工业除尘设备设计手册（第二版）

　　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