廢氣處理管道系統的設計
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目前國內廢氣處理方面有多種設備,技術水平也越來越高,但是目前很多做了環保工程的企業現場依然能看到煙霧或者問道氣味,不能*發揮處理設備的作用。以至于實際處理效果并不好。關鍵點在于收集,如何設計吸風罩,如何布置管道,如何計算管道大小等等直接影響收集效果、噪音、節能等方面。很多業內人員設計過程中過分重視處理設備的選取而忽略收集這一環。收集的重要性不亞于處理設備的選取。本文對管道收集系統的幾方面進行論述。
一、排氣罩的設計計算
排氣罩是排風系統的一個重要部件,它的性能對排風系統的技術經濟效果有很大影響。如果設計合理,用較小的排風量就能獲得良好的效果。反之,用了很大的排風量也達不到預期的目的。設計排氣罩需滿足以下要求:
(1)了解工藝設備的結構和使用操作特點,在不妨礙生產操作以及對生產過程的觀察、不妨礙設備檢修的情況下,確定排氣罩的型式和位置;
(2)研究并了解有害物的特點與散發情況,以最小的風量盡可能充分完善地收集所散發的有害物,而且需要的捕集裝置少、阻力小;
(3)在任何情況下,被排出的氣體都不應通過人的呼吸區;
(4)所使用的材料要求來源廣、價格低廉、易于加工制作,如排除有腐蝕性的氣體,設備材料應防腐。
要同時滿足這些要求往往是困難的。所以設計時必須根據生產設備的結構和操作的特點,進行具體分析,抓住主要矛盾給予解決。
設計步驟一般是先詳細了解使用者的要求,然后深入實際進行調查。在此基礎上確定排氣罩的結構尺寸和安裝位置,最后計算壓力損失。排氣量和壓力損失是排氣罩的重要性能指標,其確定方法在下面簡單介紹。排氣罩設計的總原則是經濟、合理、方便、美觀。
二、管道布置的一般原則
管道的布置關系到整個系統的整體布局,合理設計、施工和使用管道系統,不僅能充分發揮控制系統的作用,而且關系到設計和運轉的經濟合理性。
在大氣污染控制過程中,管道輸送的介質可能是各種各樣的,像含塵氣體、各種有害氣體、各種蒸氣等。對這些不同的介質,在設計管道時應考慮其特殊要求,但就其共性來說,作為管道布置的一般原則應注意以下幾點。
(1)布置管道時應對所有管線通盤考慮,統一布置,盡量少占有用空間,力求簡單、緊湊、平整、美觀,而且安裝、操作和檢修要方便。
(2)劃分系統時,要考慮排送氣體的性質。可以把幾個排氣罩集中成一個系統進行排放。但是如果污染物混合后可能引起燃燒或爆炸,則不能合并成一個系統。或者不同溫度和濕度的含生氣體、混合局可能引起管內結露時也不能合成一個系統。対于只含有熱量、蒸氣、無爆炸危險的有害物的氣體可合并為一個系統。
(3)管道布置力求順直、減少阻力。一般圓形風道強度大、耗用材料少,但占用空間大。矩形風道管件占用空間小、易布置。為利用建筑空間,也可制成其他形狀。管道敷設應盡量明裝,不宜明裝時采用暗裝。
(4)管道應盡量集中成列,平行敷設,并盡量沿墻或柱子敷設,管徑大的和保溫管應設在靠墻側。管道與梁、柱、墻、設備及管道之間應有一定的距離,以滿足施工、運行、檢修和熱脹冷縮的要求。各種管件應避免直接連接。
(5)管道應盡量避免遮擋室內光線和妨礙門窗的啟閉,不應影響正常的生產操作。
(6)輸送劇毒物的風管不允許是正壓,此風管也不允許穿過其他房間。
(7)水平管道應有一定的坡度,以便放氣、放水、疏水和防止積塵,一般坡度為0.02~0.05。
(8)管道與閥門的重量不宜支承在設備上,應設支架、吊架。保溫管道的支架應設管托。焊縫不得位于支架處,焊縫與支架的距離不應小于管徑,至少不得小于20mm。管道焊縫的位置應在施工方便和受力小的地方。
(9)確定排入大氣的排氣口位置時,要考慮排出氣體對周圍環境的影響。對含塵和含毒的排氣即使經凈化處理后,仍應盡量在高處排放。通常排出口應高于周圍建筑2~4m。為保證排出氣體能在大氣中充分擴散和稀釋,排氣口可裝設錐形風帽,或者輔以阻止雨水進入的措施。
(10)風管上應設置必要的調節和測量裝置(如閥門、壓力表、溫度計、風量測量孔和采樣孔等),或者預留安裝測量裝置的接口。調節和測量裝置應設在便于操作和觀察的位置。
(11)管道設計中既要考慮便于施工,又要求保證嚴密不漏。整個系統要求漏損小,以保證吸風口有足夠的風量。
二、管道系統的設計
管道設計應在保證使用效果的前提下使管道系統技術可靠,安全環保,而且投資和運行費用降低。管道系統設計計算的任務主要是確定管道的位置、選擇斷面尺寸并計算風道的壓力損失,以便根據系統的總風量和總阻力選擇適當的風機和電機。
管道系統設計應用較多的是流速控制法,也稱比摩阻法,該方法一般按以下步驟進行:
(1)繪制管道系統的軸側投影圖,對各管段進行編號,標注長度和流量,管段長度一般按兩管件中心線之間的長度計算,不扣除管件(如三通、彎頭)本身的長度;
(2)選擇合適的氣體流速,使其技術經濟合理,即使得系統的造價和運行費用的總和經濟;
(3)根據各管段的風量和選定的流速確定各管段的斷面尺寸,并按國家規定的統一規標進行圓整,選取標準管徑;
(4)確定系統最不利環路,即最遠或局部阻力最多的環路,也是壓損最大的管路,計算該管段總壓損,并作為管段系統的總壓損;
(5)對并聯管路進行壓損平衡計算,兩支管的壓損差相對值,對除塵系統應小于10%,其他系統可小于15%;
(6)根據系統的總流量和總壓損選擇合適的風機和電機。