摘要：通风除尘对工作人员的工作、生活环境的改善有着重要的意义。本文通过分析煤粉气力输送设备扬尘的要求，提出通风除尘系统设计方案并进行详细设计。分析各种除尘器结构特点性能的优劣，设计通风除尘系统。结合除尘理论，设计除尘器结构，清灰装置等以达到高效节能的目的。
关键词：通风系统，设计，除尘器，系统，结构ABSTRACTTheventilationdustontheworkofthestaff,toimprovethelivingenvironmenthasanimportantsignificance.Inthispaper,byanalyzingthedustofpulverizedcoalconveyingequipmentasrequestedbydustventilationsystemdesignand
detaileddesign.Analysisofvariousstructuralcharacteristicsofprecipitatorperformanceadvantagesanddisadvantages,designventilationdustremovalsystem.Combinationofdusttheory,thedesignofdustcollectorstructure,cleaningdevices,etc.inordertoachievehighefficiencyandenergysavingpurposesKeywords:ventilationsystem,design,dustcollector,system,structurewww.liaofengbeng.net
１、引言随着工业产业的高速发展，工业有害物的散发日益增多，环境污染问题越来越严重。工业生产过程伴随着数以亿吨计的有害物质，粉尘便是其中非常常见的一种，它们存在于铸造、纺织、化工生产、粮食运输、煤矿等各行各业中，这些有害物如果不进行处理，会严重污染室内外空气环境，对人民身体健康也造成极大危害。工业除尘就是在工业生产过程中把气体与粉尘微粒的多相混合物进行分离。在工业生产
过程中，由于固体物料在加工、运输、储存及包装等生产工序中，其生产设备在操作过程中产生粉尘的同时将粉尘扩散飞扬，这些粉尘将影响环境安全、设备的使用寿命及操作人员的身体健康。在大、中及小型工厂中，凡是与粉尘有关的必须有防尘设计。现如今各行各业都将经济效益。搞好防尘工作到底有没有经济效益？合不合算？关于这个问题，可以从以下几点来看。1.粉尘已成为影响某些化工、机械、电气产品质量的关键问题，由此而造
成的经济损失是很大的。2.有些粉尘本身就是宝贵的原料、辅料或成品，只要把排放的粉尘收回来，本身就是财富。3.从社会经济效益来看，由于工人从接尘到发病乃至死亡是有一个漫长的过程，国家要花费大量金钱来照料这些病人，要是当初企业能多一点防尘经费，粉尘危害可以消除，工人可以不得病，那么就能给创造出很大的经济效益和社会效益。
由此可见,设置一个好的除尘系统是至关重要的。这也正是书写本文的意义所在。２粉尘的定义及扩散机理
2.1粉尘的定义在一定时间内，悬浮在气体中的固体微粒和液体微粒称之为粉尘，粉尘不一定是废物、赃物，有的粉尘收集起来之后还可以作为原料回用，如水泥厂中的粉尘、饲料厂中的粉尘。2.2粉尘的扩散机理2.2.1对产生粉尘的作用力在生产条件下，粉尘颗粒所受的作用力有机械力、重力、布朗运动及空气流动。
（1）机械力在物料的处理过程中，粉尘颗粒可能受到设备部件付于它的作用力（机械力）从而使它以较高的初速度向某一个方向运动，像被投掷的物体一样，从而离开粉体或物体。在研究机械力作用下的尘粒的运动规律时可以忽略重力作用。根据计算，粉尘颗粒几乎不能单纯依靠机械力给予的动能而飞扬，即机械力不是粉尘飞扬的根本原因。（2）布朗运动
细微颗粒本身由于与进行热运动的气体分子碰撞而作布朗运动，但依靠它的运动而得到的扩散是微不足道。（3）空气流动粉尘依靠热运动和重力作用而得到的运动速度很小，不能成为粉尘扩散和飞扬的主要原因，只是在粉尘粒子小于0.5ｕm的情况下才有意义。那么粉尘的扩散和飞扬只能和室内和设备内部的空气流动而产生。
室内的空气流动速度，一般控制在0.2～0.5m/s间，通过送风装置送入车间内的空气流动速度可达到1～2m/s，比之于机械力作用产生的速度、热运动扩散速度和重力沉降速要高的多，完全可以忽略重力、机械力以及布朗运动的作用。因而粉尘本身没有离开空气的作用力而独立运动的能力，只能随风飘扬，这就说明在这些作用力中，起着决定性作用的是空气的流动。2.2.2粉尘的扩散过程
粉粒体在气力输送及加工过程中受到诱导空气流、室内通风造成的流动空气及设备运动部件转动生成的气流，都会将粉粒体中的细微粉尘首先由粉粒体中分离而飞扬，然后由于室内空气流动而引起粉尘的扩散，从而完成了从粉尘产生到扩散的过程。粉尘的飞扬分为一次扬尘和二次扬尘1.一次扬尘的过程在处理散状物料时，由于诱导空气的流动，将粉尘从处理物料中带出，污染
局部地带。一次扬尘过程的气流运动有如下几种。(1)被运动的物料诱导的空气流如大颗粒物料沿着溜槽运动时（如图2-1），由于周围空气同物料的摩擦作用以及其他原因，空气随着运动的物料而流动（诱导作用），并在下一个生产流程的设备或密封罩向外逸出。（2）有剪切作用的气流如由高处落入矿仓的细粉粒（见图2-2），在空气的迎面阻力下引起剪切作用，使降落的粉料悬浮起来。
（3）设备的部件运动而引起饿气流这是某些工艺设备所特有的性质。如有转子的破碎机在工作时会产生气流。又如往复式给料机（槽式给矿机）在工作时也有空气流动造成粉尘飞扬。（4）装入物料所排出的空气流将物料往一定容积的矿仓装入时，排挤出与装入物料同体积的空气，这些空气将由装料口逸出。２.二次扬尘过程
由于室内的空气流动及设备的运行和振动所造成的气流，把沉落在设备、地坪及建筑结构上的粉尘再次吹起，这种气流与一次扬尘气流不同，故又称为二次扬尘。粉尘的扩散主要是二次气流将含尘空气由局部扬尘地点吹散至气流所及的所有空间。二次气流主要是指室内的无规则气流和通风射流，但带式气力输送机、提升机以及往复运动部件，甚至设备的振动以及人的行走等，也都可能形成二次气流。在设计除尘装置时，可以根据设备类型采取或完全消除诱导气流的措施；或者将局部扬
尘地点密闭和抽风，防止粉尘外逸；或者在二次气流与尘源之间设备隔挡物，防止粉尘的扩散。３工业除尘系统组成及分类3.1除尘系统的组成除尘系统由吸尘罩、通风管道、除尘器、通风机及其他附件等设备组成。这些装置和设备构成一个相互不可分离的整体，必须合理配套。因此，从管网的配置、设备的选用、除尘
系统的布置以及所有附件的选择，都应仔细进行设计和计算。3.2除尘系统的分类
按照结构和布置形式，机械（抽风）除尘系统可以分为独立式（单机）除尘机组、分散式机械（抽风）除尘系统和集中式机械（抽风）除尘系统三种。1.独立式除尘机组（单机除尘器）将通风机、电动机、除尘器和部分连接管道全部装设在一个单独的机组内的除尘装置称为独立式除尘机组（单机除尘器）。该除尘装置具有结构紧凑、外型尺寸小和除尘效率高的特点。可用于包装机、往复式给料机、破碎机及筛分装置的除尘，其管道短应布置在散尘设
备边上，净化后的气体可直接排放在室内。2.分散式机械（抽风）除尘系统一个车间内，只连接1-2个抽风点（散尘设备的密封罩）的除尘系统称为分散式机械（抽风）除尘系统。在粉体加工（破碎、筛分、包装和储运）车间内，当局部抽风罩（散尘点）相距较远或各散尘设备非同时工作以及各散尘设备处理的物料品种不相同时，设置分散式除尘系统是合理的，这种系统运行调节比较简单，能迁就生产条件，除尘效果较可靠，
可由生产操作工人直接负责运行。但除尘设备所捕集的粉尘处理及回收不如集中式除尘系统方便和容易。3.集中式机械（抽风）除尘系统当一个厂房或车间内所有的或很多个（3个以上）抽风点（散尘设备的密闭罩）连接成一个除尘系统时，这种系统称为集中式机械（抽风）除尘系统。其风管可分为枝状式和集合管式两种。
4除尘系统的设计4.1粉体运输设备的密封
粉体加工车间的气力输送设备主要有带式气力输送机、链式气力输送机、埋刮板气力输送机、刮板气力输送机、斗式提升机和螺旋气力输送机，其中带式气力输送机是使用最广泛散尘量最大的设备，因此气力输送设备的密封以带式气力输送机的密封为主，其他气力输送设备可参照设计。带式气力输送机的散尘点在气力输送机头部卸料点和尾部受料点，在粉体加工车间所有的散尘点中这类散尘点约占50%以上，在个别的工艺流程中，甚至可达80%（如磷铵成品
加工车间）。因此搞好这类设备（地点）的除尘，也就解决大部分工作场所的除尘问题，除了卸料点和受料点外，黏（沾）附在气力输送带表面的粉料，在返程途中受下托辊间距较大的影响，气力输送带运行时振动将带面粉料撒落，造成大量粉尘，因此必须重视带式气力输送机返程段带料的清除，一般在头部设置双重清扫器。带式气力输送机的密封罩如下。１.局部密封罩在气力输送破碎、筛分和造粒等单元工序的颗粒物料时，一般采用局
部密封罩，在受料点和卸料点设置单层密封罩，该类型密封罩由于气力输送带的运行，其密封橡胶板很容易被磨损，形成缝隙，破坏密封，而发生坠落物料所诱导的含尘空气直接冲击密封罩的缝隙产生扬尘，针对以上具体情况设置具有侧气室的双层密封罩可以消除这一弊病。２.整体密封罩在气力输送细粉料或在带式气力输送机在返程段有大量粉料撒落，因而造成大量粉尘飞扬，必须设置整体密封罩。
4.2粉体给料设备的密封4.2.1常用给料设备的密封
在粉体加工车间常用的给料设备带式给料截、板式给料机、链式给料机、槽式给料机、叶轮给料机、星形给料机、电振给料机及圆盘给料机等。其中摇动（往复）式给料机（槽式给料机）和振动式给料机（电机、电磁振动）是粉尘散发量最大的设备。摇动（往复）式给料机（槽式给料机）和振动式给料机（电机、电磁振动）本身具有密闭的外壳，但给料地点仍有大量含尘空气外逸。因此仍须设置良好的密闭，并在受料处设置抽尘罩。
带式给料机和板式给料机运行时，本身散发的粉尘量量较少，但通过较长的溜槽给料时由于产生诱导空气，致使粉尘的散发量较大，因此尽可能避免用长溜槽给料。这类设备因设局部密封罩，当用较长的溜槽给料时，在受料设备的上部或在给料溜槽下部还要设置抽尘罩。4.2.2移动式给料设备的密封移动板式给料机和移动带式给料机的工作原理与板（带）式给料机相似，而移动板（带）式给料机需在轨道上移动，因此产生粉尘的受料地点和给料地点均不固定。这类设备通常安
装在储斗上部的给料点或矿仓下部的卸矿地点。一般采用以下两种方法。1.在移动式给料机前挂置移动式除尘机组装有振打MC-Ⅱ脉冲除尘器（必要时需设置网格式油过滤器）及通（抽）风机组的小车随给料机移动。在给料机的受料和卸料地点实施局部密封并进行抽风，由密封罩吸入的含尘空气经过除尘机组净化后排室内。2.设固定式除尘系统随给料机的移动的抽尘罩用软性接管或特殊连接装置接至除尘系统的固定管道上。
4.3抽尘罩的设计及除尘抽风量的计算4.3.1抽尘罩的设计原则
抽尘罩是通风除尘装置系统设计中的关键部件，如果抽尘罩设计的不符合要求，将影响整个除尘装置的除尘效果。在工厂常见到有的除尘系统尽管安装着新型除尘器，风机也开动着，但产尘点仍旧粉尘飞扬，工作场地环境恶劣。这种情况的发生，往往被归咎于除尘器效率低或风机风量、风压不足等。其实问题的产生存在多种因素，在很多情况下，都与抽尘罩设计得不合理有关。为了使局部抽尘罩发挥应有的效果，必须满足以下原则。1.形式适宜
抽尘罩有密闭罩、伞形罩、下吸罩、侧吸罩之分。罩子的形式要与生产操作过程相适应。既不能妨碍操作，又要有控制粉尘溢散的显著作用。在设计抽尘罩时，首先要区别该设备是冷过程操作还是热过程操作，还必须考虑粉尘的特性、粉尘的扩散规律、设备允许密闭程度和工人操作方式。然后根据现场实际情况确定抽尘罩的形式。2.位置正确抽尘罩安装的位置，与抽尘罩的形式具有密切的关系，应针对各操作过程或设备的
特点，选择适宜（高、低、远、近）的位置。一般情况下，在不妨碍操作的前提下，抽尘罩越靠近产尘点越好，而且应将抽尘罩口迎着粉尘散发的方向，因势利导，其抽尘效果更好。做到能有效地控制含尘气流不致从抽尘罩逸出，同时避免吸入粉料。通常排尘口应正对着含尘气流中心，但对破碎、筛分和气力输送设备，排尘口应避开含尘气流中心，以防吸入大量粉料。3.风量适中
通过抽尘罩抽走的风量要适中，过大或不足均为不利。风量的大小，要足以在需要控制产生粉尘的地点，造成必要的控制风速。如果抽风量过小，就不能控制粉尘的飞扬，不能抵抗周围气流的干扰。而如果风量过大就会造成风机、管道、除尘设备的庞大，还会抽走
有用的物料，既造成资源浪费，又加大除尘器负荷。在冬季（尤其是在北方地区），抽风量过大会导致车间过冷，需要补充大量热量。4.检修方便抽尘罩安装在生产设备上后，不得妨碍设备的正常检修。因此，在较大抽尘罩上应设检修门，也可将罩盖制作成可以掀起的或设计成旋转式的，罩子应有足够的强度，避免在经常检修、拆卸的情况下变形。
在密闭罩上部安装抽尘罩的设计要求有以下几项。（1）由除尘系统吸入的空气速度必须控制到最小，以免大量粉尘、有时甚至是粉料带入系统中。（2）合理地设计除尘罩，应使流入抽尘罩时的空气阻力较小而流量系数大，并能保持密闭罩内的空气负压均匀，这样便可以使除尘系统的工况稳定，效果良好。（3）合理地设计抽尘罩的安装位置，抽尘罩必须保证吸入所需空气量，但要避免产生
空气的短路；吸入方向应尽可能符合气流的自然流动方向。4.3.2抽尘罩的分类抽尘罩是除尘系统的重要部件之一，它的作用是将除尘系统与防尘密闭罩连接起来，正确地确定抽尘罩的位置和形式，能够减少抽出空气中的含尘量和使密闭罩内保持均匀的负压，并可使抽风量为最小。1.按工程上的应用分类
可分为敞口抽尘罩和密闭式抽尘罩两种。
（1）在尘源处不能设置严密的防尘密闭罩，抽尘罩设在尘源附近（上部、下部或侧面）靠引射气流将含尘空气抽走，这种抽尘罩称为敞口抽尘罩，敞口抽尘罩在工程中应用较为广泛，一般按抽尘罩安装位置可分为侧吸罩和悬挂式伞形罩两种。（2）尘源处设有比较严密的防尘密闭罩，抽尘罩与防尘密闭罩相连，这种抽尘罩称为密闭罩或封闭式抽尘罩。2.按罩口的结构形式分类
可分无挡板式抽尘罩和带挡板式抽尘罩两种。4.3.３抽尘罩抽风量的计算在粉状物料气力输送过程中，气力输送机头部卸料点和尾部受料点是主要的散尘点，要对其进行密封处理，故采用封闭式抽尘罩，其主要特性如下。（1）抽尘罩与尘源的防尘密闭罩相连。（2）应用较广泛，形似一座密闭小室，产尘源放置于罩内，周围除留必要的操作口或
可开启的检修门外，几乎完全密闭，在密闭罩的适当部位设置与风机相连的风管，当风机抽风时，罩内即形成一定的负压，在敞口的操作口处造成一定的进气风速，防止罩内粉尘外逸。（3）如果罩内含尘空气具有很大的运动速度，为了防止粉尘外逸，此时的抽风量应不一般情况下大，使之在密闭罩的操作口造成的进气风速足以抵消含尘气流自身的运动速度。在这种情况下，在密闭罩内形成的负压，要求比逸出速度产生的动压头大0.5-1倍。在该粉状物气力输送系统中，主要要控制的有三大产尘点，即给料设备、气力输送带的
受料端和卸料端的粉尘。各部分的抽尘罩的抽风量计算如下。（1）给料设备的抽风量的计算
该系统采用电振给料机，这类型给料设备的配置较紧凑，落差高度较小，因而诱导空气量并不大，但密闭罩不可能做得十分严密，因而仍需抽风（尤其是处理粉尘时）。这种设备的防尘密闭罩一般做成将给料机与受料设备受料点包括在一起的整体密闭罩，所以当落差高度很大或处理热物料时，应在上、下部分别抽风。处理粉状物料时，抽风量按下表4-1减少15%-30%。表4-1电振给料机抽风量
规格（宽长高）mm受料运输机的宽度／mm抽风量／
（2）气力输送带受料点的抽风量带式气力输送机转运点抽风量，由物料在溜槽中运动时产生空气流，按在溜槽末端的物料速度产生的诱导气流及吸入气流来定除尘抽风量，可按设计数据查表。（a）溜槽末端的物料速度见表4-2。胶带机宽度
Ｂ/mm溜槽倾角／(°)溜槽始端至末端的垂直高度Ｈ/0.51.01.52.02.53.03.54.0B=650(H1=130
0)454.04.404.785.125.425.746.046.31554.725.245.726.176.576.977.357.70655.265.856.406.907.407.848.268.67
755.606.286.907.478.08.508.929.40905.906.687.368.08.69.159.6710.2B=800
(H1=1600)454.374.755.105.405.726.06.306.56555.125.626.076.506.907.287.627.96655.726.306.827.307.758.188.569.0756.106.737.307.848.358.819.269.70
906.407.137.808.388.959.5010.010.5B=1000(H1=1800)454.584.935.285.605.886.176.456.70555.385.856.286.707.107.457.808.13
66.06.57.07.57.98.38.79.1
53506653756.407.07.578.078.559.09.459.88906.707.408.038.609.179.7010.210.6（b）带式气力输送机普通型局部密闭罩抽风量见表4-3。
表4-2带式气力输送机普通型局部密闭罩抽风量/物料末端速度Ｖ末／组合空气量名称带式气力输送机宽度Ｂ／mm5006508001000120014001.5诱导空气量Ｑ1－－85125175250
吸入空气量Ｑ2－－72080092010502.0诱导空气量Ｑ1－90140220320450吸入空气量Ｑ2－74080096010301200
2.5诱导空气量Ｑ190140240350500700吸入空气量Ｑ27108008601050112013203.0诱导空气量Ｑ11252203205007101000
吸入空气量Ｑ283096010501250132015603.5诱导空气量Ｑ11802804306809601350吸入空气量Ｑ2100011201200145015601800
4.0诱导空气量Ｑ122035057088012501760吸入空气量Ｑ21100128013801660180020704.5诱导空气量Ｑ1280450720110015802250
吸入空气122014501550186020002070
量Ｑ25.0诱导空气量Ｑ1350550880138019502750吸入空气量Ｑ21450160017302070222026005.5诱导空气
量Ｑ14507001100170024003350吸入空气量Ｑ21550175019002250250028506.0诱导空气量Ｑ15008001300195028004000吸入空气
量Ｑ21700195020502500265031006.5诱导空气量Ｑ15809501500235033004650吸入空气量Ｑ21850210022502700290034007.0诱导空气
量Ｑ170011001750270038505400
吸入空气量Ｑ21950225024002900310036007.5诱导空气量Ｑ178012502000310044006200吸入空气量Ｑ2210024002600310033503900
8.0诱导空气量Ｑ190014002250355050007000吸入空气量Ｑ22250260027503300355041508.5诱导空气量Ｑ1100016002600400057008000
吸入空气量Ｑ22400275029003500380044009.0诱导空气量Ｑ1110018002850445063009000吸入空气量Ｑ2255029003100375040004700
9.5诱导空气1250200032004950795010000
量Ｑ1吸入空气量Ｑ226503050325039504250495010.0诱导空气量Ｑ11400220035005300780011000吸入空气
量Ｑ2280032003450415044505200（３）储仓的抽风量由于储仓本身具有较大的体积，有能力缓冲诱导气流所造成的空气压力，因此储仓内需要保持较小的负压值，一般只需1.5－2Ｐa即可。储仓抽风量取决于装料设备，密封方式及密封罩不严密（漏风）面积。储仓抽风量应按以下公式计算，即
储仓抽风量可按表4－3查得（此数据中诱导空气量已包括诱导空气量和物料本身的体积排出的空气量，而吸入空气量在详细设计时应按实际不严密面积或装料口宽度计算）。表4－3储仓抽风量／带式气力输送机宽度／
mm固定式漏斗移动式卸料车可逆式带式气力输送机诱导空气量每1缝隙面积吸入诱导空气量每1缝隙面积吸入诱导空气量每1缝隙面积吸入
风量风量风量5002502800700160250200650400280011001804002508006002800160020070030010001000280024002201100350
1200130028003200240150040014001800280040002602000450根据该系统中给料设备的参数以及溜槽的始、末端的高度差，可以分别查表得到电振给料机抽风量和气力输送带受料点的抽风量。电振给料机抽风量Ｑ＝1800(1-20%)＝1440()
气力输送带受料点的抽风量＝诱导空气量Ｑ1+吸入空气量Ｑ2=880+1730＝2610()储仓的抽风量Ｑ’’600+28000.02＝656()4.3.4抽尘罩罩口的尺寸计算在粉状物料气力输送过程中，由于是低温尘源，因此可以利用冷过程产尘设备上的伞形罩的抽风量公式取得罩口尺寸。公式如下：
Ｑ＝36001.4ＰＨ式中Ｑ――抽风量，；
Ｈ――工作台或槽子距罩口高度，；――罩子四周敞开面积上的控制风速，/s；根据经验，v值在0.5－1.0/s范围内选取；Ｐ――工作台或槽子的周长，Ｐ＝２（Ａ＋Ｂ）；Ａ――罩口的长度，；Ｂ――罩口的宽度，。
由此可以取得各抽尘罩口的尺寸：（1）给料机处罩口周长＝Ｑ／36001.4Ｈ＝1440/(36001.40.40.5)＝1.4()；分配罩口的长度和宽度分别为0.4和0.3。（2）气力输送带受料点罩口的周长
＝Ｑ／36001.4Ｈ＝2610/(36001.40.380.8)＝1.7()分配罩口的长度和宽度分别为0.45和0.4。（3）气力输送带卸料点罩口的周长＝Ｑ／36001.4Ｈ＝656/(36001.40.640.5)＝0.4()分配罩口的长度和宽度分别为0.1和0.1。
4.4除尘系统管网的设计和计算4.4.1除尘系统管网的布置
除尘系统的抽尘罩、除尘器、风机等主要设备之间是利用管道联系起来的。除尘系统管网的设计就在于确定个设备的位置和管道的大小和位置。除尘设备的布置与工艺设备及除尘件的布置有关。通常希望将除尘器与工艺设备尽量靠近，这不仅使设备布置紧凑，而且可以缩短管道长度和节约能源，但是在有的情况下，特别是处理风量很大时，除尘器和风机要设在远离尘源点的地方，甚至设在室外。管道的布置和计算的好坏直接影响系统的正常运行。如果设计不合理，不仅可能浪费材
料和能源，而且可能会使粉尘沉积在管道中，造成管道堵塞。为了防止粉尘的沉积和节省动力消耗，一方面要使管道内气流速度不小于表4-4中数值，另一方面要尽量避免管道水平布置，尽可能敷设成垂直的或倾斜的。与局部抽尘罩连接的起始管段必须保证垂直布置。除尘风管采用枝状或集合管式；枝状除尘风管宜垂直或倾斜布置，如必须水平布置时，应采取防止积尘措施，如增加吹扫管、设置检视门、清堵孔等，有时也可在大直径管道下设置灰斗，将大颗粒粉尘在管道内直接沉降到灰斗中。www.fcszj.com
当倾斜布置风管时，其最小倾斜角度应根据粉体的安息角选择。一般情况下，干燥的矿石粉尘可采用５５度以上的角度；对于潮湿的矿石粉尘，必须采用６０度以上的角度。除尘管道宜明设，且越短越好，并尽量避免地沟内敷设。为清扫方便，在风管的适当部位应设清扫口。除尘器后风速以８-１０/s为宜。有可能发生静电积聚的除尘风管应设计接地措施。各支管之间的不平衡压力差应小于１０％。管道的布置要尽量减少弯头的数目，这不仅使管道布置简化，而且可以减少气流阻力，
节省能源。弯头要有一定的曲率半径，除了空间受限制外，曲率半径一般应取管道直径的２-２.５倍。对于矩形弯头宽厚比越大越有利。
管道支管应尽量从侧面或上部与主风管连接，连接三通一般应设在渐扩处，其夹角一般取１５度-３０度。当有几个支管汇合同一主管时，汇合点最好不要在同一断面上。直管段断面的改变，应设渐扩管或渐缩管，渐扩或渐缩管的长度应为管道直径差的５倍以上。管道与风机入口的连接优先采用直管入口的方式，其次为弯头。风机出口管的连接要考虑尽量避免涡流的产生。4.4.2除尘系统管网的计算
1.管道直径的计算管道直径的计算公式为为了防止管道堵塞，风管的直径不应小于表4-4中所列的数据。表4-4除尘系统最小管径粉尘性质管道最小直径/mm粉尘性质管道最小直径/mm
细粒粉尘80可能含有大块物料的混合性粉尘200较粗粒粉尘1002.管道内气流速度的确定管道内气流速度应合理地确定。气速太小，气体中的粉尘易沉积，严重的会破坏除尘系统的正常运行。气速太高，压力损失会成平方增大，电能消耗也增大，粉尘对管壁的磨损加剧，使管道的使用寿命缩短。
垂直管道内的气流速度，应大于抽气口的气速。水平和倾斜风管内的风速应大于最大尘粒的悬浮速度，要大于垂直管道内气速。在工业生产过程中，进口处个截面的气速是不等的，气体在管道内的分布也是不均匀的，并存在涡流现象，同时，还应能够吹走风机前次停转时沉积在管道内的粉尘。因此，一般实际采用的气速要比理论计算的气速大2－4倍。通常设计除尘系统管道时，为了防止粉尘沉降，除尘风管中应保持气力输送粉尘所必须的最低风速。除尘管道内气流最低见表4-5。
表4-5除尘管道内的气流最低速度／粉尘名称垂直管水平管粉尘名称垂直管水平管耐火泥1417大块湿木屑1820粉状黏土，砂1113染料粉尘14-1616-18
熟耐火黏土粉1417石灰石尘1315煤粉尘10-1112-15布抛光砂轮产生的粉尘1012砂子、铸模用干土1720煤灰1415湿土(含水
2%)、湿沙1518煤渣2022铁与钢（屑）1923研磨用矿物粉15.519
水泥粉尘8-1218-22石膏、细石灰粉1011石棉粉尘8-1216-18铁、钢尘末1518重金属矿粉尘16-1818-23绒
毛零布1618锯屑、刨屑、轻矿粉尘1214油污的1819未油污的1920干型砂1620人造的1720干微粉810细棉羊毛1415灰土、砂尘1618松散的毛、粗屑毛1718干细粉1113亚麻1618
湿土20%以下1518大块干木屑1415除尘器后的排气管道内气速一般为8-12。含尘气体在管道内的速度也可以采用以下经验计算方法求得。在垂直管道内，气流速度大于管道内粉尘粒子的悬浮速度，考虑到管道内气速分布的不均匀和能够带走贴近管壁的尘粒，管道内的气速应为尘粒悬浮速度的1.3－1.7倍，对于管路比较复杂和管壁粗糙度较大的取上限，反之取下限。
对于水平管道内，气速应按照能够沉积在管道底部的尘粒的条件来确定。当介质为空气（）时，使直径为d的粉尘粒子在管道内边滚边悬浮跳跃式前进的最低速度为
＝倾斜管道内的气速，介于垂直管道和水平管道之间，倾角大者取大值，倾角小者取小值。3.管道材质的选择根据气力输送介质的特性（包括含尘气体本身的特性和粉尘特性）和管道的结构形式等进行选择。对于圆形管道一般采用热轧无缝钢管、直缝电焊钢管、螺旋焊电焊钢管、铸铁管等，其材质常选用Ｑ235碳钢，若对回收粉尘有特殊要求或含尘气体有腐蚀性可选用不锈钢
管。4.管壁厚度的确定除尘系统风管的最小壁厚见表4-6。选用铸铁管时，管壁厚度一般为10-12mm。实际使用中，除了满足最小壁厚要求外，还需考虑磨损、腐蚀裕量。表4-6除尘系统风管管壁最小厚度／粉尘风管类型备注
类别种类直管异径管一般磨料木工、化工原料（非磨琢性）、化肥粉尘1.01.5本表按普通钢板编制，当用其他材料时，应按要求减薄或加厚，如采用低合金普通钢板时，厚度可相应减少
20%-30%中等磨料砂轮、机床中散出的粉尘、铸造粉尘、煤尘1.52.5高强磨各种金属矿石粉尘、石2.03.0
料英粉尘、炉渣另外在确定最终管壁厚度时，需综合考虑管道的安装和支撑情况，以满足管道力学（包括管道机械、应力、刚度、稳定性等）方面的要求，并结合经济性、实用性、维修和安装、使用寿命要求等。5.管道的倾角含尘气体管道的倾角取决于粉尘的物理性质和气体的含尘浓度。
从粉尘的物理性质而言，应使管道的倾角大于粉尘的静止堆积角，以防止淤积阻塞管道。粉尘的静止堆积角的大小与粉尘性质、尘粒直径、形状和湿度等因素有关。管道的倾角一般不小于45,最好不小于60。从气体的浓度而言，若含尘浓度小于0.3，而且粉尘是干燥的，径粒是大的、不黏附于管壁时，则管道的形式可从流体压力损失和设备投资少的条件进行选择，若含尘浓度为0.3-15，含尘气体在管道中的最大速度不应超过16-18，以防止管道的磨损；最低速度为
8-10，以防止粉尘沉积而阻塞管道。周期性气力输送含尘气体的管道不应有平直的部分，只能倾斜地设置。管道分支管和倾斜主干管连接时，应从上面或侧面接入。三通管道夹角一般不宜小于30，最大不宜超过45。6.管道中的压力损失含尘气体在管道中流动时，会发生含尘气体和管壁摩檫而引起的摩檫压力损失，以及含
尘气体在经过各种管道附件或遇到某种障碍而引起的局部压力损失。管道中的总摩檫压损用表示，单位长度的磨檫压损用表示，简称比摩损
＝＝式中――摩阻系数；――管道内气体的平均流速，/s；――气体的密度，kg/；――管道的水力半径，；
＝式中――管道的断面积，；――湿周，管道断面的周长，为了方便计算，根据以下图4-1比摩阻曲线来确定每米长度管道的摩檫压损。
图４-1求比摩檫压力损失的线解图流体流经三通、弯管等管件，流量、流速、流向发生变化。伴随这些变化，有能量损失，这些损失称之为局部压力损失，简称局部压损。局部压损，有时在总压损中占有相当比例，不能忽视。气体流经局部构件所形成的局部压损按下式计算：式中――计算局部压损部分气体流速，/s；
――管内气体密度，kg/；――局部阻力系数，局部阻力系数可在有关通风设计手册中查到。
以下为用流速控制法对本除尘系统中管道的设计计算。一台MC-Ⅱ脉冲除尘器，对三个扬尘点除尘。如图4-2所示；三个扬尘点的处理风量分别为1440()，2610()，656()，抽吸速度选定为15/s,其他有关数据已注明在表4-7的数据汇总中。管
段名称编号流量L管径Ｄmm比摩阻mm/m管段长度摩檫压损mm局部阻力系数局部压损mm管路压损+mm支管１
支管２支管３干管４
4.5除尘器设备的性能及选择
3.4.1除尘器的选型除尘器是将空气中的粉尘集中收集起来排送出去，当含有粉尘的气体在通过滤料时，粉尘被阻留，使气体得到净化。一般新滤料的除尘效率是不够高的。滤料使用一段时间后，由于筛滤、碰撞、滞留、扩散、静电等效应，滤袋表面积聚了一层粉尘，这层粉尘称为初层，在此以后的运动过程中，初层成了滤料的主要过滤层，依靠初层的作用，网孔较大的滤料也能获得较高的过滤效率。随着粉尘在滤料表面的积聚，除尘器的效率和阻力都相应的增加，
当滤料两侧的压力差很大时，会把有些已附着在滤料上的细小尘粒挤压过去，使除尘器效率下降。另外，除尘器的阻力过高会使除尘系统的风量显著下降。因此，除尘器的阻力达到一定数值后，要及时清灰。清灰时不能破坏初层，以免效率下降。为了能达到设计预期的除尘效果，必须合理选择除尘器。现在市场上的除尘器繁多，常见的有布袋除尘器、旋风除尘器、静电除尘器、脉冲布袋除尘器、电除尘器、惯性除尘器、湿式除尘器等等。对除尘器的选择，一般来说，进口含尘浓度越大，除尘效果越高，可是这样会增加出口含尘浓度，所以不能仅从除尘效率高就笼统的认为粉尘处理效果就好。要从粉尘的性质，浓度及可行性和经济性分
析后，经过多方面比较选择最合适的除尘器。www.fctsb.com各类除尘器的适用条件及性能比较见表1从表1中可以看出：机械除尘器（包括重力除尘器、惯性除尘器和旋风除尘器）具有结构简单、体积小、投资少等特点，但除了除尘效率较低，总粉尘除尘效率仅70%～85%，对呼吸除尘效果也差；湿式除尘器一般的除尘效率还可以，但是最小捕集粒径比袋式和电除尘器大。电除尘器虽然除尘效率也高达90%以上，但是体积较大，一次性投资高。
MC-Ⅱ脉冲除尘器效率很高，达大于99%，最小捕集粒径小于0.1um，从相关的除尘效果来考虑，我选用MC-Ⅱ脉冲除尘器作为净化除尘器。
3.4.2滤袋的选择滤布必须有合适的孔隙，允许空气顺利通过而阻挡细小的粉尘进入滤布内部。细小颗粒的粉尘一旦进入滤布内部，就无法将其清除，造成滤布透气性能大大下降，除尘阻力增大，甚至滤袋无法再使用。这也是为什么除尘器滤袋纤维直径要求较细、滤布较密实的原因。虽然细纤维制成的滤布价格较高，刚开始使用时过滤阻力较大，但在整个使用期比较稳定，使用寿命长。当然，现在已有防止粉尘进入滤布内部而透气性能又不降低的新型材料，比如
在滤袋与粉尘接触表面喷涂或覆盖一层超薄氟化树脂微孔膜。惰性树脂是完全疏水的，光滑的表面不但不会粘上粉尘，而且对含水率较高的粉尘也会大大降低由粘附产生的糊袋现象。也有用专用处理粉剂喷涂滤袋表面，使之表面形成极薄的滤饼，使孔隙度比较均匀、细小。对滤布表面进行压光或烧结等特殊工艺处理，也可以达到同样的目的。三防（防油、防水、防静电）滤布在建材企业除尘行业得到较广泛的应用。在选择滤袋材料时，我参考相关资料或请教专业生产厂和专家。他们谈到：现在滤袋生产厂很多，品种差异大，价格差异也大。在选择滤袋时要综合考虑价格、使用寿命和处理物料的物性。特别是外购除尘器时不能单纯
考虑价格，还必须考虑其配置和材料。有的滤袋处理某种粉尘有效，但对其他粉尘可能不是最佳。滤布结构可以是毡制的或编织的。大多数毡制品由于纤维间的毛细作用会吸潮，但一些特殊的毡制品比如玻璃纤维针织毡可以在一定程度上防潮。毡制品纤维的不规则排列，孔隙均匀，同时为了保证其强度，滤袋厚度较厚，除尘效率高。在一些重要场合或遇到粉尘细的物料，特别是具有较高表面气流速度的除尘器滤袋经常采用毡制品纤维。编织的纤维织品是用纺纱编织而成的，纺纱间有各种花纹的孔隙，表面光洁，容易设计成可以保持或脱离滤饼的滤布。为了进一步提高表面性能，可以用硅酮树脂喷涂，获得耐磨表面#改进滤饼
的脱离滤袋或降低滤袋的吸潮能力。对熔点低、粘附性大的各种化学药品最好采用编织纤维的滤袋。
3.4.3过滤速度MC-Ⅱ脉冲除尘器的过滤速度是被过滤的气体流量和过滤织物面积的比值。过滤速度是决定除尘器性能的一个重要参数，其大小直接影响到MC-Ⅱ脉冲除尘器的一次性投资、运行费用、除尘效果等等。过滤速度太高会造成压力损失过大、降低除尘效率，使滤袋堵塞以至快速损坏。但是，提高过滤速度可以减少过滤面积，以较小的设备来处理同样流量的气体。过滤速效小会提高除尘效率，延长滤袋使用寿命，但会造成除尘器过于庞大，一次性投
资加大。目前尚无可利用的理论计算公式过滤速度，主要靠经验确定。但就定性而言，它与粉尘性质、气体浓度、滤袋材质和清灰方式等因素有关。一般若含尘浓度高、粉尘颗粒小，过滤速度应取小值，反之则取高值。在煤粉传输过程中，一般含粉尘浓度高，而去含有一定的水分，过滤速度可用如下经验公式进行计算。V=2.35a﹒b﹒c﹒d式中：a—粉尘系数，当尘源为转动运点时，气力输送机等时，a=1.0；
b—粉尘分散度系数，见表2c—气体含尘浓度系数，见图2；d—温度系数，见图3；表1粉尘分散度系数图2含尘浓度系数
图3温度系数3.4.4过滤面积
3.4.4.1滤袋规格滤袋规格（长度L和直径D）与进入滤袋的入口速度有关，当含尘气体进入每条滤袋时，如入口速度过快，一方面会加速清灰降尘的二次飞扬，另一方面会由于粉尘的摩擦使滤袋的磨损急剧增加，一般不能大于2。滤袋的长径（L/D）可用过滤速度V和入口速度表示：设单袋气体的流量为。因为：（1）
（2）所以：即：（3）从式（2）可用看出，当过滤速度V较高时，（L/D）在一个较小的范围内；当过滤速度V较低时，（L/D）在一个较大的范围内。据此，MC-Ⅱ脉冲除尘器滤袋的长径比L/D一般为10～35。因而，滤袋的直径可在150mm～300mm，滤袋长度可在1.5m～10m内
选择。3.4.4.2过滤面积的确定根据需过滤的气体流体量和过滤速度即可确定除尘器的过滤面积，计算公式如下：（4）式中：A—过滤面积，m2；Q—需过滤的气体流量，m3/min；—通风除尘系统漏风量，m3/min，一般按需过滤气体流量15%～30%选取；V—过滤速度，m/min。
3.4.4.3滤袋数量
滤袋数量N是总过滤面积A除以单个滤袋的表面积。对圆袋：（5）（6）3.5清灰装置设计MC-Ⅱ脉冲除尘器依靠滤袋对含尘气体进行过滤。含尘气体穿过滤袋时，随着它们深入滤料内部，使纤维间孔隙逐渐减少，最终形式附着在滤袋表面的粉尘层，即所谓的初尘。
MC-Ⅱ脉冲除尘器的过滤作用主要是依靠这个初层以及逐渐堆积起来的粉尘层进行的，即使过滤很小微细（1um左右）的粉尘也能获得较高的除尘效率（>99%）。随着粉尘在初层基础上不断积聚，使其透气性变坏，除尘器的阻力增加，虽然此时滤袋的除尘效率也增大，但阻力过大会使滤袋极易损坏或因滤袋两侧的压差过大，使空气通过滤袋孔眼的速度（过滤速度）过高，将已帖附的粉尘带走，反而使除尘效率下降。因此，MC-Ⅱ脉冲除尘器运行一定时间后要即使清灰，清灰时又不能破坏初层，以免除尘效率下降。MC-Ⅱ脉冲除尘器的清灰方法有三种：机械摇动清灰、逆气流反吹、脉动喷吹清灰。
3.5.1机械摇动清灰机械摇动清灰见图（2）是先关闭除尘风机，然后通过一台摇动电机的往复摇动给滤袋一个轴线方向的往复力，滤袋又将这一往复力转换成径向的抖动运动，使附在滤袋上的粉尘下落。显然在过滤状态时，由于滤袋受气流的压力而成柱状，摇动轴的往复运动就不能转换成滤袋的径向抖动，这就是必须停机清灰的原因。为了充分利用粉尘层的过滤作用，选择的过滤速度较低，清灰时间间隔较长（当阻力达到400Pa～600Mpa时清灰为宜），即
使用普通的棉布做滤料，也会有较高的除尘效率。这种清灰方法的除尘器结构简单、性能稳定，适合小风量、低浓度和分散的扬尘点的除尘，但不适合除尘器连续长时间工作的场合。
图4机械摇动清灰示意图3.5.2逆气流反吹清灰从相反方向吹空气通过滤袋和粉尘层，利用气流使粉尘从滤袋伤脱离（见图3）。采用气流清灰时，滤袋内必须有支撑结构，如撑环或网架，以避免吧滤袋压扁、粘连，破坏初层。图5逆气流反吹清灰示意图
反吹空气可以由专门的风机供给，也可以利用除尘器本身的负压从外部吸入，采用后者时，除尘器本身的负压值不能小于500Pa。清灰过程是分组进行的，某一组滤袋清灰时，反吹空气阀门自动打开，同事净化空气出口阀门处于关闭状态。对于利用大气反吹的除尘器，当阻力达到600Pa～1000Pa时清灰为宜；对于利用风机反吹的除尘器，当阻力达到800Pa～1200Pa时清灰为宜，清灰时间约为30s～60s，清灰的时间间隔约为3min～8min。这种清灰方法的除尘器处理风量大，因采用分室结构，故可在不停机的条件下维修检查。清灰机结构简单，维护方便。如滤袋采用内滤式，粉尘均集聚在滤袋的内表面上，检查人员或
换袋人员的劳动条件大为改善。3.5.3脉冲喷吹清灰含尘气体通过滤袋时，粉尘阻留在滤袋外表面，净化后的气体经文丘里管道从上部排除。每排滤袋上方设一根喷吹管，喷吹管上设有与每个滤袋相应的喷嘴，喷吹管前端装设脉冲阀，通过程序控制机构控制脉冲阀的启闭。脉冲阀开启时，压缩空气从喷嘴高速射出，带着比自身体积大5～7倍的诱导空气一起经文丘里管进入滤袋。滤袋急剧膨胀引起冲击振动，
使附在滤袋外的粉尘脱离。当阻力达到1KPa～1.5KPa时清灰为宜。压缩空气的喷吹压力
为500KPa～600KPa，脉冲周期（喷吹的时间间隔）为60s左右，脉冲宽度（喷吹一次的时间）为0.1s～0.2s。脉冲喷吹清灰的优点是清灰过程不中断滤料工作，能实现粘附性强的粉尘脱落，清灰时间间隔短，可选用较高的过滤速度。缺点是脉冲喷吹需要有压缩空气起源。综上所述，对机械摇动清灰、逆气流反吹、脉动喷吹清灰三种MC-Ⅱ脉冲除尘器的清灰方式的分析、比较，考虑本论文设计除尘器的特点，选用逆气流反吹这种清灰方式。3.5.4清灰压力
清灰压力是MC-Ⅱ脉冲除尘器设计的重要参数，根据所用压缩空气压力不同，分成高压（0.5～0.7MPa）、中压（0.35～0.5MPa）、低压（0.2～0.35MPa）及超低压（0.2Mpa以下），并把脉冲阀根据气包内压力区分为高压阀（直角阀）和低压阀（淹没阀）。设计选型高压或低压脉冲阀是按压缩气体供气条件及除尘工艺工况决定，目前小型除尘器使用较多的为高压清灰压力，而长袋脉冲采用较多的为低压清灰压力。不同清灰压力设计选用不同的喷吹管清灰结果，喷吹管开孔尺寸、结构型式、喷吹管与花板的高度尺寸等，将直接影响设备清灰性能。脉冲清灰对压缩空气要求不十分严格，含尘、含水、含油等指标分别达到
ISO8573-1表中三级、五级即可，当压缩空气质量不达标，喷吹时进入滤袋的气流含油、含水量相对增加，一旦油、水进入滤袋，将帖附堵塞部分过滤面积，导致除尘器阻力加剧上升。4.6通风机的选用离心通风机按其出口压力高低分为：低压离心空风机（全压≦0.981KPa），中压离心通风机（全压介于0.981～2.943KPa，包括2.943KPa），高压离心通风机（全压2.943～
14.715KPa）。按用途不同分为：一般通用离心机，符号T，包括4-72型、4-72Ⅰ型、4-79型；排除离心通风机，符号W等。一般煤粉气力输送设备选用的风机主要用于除尘器的引
风，工作温度不高，通风风机的烟、汽介质略有腐蚀性。考虑其价格问题，一般煤粉气力输送设备通风系统选用一般通风离心风机，型号4-72型、4-72Ⅰ型、4-79型均可。必须注意，同一种类风机，在功率相同时，由于转速、机号不同，其全压和流量相差很大。比如同为4-72型风机，功率15KW，4-72No5风机转速2900r/min，全压3.187～2.019KPa，流量7728～15455m3/h；4-72No10C风机，功率也为15KW，转速900r/min，全压1.225～0.97KPa，流量25101～35134m3/h。由于全压不同，相同功率的风机其流
量、外形尺寸相差也很大。风机产品样本中给出每一种风机在不同全压下对应的流量值，即风机特性曲线（数值形式）。选用风机时应根据工况进行选择。对于煤粉气力输送设备通风系统使用的风机，由于其风管阻力较小（一般小于10Pa/m），风管布置简单，长度较短，其风管阻力一般不会超过1KPa，而通风要求有足够的风量，故要求选择低压风机，即转速低、风量大的风机。对于MC-Ⅱ脉冲除尘器的引风机，除了风管阻力外，还必须考虑除尘设备的阻力。一
般除尘设备阻力在0.5（新袋）～1.5Ka，考虑到风管阻力和设计余量，要求MC-Ⅱ脉冲除尘器引风机全压值在1.2～2.5KPa。如果风机全压太低，当旧的滤袋或滤饼较厚时除尘器阻力大于风机全压，使风机丧失作用。但太高的风机全压也会因为对滤袋的抽力太大，造成清灰不彻底，粉尘可能吸入滤袋纤维内部，使滤袋丧失过滤功能。同时由于系统阻力远小于风机全压，使风机长时间在低负荷状况下工作，耗能增加。
5除尘系统的排尘装置www.fcjbj.com6除尘系统的防爆
摘要：通风除尘对工作人员的工作、生活环境的改善有着重要的意义。本文通过分析煤粉气力输送设备扬尘的要求，提出通风除尘系统设计方案并进行详细设计。分析各种除尘器结构特点性能的优劣，设计通风除尘系统。结合除尘理论，设计除尘器结构，清灰装置等以达到高效节能的目的。
关键词：通风系统，设计，除尘器，系统，结构ABSTRACTTheventilationdustontheworkofthestaff,toimprovethelivingenvironmenthasanimportantsignificance.Inthispaper,byanalyzingthedustofpulverizedcoalconveyingequipmentasrequestedbydustventilationsystemdesignand
detaileddesign.Analysisofvariousstructuralcharacteristicsofprecipitatorperformanceadvantagesanddisadvantages,designventilationdustremovalsystem.Combinationofdusttheory,thedesignofdustcollectorstructure,cleaningdevices,etc.inordertoachievehighefficiencyandenergysavingpurposesKeywords:ventilationsystem,design,dustcollector,system,structure
１、引言随着工业产业的高速发展，工业有害物的散发日益增多，环境污染问题越来越严重。工业生产过程伴随着数以亿吨计的有害物质，粉尘便是其中非常常见的一种，它们存在于铸造、纺织、化工生产、粮食运输、煤矿等各行各业中，这些有害物如果不进行处理，会严重污染室内外空气环境，对人民身体健康也造成极大危害。工业除尘就是在工业生产过程中把气体与粉尘微粒的多相混合物进行分离。在工业生产
过程中，由于固体物料在加工、运输、储存及包装等生产工序中，其生产设备在操作过程中产生粉尘的同时将粉尘扩散飞扬，这些粉尘将影响环境安全、设备的使用寿命及操作人员的身体健康。在大、中及小型工厂中，凡是与粉尘有关的必须有防尘设计。现如今各行各业都将经济效益。搞好防尘工作到底有没有经济效益？合不合算？关于这个问题，可以从以下几点来看。1.粉尘已成为影响某些化工、机械、电气产品质量的关键问题，由此而造
成的经济损失是很大的。2.有些粉尘本身就是宝贵的原料、辅料或成品，只要把排放的粉尘收回来，本身就是财富。3.从社会经济效益来看，由于工人从接尘到发病乃至死亡是有一个漫长的过程，国家要花费大量金钱来照料这些病人，要是当初企业能多一点防尘经费，粉尘危害可以消除，工人可以不得病，那么就能给创造出很大的经济效益和社会效益。
由此可见,设置一个好的除尘系统是至关重要的。这也正是书写本文的意义所在。２粉尘的定义及扩散机理
2.1粉尘的定义在一定时间内，悬浮在气体中的固体微粒和液体微粒称之为粉尘，粉尘不一定是废物、赃物，有的粉尘收集起来之后还可以作为原料回用，如水泥厂中的粉尘、饲料厂中的粉尘。2.2粉尘的扩散机理2.2.1对产生粉尘的作用力在生产条件下，粉尘颗粒所受的作用力有机械力、重力、布朗运动及空气流动。
（1）机械力在物料的处理过程中，粉尘颗粒可能受到设备部件付于它的作用力（机械力）从而使它以较高的初速度向某一个方向运动，像被投掷的物体一样，从而离开粉体或物体。在研究机械力作用下的尘粒的运动规律时可以忽略重力作用。根据计算，粉尘颗粒几乎不能单纯依靠机械力给予的动能而飞扬，即机械力不是粉尘飞扬的根本原因。（2）布朗运动
细微颗粒本身由于与进行热运动的气体分子碰撞而作布朗运动，但依靠它的运动而得到的扩散是微不足道。（3）空气流动粉尘依靠热运动和重力作用而得到的运动速度很小，不能成为粉尘扩散和飞扬的主要原因，只是在粉尘粒子小于0.5ｕm的情况下才有意义。那么粉尘的扩散和飞扬只能和室内和设备内部的空气流动而产生。
室内的空气流动速度，一般控制在0.2～0.5m/s间，通过送风装置送入车间内的空气流动速度可达到1～2m/s，比之于机械力作用产生的速度、热运动扩散速度和重力沉降速要高的多，完全可以忽略重力、机械力以及布朗运动的作用。因而粉尘本身没有离开空气的作用力而独立运动的能力，只能随风飘扬，这就说明在这些作用力中，起着决定性作用的是空气的流动。2.2.2粉尘的扩散过程
粉粒体在气力输送及加工过程中受到诱导空气流、室内通风造成的流动空气及设备运动部件转动生成的气流，都会将粉粒体中的细微粉尘首先由粉粒体中分离而飞扬，然后由于室内空气流动而引起粉尘的扩散，从而完成了从粉尘产生到扩散的过程。粉尘的飞扬分为一次扬尘和二次扬尘1.一次扬尘的过程在处理散状物料时，由于诱导空气的流动，将粉尘从处理物料中带出，污染
局部地带。一次扬尘过程的气流运动有如下几种。(1)被运动的物料诱导的空气流如大颗粒物料沿着溜槽运动时（如图2-1），由于周围空气同物料的摩擦作用以及其他原因，空气随着运动的物料而流动（诱导作用），并在下一个生产流程的设备或密封罩向外逸出。（2）有剪切作用的气流如由高处落入矿仓的细粉粒（见图2-2），在空气的迎面阻力下引起剪切作用，使降落的粉料悬浮起来。
（3）设备的部件运动而引起饿气流这是某些工艺设备所特有的性质。如有转子的破碎机在工作时会产生气流。又如往复式给料机（槽式给矿机）在工作时也有空气流动造成粉尘飞扬。（4）装入物料所排出的空气流将物料往一定容积的矿仓装入时，排挤出与装入物料同体积的空气，这些空气将由装料口逸出。２.二次扬尘过程
由于室内的空气流动及设备的运行和振动所造成的气流，把沉落在设备、地坪及建筑结构上的粉尘再次吹起，这种气流与一次扬尘气流不同，故又称为二次扬尘。粉尘的扩散主要是二次气流将含尘空气由局部扬尘地点吹散至气流所及的所有空间。二次气流主要是指室内的无规则气流和通风射流，但带式气力输送机、提升机以及往复运动部件，甚至设备的振动以及人的行走等，也都可能形成二次气流。在设计除尘装置时，可以根据设备类型采取或完全消除诱导气流的措施；或者将局部扬
尘地点密闭和抽风，防止粉尘外逸；或者在二次气流与尘源之间设备隔挡物，防止粉尘的扩散。３工业除尘系统组成及分类3.1除尘系统的组成除尘系统由吸尘罩、通风管道、除尘器、通风机及其他附件等设备组成。这些装置和设备构成一个相互不可分离的整体，必须合理配套。因此，从管网的配置、设备的选用、除尘
系统的布置以及所有附件的选择，都应仔细进行设计和计算。3.2除尘系统的分类
按照结构和布置形式，机械（抽风）除尘系统可以分为独立式（单机）除尘机组、分散式机械（抽风）除尘系统和集中式机械（抽风）除尘系统三种。1.独立式除尘机组（单机除尘器）将通风机、电动机、除尘器和部分连接管道全部装设在一个单独的机组内的除尘装置称为独立式除尘机组（单机除尘器）。该除尘装置具有结构紧凑、外型尺寸小和除尘效率高的特点。可用于包装机、往复式给料机、破碎机及筛分装置的除尘，其管道短应布置在散尘设
备边上，净化后的气体可直接排放在室内。2.分散式机械（抽风）除尘系统一个车间内，只连接1-2个抽风点（散尘设备的密封罩）的除尘系统称为分散式机械（抽风）除尘系统。在粉体加工（破碎、筛分、包装和储运）车间内，当局部抽风罩（散尘点）相距较远或各散尘设备非同时工作以及各散尘设备处理的物料品种不相同时，设置分散式除尘系统是合理的，这种系统运行调节比较简单，能迁就生产条件，除尘效果较可靠，
可由生产操作工人直接负责运行。但除尘设备所捕集的粉尘处理及回收不如集中式除尘系统方便和容易。3.集中式机械（抽风）除尘系统当一个厂房或车间内所有的或很多个（3个以上）抽风点（散尘设备的密闭罩）连接成一个除尘系统时，这种系统称为集中式机械（抽风）除尘系统。其风管可分为枝状式和集合管式两种。
4除尘系统的设计4.1粉体运输设备的密封
粉体加工车间的气力输送设备主要有带式气力输送机、链式气力输送机、埋刮板气力输送机、刮板气力输送机、斗式提升机和螺旋气力输送机，其中带式气力输送机是使用最广泛散尘量最大的设备，因此气力输送设备的密封以带式气力输送机的密封为主，其他气力输送设备可参照设计。带式气力输送机的散尘点在气力输送机头部卸料点和尾部受料点，在粉体加工车间所有的散尘点中这类散尘点约占50%以上，在个别的工艺流程中，甚至可达80%（如磷铵成品
加工车间）。因此搞好这类设备（地点）的除尘，也就解决大部分工作场所的除尘问题，除了卸料点和受料点外，黏（沾）附在气力输送带表面的粉料，在返程途中受下托辊间距较大的影响，气力输送带运行时振动将带面粉料撒落，造成大量粉尘，因此必须重视带式气力输送机返程段带料的清除，一般在头部设置双重清扫器。带式气力输送机的密封罩如下。１.局部密封罩在气力输送破碎、筛分和造粒等单元工序的颗粒物料时，一般采用局
部密封罩，在受料点和卸料点设置单层密封罩，该类型密封罩由于气力输送带的运行，其密封橡胶板很容易被磨损，形成缝隙，破坏密封，而发生坠落物料所诱导的含尘空气直接冲击密封罩的缝隙产生扬尘，针对以上具体情况设置具有侧气室的双层密封罩可以消除这一弊病。２.整体密封罩在气力输送细粉料或在带式气力输送机在返程段有大量粉料撒落，因而造成大量粉尘飞扬，必须设置整体密封罩。
4.2粉体给料设备的密封4.2.1常用给料设备的密封
在粉体加工车间常用的给料设备带式给料截、板式给料机、链式给料机、槽式给料机、叶轮给料机、星形给料机、电振给料机及圆盘给料机等。其中摇动（往复）式给料机（槽式给料机）和振动式给料机（电机、电磁振动）是粉尘散发量最大的设备。摇动（往复）式给料机（槽式给料机）和振动式给料机（电机、电磁振动）本身具有密闭的外壳，但给料地点仍有大量含尘空气外逸。因此仍须设置良好的密闭，并在受料处设置抽尘罩。
带式给料机和板式给料机运行时，本身散发的粉尘量量较少，但通过较长的溜槽给料时由于产生诱导空气，致使粉尘的散发量较大，因此尽可能避免用长溜槽给料。这类设备因设局部密封罩，当用较长的溜槽给料时，在受料设备的上部或在给料溜槽下部还要设置抽尘罩。4.2.2移动式给料设备的密封移动板式给料机和移动带式给料机的工作原理与板（带）式给料机相似，而移动板（带）式给料机需在轨道上移动，因此产生粉尘的受料地点和给料地点均不固定。这类设备通常安
装在储斗上部的给料点或矿仓下部的卸矿地点。一般采用以下两种方法。1.在移动式给料机前挂置移动式除尘机组装有振打MC-Ⅱ脉冲除尘器（必要时需设置网格式油过滤器）及通（抽）风机组的小车随给料机移动。在给料机的受料和卸料地点实施局部密封并进行抽风，由密封罩吸入的含尘空气经过除尘机组净化后排室内。2.设固定式除尘系统随给料机的移动的抽尘罩用软性接管或特殊连接装置接至除尘系统的固定管道上。
4.3抽尘罩的设计及除尘抽风量的计算4.3.1抽尘罩的设计原则
抽尘罩是通风除尘装置系统设计中的关键部件，如果抽尘罩设计的不符合要求，将影响整个除尘装置的除尘效果。在工厂常见到有的除尘系统尽管安装着新型除尘器，风机也开动着，但产尘点仍旧粉尘飞扬，工作场地环境恶劣。这种情况的发生，往往被归咎于除尘器效率低或风机风量、风压不足等。其实问题的产生存在多种因素，在很多情况下，都与抽尘罩设计得不合理有关。为了使局部抽尘罩发挥应有的效果，必须满足以下原则。1.形式适宜
抽尘罩有密闭罩、伞形罩、下吸罩、侧吸罩之分。罩子的形式要与生产操作过程相适应。既不能妨碍操作，又要有控制粉尘溢散的显著作用。在设计抽尘罩时，首先要区别该设备是冷过程操作还是热过程操作，还必须考虑粉尘的特性、粉尘的扩散规律、设备允许密闭程度和工人操作方式。然后根据现场实际情况确定抽尘罩的形式。2.位置正确抽尘罩安装的位置，与抽尘罩的形式具有密切的关系，应针对各操作过程或设备的
特点，选择适宜（高、低、远、近）的位置。一般情况下，在不妨碍操作的前提下，抽尘罩越靠近产尘点越好，而且应将抽尘罩口迎着粉尘散发的方向，因势利导，其抽尘效果更好。做到能有效地控制含尘气流不致从抽尘罩逸出，同时避免吸入粉料。通常排尘口应正对着含尘气流中心，但对破碎、筛分和气力输送设备，排尘口应避开含尘气流中心，以防吸入大量粉料。3.风量适中
通过抽尘罩抽走的风量要适中，过大或不足均为不利。风量的大小，要足以在需要控制产生粉尘的地点，造成必要的控制风速。如果抽风量过小，就不能控制粉尘的飞扬，不能抵抗周围气流的干扰。而如果风量过大就会造成风机、管道、除尘设备的庞大，还会抽走
有用的物料，既造成资源浪费，又加大除尘器负荷。在冬季（尤其是在北方地区），抽风量过大会导致车间过冷，需要补充大量热量。4.检修方便抽尘罩安装在生产设备上后，不得妨碍设备的正常检修。因此，在较大抽尘罩上应设检修门，也可将罩盖制作成可以掀起的或设计成旋转式的，罩子应有足够的强度，避免在经常检修、拆卸的情况下变形。
在密闭罩上部安装抽尘罩的设计要求有以下几项。（1）由除尘系统吸入的空气速度必须控制到最小，以免大量粉尘、有时甚至是粉料带入系统中。（2）合理地设计除尘罩，应使流入抽尘罩时的空气阻力较小而流量系数大，并能保持密闭罩内的空气负压均匀，这样便可以使除尘系统的工况稳定，效果良好。（3）合理地设计抽尘罩的安装位置，抽尘罩必须保证吸入所需空气量，但要避免产生
空气的短路；吸入方向应尽可能符合气流的自然流动方向。4.3.2抽尘罩的分类抽尘罩是除尘系统的重要部件之一，它的作用是将除尘系统与防尘密闭罩连接起来，正确地确定抽尘罩的位置和形式，能够减少抽出空气中的含尘量和使密闭罩内保持均匀的负压，并可使抽风量为最小。1.按工程上的应用分类
可分为敞口抽尘罩和密闭式抽尘罩两种。
（1）在尘源处不能设置严密的防尘密闭罩，抽尘罩设在尘源附近（上部、下部或侧面）靠引射气流将含尘空气抽走，这种抽尘罩称为敞口抽尘罩，敞口抽尘罩在工程中应用较为广泛，一般按抽尘罩安装位置可分为侧吸罩和悬挂式伞形罩两种。（2）尘源处设有比较严密的防尘密闭罩，抽尘罩与防尘密闭罩相连，这种抽尘罩称为密闭罩或封闭式抽尘罩。2.按罩口的结构形式分类
可分无挡板式抽尘罩和带挡板式抽尘罩两种。4.3.３抽尘罩抽风量的计算在粉状物料气力输送过程中，气力输送机头部卸料点和尾部受料点是主要的散尘点，要对其进行密封处理，故采用封闭式抽尘罩，其主要特性如下。（1）抽尘罩与尘源的防尘密闭罩相连。（2）应用较广泛，形似一座密闭小室，产尘源放置于罩内，周围除留必要的操作口或
可开启的检修门外，几乎完全密闭，在密闭罩的适当部位设置与风机相连的风管，当风机抽风时，罩内即形成一定的负压，在敞口的操作口处造成一定的进气风速，防止罩内粉尘外逸。（3）如果罩内含尘空气具有很大的运动速度，为了防止粉尘外逸，此时的抽风量应不一般情况下大，使之在密闭罩的操作口造成的进气风速足以抵消含尘气流自身的运动速度。在这种情况下，在密闭罩内形成的负压，要求比逸出速度产生的动压头大0.5-1倍。在该粉状物气力输送系统中，主要要控制的有三大产尘点，即给料设备、气力输送带的
受料端和卸料端的粉尘。各部分的抽尘罩的抽风量计算如下。（1）给料设备的抽风量的计算
该系统采用电振给料机，这类型给料设备的配置较紧凑，落差高度较小，因而诱导空气量并不大，但密闭罩不可能做得十分严密，因而仍需抽风（尤其是处理粉尘时）。这种设备的防尘密闭罩一般做成将给料机与受料设备受料点包括在一起的整体密闭罩，所以当落差高度很大或处理热物料时，应在上、下部分别抽风。处理粉状物料时，抽风量按下表4-1减少15%-30%。表4-1电振给料机抽风量
规格（宽长高）mm受料运输机的宽度／mm抽风量／
（2）气力输送带受料点的抽风量带式气力输送机转运点抽风量，由物料在溜槽中运动时产生空气流，按在溜槽末端的物料速度产生的诱导气流及吸入气流来定除尘抽风量，可按设计数据查表。（a）溜槽末端的物料速度见表4-2。胶带机宽度
Ｂ/mm溜槽倾角／(°)溜槽始端至末端的垂直高度Ｈ/0.51.01.52.02.53.03.54.0B=650(H1=130
0)454.04.404.785.125.425.746.046.31554.725.245.726.176.576.977.357.70655.265.856.406.907.407.848.268.67
755.606.286.907.478.08.508.929.40905.906.687.368.08.69.159.6710.2B=800
(H1=1600)454.374.755.105.405.726.06.306.56555.125.626.076.506.907.287.627.96655.726.306.827.307.758.188.569.0756.106.737.307.848.358.819.269.70
906.407.137.808.388.959.5010.010.5B=1000(H1=1800)454.584.935.285.605.886.176.456.70555.385.856.286.707.107.457.808.13
66.06.57.07.57.98.38.79.1
53506653756.407.07.578.078.559.09.459.88906.707.408.038.609.179.7010.210.6（b）带式气力输送机普通型局部密闭罩抽风量见表4-3。
表4-2带式气力输送机普通型局部密闭罩抽风量/物料末端速度Ｖ末／组合空气量名称带式气力输送机宽度Ｂ／mm5006508001000120014001.5诱导空气量Ｑ1－－85125175250
吸入空气量Ｑ2－－72080092010502.0诱导空气量Ｑ1－90140220320450吸入空气量Ｑ2－74080096010301200
2.5诱导空气量Ｑ190140240350500700吸入空气量Ｑ27108008601050112013203.0诱导空气量Ｑ11252203205007101000
吸入空气量Ｑ283096010501250132015603.5诱导空气量Ｑ11802804306809601350吸入空气量Ｑ2100011201200145015601800
4.0诱导空气量Ｑ122035057088012501760吸入空气量Ｑ21100128013801660180020704.5诱导空气量Ｑ1280450720110015802250
吸入空气122014501550186020002070
量Ｑ25.0诱导空气量Ｑ1350550880138019502750吸入空气量Ｑ21450160017302070222026005.5诱导空气
量Ｑ14507001100170024003350吸入空气量Ｑ21550175019002250250028506.0诱导空气量Ｑ15008001300195028004000吸入空气
量Ｑ21700195020502500265031006.5诱导空气量Ｑ15809501500235033004650吸入空气量Ｑ21850210022502700290034007.0诱导空气
量Ｑ170011001750270038505400
吸入空气量Ｑ21950225024002900310036007.5诱导空气量Ｑ178012502000310044006200吸入空气量Ｑ2210024002600310033503900
8.0诱导空气量Ｑ190014002250355050007000吸入空气量Ｑ22250260027503300355041508.5诱导空气量Ｑ1100016002600400057008000
吸入空气量Ｑ22400275029003500380044009.0诱导空气量Ｑ1110018002850445063009000吸入空气量Ｑ2255029003100375040004700
9.5诱导空气1250200032004950795010000
量Ｑ1吸入空气量Ｑ226503050325039504250495010.0诱导空气量Ｑ11400220035005300780011000吸入空气
量Ｑ2280032003450415044505200（３）储仓的抽风量由于储仓本身具有较大的体积，有能力缓冲诱导气流所造成的空气压力，因此储仓内需要保持较小的负压值，一般只需1.5－2Ｐa即可。储仓抽风量取决于装料设备，密封方式及密封罩不严密（漏风）面积。储仓抽风量应按以下公式计算，即
储仓抽风量可按表4－3查得（此数据中诱导空气量已包括诱导空气量和物料本身的体积排出的空气量，而吸入空气量在详细设计时应按实际不严密面积或装料口宽度计算）。表4－3储仓抽风量／带式气力输送机宽度／
mm固定式漏斗移动式卸料车可逆式带式气力输送机诱导空气量每1缝隙面积吸入诱导空气量每1缝隙面积吸入诱导空气量每1缝隙面积吸入
风量风量风量5002502800700160250200650400280011001804002508006002800160020070030010001000280024002201100350
1200130028003200240150040014001800280040002602000450根据该系统中给料设备的参数以及溜槽的始、末端的高度差，可以分别查表得到电振给料机抽风量和气力输送带受料点的抽风量。电振给料机抽风量Ｑ＝1800(1-20%)＝1440()
气力输送带受料点的抽风量＝诱导空气量Ｑ1+吸入空气量Ｑ2=880+1730＝2610()储仓的抽风量Ｑ’’600+28000.02＝656()4.3.4抽尘罩罩口的尺寸计算在粉状物料气力输送过程中，由于是低温尘源，因此可以利用冷过程产尘设备上的伞形罩的抽风量公式取得罩口尺寸。公式如下：
Ｑ＝36001.4ＰＨ式中Ｑ――抽风量，；
Ｈ――工作台或槽子距罩口高度，；――罩子四周敞开面积上的控制风速，/s；根据经验，v值在0.5－1.0/s范围内选取；Ｐ――工作台或槽子的周长，Ｐ＝２（Ａ＋Ｂ）；Ａ――罩口的长度，；Ｂ――罩口的宽度，。
由此可以取得各抽尘罩口的尺寸：（1）给料机处罩口周长＝Ｑ／36001.4Ｈ＝1440/(36001.40.40.5)＝1.4()；分配罩口的长度和宽度分别为0.4和0.3。（2）气力输送带受料点罩口的周长
＝Ｑ／36001.4Ｈ＝2610/(36001.40.380.8)＝1.7()分配罩口的长度和宽度分别为0.45和0.4。（3）气力输送带卸料点罩口的周长＝Ｑ／36001.4Ｈ＝656/(36001.40.640.5)＝0.4()分配罩口的长度和宽度分别为0.1和0.1。
4.4除尘系统管网的设计和计算4.4.1除尘系统管网的布置
除尘系统的抽尘罩、除尘器、风机等主要设备之间是利用管道联系起来的。除尘系统管网的设计就在于确定个设备的位置和管道的大小和位置。除尘设备的布置与工艺设备及除尘件的布置有关。通常希望将除尘器与工艺设备尽量靠近，这不仅使设备布置紧凑，而且可以缩短管道长度和节约能源，但是在有的情况下，特别是处理风量很大时，除尘器和风机要设在远离尘源点的地方，甚至设在室外。管道的布置和计算的好坏直接影响系统的正常运行。如果设计不合理，不仅可能浪费材
料和能源，而且可能会使粉尘沉积在管道中，造成管道堵塞。为了防止粉尘的沉积和节省动力消耗，一方面要使管道内气流速度不小于表4-4中数值，另一方面要尽量避免管道水平布置，尽可能敷设成垂直的或倾斜的。与局部抽尘罩连接的起始管段必须保证垂直布置。除尘风管采用枝状或集合管式；枝状除尘风管宜垂直或倾斜布置，如必须水平布置时，应采取防止积尘措施，如增加吹扫管、设置检视门、清堵孔等，有时也可在大直径管道下设置灰斗，将大颗粒粉尘在管道内直接沉降到灰斗中。
当倾斜布置风管时，其最小倾斜角度应根据粉体的安息角选择。一般情况下，干燥的矿石粉尘可采用５５度以上的角度；对于潮湿的矿石粉尘，必须采用６０度以上的角度。除尘管道宜明设，且越短越好，并尽量避免地沟内敷设。为清扫方便，在风管的适当部位应设清扫口。除尘器后风速以８-１０/s为宜。有可能发生静电积聚的除尘风管应设计接地措施。各支管之间的不平衡压力差应小于１０％。管道的布置要尽量减少弯头的数目，这不仅使管道布置简化，而且可以减少气流阻力，
节省能源。弯头要有一定的曲率半径，除了空间受限制外，曲率半径一般应取管道直径的２-２.５倍。对于矩形弯头宽厚比越大越有利。
管道支管应尽量从侧面或上部与主风管连接，连接三通一般应设在渐扩处，其夹角一般取１５度-３０度。当有几个支管汇合同一主管时，汇合点最好不要在同一断面上。直管段断面的改变，应设渐扩管或渐缩管，渐扩或渐缩管的长度应为管道直径差的５倍以上。管道与风机入口的连接优先采用直管入口的方式，其次为弯头。风机出口管的连接要考虑尽量避免涡流的产生。4.4.2除尘系统管网的计算
1.管道直径的计算管道直径的计算公式为为了防止管道堵塞，风管的直径不应小于表4-4中所列的数据。表4-4除尘系统最小管径粉尘性质管道最小直径/mm粉尘性质管道最小直径/mm
细粒粉尘80可能含有大块物料的混合性粉尘200较粗粒粉尘1002.管道内气流速度的确定管道内气流速度应合理地确定。气速太小，气体中的粉尘易沉积，严重的会破坏除尘系统的正常运行。气速太高，压力损失会成平方增大，电能消耗也增大，粉尘对管壁的磨损加剧，使管道的使用寿命缩短。
垂直管道内的气流速度，应大于抽气口的气速。水平和倾斜风管内的风速应大于最大尘粒的悬浮速度，要大于垂直管道内气速。在工业生产过程中，进口处个截面的气速是不等的，气体在管道内的分布也是不均匀的，并存在涡流现象，同时，还应能够吹走风机前次停转时沉积在管道内的粉尘。因此，一般实际采用的气速要比理论计算的气速大2－4倍。通常设计除尘系统管道时，为了防止粉尘沉降，除尘风管中应保持气力输送粉尘所必须的最低风速。除尘管道内气流最低见表4-5。
表4-5除尘管道内的气流最低速度／粉尘名称垂直管水平管粉尘名称垂直管水平管耐火泥1417大块湿木屑1820粉状黏土，砂1113染料粉尘14-1616-18
熟耐火黏土粉1417石灰石尘1315煤粉尘10-1112-15布抛光砂轮产生的粉尘1012砂子、铸模用干土1720煤灰1415湿土(含水
2%)、湿沙1518煤渣2022铁与钢（屑）1923研磨用矿物粉15.519
水泥粉尘8-1218-22石膏、细石灰粉1011石棉粉尘8-1216-18铁、钢尘末1518重金属矿粉尘16-1818-23绒
毛零布1618锯屑、刨屑、轻矿粉尘1214油污的1819未油污的1920干型砂1620人造的1720干微粉810细棉羊毛1415灰土、砂尘1618松散的毛、粗屑毛1718干细粉1113亚麻1618
湿土20%以下1518大块干木屑1415除尘器后的排气管道内气速一般为8-12。含尘气体在管道内的速度也可以采用以下经验计算方法求得。在垂直管道内，气流速度大于管道内粉尘粒子的悬浮速度，考虑到管道内气速分布的不均匀和能够带走贴近管壁的尘粒，管道内的气速应为尘粒悬浮速度的1.3－1.7倍，对于管路比较复杂和管壁粗糙度较大的取上限，反之取下限。
对于水平管道内，气速应按照能够沉积在管道底部的尘粒的条件来确定。当介质为空气（）时，使直径为d的粉尘粒子在管道内边滚边悬浮跳跃式前进的最低速度为
＝倾斜管道内的气速，介于垂直管道和水平管道之间，倾角大者取大值，倾角小者取小值。3.管道材质的选择根据气力输送介质的特性（包括含尘气体本身的特性和粉尘特性）和管道的结构形式等进行选择。对于圆形管道一般采用热轧无缝钢管、直缝电焊钢管、螺旋焊电焊钢管、铸铁管等，其材质常选用Ｑ235碳钢，若对回收粉尘有特殊要求或含尘气体有腐蚀性可选用不锈钢
管。4.管壁厚度的确定除尘系统风管的最小壁厚见表4-6。选用铸铁管时，管壁厚度一般为10-12mm。实际使用中，除了满足最小壁厚要求外，还需考虑磨损、腐蚀裕量。表4-6除尘系统风管管壁最小厚度／粉尘风管类型备注
类别种类直管异径管一般磨料木工、化工原料（非磨琢性）、化肥粉尘1.01.5本表按普通钢板编制，当用其他材料时，应按要求减薄或加厚，如采用低合金普通钢板时，厚度可相应减少
20%-30%中等磨料砂轮、机床中散出的粉尘、铸造粉尘、煤尘1.52.5高强磨各种金属矿石粉尘、石2.03.0
料英粉尘、炉渣另外在确定最终管壁厚度时，需综合考虑管道的安装和支撑情况，以满足管道力学（包括管道机械、应力、刚度、稳定性等）方面的要求，并结合经济性、实用性、维修和安装、使用寿命要求等。www.gyfcjx.com5.管道的倾角含尘气体管道的倾角取决于粉尘的物理性质和气体的含尘浓度。
从粉尘的物理性质而言，应使管道的倾角大于粉尘的静止堆积角，以防止淤积阻塞管道。粉尘的静止堆积角的大小与粉尘性质、尘粒直径、形状和湿度等因素有关。管道的倾角一般不小于45,最好不小于60。从气体的浓度而言，若含尘浓度小于0.3，而且粉尘是干燥的，径粒是大的、不黏附于管壁时，则管道的形式可从流体压力损失和设备投资少的条件进行选择，若含尘浓度为0.3-15，含尘气体在管道中的最大速度不应超过16-18，以防止管道的磨损；最低速度为
8-10，以防止粉尘沉积而阻塞管道。周期性气力输送含尘气体的管道不应有平直的部分，只能倾斜地设置。管道分支管和倾斜主干管连接时，应从上面或侧面接入。三通管道夹角一般不宜小于30，最大不宜超过45。6.管道中的压力损失含尘气体在管道中流动时，会发生含尘气体和管壁摩檫而引起的摩檫压力损失，以及含
尘气体在经过各种管道附件或遇到某种障碍而引起的局部压力损失。管道中的总摩檫压损用表示，单位长度的磨檫压损用表示，简称比摩损
＝＝式中――摩阻系数；――管道内气体的平均流速，/s；――气体的密度，kg/；――管道的水力半径，；
＝式中――管道的断面积，；――湿周，管道断面的周长，为了方便计算，根据以下图4-1比摩阻曲线来确定每米长度管道的摩檫压损。
图４-1求比摩檫压力损失的线解图流体流经三通、弯管等管件，流量、流速、流向发生变化。伴随这些变化，有能量损失，这些损失称之为局部压力损失，简称局部压损。局部压损，有时在总压损中占有相当比例，不能忽视。气体流经局部构件所形成的局部压损按下式计算：式中――计算局部压损部分气体流速，/s；
――管内气体密度，kg/；――局部阻力系数，局部阻力系数可在有关通风设计手册中查到。
以下为用流速控制法对本除尘系统中管道的设计计算。一台MC-Ⅱ脉冲除尘器，对三个扬尘点除尘。如图4-2所示；三个扬尘点的处理风量分别为1440()，2610()，656()，抽吸速度选定为15/s,其他有关数据已注明在表4-7的数据汇总中。管
段名称编号流量L管径Ｄmm比摩阻mm/m管段长度摩檫压损mm局部阻力系数局部压损mm管路压损+mm支管１
支管２支管３干管４
4.5除尘器设备的性能及选择
3.4.1除尘器的选型除尘器是将空气中的粉尘集中收集起来排送出去，当含有粉尘的气体在通过滤料时，粉尘被阻留，使气体得到净化。一般新滤料的除尘效率是不够高的。滤料使用一段时间后，由于筛滤、碰撞、滞留、扩散、静电等效应，滤袋表面积聚了一层粉尘，这层粉尘称为初层，在此以后的运动过程中，初层成了滤料的主要过滤层，依靠初层的作用，网孔较大的滤料也能获得较高的过滤效率。随着粉尘在滤料表面的积聚，除尘器的效率和阻力都相应的增加，
当滤料两侧的压力差很大时，会把有些已附着在滤料上的细小尘粒挤压过去，使除尘器效率下降。另外，除尘器的阻力过高会使除尘系统的风量显著下降。因此，除尘器的阻力达到一定数值后，要及时清灰。清灰时不能破坏初层，以免效率下降。为了能达到设计预期的除尘效果，必须合理选择除尘器。现在市场上的除尘器繁多，常见的有布袋除尘器、旋风除尘器、静电除尘器、脉冲布袋除尘器、电除尘器、惯性除尘器、湿式除尘器等等。对除尘器的选择，一般来说，进口含尘浓度越大，除尘效果越高，可是这样会增加出口含尘浓度，所以不能仅从除尘效率高就笼统的认为粉尘处理效果就好。要从粉尘的性质，浓度及可行性和经济性分
析后，经过多方面比较选择最合适的除尘器。各类除尘器的适用条件及性能比较见表1从表1中可以看出：机械除尘器（包括重力除尘器、惯性除尘器和旋风除尘器）具有结构简单、体积小、投资少等特点，但除了除尘效率较低，总粉尘除尘效率仅70%～85%，对呼吸除尘效果也差；湿式除尘器一般的除尘效率还可以，但是最小捕集粒径比袋式和电除尘器大。电除尘器虽然除尘效率也高达90%以上，但是体积较大，一次性投资高。
MC-Ⅱ脉冲除尘器效率很高，达大于99%，最小捕集粒径小于0.1um，从相关的除尘效果来考虑，我选用MC-Ⅱ脉冲除尘器作为净化除尘器。www.liaofengbeng.com
3.4.2滤袋的选择滤布必须有合适的孔隙，允许空气顺利通过而阻挡细小的粉尘进入滤布内部。细小颗粒的粉尘一旦进入滤布内部，就无法将其清除，造成滤布透气性能大大下降，除尘阻力增大，甚至滤袋无法再使用。这也是为什么除尘器滤袋纤维直径要求较细、滤布较密实的原因。虽然细纤维制成的滤布价格较高，刚开始使用时过滤阻力较大，但在整个使用期比较稳定，使用寿命长。当然，现在已有防止粉尘进入滤布内部而透气性能又不降低的新型材料，比如
在滤袋与粉尘接触表面喷涂或覆盖一层超薄氟化树脂微孔膜。惰性树脂是完全疏水的，光滑的表面不但不会粘上粉尘，而且对含水率较高的粉尘也会大大降低由粘附产生的糊袋现象。也有用专用处理粉剂喷涂滤袋表面，使之表面形成极薄的滤饼，使孔隙度比较均匀、细小。对滤布表面进行压光或烧结等特殊工艺处理，也可以达到同样的目的。三防（防油、防水、防静电）滤布在建材企业除尘行业得到较广泛的应用。在选择滤袋材料时，我参考相关资料或请教专业生产厂和专家。他们谈到：现在滤袋生产厂很多，品种差异大，价格差异也大。在选择滤袋时要综合考虑价格、使用寿命和处理物料的物性。特别是外购除尘器时不能单纯
考虑价格，还必须考虑其配置和材料。有的滤袋处理某种粉尘有效，但对其他粉尘可能不是最佳。滤布结构可以是毡制的或编织的。大多数毡制品由于纤维间的毛细作用会吸潮，但一些特殊的毡制品比如玻璃纤维针织毡可以在一定程度上防潮。毡制品纤维的不规则排列，孔隙均匀，同时为了保证其强度，滤袋厚度较厚，除尘效率高。在一些重要场合或遇到粉尘细的物料，特别是具有较高表面气流速度的除尘器滤袋经常采用毡制品纤维。编织的纤维织品是用纺纱编织而成的，纺纱间有各种花纹的孔隙，表面光洁，容易设计成可以保持或脱离滤饼的滤布。为了进一步提高表面性能，可以用硅酮树脂喷涂，获得耐磨表面#改进滤饼
的脱离滤袋或降低滤袋的吸潮能力。对熔点低、粘附性大的各种化学药品最好采用编织纤维的滤袋。
3.4.3过滤速度MC-Ⅱ脉冲除尘器的过滤速度是被过滤的气体流量和过滤织物面积的比值。过滤速度是决定除尘器性能的一个重要参数，其大小直接影响到MC-Ⅱ脉冲除尘器的一次性投资、运行费用、除尘效果等等。过滤速度太高会造成压力损失过大、降低除尘效率，使滤袋堵塞以至快速损坏。但是，提高过滤速度可以减少过滤面积，以较小的设备来处理同样流量的气体。过滤速效小会提高除尘效率，延长滤袋使用寿命，但会造成除尘器过于庞大，一次性投
资加大。目前尚无可利用的理论计算公式过滤速度，主要靠经验确定。但就定性而言，它与粉尘性质、气体浓度、滤袋材质和清灰方式等因素有关。一般若含尘浓度高、粉尘颗粒小，过滤速度应取小值，反之则取高值。在煤粉传输过程中，一般含粉尘浓度高，而去含有一定的水分，过滤速度可用如下经验公式进行计算。V=2.35a﹒b﹒c﹒d式中：a—粉尘系数，当尘源为转动运点时，气力输送机等时，a=1.0；
b—粉尘分散度系数，见表2c—气体含尘浓度系数，见图2；d—温度系数，见图3；表1粉尘分散度系数图2含尘浓度系数
图3温度系数3.4.4过滤面积
3.4.4.1滤袋规格滤袋规格（长度L和直径D）与进入滤袋的入口速度有关，当含尘气体进入每条滤袋时，如入口速度过快，一方面会加速清灰降尘的二次飞扬，另一方面会由于粉尘的摩擦使滤袋的磨损急剧增加，一般不能大于2。滤袋的长径（L/D）可用过滤速度V和入口速度表示：设单袋气体的流量为。因为：（1）
（2）所以：即：（3）从式（2）可用看出，当过滤速度V较高时，（L/D）在一个较小的范围内；当过滤速度V较低时，（L/D）在一个较大的范围内。据此，MC-Ⅱ脉冲除尘器滤袋的长径比L/D一般为10～35。因而，滤袋的直径可在150mm～300mm，滤袋长度可在1.5m～10m内
选择。3.4.4.2过滤面积的确定根据需过滤的气体流体量和过滤速度即可确定除尘器的过滤面积，计算公式如下：（4）式中：A—过滤面积，m2；Q—需过滤的气体流量，m3/min；—通风除尘系统漏风量，m3/min，一般按需过滤气体流量15%～30%选取；V—过滤速度，m/min。
3.4.4.3滤袋数量
滤袋数量N是总过滤面积A除以单个滤袋的表面积。对圆袋：（5）（6）3.5清灰装置设计MC-Ⅱ脉冲除尘器依靠滤袋对含尘气体进行过滤。含尘气体穿过滤袋时，随着它们深入滤料内部，使纤维间孔隙逐渐减少，最终形式附着在滤袋表面的粉尘层，即所谓的初尘。
MC-Ⅱ脉冲除尘器的过滤作用主要是依靠这个初层以及逐渐堆积起来的粉尘层进行的，即使过滤很小微细（1um左右）的粉尘也能获得较高的除尘效率（>99%）。随着粉尘在初层基础上不断积聚，使其透气性变坏，除尘器的阻力增加，虽然此时滤袋的除尘效率也增大，但阻力过大会使滤袋极易损坏或因滤袋两侧的压差过大，使空气通过滤袋孔眼的速度（过滤速度）过高，将已帖附的粉尘带走，反而使除尘效率下降。因此，MC-Ⅱ脉冲除尘器运行一定时间后要即使清灰，清灰时又不能破坏初层，以免除尘效率下降。MC-Ⅱ脉冲除尘器的清灰方法有三种：机械摇动清灰、逆气流反吹、脉动喷吹清灰。
3.5.1机械摇动清灰机械摇动清灰见图（2）是先关闭除尘风机，然后通过一台摇动电机的往复摇动给滤袋一个轴线方向的往复力，滤袋又将这一往复力转换成径向的抖动运动，使附在滤袋上的粉尘下落。显然在过滤状态时，由于滤袋受气流的压力而成柱状，摇动轴的往复运动就不能转换成滤袋的径向抖动，这就是必须停机清灰的原因。为了充分利用粉尘层的过滤作用，选择的过滤速度较低，清灰时间间隔较长（当阻力达到400Pa～600Mpa时清灰为宜），即
使用普通的棉布做滤料，也会有较高的除尘效率。这种清灰方法的除尘器结构简单、性能稳定，适合小风量、低浓度和分散的扬尘点的除尘，但不适合除尘器连续长时间工作的场合。
图4机械摇动清灰示意图3.5.2逆气流反吹清灰从相反方向吹空气通过滤袋和粉尘层，利用气流使粉尘从滤袋伤脱离（见图3）。采用气流清灰时，滤袋内必须有支撑结构，如撑环或网架，以避免吧滤袋压扁、粘连，破坏初层。图5逆气流反吹清灰示意图
反吹空气可以由专门的风机供给，也可以利用除尘器本身的负压从外部吸入，采用后者时，除尘器本身的负压值不能小于500Pa。清灰过程是分组进行的，某一组滤袋清灰时，反吹空气阀门自动打开，同事净化空气出口阀门处于关闭状态。对于利用大气反吹的除尘器，当阻力达到600Pa～1000Pa时清灰为宜；对于利用风机反吹的除尘器，当阻力达到800Pa～1200Pa时清灰为宜，清灰时间约为30s～60s，清灰的时间间隔约为3min～8min。这种清灰方法的除尘器处理风量大，因采用分室结构，故可在不停机的条件下维修检查。清灰机结构简单，维护方便。如滤袋采用内滤式，粉尘均集聚在滤袋的内表面上，检查人员或
换袋人员的劳动条件大为改善。3.5.3脉冲喷吹清灰含尘气体通过滤袋时，粉尘阻留在滤袋外表面，净化后的气体经文丘里管道从上部排除。每排滤袋上方设一根喷吹管，喷吹管上设有与每个滤袋相应的喷嘴，喷吹管前端装设脉冲阀，通过程序控制机构控制脉冲阀的启闭。脉冲阀开启时，压缩空气从喷嘴高速射出，带着比自身体积大5～7倍的诱导空气一起经文丘里管进入滤袋。滤袋急剧膨胀引起冲击振动，
使附在滤袋外的粉尘脱离。当阻力达到1KPa～1.5KPa时清灰为宜。压缩空气的喷吹压力
为500KPa～600KPa，脉冲周期（喷吹的时间间隔）为60s左右，脉冲宽度（喷吹一次的时间）为0.1s～0.2s。脉冲喷吹清灰的优点是清灰过程不中断滤料工作，能实现粘附性强的粉尘脱落，清灰时间间隔短，可选用较高的过滤速度。缺点是脉冲喷吹需要有压缩空气起源。综上所述，对机械摇动清灰、逆气流反吹、脉动喷吹清灰三种MC-Ⅱ脉冲除尘器的清灰方式的分析、比较，考虑本论文设计除尘器的特点，选用逆气流反吹这种清灰方式。3.5.4清灰压力
清灰压力是MC-Ⅱ脉冲除尘器设计的重要参数，根据所用压缩空气压力不同，分成高压（0.5～0.7MPa）、中压（0.35～0.5MPa）、低压（0.2～0.35MPa）及超低压（0.2Mpa以下），并把脉冲阀根据气包内压力区分为高压阀（直角阀）和低压阀（淹没阀）。设计选型高压或低压脉冲阀是按压缩气体供气条件及除尘工艺工况决定，目前小型除尘器使用较多的为高压清灰压力，而长袋脉冲采用较多的为低压清灰压力。不同清灰压力设计选用不同的喷吹管清灰结果，喷吹管开孔尺寸、结构型式、喷吹管与花板的高度尺寸等，将直接影响设备清灰性能。脉冲清灰对压缩空气要求不十分严格，含尘、含水、含油等指标分别达到
ISO8573-1表中三级、五级即可，当压缩空气质量不达标，喷吹时进入滤袋的气流含油、含水量相对增加，一旦油、水进入滤袋，将帖附堵塞部分过滤面积，导致除尘器阻力加剧上升。4.6通风机的选用离心通风机按其出口压力高低分为：低压离心空风机（全压≦0.981KPa），中压离心通风机（全压介于0.981～2.943KPa，包括2.943KPa），高压离心通风机（全压2.943～
14.715KPa）。按用途不同分为：一般通用离心机，符号T，包括4-72型、4-72Ⅰ型、4-79型；排除离心通风机，符号W等。一般煤粉气力输送设备选用的风机主要用于除尘器的引
风，工作温度不高，通风风机的烟、汽介质略有腐蚀性。考虑其价格问题，一般煤粉气力输送设备通风系统选用一般通风离心风机，型号4-72型、4-72Ⅰ型、4-79型均可。必须注意，同一种类风机，在功率相同时，由于转速、机号不同，其全压和流量相差很大。比如同为4-72型风机，功率15KW，4-72No5风机转速2900r/min，全压3.187～2.019KPa，流量7728～15455m3/h；4-72No10C风机，功率也为15KW，转速900r/min，全压1.225～0.97KPa，流量25101～35134m3/h。由于全压不同，相同功率的风机其流
量、外形尺寸相差也很大。风机产品样本中给出每一种风机在不同全压下对应的流量值，即风机特性曲线（数值形式）。选用风机时应根据工况进行选择。对于煤粉气力输送设备通风系统使用的风机，由于其风管阻力较小（一般小于10Pa/m），风管布置简单，长度较短，其风管阻力一般不会超过1KPa，而通风要求有足够的风量，故要求选择低压风机，即转速低、风量大的风机。对于MC-Ⅱ脉冲除尘器的引风机，除了风管阻力外，还必须考虑除尘设备的阻力。一
般除尘设备阻力在0.5（新袋）～1.5Ka，考虑到风管阻力和设计余量，要求MC-Ⅱ脉冲除尘器引风机全压值在1.2～2.5KPa。如果风机全压太低，当旧的滤袋或滤饼较厚时除尘器阻力大于风机全压，使风机丧失作用。但太高的风机全压也会因为对滤袋的抽力太大，造成清灰不彻底，粉尘可能吸入滤袋纤维内部，使滤袋丧失过滤功能。同时由于系统阻力远小于风机全压，使风机长时间在低负荷状况下工作，耗能增加。
5除尘系统的排尘装置6除尘系统的防爆
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