(shù)

      1個(gè)45°合流三通b(旁通管)查《局部阻力系數(shù)表》得

      ζ=0.35

      1個(gè)五節(jié)彎管(45°)R5/D5=1ζ=0.2

      1個(gè)五節(jié)彎管(90°)R5/D5=1ζ=0.4

      1個(gè)矩形吸塵罩ζ=0.12

      局部壓損

      ⑤段壓損

      ⑥段

      根據(jù)《圓形通風(fēng)管統(tǒng)一規(guī)格表》D6取560mm

      摩擦壓損

      根據(jù)D6=560mm,v6=11.3m/s,查《比摩擦壓力損失線解圖》得

      比摩阻hm6=2.24Pa/m

      ⑥段直管長(zhǎng)度l6=2.7+1=3.7m

      摩擦壓損Hm6=hm6l6=2.24×3.7=8.3Pa

      局部壓損

      局部阻力系數(shù)

      2個(gè)五節(jié)彎管(90°)R6/D6=1ζ=0.4

      1個(gè)傘形風(fēng)帽ζ=1

      ∑ζ=0.4×2+1=1.8

      局部壓損

      ⑥段壓損

      (5)壓損平衡計(jì)算

      支管壓損不同,把他們匯交于一起,從干管處抽風(fēng)時(shí),與各支管的過(guò)風(fēng)量不可能均勻,壓損小,過(guò)風(fēng)量大;壓損大,過(guò)風(fēng)量小;各支管實(shí)際過(guò)風(fēng)量與要求過(guò)風(fēng)量不同,此時(shí),需進(jìn)行壓損平衡計(jì)算??梢匀∪魏我粋€(gè)支管做基準(zhǔn),不改變管徑。如果以壓損最大的支管做基準(zhǔn),經(jīng)平衡計(jì)算后的支管,壓損加大,管徑減小,流速大于原來(lái)選定的流速;如果以壓損最小的支管做基準(zhǔn),經(jīng)平衡計(jì)算之后的支管,壓損減小,流速小于原來(lái)選定的流速[1]。經(jīng)考慮,以壓損大的支管為基準(zhǔn)進(jìn)行壓損平衡計(jì)算。

      并聯(lián)結(jié)點(diǎn)風(fēng)壓平衡率

      若η在10%以內(nèi),則認(rèn)可計(jì)算結(jié)果,否則重新調(diào)整設(shè)計(jì)風(fēng)速和管徑,進(jìn)行風(fēng)壓平衡計(jì)算,直到η滿足設(shè)計(jì)要求為止[1]。

      取支管①為基準(zhǔn),來(lái)平衡支管②

      89.3%>10%

      所以需要進(jìn)行阻力平衡計(jì)算[1]。

      式中

      D'0-平衡后的管徑

      D0-平衡前的管徑

      H0-平衡前的壓損

      Hw-基準(zhǔn)支管的壓損

      根據(jù)《圓形通風(fēng)管統(tǒng)一規(guī)格表》

      D'2取170mm

      支管②平衡后的速度v'2

      查《比摩擦壓力損失線解圖》得

      比摩阻h'm2=68.22Pa/m

      ②段直管長(zhǎng)度l2=1.2m

      摩擦壓損H'm2=h'm2l2=68.22×1.2=81.9Pa

      局部壓損

      ②段平衡后的壓損

      滿足設(shè)計(jì)要求。

      取支管①為基準(zhǔn),來(lái)平衡支管③

      59.4%>10%

      所以需要進(jìn)行阻力平衡計(jì)算。

      《圓形通風(fēng)管統(tǒng)一規(guī)格表》中相近規(guī)格經(jīng)計(jì)算不滿足平衡要求

      D'3取230mm

      支管③平衡后的速度v'3

      查《比摩擦壓力損失線解圖》得

      比摩阻h'm3=14.36Pa/m

      ③段直管長(zhǎng)度l3=9.7m

      摩擦壓損H'm3=h'm3l3=14.36×9.7=139.3Pa

      局部壓損

      ③段平衡后的壓損

      ,滿足設(shè)計(jì)要求。

      取支管⑤為基準(zhǔn),來(lái)平衡支管④

      93.9%>10%

      所以需要進(jìn)行阻力平衡計(jì)算。

      表1 風(fēng)管設(shè)計(jì)計(jì)算表

      根據(jù)《圓形通風(fēng)管統(tǒng)一規(guī)格表》

      D'4取280mm

      支管④平衡后的速度

      查《比摩擦壓力損失線解圖》得

      比摩阻h'm4=44.37Pa/m

      ④段直管長(zhǎng)度l4=2.2m

      摩擦壓損H'm4=h'm4l4=44.37×2.2=97.6Pa

      局部壓損

      ④段平衡后的壓損

      ,滿足設(shè)計(jì)要求。

      將各管段的有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)填入風(fēng)管設(shè)計(jì)計(jì)算表

      計(jì)算出總風(fēng)量,總阻力,并依據(jù)兩項(xiàng)數(shù)據(jù)選擇風(fēng)機(jī)

      總風(fēng)量:10000m3/h

      總阻力:1264Pa

      一般風(fēng)壓附加值取15%,由于未計(jì)算支管交匯四通d的局部壓損,所以風(fēng)壓附加值取18%予以補(bǔ)償。

      風(fēng)機(jī)風(fēng)壓1264×118%=1492Pa

      風(fēng)量附加值取10%

      風(fēng)機(jī)風(fēng)量=10000×110%=11000Pa

      根據(jù)滕州卷煙廠關(guān)于風(fēng)機(jī)廠家的要求以及以上對(duì)管道的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果,選擇青島風(fēng)機(jī)廠4-72No4.5A離心通風(fēng)機(jī)。

      [1] 胡傳鼎.通風(fēng)除塵設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.

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