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1、D型旋風除塵器設計摘 要此畢業(yè)設計的介紹了旋風除塵器的各部分結構尺寸的確定以及旋風除塵器性能的計算，以普通旋風除塵器為基礎，結合此課題的現(xiàn)代設計方法，設計了一臺符合一定壓力損失和除塵效率的D型旋風除塵器，并繪制了該旋風除塵器的裝配圖、零件圖。本畢業(yè)設計由以下幾步完成：第一步，通過查閱各種資料了解旋風除塵器的型號選擇和設計原理，并計算出旋風除塵器各部分的尺寸；第二步，根據資料上的材料選擇標準以及強度校核公式，對旋風除塵器各零部件的材料進行選擇并進行強度校核；第三步，對旋風除塵器進行耐磨、防腐處理，并完成裝配設計；第四步，用CAD軟件繪制該旋風除塵器的裝配圖、零件圖；第五步，整理資料，選取與畢業(yè)設

2、計相關的英文文獻進行翻譯完成設計說明書。旋風除塵器的除塵效率影響繁多，想要進一步提高旋風除塵器的效率，還需要對其結構尺寸、密封性等方面進行進一步的優(yōu)化。關鍵詞：旋風除塵器；壓力損失；除塵效率；強度ABSTRACTThis graduation design introduces the determination of the size of the structure of the cyclone dust collector and the calculation of the performance of the cyclone dust collector. Based on the

3、conventional cyclone dust collector and the modern design method of this topic, a design method is designed to meet the pressure loss and dust Efficiency of the D-type cyclone dust collector, and draw the cyclone dust collector assembly drawings, parts drawings. The graduation design is completed by

4、 the following steps: The first step, through access to a variety of information to understand the cyclone dust collector model selection and design principles, and calculate the various parts of the cyclone dust; the second step, according to the material on the material selection Standard and stre

5、ngth check formula, the cyclone dust collector parts of the material selection and strength check; the third step, the cyclone dust collector wear, corrosion treatment, and complete the assembly design; the fourth step, with CAD Software to draw the assembly of the cyclone dust collector, part of th

6、e map; the fifth step, sorting out the information, select and graduate design related to the English literature to complete the design instructions. The efficiency of the cyclone dust collector has many advantages, and it is necessary to further improve the efficiency of the cyclone dust collector,

7、 and it needs to be further optimized for its structural size and sealing.Key words: cyclone dust collector；pressure loss；dust Efficiency；strength 目錄1 緒論11.1引言11.2 旋風除塵器的介紹11.3 旋風除塵器的工作原理和氣體流動狀況11.4影響旋風除塵器性能的因素41.5旋風除塵器的分類51.6 D型旋風除塵器61.7擬定設計方案72 確定旋風除塵器各部分的尺寸72.1給定的設計參數(shù)72.2 確定進口風速72.3 計算旋風除塵器的幾何尺寸7

8、2.4 壓力損失的計算82.5總除塵效率的計算93 零部件的數(shù)據計算及材料選擇103.1 風機的選擇103.2 排塵閥的選擇103.3殼體的設計與材料選擇113.4 密封圈的設計123.5 殼體端蓋的設計123.6 支座的選擇與計算123.7 支腿的設計123.8 氣體管道的設計計算124 強度計算與校核134.1 筒體和椎體的氣壓試驗強度校核134.2 排氣管的厚度的確定及強度校核144.3 支座的載荷校核144.4 支腿的強度校核165 主要零件的加工工藝175.1箱體零件的主要技術要求175.2 筒體及錐體的加工186旋風除塵器的耐磨措施與制造要求186.1 耐磨措施186.2制造安裝要

9、求207 旋風除塵器的裝配207.1裝配的概念207.2 連接方式的選擇20結論22致謝23參考文獻241 緒論1.1引言旋風除塵器設計是我通過學習了全部課程后進行的一次綜合性的設計。這次畢業(yè)設計充分體現(xiàn)了理論聯(lián)系實際的宗旨，通過這次畢業(yè)設計，使我認識到作為一名工作人員我們不僅要有扎實的專業(yè)基礎知識，還要有良好的技術水平、以及嚴謹務實的工作態(tài)度，這次畢業(yè)設計鍛煉了我查閱資料自我學習的能力。隨著人類社會的發(fā)展與進步，人們對生活質量和自身的健康越來越重視，對空氣質量也越來越關注。而我國是世界上以燃煤為主要能源的國家，也是燃煤污染物排放的第一大國，燃煤多造成的酸雨污染和顆粒物污染而導致的環(huán)境問題，已

10、成為世界各國關注的熱點。在排放的燃煤煙氣里，含有大量的粉塵和二氧化硫，影響環(huán)境質量，危害人體健康。粉塵的性質，決定了其控制的緊迫性。目前，我國部分地區(qū)，空氣中PM2.5指標嚴重超標。因此，早日解決我國的環(huán)境問題，迫切需要加大加強對燃煤煙氣的除塵系統(tǒng)的研究與推廣應用。工業(yè)中常見的除塵器可分為：機械式除塵器、電除塵器、袋式除塵器、濕式除塵器等。機械式除塵器包括重力沉降室、慣性除塵器、旋風除塵器等。重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣體中沉降分離的除塵裝置，主要用于高效除塵的預除塵裝置，除去大于40m以上的粒子。慣性除塵器是借助塵粒本身的慣性力作用使其與氣流分離，主要用于凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物

11、性粉塵。旋風除塵器是利用旋轉氣流產生的離心力是塵粒從氣體中分離的裝置，多用作小型燃煤鍋爐消煙除塵和多級除塵、預除塵設備。1.2 旋風除塵器的介紹旋風除塵器是通過旋轉的含塵氣體所產生的離心力，將粉塵從氣體中分離出來的一種干式固-氣分離裝置。旋風除塵器已有百余年的歷史，現(xiàn)已廣泛用于石油、化工、機械、冶金、建筑等工業(yè)部門。旋風除塵器的主要特點是：結構簡單；操作、維護方便；操作彈性大，性能穩(wěn)定，不受含塵氣體的濃度、溫度限制。一般認為，旋風除塵器對于捕集、分離510以上的粉塵效率較高，而用用以捕集含塵氣體中大部分徑粒在10以下粉塵時效率大幅度降低，不適合用于該情況下的除塵。1.3 旋風除塵器的工作原理和

12、氣體流動狀況1.31 工作原理旋風除塵器的結構見圖1。當含塵氣流以1225m/s速度由進氣管進入旋風除塵器時，氣流由原來的直線運動變?yōu)閳A周運動。旋轉的氣流絕大部分延器壁自圓筒體呈螺旋形向下，朝著錐體流動。通常稱此氣流為外旋氣流。含塵氣體在旋轉的過程中產生了離心力，將密度大于氣體的塵粒甩向器壁。當塵粒與器壁接觸時便失去慣性力，轉而靠入口速度的動量和向下的重力加速度延著器壁下落，進入排灰管。旋轉下降的外旋氣流在到達錐體時，由于倒圓錐形的收縮而向旋風除塵器的中心靠攏。根據“旋轉矩”的不便原理，其切向速度不斷提高。當旋轉氣流到達錐體的某一個位置時，就以同樣的旋轉方向從旋風除塵器的中部開始由下而上的做螺

13、旋形流動，及內旋氣流。最后已經凈化的氣體經過排氣管排出器外。另外一部分未被捕集的塵粒由此逃離。自氣體流入的另外一小部分氣體，轉向旋風除塵器的頂蓋流動，然后向排氣光外側向下流動。當?shù)竭_排氣管的下端時，反向向上隨上升的中心氣流共同從排氣管排出。而在這一部分上旋氣流中的塵粒也隨同被排出。 圖1 旋風除塵器 1-排灰管 2-圓錐體 3-圓筒體 4-進氣管 5-排氣管 6-頂蓋1.32 氣體流動狀況旋風除塵器內的氣體運動實際是非常復雜的。1949年Ter.Linden通過實驗對旋風除塵器內氣體運動時的三維速度：即切向、徑向和軸向速度，以及全壓和靜壓分布提出了一種具有代表性的理論。經過許多研究者的研究得出

14、了以下結論。 (1) 切向加速度切向速度對粉塵顆粒的捕集與分離起著至關重要的作用。含塵氣體在切向速度的作用下，使塵粒由里向外離心下降。排氣管以下任意截面上的切向加速度沿半徑的變化規(guī)律可分為三個區(qū)域，如下圖2。區(qū)內，切向速度=常數(shù)。Alexander通過實驗提出了以下公式： 式中： 含塵氣在區(qū)內切向加速度（m/s）； 含塵氣進入旋風除塵氣的速度（m/s）； 旋風除塵器圓筒直徑（m）； 旋風除塵器排氣管直徑(m)； 旋風除塵器進口截面積（m2） 2 切向速度分布圖排氣管下部的中心氣流稱為強制旋流區(qū)。類似于剛體的旋轉運動。切向速度與半徑之比為一常數(shù)。 常數(shù)此常數(shù)為角速度。半自由旋流區(qū)的分布規(guī)律為：

15、常數(shù)n為速度分布指數(shù)，一般在0.50.9之間。不同的研究者由各自的實驗條件與測定方法得出的n值如下表：表1 速度分布系數(shù)測定值測定者n值測定者n值Lissman1Alexander0.50.75Procket0.5Ter.Linden0.52Rosin0First0.88Shepherd0.50.7井伊谷鋼一0.8Stairmand0.5池森龜鶴0.70.8Alexander給出了計算n值得公式： 式中： 旋風除塵器筒體直徑（mm）； 絕對溫度（K）； 速度分布指數(shù)。影響n值得因素是很復雜的，與數(shù)有關，Re越大，n值越趨向于1。n值隨排灰管直徑減小而增大，隨排氣管的減小而減小，當排灰管趨近圓筒

16、直徑時，n可以近似等于1。（2） 徑向速度徑向速度是影響旋風除塵器分離性能的重要因素。因為徑向速度其值遠比切向速度小的多，所以極難測定。中國科學院力學研究所測得400mmB型旋風除塵器約為（15）m/s，且徑向速度分布呈非對稱性的特點。（3） 軸向速度軸向速度分布構成了旋風除塵器的外層下行、內層上行的氣體雙層旋轉流動結構。實驗表明，零軸向的速度面與器壁是平行的。即使是在錐體部分，也能保證外層流厚度基本不變。（4）渦流渦流也稱二次渦流，在旋風除塵器中也稱次流，是由軸向速度和徑向速度構成。渦流對旋風除塵器的分離效率和壓力損失影響較大。常見的渦流有4種，短路流:旋風除塵器排氣管外面、頂蓋與筒體內壁之

17、間，由于徑向速度和軸向速度的存在，將形成局部渦流（上渦流），夾帶著相當數(shù)量的塵粒向中心流動，并沿著排氣管的表面下降，最后隨著中心上升氣流逃逸出排氣管。縱向旋渦流：縱向旋渦流是以旋風除塵器內外旋流分界面為中心的器內再循環(huán)形成的縱向流動。外層旋流中的局部渦流：由于旋風除塵器制造問題，如焊縫、表面凸起等，產生與主流方向垂直的渦流，雖然其量只有主流的1/5左右，但是這種流動還是會使壁面附近或已被分離的粒子從新甩到內層旋流，降低了旋風除塵器的分離能力。底部夾帶：外層旋流在錐體底部向上返轉時可以產生局部渦流，會將塵粒重新卷起，假使旋流一直延伸到灰斗，同樣會把灰斗中的粉塵，特別是細的粉塵攪動帶起，被上層氣流

18、帶走。1.4影響旋風除塵器性能的因素旋風除塵器的性能一般由其尺寸大小、排灰裝置氣密性、工作條件而決定。其中在旋風除塵器的尺寸因素中最主要的是筒體直徑和椎體高度。一般，旋風除塵器的直徑越小所受離心力越大，除塵效率也就越高。但過小也會降低除塵效率。因此，一般筒體的直徑不應小于5075mm。筒體長度增加，除塵效率也會增加，但過大阻力會增大，因此同體長度不大于5倍筒體直徑。在實際設計中，旋風除塵器各部件的尺寸比例對旋風除塵器的性能也會造成一定的影響，如下表：表2 旋風除塵器部件尺寸影響因素尺寸變化性能趨勢壓力損失效率除塵器直徑增大降低降低加長筒體稍有降低提高入口面積加大（流量保持不變）降低降低入口面積

19、加大（速度保持不變）提高降低加長錐體稍有降低提高錐體排出孔變大稍有降低錐體排出孔變小稍有提高增加排出孔在筒體內的長度提高排出管直徑變大提高降低排灰裝置是旋風除塵器中一個不可忽視的部分，除塵器錐度處氣流處于湍流狀態(tài)，而粉塵由此排出容易出現(xiàn)二次夾帶的可能性，如果設計不當，造成排灰裝置漏氣，會導致除塵效率的大幅度降低，以下為除塵效率與漏氣率之間的關系表： 表3 排灰裝置氣密性對除塵效率的影響實驗號排灰裝置氣密性（漏氣率）旋風除塵器效率1090%25%50%315%0%對于工作條件來說，關鍵因素一般為入口速度、粉塵粒徑、氣體物理性質等。當入口速度上升時，分割直徑將下降、效率提升、提升，但入口速度不宜過

20、大，當其過大時，將導致二次揚塵增加，所以入口速度一般控制在1225m/s。1.5旋風除塵器的分類旋風除塵器的種類繁多，分類方法也各有不同。按性能分：可分為高效旋風除塵器。筒體直徑小，分離較細的粉塵，除塵效率在95%以上；高流量旋風除塵器。筒體直徑大，用于處理很大的氣流量，除塵效率為50%80%；通用旋風除塵器。處理中等氣體流量，其除塵效率80%95%。按結構型式分，可分為長錐體、圓筒形、擴散性、旁通型。按組合、安裝情況分為內旋風除塵器、外旋風除塵器、立式與臥式以及單筒與多管旋風除塵器。按氣流導入情況分：可分為切向導入或軸向導入，氣流進入旋風除塵器后的流動路線-反轉、直流，以及帶二次風的形式，可

21、概括的分為切流反轉式旋風除塵器、軸流式旋風除塵器。1.6 D型旋風除塵器D型旋風除塵器是一種新型高效旋風除塵器。開始用與石油煉制，如流化床型催化裝置，作為反應器、再生器的內旋風分離器。D型旋風除塵器，根據結構型式，可以分為D、D與D型三種。如下圖3所示。 圖3 D型旋風除塵器 D型旋風除塵器 D型旋風除塵器D型旋風除塵器屬于螺旋面進口型旋風除塵器。D型旋風除塵器由于其長徑比H/D0較小，所以體型緊湊，鋼耗較小，也便于耐磨材料的襯里，常作為內旋風除塵器，以便處理含塵濃度較高、塵粒較粗的含塵氣體。由于它的進口截面較小，在處理相同的氣量情況下，與其他除塵器相比起進口速度較高，因此，壓力損失也就比較別

22、的旋風除塵器大些。另外，對于回收比較細的粉塵，其效率也不夠理想。D、D型旋風除塵器的區(qū)別僅僅在于D型是900蝸殼進口。D型是切向進口。它們的特點是圓筒段為平頂，分離式高度較D型大，排氣管與圓筒體的直徑較D型小，用以提高除塵效率。對回收含塵濃度較高的細粉塵極為理想。D型旋風除塵器阻力系數(shù)的影響因素有以下幾點：（1） 進口氣速 進口氣速對D型旋風除塵器的阻力系數(shù)基本沒有影響。（2） 結構型式 de/D0越大,D型旋風除塵器的阻力系數(shù)越小，在相同的情況下，D型旋風除塵器的阻力系數(shù)最小，D其次，D型的阻力系數(shù)最大。（3） 排氣管直徑 同一結構的D型旋風除塵器的阻力系數(shù)隨著排氣管直徑的增加而減小，對于不

23、同型號的旋風除塵器，阻力系數(shù)的降低速率也是不一樣的。（4） 筒體直徑及排氣管形狀 根據實驗，同一結構型式不同直徑的D型旋風除塵器在排氣管形狀與de/D0相同條件下測得的阻力系數(shù)基本相同。但收縮型排氣管較之直管型排氣管其阻力系數(shù)要小。1.7擬定設計方案 首先根據設計要求，將該D型旋風除塵器的各個部位的相關尺寸計算好，并求出其壓力損失、除塵效率。再對該旋風除塵器的各個部位進行相關的材料選擇、強度校核，對不符合要求的地方進行改正。最后做好加工工藝的選擇、防腐和耐磨措施以及裝配方案的選擇。 2 確定旋風除塵器各部分的尺寸2.1給定的設計參數(shù)煙氣流量： 1500m3/h除塵效率： 80%設計壓力： 0.

24、18MPa設計溫度： 100進口粉塵濃度： 110g/m3旋風除塵器類型：D型2.2 確定進口風速根據推薦進口風速取vj=18m/s2.3 計算旋風除塵器的幾何尺寸2.31進口面積Fj的確定進氣口的截面一般為長方形，尺寸為a和b，根據處理氣量Q和進氣速度vj可以得到 由于處理氣量Q為煙氣流量等于1500m3/h Fj=ab=18=0.03取a=2b,則a=0.24m,b=0.12m。2.32筒體尺寸的確定根據離心力公式，旋風除塵器的直徑越小，其旋轉半徑也越小導致粉塵顆粒的離心力越大，除塵效率也就越高。但是當筒體直徑過小時，旋風除塵器器壁與排氣管太近，可能導致較大直徑顆粒有可能反彈到中心氣流被帶

25、走，降低除塵效率。另外，筒體太小會導致堵塞。因此，一般直徑不要小于50-75mm。因為b和筒體直徑D0的比例關系一般在0.2到0.5之間，這里取0.2，即b=0.2D0，則D0=0.6m。筒體長度取h=1.5D0=1.50.6=0.9m。2.33椎體尺寸的確定椎體長度H-h與D0的比例關系一般在2.0到2.5之間，這里取2.0， H-h=2.0D0=20.6=1.2m排灰口長度D2與D0的比例關系一般在0.15到0.4之間，這里取0.25， D2=0.25D0=0.250.6=0.15m2.34出口管直徑d0與插入深度h0的確定出口管直徑d0與D0的比例關系一般在0.3到0.5之間，這里取0.

26、5， d0=0.5D0=0.50.6=0.3m插入深度h0與D0的比例關系一般在0.3到0.75之間，這里取0.4， h0=0.4D0=0.40.6=O.24m2.4 壓力損失的計算根據Shepherd-Lapple的壓力計算公式 式中： 阻力系數(shù) 氣體重度（kg/m3） g 重力加速度（m/s2） Vj 進口氣速（m/s）由于旋風除塵器類型為D型，D型旋風除塵器的阻力計算公式 式中：d0 旋風除塵器排氣管直徑（m）； D0 旋風除塵器直徑（m）； m、n 系數(shù)（與旋風除塵器結構型式有關），m=2.022.50，n=2.232.41。D型、D型、D型旋風除塵器的阻力系數(shù)見下表表4 D型、D型、

27、D型旋風除塵器的阻力系數(shù)D型D型D型a=0.453m直管型排氣管直管型收縮性排氣管b=0.191md0=0.525D0=7.82=2.26(d0/D0)-2.41=2.5（d0/D0）-2.23=2.02(d0/D0)-2.35本設計選用D型直管型排氣管除塵器，所以 =2.26（）-2.41 =12在100、0.18Mpa的條件下，空氣重度 =1.293（）() =1.7 kg/m3則壓力損失 =121.7 =337.2 mm H2o =3304.56 pa2.5總除塵效率的計算在一定的進口含塵濃度范圍內，D型旋風除塵器的總除塵效率與進口氣含塵濃度成正比。通過實驗測得的結果與數(shù)學關聯(lián)得到D型旋

28、風除塵器的總除塵效率與進口粉塵濃度之間的計算公式： 式中： 旋風除塵器的總除塵效率（%）； C 進口含塵濃度（g/Nm3）； p 系數(shù)（由旋風除塵器結構及粉塵性質決定），一般p=0.10.3。 q 系數(shù)（和旋風除塵器操作條件有關），一般q=0.050.5。 查閱資料得，p=0.247，q=0.098。則總除塵效率 =1-0.25110-0.098 =84.2%3 零部件的數(shù)據計算及材料選擇3.1 風機的選擇根據風機在規(guī)定轉速下產生壓力大小，可分為高壓、中壓、低壓風機。在除塵系統(tǒng)中一般為中、高壓風機。根據設計條件，本設計選用選用鍋爐離心通風機Y-9-35-12。3.2 排塵閥的選擇旋風除塵器下部

29、出現(xiàn)漏風時，除塵效率會出現(xiàn)較為明顯的下降。怎樣在不漏風的情況下進行正常排灰是旋風除塵器的一個重要問題。參考除塵設備的除塵器排灰裝置，選擇翻板式排料閥。翻板式排料閥的結構原理是靠重力作用的杠桿機構，密封作用取決于灰柱高度?；抑叨扔梢韵鹿酱_定： 式中： 灰柱高度（m）； 灰斗中的負壓值（mm H2O） 粉塵堆積重度(kg/m3)翻板式排料閥的進口接管直徑可由下式確定： 式中： 翻板式排料閥進口接管直徑（m）； 捕集的粉塵量（kg/s）； 翻板式排料閥的單位負荷，可在60100kg/m2s范圍內選取。100型和150型翻版式排料閥的結構尺寸如下圖4。 圖4 翻板式排料閥 （注：括號內為150型，

30、不加括號為共有） 3.3殼體的設計與材料選擇3.31殼體的介紹這種零件的內外結構復雜，他是用來支撐、包容運動零件或其它的零件，因此其內部常有空腔。箱體的內腔常用來安裝軸、齒輪、套、軸承等零件，因此兩端都有裝軸承蓋及套的孔。雖然箱體的結構樣式多種多樣，但有其主要的共同特點：形狀復雜、壁薄且不均勻，內部呈腔形，加工部位多，加工難度大，既有精度要求較高的孔系和平面，也有許多精度要求較低的緊固孔。旋風除塵器中的箱體材料可以選Q245R，殼體分為筒體和錐體兩部分。3.32筒體和椎體壁厚的計算化工設備設計基礎式3-12筒體的計算壁厚公式 式中： 計算壓力(MPa)； 圓筒內徑（mm）； 設計溫度t下筒體材

31、料的許用應力（MPa）； 焊接接頭系數(shù)； 壁厚附加量（mm）； 鋼板負偏差（或鋼管負偏差）（mm）； 腐蝕裕量（mm）； =0.18MPa，=600mm，查化工設備設計基礎附表1得=求147Mpa。由于采用單面焊對接接頭，局部無損探傷，所以，由化工設備設計基礎表3-10得到=0.8。 碳素鋼和低合金鋼單面腐蝕取=1mm，查化工設備設計基礎表3-11得到=0.25mm，則C=0.25+1=1.25mm。 =0.46+1.25=1.71mm圓整后取厚度為3mm。復驗15%=3%15 =0.450.25符合要求。該旋風除塵器的筒體和椎體可用3mm厚的碳素鋼板制作。3.4 密封圈的設計為了減小因設計和

32、裝配誤差引起的漏風量，需要在殼體端蓋和殼體之間設計一個密封圈，起密封作用。密封圈材料選擇橡膠材料，密封圈的內徑要小于殼體內徑，可以確定為580mm，厚度和寬度不需要設計很大，可以確定為6mm和10mm。一半嵌在殼體端蓋一半嵌在殼體端邊。3.5 殼體端蓋的設計殼體端蓋有著多方面的作用，可以密封防漏氣?？紤]到與殼體配合端蓋的內徑確定為301mm，外徑確定為600mm。在殼體的內面設計一個槽配合密封圈，槽的寬度與密封圈的厚度相等為6mm，深度為其寬度的一半為5mm。3.6 支座的選擇與計算立式容器支座主要有耳式支座、支撐式支座、裙式支座三種。因為筒體壁厚較小，故采用不帶墊板的AN型耳式支座。根據JB

33、/4721.3-2007耳式支座，初選AN型吊耳式支座1，支座材料選用Q235A,如圖3-1所示3.7 支腿的設計初選材料為Q235-B，d=40mm，l=2.53.8 氣體管道的設計計算氣體管道是旋風除塵器系統(tǒng)一個不可缺少的部分，需要凈化的氣體由氣體管道進入旋風除塵器，凈化后的氣體也是由管道排出。因此，氣體管道的設計對除塵系統(tǒng)的能耗、除塵效率、工作能力等有巨大的影響。3.81 除塵管道的直徑計算根據除塵設備7-3的公式： 式中： 氣體流量（m3/s）； 圓形管道的內徑（m）； 管道內的氣體流速（m/s）；計算出管道的直徑為 =0.17m =170mm3.82 管道材質的選用與管壁厚度的確定本

34、設計選用（GB30921993）焊接鋼管，根據除塵設備表7-5得到管壁厚度為5mm。3.83管道內氣速的確定管道內的氣速應合理的確定。氣速太小，氣體中的粉塵易沉積，嚴重的會破壞除塵系統(tǒng)的正常運轉；氣速太大，壓力損失會成平方的增長，粉塵對管壁的磨損加劇，使管道使用壽命縮短。除塵管道內氣速參照除塵設備表7-6、表7-7，由于管道材料選用的鋼管，所以管道內氣速vg=12m/s。4 強度計算與校核4.1 筒體和椎體的氣壓試驗強度校核 根據已求得的條件可得 根據化工設備機械基礎式4-7得 可見，所以符合強度要求。4.2 排氣管的厚度的確定及強度校核由于排氣管是D/Se20的圓筒，可以假設Sn=2.5mm

35、，由化工設備設計基礎表3-11及對腐蝕裕量的取值可以得出C=2mm,因此Se=Sn-C=2.5-2=0.5mm， =0.83 =300由由化工設備機械基礎查得A=0.0001，碳素鋼在常溫時的彈性模量為19410-3Mpa，系數(shù)B為115Mpa。按計算需要用化工設備機械基礎外圧力公式5-19： = =0.38Mpa由此可見，ppc,所以，出氣管可以用2.5mm的碳素鋼制作。4.3 支座的載荷校核由化工設備機械基礎耳式支座實際承受的載荷可按下面的式子進行近似計算 式中：Q 支座實際承受的載荷（KN）； D 支座安裝尺寸（mm）； g 重力加速度，取g=9.8m/s； Ge 偏心載荷（N）； h

36、水平力作用點到底板的高度（mm）； k 不均勻系數(shù)，安裝3個支座時，取k=1；安裝3個以上的 支座時，取k=0.83； m0 設備總質量（包括殼體及其附件，內部介質及保溫層的質 量）（kg）； n 支座數(shù)量； P 水平力，取Pw和Pe的最大值（N）；當容器高徑比不大于5，且總高度H0不大于10m時，Pw和Pe可按下式計算，超出此范圍的容器本標準不推薦使用耳式支座。水平地震力： Pe=0.5aem0g（N）式中： ae 地震系數(shù)，對7、8、9級地震分別為0.23、0.45、0.90。 水平風載荷： 式中： 容器外徑（mm）有保溫層時取保溫層外徑； 風壓高度變化系數(shù)，按設備質心所取高度?。?容器總

37、高度（mm）； 10m高度處的基本風壓值（N/m2）； 偏心距（mm）；求支座安裝尺寸 mm求偏心載荷 Ge=(a0-bo)l0 =(0.2830.143-0.280.14)0.67.85103 =6N設備總質量取m0=1500kg，地震系數(shù)取ae=0.23，則水平地震力為： =0.50.2315009.8 =1690N風壓高度變化系數(shù)取=0.54，則水平風載荷為： =0.950.54250606350010-6 =272N由于，所以取。取不均勻系數(shù)k=0.83；支座個數(shù)n=4個；水平力作用點到底板的高度h=250mm；Se=200mm。由以上條件可以求出 =5.03KN由以上結果可見，QQ，

38、所以AN型耳式支座1符合要求。4.4 支腿的強度校核 由靜力平衡方程求出支反力 Fb=1127N剪力和彎矩方程為 Q=2817.5 (0x2.5) M(x)=2817.5-1127x （0x2.5）支腿的建立圖和彎矩圖如下圖5所示 圖5 剪力彎矩圖由此可知，最大彎矩Mmax=2817.5NM由彎矩截面系數(shù)公式： 可以求出支腿的抗彎截面系數(shù) =17.94Mpa根據材料力學式6.4-1中的公式 于是可以求出 = =17.94Mpa=113Mpa根據6.4-3中的公式: 求得： =0.74Mpa=98Mpa經過計算驗證，所選擇的支腿符合強度要求原則。5 主要零件的加工工藝5.1箱體零件的主要技術要求

39、支撐孔的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度。箱體上軸承支撐孔的尺寸精度、形狀精度及表面粗糙度都有嚴格的要求。如果達不到要求，工作時引起震動和噪聲。支撐孔的公差等級一般為IT67級，粗糙度Ra值1.60.8。幾何形狀精度要求高時，應不超過孔公差的1/21/3.支撐孔之間的孔距尺寸精度及相互位置精度。箱體上有齒輪嚙合關系的相鄰孔之間有一定的孔距尺寸精度和平行度要求，否則會影響齒輪的嚙合精度。箱體上同軸度要求。主要平面的形狀精度、相互位置精度和粗糙度要求。箱體的主要平面大多是裝配基面或加工時的定位基面，其加工質量會影響箱體與其他零件總裝時的相對位置和接觸剛度，影響定位精度，因此對主要平面有較低的粗糙度和

40、較高的平面度要求。支撐孔與主要平面的尺寸精度和相互位置精度。箱體上各支撐孔對裝配基面都有一定的尺寸精度和平行度要求，對端面有垂直度要求。5.2 筒體及錐體的加工由于旋風除塵器的筒體和錐體為單件小批量生產，為了縮短生產周期，所以此設計的筒體和錐體采用鋼板焊接,材料選擇Q245R。采用彎曲作業(yè)，將鋼板進行彎曲加工，生成筒節(jié)，再將筒節(jié)焊接形成筒體。錐形殼體常作為化工容器的底部，稱為錐形封頭。它的曲率半徑從小端到大端逐漸變大，他展開圖是一面扇形。生產錐形殼體常用以下方法：（1） 分片壓彎組焊或壓彎成形在錐體的扇形胚料上，均勻畫出若干條射線，然后在壓力機或卷板機按射線壓彎，待兩邊緣對合后，將兩對合邊點焊

41、牢，最后進行矯正和焊接。這種整體壓彎成形適合于用薄壁錐體。這種方法費時費力。（2） 在卷板機上加輔助工具 直接在軸承架上焊上兩段耐磨塊。彎卷時，將扇形板的小頭端部堆焊在鐵塊上。這種方法使卷板機承受很大的軸向力，因而大大加快了卷板機軸承等構件的磨損，甚至會損壞活動軸等零件。（3） 卷板機輥子的傾斜該方法是將卷板機上輥或側輥適當傾斜，使扇形板小端受到的彎曲比大端大，以產生較小的曲率半徑而形成錐形。這一方法常用于錐角較小，板材不太厚的錐體彎曲。由于此D型旋風除塵器的錐體錐度較小，且鋼板不厚，所以采用卷板機輥子的傾角這種方法生產該旋風除塵器的錐體。6旋風除塵器的耐磨措施與制造要求6.1 耐磨措施由于旋

42、風除塵器內的高速旋轉運動的含塵氣體對除塵器內壁的沖刷，導致器壁受損，特別是蝸殼和錐體。最先磨穿的地方一般是直接對著入口把氣流由直線運動變?yōu)閳A周運動的地方和錐體靠近拍回口的地方。6.11 影響磨損程度的因素影響磨損程度的因素一般有含塵氣體的濃度、進口氣速、粉塵磨啄性、粉塵黏性和軟化點、椎體角度5種。氣體濃度越高，器壁受粉塵沖刷次數(shù)越多，磨損次數(shù)越嚴重。進口氣速越高，氣流給粉塵的離心力和沖擊力也就越大，對器壁的沖刷也就越嚴重，磨損也就越嚴重。粉塵的磨啄性越高，對器壁的磨損也更加嚴重。軟化點低的粉塵對器壁的磨損很弱。錐體角度大時，由于強烈的加速旋轉，錐體底部磨損嚴重。6.12 采取的措施一般采用內壁

43、貼襯耐磨襯里和涂刷耐磨涂料?？梢栽诔龎m器內壁全面鋪設，也可以在除塵器磨損嚴重的部位加襯。此設計選用涂刷耐磨材料為此旋風除塵器采取耐磨措施。（1） 耐磨材料的選用與配比保護由于此旋風的設計溫度為100，在200以下，所以選用水玻璃石英砂為耐磨料。先將礬土熟料細粉和氟硅酸鈉均勻混合，然后加骨料干拌均勻，再加水玻璃攪拌均勻。施工后，在高于20的干燥條件下，干養(yǎng)護2天，然后再進行烘烤。烘烤應逐步從50升至150，24小時烘烤后放置在干燥的環(huán)境中。為防止水玻璃遇水或受潮后發(fā)生水解、松散，決不可在潮濕的環(huán)境下養(yǎng)護或澆水。（2） 耐磨涂料的固定為了使耐磨涂料與除塵器內壁牢固的結合，并不會成片地脫落，需要在除

44、塵器內壁上增加聯(lián)接結構。此設計選用筋板穿鐵絲固定方式，這種固定方式是將筋板間隔50150mm焊接到除塵器的內壁上，再將直徑為4mm的鐵絲穿入筋板中間直徑5mm的孔中，鐵絲間距為80100mm。鐵絲應拉緊，兩端焊在端頭筋板上，端頭筋板應傾斜放置。筋板采用厚度為3mm的扁鋼。（3） 耐磨涂料的鋪設耐磨涂料需要在除塵器安裝前鋪設于除塵器的內壁上，鋪設厚度一般為20mm。在鋪設前，需要對除塵器內壁和筋板等固定設施進行表面除銹打光。焊接后，必須清理掉焊皮、殘渣以及灰塵，然后涂上水玻璃。為保證涂料的耐磨性能和涂料與除塵器內壁的聯(lián)接以及提高除塵效率和延長使用壽命，需要用木錘拍打涂好的耐磨涂料，將其打到表面出

45、漿為止，并用抹刀將表面壓光。在分段施工中，應使耐磨層的表面曲率連續(xù)且平滑，以保證除塵效率。6.2制造安裝要求 制造尺寸要準確，特別是對除塵效率影響大的一些關鍵尺寸，如筒體直徑、錐體高度等，更是要注意制造的精度。除塵器要氣密。漏氣會嚴重影響除塵效率。一般在制造后要進行氣密性的實驗。所有法蘭連接處應用墊片密封。除塵器的內壁要光滑。焊縫要刷平無毛刺。除塵器的內表面必須砌抹平整光滑。為了防腐，設備外殼一般需刷一層紅丹，二層耐蝕漆和耐熱漆。7 旋風除塵器的裝配7.1裝配的概念裝配是機械制造過程中的最后一個過程。機器的質量最終是通過裝配來保證的，裝配質量在很大程度上決定了機器的質量。在機器的裝配過程中，可

46、以發(fā)現(xiàn)機器設計和零件加工村在的一些質量問題，并改進，以保證機器的工作質量。機器裝配在機械制造過程中有著非常重要的地位。按規(guī)定的技術要求，將零件、組件或部件等進行配合和連接，使之成為成品或半成品的工藝過程稱為裝配。裝配就是套裝、部裝、組裝、總裝的總稱。7.2 連接方式的選擇法蘭尺寸圖如圖6所示 圖6 法蘭尺寸示意圖筒體與椎體的連接。根據工藝條件、溫度、壓力介質及公稱直徑，由化工設備機械基礎表6-4可知采用甲型平焊法蘭。由表JB/T 4701-2000查得墊片寬度為17mm。法蘭各部分的尺寸從附錄14表32中查DN=600mm,D=715mm,D1=680mm,D2=650mm，D3=640mm,

47、D4=637mm,b=32mm,d=18mm。其中螺栓規(guī)格為M16，共24個。椎體與灰斗的連接。根據工藝條件、溫度、壓力介質及公稱直徑，由化工設備機械基礎表6-4得知采用甲型平焊法蘭。由表6-1可知采用平面密封面，墊片的材料選用石綿橡膠板，法蘭各部分尺寸從附錄15表36中查得：DN=60mm,D=160mm，K=130mm，L=14mm。其中螺栓規(guī)格為M12，共4個。出氣口與外部管道的連接。根據工藝性條件、溫度、壓力介質及公稱直徑，由化工設備機械基礎表6-4可知采用甲型平焊法蘭。由表6-1可知采用平面密封面，墊片的材料選用石綿橡膠板，法蘭各部分尺寸從附錄14表32中查得：DN=300mm,D=

48、315mm，D1=380mm,D2=350mm，D3=340mm，D4=337mm，b=30mm，d=18mm其中螺栓規(guī)格為M16，共12個。進氣口與外部管道的連接。由于矩形進口與筒體相切處接觸面積大于圓形進口與筒體相切處的接觸面積，所以選擇矩形進口。法蘭采用方形法蘭。 結論畢業(yè)設計是一次非常難得的理論與實際相結合的機會，通過這次對旋風除塵器的設計。我擺脫了純粹理論知識學習的狀態(tài)，和實際設計相結合鍛煉了我綜合運用所學知識的能力，同時也提高了我查閱文獻資料、設計手冊和電腦制圖等的能力，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的精細處理，都使我我各方面的能力得到了顯著的提升。這事我希望看到也

49、正是畢業(yè)設計的目的所在。雖然畢業(yè)設計內容繁多，過程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。各個系統(tǒng)的適用條件，各種設備的選用標準，各種管道的安裝方式，我都是隨著設計的不斷深入而不斷熟悉并學會使用的。提高是有限的但提高也是全面的，正是這次畢業(yè)設計使我獲得了無數(shù)的實際經驗，然我的頭腦被知識填充，也必然會讓我在今后的學習工作中變現(xiàn)出更高的能力，更強的溝通力與理解力。通過查閱相關的資料，并進行相關的計算與討論，最終設計出了一套基本符合設計條件的D型旋風除塵器。（1） 通過了解鍋爐煙氣對大氣污染的嚴重性，查閱相關資料，了解煙氣中粉塵的性質以及除塵器對鍋爐的重要性。（2） 查閱和整理各方面的資料，了解旋風除塵器發(fā)展史、

50、除塵原理、各方面性能以及影響因素；（3） 應設計要求選擇D型旋風除塵器，并運用相關公式對D型旋風除塵器各部分尺寸進行計算并計算其壓力損失及除塵效率，對所選用零部件的強度進行校核。（4） 根據計算出的旋風除塵器各部分尺寸繪制出旋風除塵器裝配圖和各零件圖。致謝時光匆匆如流水，轉眼間就到了大學畢業(yè)季，春秋如夢，聚散無常。距離離校的日子也越來越近了，畢業(yè)設計的完成也進入了尾聲?；厥走@四年的大學生活，心中充滿了溫暖和感恩。在XXXX里，我結識了許多熱心的同學和關心我們的老師們，他們在我的學習和生活中給了我真摯的幫助，讓我覺得這四年一直生活在一個幸福大家庭里，學校的教學資源如此豐富，讓我在校圖書館里隨時都

51、能夠找到自己所需要的知識。在此我要感謝XXXX這所學校以及學校的領導、師生和員工們，然我度過了這愉快的四年。 對于我的這篇畢業(yè)設計的完成，首先應該感謝指導老師XXXX老師。他無論是在資料的整理還是在畢業(yè)設計的撰寫等各個方面都給予了我大量的指導和幫助，讓我不但完成了畢業(yè)設計，而且還學到了很多平時上課學不到的東西，使我受益匪淺，特致以深深的感謝。同時也要感謝其他同學的種種幫助，我們共同查找資料、共同解決問題。另外還要感謝圖書館、復印室的各位工作人員的幫助與合作。 參考文獻1 金國淼.化工設備設計全書-除塵設備 .北京：化學工業(yè)出版社，20032 工程材料實用手冊編輯委員會.工程材料實用手冊 .北京

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