防爆型袋式脉冲收尘器毕业设计论文.docx
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防爆型袋式脉冲收尘器毕业设计论文
防爆型袋式脉冲收尘器
摘要
煤磨防爆袋式除尘器系由气箱脉冲（Pulse-Plenum）除尘技术发展而来，具有清灰能力强、除尘效率高、排放浓度低等特点，特别适合处理粉尘浓度高的易燃易爆废气，如在水泥、钢铁行业中的煤粉系统中配套使用。
煤磨防爆袋式除尘技术是在Fuller公司技术的基础上，又应用了许多世界上最新进展的袋除尘技术及高品质的零部件，使各项技术经济指标较以往均有显著提高。
大量的应用证明，煤磨防爆袋式除尘技术已经非常成熟，具有很高的可靠性和极优的性能价格比。
本次设计煤磨防爆袋式除尘器，第一章详细描述了煤磨系统粉尘的特点，危险性，以及收尘器的基本原理；第二章对收尘器进行详细的参数设计，选用防油防水抗静电覆膜滤料，在结构上采用特殊的防集尘设计；第三章对煤磨收尘器的脉冲系统进行了深入研究设计；第四章主要是除尘器辅助设施的设计及主要设备；第五章对各种受力设施进行了校核；第六章针对防爆装置进行了研究。
设计图纸面积共计3张A0图纸面积，其中一张总装配图A0图纸，一张箱体A1图纸，2张A2部装图，8张A3零件图，一张A4零件图。
为使老师更能详细了解此次设计，特编写了详细内容依次分附于各个章节之后。
关键词：
防爆，袋式，脉冲，收尘器，煤磨
Explosion-proofTypebagPulseDustcollector
ABSTRACT
Coalmillexplosion-proofhagfiltersbyimpulse（Pulse-Plenum）removaltechnologydevelopment,andhastheabilityanddustremovalefficiency,lowemissionconcentrations,especiallysuitableforprocessingofinflammable,explosivedustconcentrationincement,suchasgasandcoalsysteminthesteelindustry.Coalmillexplosion-proofbagfilterintheworldscopehasbeenappliedinChinahasmassiveandpromotion.Coalmillexplosion-proofbagdustingtechnologyisbasedontheFullertechnologycompanies,andappliedthelatestprogressintheworldofmanybagdustremovaltechnologyandhighqualityparts,makevarioustechnicalandeconomicindexesissignificantlyimproved.Theapplicationofcoalmill,explosionprooffiltertechnologyhasbeenverymatureandhashighreliabilityandexcellentperformancetoprice.
Thedesignofcoalmill,thefirstchapterexplosion-proofhagfiltersaredescribedindetailthecharacteristicsofcoalmillsystem,risk,dustandthebasicprincipleofdustcollector,Thesecondchaptertodustcollectorforthedetaileddesignparameters,preventoilwaterproofcoatedfiltermaterial,antistaticwithspecialstructureofdustcollectiondesign,Thethirdchapterofcoalmilldustcollectorofpulsesystemdesign,Thefourthchapterbasicallyisthedustofauxiliaryfacilitiesandthemainequipmentdesign,Thefifthchapterofvariousmechanicalfacilitieschecks,Thesixthchapterforanti-explosivesystemisstudied.Designdrawingsareaamountedto3A0drawings,whichatotalareaofassemblydrawings,acabinetA0,A1drawing2piecesofoutfit,A2eightdiagrams,anA4A3parts.Formoredetailsabouttheteachercanwriteadetaileddesign,thecontentofeachchapterinpointsafterattachedto.
KEYWORDS:
explosion-proof，bag-type，pulse，Dustcollector，Coalmill
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
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所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
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年月日
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作者签名：
日期：
年月日
导师签名：
日期：
年月日
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
评阅教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
教研室主任（或答辩小组组长）：
（签名）
年月日
教学系意见：
系主任：
（签名）
年月日
目 录
前 言
现代化水泥厂的生产规模从日产数百吨到日产万吨，尽管生产规模差别很大，但生产线上的扬尘点却基本相似，只是处理风量不同，因此收尘器的规格有较大的差异。
虽然收尘器的规格大小不同，但收尘器的数量多在40台以上，其中绝大多数是袋式收尘器。
现在由于袋收尘技术迅速发展，特别是新型滤料的不断涌现，使得以往窑尾和冷却机收尘习惯多采用电收尘器的也有逐步改用袋收尘器的趋势。
所以现在新建的大型干法水泥厂，生产线上的扬尘点全部采用袋收尘器的并不罕见，而且所采用袋收尘器的类型几乎全是脉冲清灰式。
低压脉冲布袋除尘器的工作原理：
含尘气体由导流管进入各单元，大颗粒粉尘经分离后直接落入灰斗、其余粉尘随气流进入中箱体过滤区，过滤后的洁净气体透过滤袋经上箱体、排风管排出。
随着过滤工况的进行，当滤袋表面积尘达到一定量时，由清灰控制装置（差压或定时、手动控制）按设定程序打开电磁脉冲阀喷吹，抖落滤袋上的粉尘。
落入灰斗中的粉尘借助输灰系统排出。
所谓脉冲清灰袋收尘器是以压缩空气作为清灰能源，气源压力根据不同的需要，分高压、中压、低压和超低压四种，对高、中、低压的分界目前并没有统一明确的规定，通常将压力≥0.5MPa称为高压，0.3～0.5MPa之间称为中压，0.1～0.3MPa之间称为低压，≤0.1MPa称为超低压。
不论采用多大压力，其清灰所需的能量是一定的，所谓高压低流量和低压高流量就是这个道理。
除尘器的设计过程中，应当对除尘器的载荷（包括静载、动载、风载、雪载及地震载荷等，单位KN）、除尘器承受的设计负压（单位Pa）、板件材料的屈服极限及抗拉伸极限等（单位MPa），要有一定程度的了解。
必要时，查阅相关的机械设计手册，以加深自己对这方面的理解。
第1章收尘器的类型选择
1.1收尘器的设计要求
现代化的水泥厂煤磨系统一般都采用烘干兼粉磨的工艺流程，煤磨系统废气是含煤粉具有燃爆危险的热废气，对它进行净化处理也比一般废气难度更大。
该收尘器在机理和结构上具有防燃防爆功能，确保收尘器内清灰彻底，设备阻力低，使得系统阻力稳定，50mg/Nm³的低浓度排放。
1.1.1煤磨系统粉尘的特点
1.粒度细，一般<0.1mm（大部分厂煤粉<0.08mm占80%以上）；
2.粉尘挥发份高，一般>20%，属于燃爆危险品，具有一定的燃爆危险性；
3.粉尘的浓度在爆炸极限之内（煤粉爆炸极限35~2500g/m³）；
4.含尘气体具有一定的温度，一般为60～110℃；
5.含尘气体具有一定的湿度，湿含量为5～10%，露点一般为40～55℃。
煤磨系统收尘器的设计的基本原则：
预防燃烧爆炸即是采取积极措施有效抑制下述三个条件的产生，也就是说降低系统对爆炸的敏感性能，缩小爆炸的效应。
（1）浓度处于爆炸极限范围内（煤粉的爆炸极限根据煤质不同，一般为35~2500g/m³）。
（2）含氧量大于13%；
（3）引燃的火种。
1.1.2收尘器的类型及其特点
目前市场上的主流收尘器为静电收尘，脉冲收尘，洗涤塔，旋风收尘。
静电收尘成本高，效率低，设备维护麻烦费用大；
洗涤塔比较原始，适用场合少；
旋风收尘效率低下，安全系数低，处理风量小；
脉冲袋式除尘器处理风量大、系统阻力小、清灰彻底、除尘效率高。
1.1.3收尘器类型的确定
水泥厂的生产规模从日产数百吨到日产万吨，尽管生产规模差别很大，但生产线上的扬尘点却基本相似，只是处理风量不同，因此收尘器的规格有较大的差异。
虽然收尘器的规格大小不同，但收尘器的数量多在40台以上，其中绝大多数是袋式收尘器。
现在由于袋收尘技术迅速发展，特别是新型滤料的不断涌现，使得以往窑尾和冷却机收尘习惯多采用电收尘器的也有逐步改用袋收尘器的趋势。
所以现在新建的大型干法水泥厂，生产线上的扬尘点全部采用袋收尘器的并不罕见，而且所采用袋收尘器的类型几乎全是脉冲清灰式。
采用脉喷式清灰方式，确保了收尘器内每条滤袋清灰彻底，设备阻力低，且在线清灰方式使得系统阻力稳定，在一定程度上缓解了煤磨系统高阻力的矛盾，实现了收尘器高效、低阻、安全运行。
小于50mg/Nm³的低浓度排放，在相当长的时间内能满足不断提高的环保新标准的要求。
故本案采用脉冲袋式收尘器。
1.2所选收尘器的基本原理
1.2.1收尘器的类型及其特点
当含尘气体由进风口进入灰斗后，一部分较粗尘粒在这里由护跳性碰撞、自然沉降等原因落入灰斗，大部分尘粒随气流上升进入袋室，经滤袋过滤后，尘粒被阻留在滤袋外侧。
净化后的气体则由滤袋内部进入箱体，并由阀板孔、出风口排入大气，达到除尘的目的，参见图1-1，图1-1随着过滤过程的不断进行，滤袋外侧的积尘也逐渐增多，从而除尘器的运行阻力也逐渐增高，当阻力增到预先设定值（1245-1470Pa）时，清灰控制器发生信号，首先控制提升阀将阀板孔关闭（见图1-1）,以切断过滤气流，停止过滤过程，然后电磁脉冲阀打开，以极短的时间（0.1,左右）向箱体内喷入压力为0.5～0.7MPa的压缩空气，压缩空气在箱体内迅速膨胀。
涌入滤袋内部，使滤袋产生变形、震动，加上逆气流的作用，滤袋外部的粉尘便被清除下来掉入灰月一清灰完毕后，提升阀再次打开，除尘器又进入过滤工作状态。
图1—1气箱脉冲袋式除尘器
1—气包；2—压气管道；3—脉冲阀；4—提升阀；5—阀板；
6—袋室隔舱板；7—排风口；8—箱体；9—滤袋；10—袋室；
11—进风口；12—灰斗；13—输灰机
1.2.2收尘器各个部位的作用
（1）箱体
箱体主要是固定袋笼、滤袋及气路元件之用，并制成全密闭形式，清灰时，压缩空气首先进入箱体，再冲入各滤袋内部。
顶部设有人孔检修门，安装和更换袋笼、滤袋全部在这里进行，十分方便，根据规格的不同，箱体内又分成若干个室，相互之间均用钢板隔开，互不透气，以实现离线（off-ine）清灰，每个室内均设有一个提升阀，以切换过滤气流。
（2）袋室
袋室在箱体的下部，主要用来容纳袋笼和滤袋，且形成一个过滤空间，烟气的净化主要在这里进行，同箱体一样，根据规格的不同也分成若干个室，并用隔板隔开，以防在清灰时各室之间的相互干扰，同时形成一定的沉降空间。
（3）灰斗
灰斗布置在袋室的下部，它除了存放收集下来的粉尘以外，还作为进气总管使用（下进气方式），当含尘气体进入袋室前先进入灰斗，由于灰斗内容积较大，使得气流速度降低，加之气流方向的改变，使得较粗的尘粒在这里就得到分离，灰斗下部布置有螺旋输送机或空气斜槽等输送设备，出口还设有回转卸料器或翻板阀等锁风设备，可连续进行排灰。
（4）进出风口
进出风口根据除尘器的结构形式分为二种，64系列的进风口为矩型.直接焊在灰斗的侧板上，出风口安排在箱体下部.袋室侧面，通过提升阀板孔与箱体内部相通（见图1—1）其他系列的进出风口制成一体，安排在袋室侧面、箱体和灰斗之间（见图1—1）。
中间用斜隔板隔成互不透气的两部分，分别为进风口和出风口，这种结构形式体积虽大些，但气流分布均匀，灰斗内预除尘效果好，适合干烟气含尘浓度较大的场合使用。
第2章袋式脉冲收尘器的设计计算
2.1参数计算
2.1.1计算总过滤面积
根据《除尘器钢结构设计》第10页公式2-3：
≈234㎡2—1
=10000×（273+110）/273≈14030m³
式中
——滤袋计算过滤面积，㎡;
——工况气体流量，m³/h;
v——滤袋过滤速度，m/min；
表2-1滤袋过滤速度推荐值
序号
粉（烟）尘类别
代表性粉（烟）尘
过滤速度（m/min）
1
金属矿石生产性粉尘
铁矿石，锰矿石，有色金属
0.85～1.10
2
金属冶炼及其氧化物烟尘
烧结，炼铁，炼钢，轧钢，铁合金及其二次烟尘
0.70～1.20
3
非金属矿石生产粉尘
粘土，硅石，石灰石，岩石，白云石，菱镁石，滑石
0.75～1.00
4
水泥、白云石、镁粉、活性白石灰、陶瓷等炉窑类烟尘
水泥，白云石，镁粉，白灰，陶瓷
0.80～1.00
5
煤化工、炭黑、煤粉类烟（粉）尘
焦炉烟尘，炭黑，煤粉，焦粉
0.60～0.85
6
生物性粉尘
茶叶，棉花，粮食，皮毛，饲料，木材
1.00～1.50
2.1.2单袋过滤面积
根据《除尘器钢结构设计》第10页公式2-4：
=31.4×130×2450=1㎡2—2
式中
——1条过滤袋的过滤面积，㎡；
d——滤袋直径，m,一般取d取120～160㎜；
L——滤袋有效长度，m,一般L取6.0～9.0m。
10-3
表2—2常用滤袋材料的主要技术性能和应用范围
过滤材料
密度（kg/m³）×10-3
抗拉性能（MPa）
耐酸性能
耐碱性能
耐磨性能
吸湿性（%）
最高使用温度（℃）
一般应用范围
天然纤维
棉毛
1.5~1.6
34.5
差
好
好
8~9
80
无腐蚀性气体
1.28~1.33
110
好
差
好
10~15
100
弱酸性气体
合成纤维
尼龙类
1.14
300~600
中
好
好
4~4.5
80
磨损性粉尘
奥伦类
—
—
中
中
中
1.3~2.0
140
腐蚀性粉尘
涤纶类
—
—
中
好
中
0.4
170
腐蚀性粉尘
无机纤维
玻璃纤维
2.4~2.7
100~300
好
好
差
0
260
高温和腐蚀性
表2—3各种滤料的物理特性
滤袋名称
结构
厚度（㎜）
单位面积（g/m³）
真密度
容积密度（g/m³）
孔隙率
破断强度（N/cm³）
径向
横向
玻璃长丝布
锻纹
0.418
497
2.5
1.19
52.5
1225
1225
208号涤纶绒布
斜纹单面起绒
1.55
392
1.38
0.26
81.2
2090.3
1027
No.3针刺毡
针刺毡
1.79
405
1.30
0.23
82.4
744.2
686
No.4针刺毡
针刺毡
2.16
519
1.31
0.24
82.5
911.4
980
表2—4滤袋具体参数表
涤纶针刺毡Polyesterneedlefelt
重量Wight（g/㎡）
500
材质Meterital
涤纶（Polyester）
厚度Thickness
1.8
透气度Airpermeability（L/㎡/s）
200～350
断裂强度Tensikestrength
（N/5×20cm）
经向Warp
1000
纬向Weft
1100
断裂伸长度Tensikeelongation（%）
经向Warp
＜35
纬向Weft
＜40
工作温度Temperature（℃）
连续Continue
120
瞬间Instant
150
后处理方式
Finshingtreatment
烧毛、轧光
Singeing,Calengdering
脉冲喷吹型煤磨防爆袋收尘器宜选用抗静电涤纶针刺毡滤料，根据滤料行业推荐风速为0.8~1.0m/min。
过滤袋具体参数如表2—4
2.1.3滤袋数量的计算
据《除尘器钢结构设计》第10页公式2-5：
2—3
式中
——滤袋的数量，条。
滤袋规格：
Φ130㎜×2450㎜；
单袋过滤面积：
=3.14×0.13×2.45=1㎡；
滤袋的数量：
=243，条。
2.1.4滤袋的布置
根据《除尘器钢结构设计》第11页公式2-6：
2—4
式中n——排列组合后实装滤袋数量，条；
a——喷吹管配装的滤袋数，条/组，一般取α取14~18条/组；
b——排列组合后的喷吹管数量，组；
本案有意设计成气箱式脉冲收尘器，由于气箱式的特点，各个气室分开由一个脉冲阀控制，故不需要喷吹管等配件;根据一般厂家设计经验：
每室有32,64，96，128个滤袋等多种配合方式，由于本案具有防
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