本手册以工业除尘设备设计为主线，全面、系统地介绍了工业除尘设备设计内容、要求、工艺及方法。全书共十三章，内容主要包括：工业除尘设备分类和性能，工业除尘设备设计总则和技术对策，机械除尘器工艺设计，袋式除尘器工艺设计，静电除尘器工艺设计，湿式除尘器工艺设计，除尘设备升级改造设计，除尘器结构设计，除尘器气流组织设计，工业除尘设备自动控制设计，辅助设备选型与设计，除尘设备涂装、保温和伴热设计，以及工业除尘设备安装、调试和验收等。在兼顾基本内容和方法的同时，突出实用性，使读者通过本书可以对工业除尘设备设计有较全面的了解和掌握。
本书内容全面，侧重实用，可作为大气污染控制、空气净化等领域的工程技术人员、科研人员和工矿企业广大环保工作者的工具书，也可作高等学校环境科学与工程、生态工程及相关专业师生的参考书。
张殿印，中冶建筑研究总院，研究员，高工，顾问，1963年毕业于天津大学暖通专业，分配在冶金部建筑研究总院工作。主要从事大气污染防治技术的工程设计，科学研究和管理工作。有多项重要科研成果获奖。如含氟烟气治理获科学大会奖、除尘技术获部级科技进步奖等。有多项大型工程投产运行。如钢渣水泥除尘工程、宝钢炼铁除尘工程、炼钢除尘工程等。现在仍从事一些咨询工作。
第一章工业除尘设备分类和性能1
第一节工业除尘设备分类1
一、除尘器概念1
二、除尘器分类2
三、粒子分离机理4
第二节工业除尘设备性能11
一、处理气体流量12
二、除尘器的设备阻力12
三、除尘效率13
四、除尘器排放浓度17
五、除尘器漏风率17
六、除尘器的其他性能指标18
第二章工业除尘设备设计总则和技术对策19
第一节法规政策19
一、环境保护法规19
二、产业技术政策20
第二节除尘设备设计总则20
一、设计原则20
二、设计程序和方法22
三、可行性研究23
四、设计内容23
第三节设计原始资料24
一、含尘气体的性质24
二、工业粉尘性质37
三、常用气象资料51
四、设备设计任务书58
五、实例——电除尘器设备委托设计任务书58
第四节除尘设备设计注意事项61
一、调查研究61
二、技术经济指标61
三、提高技术装备水平61
四、满足工艺生产需要62
第五节除尘器设计技术措施62
一、除尘器高温技术措施62
二、防止粉尘爆炸技术措施65
三、可燃气体安全防爆技术措施72
四、处理腐蚀性气体的措施72
五、处理磨损性粉尘的措施73
六、处理特殊粉尘的措施74
第六节除尘设备设计禁忌76
一、忌除尘设计不留裕度76
二、忌除尘器选型不当77
三、忌配套件质量差77
四、集气罩设计禁忌78
五、风管连接设计禁忌79
六、忌设计参数计算或选用失当80
第三章机械除尘器工艺设计81
第一节机械除尘器的分类和设计特点81
一、机械除尘器分类81
二、机械除尘器设计特点81
第二节重力除尘器工艺设计82
一、重力除尘器分类和工作原理82
二、重力除尘器设计条件89
三、重力除尘器的主要尺寸设计90
四、重力除尘器性能计算91
五、垂直气流重力除尘器设计92
六、实例——石灰厂重力除尘器性能计算93
七、实例——高炉煤气重力除尘器设计94
第三节惯性除尘器工艺设计96
一、惯性除尘器工作原理96
二、惯性除尘器的构造97
三、惯性除尘器设计要求97
四、惯性除尘器的性能计算98
五、惯性除尘器工程应用实例99
第四节离心式除尘器工艺设计100
一、旋风除尘器分类和原理100
二、旋风除尘器性能设计计算106
三、旋风除尘器工艺设计条件和形式111
四、旋风除尘器进气口设计117
五、旋风除尘器基本尺寸设计119
六、直流式旋风除尘器设计122
七、多管旋风除尘器设计126
八、旋风除尘器防磨损设计129
九、实例——砂轮机用旋风除尘器设备设计132
十、实例——直流式旋风除尘器设计计算133
第四章袋式除尘器工艺设计135
第一节袋式除尘器的分类、构造和性能135
一、袋式除尘器分类135
二、袋式除尘器构造138
三、袋式除尘器工作原理139
四、袋式除尘器的性能140
第二节袋式除尘器工艺设计146
一、设计程序和条件分析146
二、工艺设计注意事项147
三、主要技术参数设计计算151
四、除尘器工艺布置157
五、袋式除尘器箱体设计159
六、袋式除尘器灰斗设计160
七、袋式除尘器进风方式设计162
八、进风总管设计164
九、清灰装置设计165
十、实例——LFSF型袋式除尘器工艺设计计算177
第三节除尘滤料的性能与选用186
一、滤料纤维特性186
二、滤布的织造和整理187
三、常用滤料性能191
四、滤料选用原则和注意事项195
第四节滤筒式除尘器工艺设计197
一、滤筒式除尘器分类和工作原理198
二、滤筒式除尘器总体设计199
三、滤筒式除尘器清灰设计203
四、滤筒式除尘器滤筒设计206
五、滤筒专用滤料212
第五节圆筒式袋式除尘器工艺设计216
一、圆筒式袋式除尘器分类217
二、圆筒式袋式除尘器本体设计217
三、工艺参数设计计算219
四、附属设施和参数控制220
五、实例——高炉煤气袋式除尘器投标方案220
第五章静电除尘器工艺设计225
第一节静电除尘器分类和工作原理225
一、静电除尘器的分类225
二、静电除尘器工作原理230
三、静电除尘器的结构和部件231
第二节静电除尘器设计条件232
一、原始资料232
二、技术要求条件232
三、处理风量232
第三节静电除尘器工艺设计232
一、静电除尘器设计要点232
二、静电除尘器设计程序233
三、静电除尘器本体设计235
四、收尘极和放电极配置238
五、振打装置设计250
六、进气箱和气流均布装置设计257
七、静电除尘器壳体设计259
八、实例——燃煤锅炉静电除尘器工艺设计260
第四节管式电除尘器设计264
一、管式电除尘器组成264
二、管式电除尘器设计264
三、多管式电除尘设计266
四、管式电除尘器设计计算268
五、实例——管式除尘器的设计计算270
第五节电袋复合式除尘器设计271
一、电袋复合式除尘器分类和工作原理271
二、除尘器技术性能273
三、进气烟箱及气流均布装置设计274
四、粉尘荷电区设计275
五、滤袋除尘区设计278
六、净气室设计279
第六节供电装置设计280
一、静电除尘器供电特点和组成280
二、高压供电设备283
三、低压供电设备289
四、静电除尘器供电技术进展289
第六章湿式除尘器工艺设计293
第一节湿式除尘器工作原理和性能293
一、湿式除尘器的分类293
二、湿式除尘器工作原理294
三、湿式除尘器性能297
第二节水浴除尘器工艺设计299
一、水浴除尘器工作原理299
二、喷头299
三、常用水浴除尘器设计300
四、双级水浴除尘器301
五、多管水浴除尘器302
第三节喷淋式除尘器工艺设计303
一、喷淋式除尘器的结构和工作原理303
二、匀气装置设计304
三、喷嘴选用304
四、喷雾设计305
五、除尘器效率与操作条件的关系306
六、实例——钢渣处理喷淋式除尘器设计306
第四节文氏管除尘器工艺设计308
一、文氏管除尘器的工作原理308
二、文氏管的供水装置309
三、文氏管除尘器的设计与计算311
四、文氏管除尘器性能计算313
五、文氏管设计和使用注意事项314
六、文氏管除尘技术新进展——环隙洗涤器315
七、实例——文式管除尘器基本设计315
第五节冲激式除尘器的设计318
一、冲激式除尘器组成318
二、冲激式除尘器工作机理318
三、冲激式除尘器结构设计320
四、关键部位工艺设计322
五、冲激式除尘器设计计算324
六、冲激式除尘器的制作326
七、冲激式除尘器的使用维护326
第六节风送喷雾除尘机设计327
一、风送喷雾除尘机组成和分类327
二、除尘机理328
三、风送喷雾除尘机筒体设计329
四、配套装置选用331
五、抑尘剂与选用334
六、喷射参数设计计算335
第七章除尘设备升级改造设计338
第一节改造设计的原则和实施338
一、改造设计原则338
二、升级改造的技术条件339
三、升级改造的实施339
第二节静电除尘器升级改造设计339
一、静电除尘器升级改造适用技术339
二、静电除尘器改造技术分析比较342
三、电除尘器改造为袋式除尘器345
四、电除尘器改造为电-袋复合除尘器346
五、电除尘器提效改造设计348
六、实例——电除尘器提效技术改造349
第三节袋式除尘器升级改造351
一、袋式除尘技术发展趋势352
二、袋式除尘器缺陷改造353
三、袋式除尘器扩容改造357
四、袋式除尘器节能改造358
五、实例——不同除尘器改造为脉冲袋式除尘器361
第四节其他除尘设备改造设计364
一、湿式除尘器升级改造364
二、机械除尘器升级改造365
三、实例——精轧机湿法除尘改造为塑烧板除尘器366
第八章除尘器结构设计369
第一节除尘器荷载分析369
一、除尘器自重荷载作用369
二、壳体内气体压力和温度作用369
三、积灰荷载作用370
四、风荷载作用370
五、雪荷载作用371
六、其他荷载作用371
第二节除尘器结构形式371
一、板式壳体结构372
二、骨架式壳体结构372
三、轻钢结构壳体373
四、圆筒形结构壳体373
五、结构形式展望373
第三节材料选用374
一、材料材质374
二、钢材规格和技术性能374
三、焊接材料与强度376
四、螺栓连接材料与强度377
第四节结构设计要点378
一、柱网布置要点378
二、柱间支撑的设置378
三、箱体结构设计要点379
四、灰斗设计要点381
五、梯子、平台、栏杆的设计要点382
第五节除尘器结构设计计算387
一、极限状态及其设计一般公式387
二、内力分析388
三、灰斗计算390
四、板及加劲肋计算395
五、梁的计算396
六、柱的计算399
七、实例——静电除尘器结构设计计算412
第六节圆筒形除尘器结构设计427
一、分类和术语427
二、设计一般规定428
三、材料选择431
四、结构计算434
五、配套件选择与设计446
六、实例——高炉煤气袋式除尘器结构设计451
第九章除尘器气流组织设计454
第一节气流组织的意义和方法454
一、气流组织设计的意义454
二、气流组织设计技术要求454
三、气流组织设计的方法455
第二节相似理论和模拟试验方法455
一、相似理论基础455
二、近似模拟试验方法460
三、气流分布装置461
四、实例——电除尘器气流分布均匀性试验实例468
第三节数值模拟理论与模拟计算470
一、数值模拟理论470
二、湍流模型470
三、数值模拟计算472
四、实例——袋式除尘器气流数值模拟473
五、实例—高炉出铁场高温烟尘扩散特性模拟475
第四节理论分析和计算478
一、流体的基本性质478
二、气体基本方程479
三、气体的流动状态481
四、气体流动的能量损失分析482
五、管道和设备内气体流动阻力计算484
六、实例——袋式除尘器阻力分析计算506
第十章工业除尘设备自动控制设计510
第一节除尘设备自动控制组成510
一、除尘控制基本内容510
二、除尘设备自动控制特点511
三、自动控制系统组成511
第二节除尘设备控制仪表512
一、温度仪表512
二、压力仪表519
三、粉尘物位仪表525
四、差压变送器530
五、粉尘浓度测量仪表532
第三节可编程序控制器534
一、可编程序控制器基本构成534
二、可编程序控制器的主要功能和特点535
三、可编程序控制器工作原理537
四、可编程序控制器软件539
五、可编程序控制器选型540
第四节除尘设备自动控制设计543
一、自动控制设计注意事项543
二、袋式除尘器自动控制设计543
三、电除尘器自动控制设计548
四、实例——脉冲袋式除尘器自动控制设计551
第五节自动控制设备调试556
一、调试安全事项556
二、袋式除尘器电控设备调试556
三、电除尘器电控设备调试558
第六节除尘设备智能控制559
一、智能型脉冲控制器559
二、除尘设备智能控制进展562
三、实例——宝钢环境除尘智能化监测
平台的实施563
第十一章辅助设备选型与设计565
第一节卸灰装置选型与设计565
一、卸灰装置分类565
二、灰斗料位控制和防棚灰装置565
三、插板阀573
四、翻板式卸灰阀575
五、回转卸灰阀579
六、湿式卸灰阀581
七、排灰装置的选用要求582
第二节机械输灰装置583
一、机械输灰装置分类583
二、机械输灰装置工作原理及性能584
三、螺旋输送机585
四、埋刮板输送机587
五、斗式提升机590
六、贮灰仓593
七、加湿机595
八、运灰车599
九、粉体无尘装车机600
十、实例——贮灰仓工程设计603
第三节气力输送装置设计604
一、气力输送装置分类和特点604
二、气力输送工作原理607
三、低压气力输送装置设计611
四、仓式泵输送装置620
五、风动溜槽和气力提升泵系统设计628
六、实例——除尘器气力输灰设计计算636
第四节压缩空气系统设计638
一、压缩空气供应方式638
二、用气量计算640
三、压缩空气管道设计计算641
四、贮气罐选型和设计642
五、压缩空气装置配件选用645
第十二章除尘设备涂装、保温和伴热设计660
第一节除尘设备涂装设计660
一、钢材锈蚀和除锈660
二、涂层结构和涂装设计666
三、涂装色彩设计668
四、涂装施工与验收672
第二节除尘设备保温设计677
一、保温设置原则677
二、保温材料678
三、保温层厚度的设计计算685
四、保温结构设计与选用694
五、保温层和辅助材料用量计算696
六、保温施工与验收697
第三节除尘设备伴热设计699
一、伴热设计要点699
二、蒸汽伴热设计700
三、热水伴热设计704
四、电伴热设计705
第十三章工业除尘设备安装、调试和验收710
第一节安装安全注意事项710
一、树立安全第一的思想710
二、安全注意事项710
三、事故处理预案711
四、职业危害应急措施712
第二节安装施工组织设计713
一、安装施工方案713
二、安装施工特点714
三、资源供应715
四、实例——袋式除尘器施工方案715
第三节安装标准和流程725
一、安装依据725
二、安装标准725
三、除尘器整体安装727
四、除尘器解体安装728
五、配套设备安装730
六、实例——电除尘器安装实例735
第四节安装质量检验和验收742
一、安装质量检验742
二、除尘设备调试743
三、安装工程验收746
四、除尘工程验收748
五、实例——圆筒形电除尘器试运转750
六、实例——环保设施竣工验收监测报告753
参考文献760
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