第2章大氣污染防治工程實踐

2.1大氣污染控制工程的總體設計

2.2大氣污染控制工程系統設計

2.3顆粒污染物控制系統設計西安建筑科技大學環境與市政工程學院黨小慶2.1大氣污染控制工程的總體設計2.1.1熟悉治理對象的基礎情況和要求2.1.2總體設計原則2.1.1熟悉治理對象的基礎情況和要求1.大氣污染源調查2.工程設計依據3.項目所在地工程條件1大氣污染源調查大氣污染源調查:

了解和掌握污染源排放污染物的成因、種類和理化性質、位置分布及數量、排放形式與途徑、排放量及排放強度、排放規律等，是獲得污染源原始資料的過程，是從事工程設計最基礎和最重要的過程。大氣污染源調查意義：①掌握污染狀況、特點和規律②制定合理的治理技術方案③估算治理項目投資費用④了解工程規模和實施條件⑤滿足生產工藝操作、觀察、維護和檢修的要求⑥避免工程設計失誤或合同糾紛2工程設計依據工程設計依據一般包括五個方面:（1）污染氣體理化性質及原始數據①污染氣體風量及變化范圍Nm3/h②氣體溫度及變化范圍:℃

最高溫度最低溫度酸露點溫度水露點溫度③粉塵理化性質及濃度粉塵的成份、粒徑分布、比電阻、爆炸性與可燃性磨琢性、粘性、憎水性和親水性等④氣體成份及濃度

（2）有關工程設計依據性文件①設計委托書、設計任務書、協議書、合同等②政府主管部門的批文③可行性研究報告、立項書、方案文件等的文號和名稱④有關項目建設的會議紀要⑤選址及環境評價報告⑥城市規劃設計或總圖運輸設計的要求（若必要的話）⑦設計中涉及的國家相關政策、法規。

（3）設計基礎資料①工程所在地區氣象資料②水文地質、地形地貌資料③地震設防與抗震要求④公用設施和交通運輸條件⑤防火、防爆、消防等要求和資料⑥用地、綠化、環保、勞動衛生、節能等要求和資料⑦工程所在地的現場狀況、條件及相關圖紙資料。如平立面布局、交通；水、電、氣供應和接口等狀況。⑧建設單位提供的工藝資料、圖紙和測試數據。（4）設計采用的技術法規和技術標準①國家和地方制定的污染物排放標準和總量控制指標②國家和行業制定的有關技術措施、技術規程、技術規定③相關專業的設計規范、設計規定、施工驗收規范（5）建設單位提出的項目有關要求、建議和意見

建設單位（企業用戶）通常會就治理項目的設計、實施運行操作、檢修維護等提出具體意見和建議，特別是對項目質量、進度、資金投入、技術水平、設備選型等提出要求。在不違反國家政策、法律法規、技術標準與規范的前提下，應盡可能在治理工程設計中體現建設單位的合理意愿和技術要求。3項目所在地工程條件（1）凈化系統的平立面布置條件按凈化工藝流程的要求，主體設備能夠進行合理的平面布置。輔助設施也能夠因地制宜的進行布置。（2）地質條件及地下掩埋物狀況新建項目，必須掌握項目所在地的地貌、水文、地質條件、及地震烈度等。改造項目，必須查明項目所在地地下掩埋物狀況，如管道、電纜、溝槽、構筑物的設置情況。（3）水、電、氣（汽）供應條件

施工階段應落實臨時用水、用電、用氣（汽）的供應量和接口；凈化系統運行所需的用水、用電、用氣（汽）供應，應根據凈化工藝的設計要求（如水質、流量、壓力、供電參數等），在工程設計時考慮進去，并在工程實施時同時建設。（4）交通運輸條件凈化項目施工階段和投運運行階段，現場應具備主體設備運輸通道和條件；滿足消防通道的要求和條件；滿足大、中型吊車的通行要求；附近公路、鐵路狀況。（5）氣象條件氣象條件包括氣溫、夏季室外通風計算溫度、冬季室外采暖計算溫度、大氣壓力、風向、風速、雷雨日數、凍結深度等。

2.1.2總體設計原則1.治理項目建設規模確定原則2.對建設條件的基本要求3.凈化工藝流程確定的基本原則4.技術水平的確定原則5.總圖布置的技術要求1.治理項目建設規模確定原則（8項）（1）充分掌握污染源狀況，合理確定凈化系統處理能力的原則

按各污染源同時產生污染的最大排風量來確定凈化系統的處理能力（處理風量）和工程設計。（2）明確設計內容和范圍的原則

在工程方案設計和初步設計階段應明確和落實設計內容和范圍。（3）合理確定工程等級的原則

工程等級取決于設計所執行的技術標準和技術指標、設計使用年限、凈化系統功能要求、采用的設備和材料、自動化水平、安全防護要求、施工質量要求等。（4）凈化工藝成熟，技術先進的原則

應采用成熟可靠的凈化工藝和設備，確保生產工藝不受影響。采用的凈化工藝和設備應有類似的工業成功應用案例。

（5）合理選擇國內外技術和設備的原則（6）資金投入保障的原則（7）方案論證與綜合比選的原則

對于大中型凈化項目，要求進行多方案的比選，從技術、經濟、實施條件、運行管理等方面充分論證，綜合比選，選擇最佳方案。（8）總體規劃、分步實施的原則

大氣污染防治項目所涉及的污染物凈化內容繁多。如電廠鍋爐煙氣凈化包含除塵、脫硫、脫硝、脫重金屬粒子等；城市垃圾焚燒煙氣凈化包含除塵、脫酸、脫除二惡英等。因技術、資金、國家強制性排污收費時段等多方面原因，凈化項目很難一次性的解決所有污染物的排放達標問題，而是逐步解決、逐步完善、逐步提高的過程。因此，治理項目前期策劃時應從長計議，總體規劃，根據技術能力、資金能力及國家的環保規劃和要求，有重點、有步驟地分步實施。2.對建設條件的基本要求（7項）項目可研、方案、初設階段考慮，項目上馬之前必須得到滿足和落實的問題。（1）技術條件凈化工藝是否有成熟可靠的技術來源和支撐，技術水平是否先進，關鍵技術和設備提供渠道是否暢通，施工技術及運行管理水平是否具備。（2）資金條件資金投入是否充足，資金來源和籌積是否落實，資金是否能按期到位等。（3）資源條件凈化系統中涉及到的原材料來源是否廣泛，能否方便獲取。（4）施工條件滿足工程施工的基本條件，即是否具備“三通一平”（通路、通水、通電、平整場地）條件。（5）環境條件建設項目的實施和生產不會對周圍的環境、生態造成污染和破壞。（6）社會條件建設項目需得到當地政府、民眾的許可和支持。（7）外部協作配套條件項目設計和運行時所需的外部協作條件，如國外技術支持、除塵飛灰外協再生利用、脫硫生成物出路等。3.凈化工藝流程確定的基本原則凈化工藝確定的基本原則應遵循先進性、適用性、可靠性、安全性、經濟合理性。具體要求如下：（1）凈化工藝和技術方案應針對污染源的規律和特點，根據生產工藝要求、當地的環境和資源條件等，結合國家有關安全、環保、節能、衛生等方針、政策，會同有關專業通過專業技術經濟比較確定；（2）優先采用新技術、新工藝、新設備、新材料；（3）所選凈化工藝及配套設備成熟可靠，保障安全運行，并有成功應用的案例（4）凈化效果滿足排放標準，凈化效率長期穩定，沒有明顯衰減；（5）凈化系統和設備能適應生產工藝工況變化或波動；（6）凈化工藝及設備技術指標、能耗指標、經濟指標先進，達到國內外同類項目的先進水平；（7）具有完善的自動監測、控制功能；（8）凈化系統和設備操作、維護、檢修方便；（9）凈化系統及設備的投資和運行費經濟、合理，原材料、易損件及備品備件來源廣泛。占地面積較小；（10）凈化工藝不產生二次污染，考慮廢物綜合利用；（11）確定凈化工藝應進行多方案技術經濟比較，最終選定優化方案。4.技術水平的確定原則（1）先進性國家提倡采用先進技術和高新技術。不得采用或引進國家明文禁止的落后技術和淘汰技術。（2）可靠性無論國內外的凈化技術，均應成熟可靠。不得將不成熟的技術在凈化項目上直接使用（科學研究項目除外）。（3）經濟性首先利用國內成熟的先進技術和設備。對國內缺乏或不成熟的技術，可從國外引進或部分引進。（4）前瞻性所采用的凈化工藝其技術水平的起點要高，符合國家中長期環保技術政策和規劃要求，符合國內外技術發展要求，能在今后相當長的時段內（10—15年）仍保持技術水平不落后。5.總圖布置的技術要求

凈化系統、主體設備、輔助設施等的總圖布置應符合

《工業設計衛生標準》（GBZ1－2002）

《建筑設計防火規范》（GBJ16－87）

《工業企業總平面設計規范》（GB50187－93）

《機械工廠總平面及運輸設計規范》（JBJ9－96）

《工業企業廠內運輸安全規程》（GB4387－84）

《鋼鐵企業總圖運輸設計規范》（YBJ52－88）

《化工企業總圖運輸設計規范》（HG/T20649－1998）

《火力發電廠總布置及交通運輸設計技術規定》（SDGJ10－78）

《有色金屬企業總圖運輸設計規范》（YSJ001－88）等國家及行業相關的防火、安全、衛生、交通運輸和環保設計規范、規定和規程的要求。（詳細的介紹見教材642－645頁：共28條）2.2大氣污染控制工程系統設計2.2.1污染源控制2.2.2凈化系統管路設計2.2.3風機選型與使用2.2.4煙氣換熱2.2.5煙囪（排氣筒）功能設計要求2.2.6凈化系統配套輔助設施設計2.2.7凈化系統相關建（構）筑物的功能和要求2.2.8凈化系統電器及自動控制的內容和要求2.2.1污染源控制

污染源控制（塵源控制）是為減少和避免污染物（粉塵）擴散而采取的密閉、隔斷、抑制、排風等技術措施。

1.集氣罩分類、結構特點、適用場合

2.集氣罩設計原則

3.外部集氣罩排風量的確定1.集氣罩分類、結構特點、適用場合按罩口氣流流動方式和集氣罩與污染源的相對位置，將集氣罩分為五種類型。（1）密閉罩如圖3-2-2所示，它將污染源的局部或整體密閉在罩內，從罩外吸入空氣，使罩內保持負壓。其特點是所需排風量最小，控制效果最好，且不受室內橫向氣流的干擾。用于粉塵發生源，也稱防塵密閉罩，如圖3-2-3所示。

圖3-2-2圖3-2-3

（2）排氣柜如圖3-2-4所示，又稱箱式集氣罩。它的結構與密閉罩相似，只是由于生產工藝操作的需要，在罩上開有較大的操作孔，通過孔口吸入的氣流來控制污染物的外逸。其特點是控制效果好，排風量比密閉罩大，而小于其他型式集氣罩。圖3-2-4

（3）外部集氣罩如圖3-2-5所示，由于工藝條件限制，生產設備不能密閉時，可采用外部集氣罩。它利用罩口外吸入的氣流的運動而實現污染物的捕集。

圖3-2-5

（4）接受式集氣罩如圖3-2-6所示。有些生產過程和設備本身產生或誘導的氣流運動，如由于加熱或慣性作用形成的污染氣流。集氣罩設在污染氣流前方，有害物會隨氣流直接進入罩內。這類集氣罩統稱為接受式集氣罩。

圖3-2-6

（5）吹吸式集氣罩如圖3-2-7所示。利用射流能量密集、衰減速度慢而吸氣氣流速度衰減快的特點，把兩者結合起來，使有害物得到有效控制的一種方法。其特點是風量小，控制效果好，抗干擾能力強，不影響工藝操作等。

圖3-2-7

2.集氣罩設計原則在選用和設計集氣罩時，應遵循以下基本原則：（1）對散發粉塵或有害氣體的工藝流程與設備應采取密閉措施，盡量采用密閉罩。（2）不便采用密閉罩時，可根據工藝操作要求和技術經濟條件選擇適宜的其他開敞式集氣罩。集氣罩應盡可能包圍或靠近有害污染源，使污染物局限在較小空間內。并盡可能減少吸氣范圍，便于捕集和控制污染物。（3）吸氣點的排風量應按防止粉塵或有害氣體擴散到周圍環境空間的原則確定，集氣罩的吸氣應盡可能利用污染氣流的運動作用。（4）已被污染的吸入氣流不允許通過人的呼吸區。設計時要充分考慮操作人員的位置和活動范圍。（5）集氣罩的配置應與生產工藝協調一致，力求不影響工藝操作。在保證功能的前提下，應力求結構簡單、造價低廉，便于安裝和維護管理。（6）防止集氣罩周圍的紊流，應盡可能避免或減弱干擾氣流、穿堂風和送風氣流等對吸氣氣流的影響。

例題1.對于集氣罩的設計，以下哪種觀點不正確？(A)盡可能將污染物包圍起來，將污染物擴散控制在最小范圍內，并盡可能減少排氣量(B)為方便個人操作和觀察，集氣罩開口面積越大越好，吸氣點宜設在物料集中或飛濺部位(C)集氣罩的結構和位置不應妨礙生產工藝操作和設備維修，必要時可設計成活動罩或拼裝罩，罩口宜盡可能靠近污染源(D)集氣罩的吸氣方向盡可能與污染氣流方向一致；采取配套輔助措施消除或減弱橫向氣流干擾標準答案：(B)解答：在集氣罩的設計過程中，在不影響人工操作和觀察的條件下，集氣罩開口面積應盡量小，以減少排風量；為防止物料被抽走，吸氣點不宜設在物料集中或飛濺部位。故(A)、(C)、(D)三選項的觀點均正確，(B)觀點不正確，選擇為(B)正確答案。3.外部集氣罩排風量的確定目前多采用控制速度法計算外部集氣罩的排風量。利用外部集氣罩的幾何尺寸及罩口速度分布就可以很方便地求得外部集氣罩的排風量。排風量可用下式計算：（3-2-1）式中——集氣罩排風量，

——罩口面積，

——罩口的平均吸入速度，集氣罩的結構、吸入氣流速度分布、罩口壓力損失的變化都會影響排風量。表3-2-4列出不同結構形式外部集氣罩排風量的計算公式，其中按污染物放散情況給出的控制點最小控制風速vx取值范圍見表3-2-5。(P648、649頁)

控制風速vx：保證污染物被全部吸入罩內時的控制點上必須的吸入速度。例題3-2-12.2.2凈化系統管路設計1.系統劃分原則2.管路的布置1.系統劃分原則

由于凈化的要求，系統管路中污染物收集點較多，需要分設多個系統。系統的劃分應當本著運行維護方便，經濟可靠為主要原則，通常系統既不宜過大或者過小、過細。系統劃分還應充分考慮管道輸送氣體（粉塵）的性質、操作制度、相互作用、回收處理等因素，以確保管道系統的正常運轉。（1）符合以下條件者可以合為一個管道系統①同時產生污染，同一生產線上的污染源，便于污染物統一集中回收處理；②污染源性質相同；③污染源性質不同，但生產設備同時運轉且相對集中，并且允許不同污染物混合或污染物無回收價值。（2）凡發生下列幾種情況之一者不能合為一個系統①污染物混合后會引起燃燒或爆炸危險，或形成毒性更大的污染物；②污染氣流混合后會引起管道內結露和堵塞；③因粉塵或氣體性質不同，共用一個系統會影響回收或凈化效率者；④位于風機附近排風量大的收集點，不宜與遠處小風量收集點合為一個系統。2.管路的布置（1）管路布置的一般原則輸送介質不同，管路布置原則不完全相同。管路布置的一般原則。①管道敷設分明裝和暗設，應盡量明裝，以便檢修；②管道應盡量集中成列，平行敷設，盡量沿墻或柱敷設；③管道與梁、柱、墻、設備及管道之間應留有足夠距離，以滿足施工、運行、檢修和熱脹冷縮的要求。④對于給水和供汽管道，水平敷設時應有一定的坡度，以便于放氣、放水、疏水和防止積塵；⑤捕集含有劇毒、易燃、易爆物質的管道系統，其正壓段一般不應穿過其他房間。穿過其他房間時，該段管道上不易設法蘭或閥門。

（2）除塵管道布置原則

除塵管道布置除應遵守上述一般原則外，還應滿足以下要求：①除塵管道力求順直，保證氣流通暢。當必須水平敷設時，要有足夠的流速以防止積塵。對易產生積灰的管道，必須設置清灰孔；②為減輕風機磨損，特別當氣體含塵濃度較高時（大于3g/m3），應將凈化裝置設在風機的吸入段；③分支管與水平管或傾斜主干管連接時，應從上部或側面接入。三通管的夾角一般不大于30°。當有幾個分支管匯合于同一主干管時，匯合點最好不設在同一斷面上；④輸送氣體中含磨琢性強的粉塵時，在局部壓力較大的地方應采取防磨措施，并在設計中考慮到管件的檢修方便。

（3）管道的壓力損失計算氣體在管道中流動時，會產生壓力損失，氣體和管壁摩擦而引起的壓力損失稱摩擦壓力損失，氣體在經過各種管道附件或設備而引起的壓力損失稱局部壓力損失。

①摩擦壓力損失（又稱沿程壓力損失）在管道中流動的氣體，在通過任意形狀的管道橫截面時，其摩擦阻力損失為：式中——氣體的管道摩擦壓力損失，Pa；

——單位長度管道的摩擦壓力損失，簡稱比壓損（或比摩阻），Pa/m；

——摩擦阻力系數；

——氣體在管道中平均速度，m/s；

L——管道長度，m；

——氣體密度，；

R——水力半徑，m，為管道橫截面與濕周長度之比。

圓管R=Dn/4；矩形管R=ab/2(a+b)

②局部壓力損失氣體流經管道系統中的異形管件（如閥門、彎頭、三通等）時，由于流動情況發生驟然變化，所產生的能量損失稱為局部壓力損失。局部壓力損失一般用動壓頭的倍數表示，即式中——局部壓力損失，；

——局部壓損系數；

——異形管件處管道斷面平均流速，。

③管道系統壓力損失計算管道系統壓力損失計算的目的是確定管道斷面尺寸和系統的壓力損失，并由系統的總風量和總壓力損失選擇適當的風機。管道計算的常用方法是流速控制法，也稱比摩阻法，即以管道內氣流速度作為控制因素，據此計算管道斷面尺寸和壓力損失。④管道系統內的壓強分布氣體在管道中流動是管道兩端氣體的壓力差所引起的，氣體是由高壓端流向低壓端。由于斷面和流量的變化，管內的動壓和靜壓相互轉化。由于管道阻力的存在，氣體在流動過程中的壓強不斷下降。分析管道內壓強的分布，可以幫助我們更深刻地了解氣體在管道內的流動情況。

氣體在管道中流動時，由于流速的改變和壓力的損失，使得氣體在流動的過程中，不同斷面的壓力發生變化。這種變化，可以用圖直觀表示。圖3－2－8繪制了風機的吸入段和壓出段氣體壓力的分布圖，直線0－0為基準線，基準線上方表示正壓，基準線下方表示負壓。

圖3－2－8管道系統壓力分布圖

圖中實線a1～a9:氣體全壓p＋γv2/2g，實線b1～b9表示靜壓p，兩線間的距離即為動壓γv2/2g。由圖中可以得出以下幾點結論：1)管道系統的總壓力損失等于各串連部分壓力損失之和。2)風機的全壓等于管道系統的總壓力損失（包括出口處的動壓）。3)風機吸入段的全壓和靜壓均為負值。如吸入段管道發生損壞，會使管道外的氣體滲入管道內。4)風機壓出段的全壓和靜壓一般均為正值。若壓出段管道發生損壞，會使管道內的氣體逸出。圖中斷面6出現負壓是一個特例，在過程中如果沒有特殊需要，應盡量加以避免。5)當管道的斷面增大時，氣體的流速會減少，這時氣體的動壓會轉換為靜壓，反之亦然。6)在管道系統的設計和運行時，可以通過管道內壓力分布圖，來分析設計是否合理以及運行中存在的問題，并據此提出改進的措施和方案。例題3-2-2分段、節點壓力平衡、通風除塵系統管道設計計算表（P656）

例題2.（連鎖題）某除塵系統共設3個集氣吸塵罩，各吸塵罩的風量、位量和計算阻力如下圖所示。

1.除塵系統中最不利的環路是哪個？（A）CEFGHIJ(B)BDEFGHIJ(C)ADEFGHIJ(D)ADEFGH標準答案：（C）2.哪兩個管段的壓力平衡是滿足規范要求的？（A）AD與BD(B)BDE與CE(C)ADE與CE（D）AD與CE標準答案：（B）3.如果管路負壓段漏風率為3％，除塵器的漏風率為5％，按規范要求所選風機的最小風量應為多少？

(A)16500m3/h(B)16200m3/h(C)15750m3/h(D)15000m3/h標準答案：（A）4.按規范要求所選風機的最小壓頭應為多少？（A）2200Pa(B)2242Pa(C)2300Pa(D)2400Pa標準答案：（C）

解答1：由圖可見，ADEFGHIJ的壓力損失為：200＋50＋100＋1500＋50＋100＝2000（Pa）,所以該環路是最不利環路，故（C）正確。(A)錯誤答案。CEFGHIJ的壓力損失為：200＋100＋1500＋50＋100＝1950（Pa），并不是損失最大的環路。(B)錯誤答案。BDEFGHIJ的壓力損失為：150＋50＋100＋1500＋50＋100＝1950（Pa），并不是最不利環路。(D)錯誤答案。ADEFGH的壓力損失為：200＋50＋100＋1500＋50＝1900（Pa），并不是最不利環路。解答2：BDE與CE壓力損失相等，滿足規范規定的壓力損失差異小于或等于10％的要求，故(B)正確。錯誤答案。AD與BD的壓力損失差異（200－150）/200＝25％，大于規范規定的10％的限值。(C)錯誤答案。ADE與CE的壓力損失差異（250－200）/200＝25％，大于規范規定的10％的限值。(D)錯誤答案。AD與CE盡管壓力損失相同，但節點D和節點E不是同一節點。

解答3：根據題意，所選風機的排風量應比系統風量至少富余10％，系統總風量為：（Q1＋Q2＋Q3）×(1＋10%)＝15000×（1＋10%)＝16500（m3/h）故（A）正確。（B）錯誤答案。總風量為：15000×（1＋3%＋5％)＝16200（m3/h），概念不清。（C）錯誤答案。總風量為：15000×（1＋5％)＝15750（m3/h），概念不清。

(D)錯誤答案。未考慮風機風量富余系數。解答4：系統沿程阻力損失為：200＋50＋100＋1500＋50＋100＝2000（Pa）按規范規定，所選風機的壓頭應比系統阻力損失至少富余15％，即：2000×1.15＝2300（Pa），故（C）正確。(A)錯誤答案。只計算了系統阻力，沒有考慮余量。(B)錯誤答案。（200＋100＋1500＋50＋100）×1.15＝2242（Pa），計算系統沿程阻力損失時未選擇最不利環路。(D)錯誤答案。2000×1.2＝2400（Pa），風壓余量取20％，滿足規范要求，但不符合題意。2.2.3風機選型與使用1.風機的分類2.風機的性能參數3.風機選型原則與計算4.風機性能的特性曲線與運行工作點5.風機安裝、調試、運行維護的基本要求1.風機的分類（1）按風機的作用原理分類

①離心式風機

離心式風機由旋轉的葉輪和蝸殼式外殼組成，葉輪上裝有一定數量的葉片。氣流由軸向吸入，經90°轉彎，由于葉片的作用而獲得能量，并由蝸殼出口甩出。根據風機提供的全壓不同分為高、中、低壓三類：高壓P＞3000Pa

中壓≥P≥1000Pa

低壓P＜1000Pa

離心式風機的葉片結構形式有前向式、后向式、徑向式幾種。

②軸流式風機軸流式風機的葉片安裝于旋轉軸的輪轂上，葉片旋轉時，將氣流吸入并向前方送出。根據風機提供的全壓不同分為高、低壓兩類：高壓P≥500Pa

低壓P<500Pa

軸流式風機的葉片有板型、機翼型多種，葉片根部到梢常是扭曲的，有些葉片的安裝角是可以調節的，調整安裝角度能改變風機的性能。③貫流式風機貫流式風機是將機殼部分地敞開使氣流直接徑向進入風機中，氣流橫穿葉片兩次后排出。它的葉輪一般是多葉式前向葉型，兩個端面封閉。它的流量隨葉輪寬度增大而增加。貫流式風機的全壓系數較大，效率較低，其進、出口均是矩形的，易與建筑配合。它目前大量應用于大門空氣幕等設備產品中。

（2）按風機的用途分類①一般用途風機這種風機只適宜輸送溫度低于80℃，含塵濃度小于150的清潔空氣。②排塵風機它適用于輸送含塵氣體。為了防止磨損，可在葉片表面滲碳、噴鍍三氧化二鋁、硬質合金鋼等，或焊上一層耐磨焊層如碳化鎢等③防爆風機該類型風機選用與砂粒、鐵屑等物料碰撞時不發生火花的材料制作。對于防爆等級低的風機，葉輪用鋁板制作，機殼用鋼板制作；對于防爆等級高的風機，葉輪、機殼則均采用鋁板制作，并在機殼和軸之間增設密封裝置。

④防腐風機防腐風機輸送的氣體介質較為復雜，所用材質因氣體介質而異。⑤消防用排煙風機該類型風機供建筑物消防排煙使用，具有耐高溫的顯著特點。一般在溫度大于280℃的情況下可連續運行30min。⑥屋頂風機這類風機直接安裝在建筑物屋頂上，其材料可用鋼制或玻璃鋼制。有離心式和軸流式兩種。⑦高溫風機鍋爐引風機輸送的煙氣溫度一般工作在140～200℃，最高使用溫度不超過250℃，在該溫度下碳素鋼材的物理性能與常溫下相差不大。所以一般鍋爐引風機的材料與一般用途風機相同。若輸送氣體溫度在300℃以下時，則應用耐熱材料制作，滾動軸承采用空心軸水冷結構。2.風機的性能參數（1）性能參數在風機樣本和產品銘牌上通常標出的性能參數是風機在標定狀態下得出的數據。當使用條件與標定條件不同時，應對各性能參數進行修正。在選擇風機時，應注意風機性能參數的標定狀態。①風量風機在單位時間內所輸送的氣體體積流量稱為風量或流量Q，單位為m3/s或m3/h。它通常指的是工作狀態下輸送的氣體量。風機一旦確定后，當輸送介質的溫度和密度發生變化時，風機的體積流量不變。②全壓風機的風壓是指全壓，它為動壓和靜壓兩部分之和。樣本上風機全壓指風機的壓頭，即出口氣流全壓與進口氣流全壓之差。

③轉速風機的轉速是指葉輪每分鐘的旋轉速度，單位為r/min,常用n來表示。④功率a.有效功率有效功率指所輸送的氣體在單位時間內從風機中所獲得的有效能量，即式中Ne—有效功率，kW；P—風機的全壓，Pa；Q—風機的風量，m3/s。b.內功率機內功率指風機有效功率加上風機的內部流動損失功率，即

式中Nin

－風機內功率，kW；

ηin－風機內效率，等于風機有效功率與內部功率的比值。反映風機內部流動過程的好壞，也是判定高效風機的指標，可查風機樣本。風機的選用設計工況效率，不應低于風機最高效率的90％。

c.軸功率通風機的軸功率等于內部功率加上軸承和傳動裝置的機械損失功率，軸功率又稱輸入功率，也是原動機（如電動機）的輸出功率，即式中

Nsh——風機軸功率，Kw，可從風機樣本中獲得；

ηme——機械傳動效率，是反映風機軸承損失和傳動損失的指標，與傳動方式有關。

d.所需功率風機所需功率是指在風機軸功率的基礎上考慮電機功率儲備所計算的功率，即式中N－所需功率，Kw；

K－電機的功率儲備系數，主要從兩方面考慮：一是為設計計算的精度誤差，二是要滿足電機啟動條件，即要進行電機的啟動驗算。

e.電機功率

電機功率應大于或等于風機的所需功率。一般可由樣本獲得。值得注意的是，當電機和電機功率初步選定后，還需根據凈化工藝可能出現的特殊工況進行電機功率的校核。

（2）風機性能參數的變化關系

風機樣本性能參數表（或特性曲線）是按國家標準規定的標定條件得出的，當使用條件（大氣壓力、空氣密度、溫度）發生變化時，風機的性能參數將發生變化。修正公式（P661）：通風機鍋爐引風機風機使用時，當風機轉速、葉輪直徑、輸送氣體密度發生變化時，風機的性能參數相應改變。修正公式（P662）：表3-2-13風機性能發生變化的關系式

例題3.某爐窯生產過程中產生的煙氣量會發生周期性變化，為節約電能，風機采用變頻調速。當風機高轉速為960r/min時，電機功率為1250kW；若風機轉速為320r/min時，電機功率為多少？

(A)46.3kW(B)92.6kW(C)138.9kW(D)416.7kW

標準答案：（A）解答：由功率與風機轉速的關系為：N1/N2=(n1/n2)3

式中：N1、N2——風機功率，kW；

n1、n2——風機轉速，r/min。可得：N2=N1=1250×=46.3（kW)，故（A）正確。（B）錯誤答案。計算公式不正確，即N2=2×N1=92.6（kW)（C）錯誤答案。計算公式不正確，即N2=N1×=138.9（kW)(D）錯誤答案。計算公式不正確，即N2=N1×=416.7（kW)（3）離心式風機的命名風機的全稱包括名稱、型號、機號、傳動方式、旋轉方向和風口位置六個部分。①名稱

按其作用原理稱之為離心式通風機，在名稱之前，可冠于用途代號（漢字或漢語拼音的第一個字母）。

P659：表3-2-10常用通風機用途代號

②型號離心風機的型號組成及書寫順序如下：

機號風機的機號用風機葉輪直徑分米數，尾數四舍五入，在前冠以“No.”表示。支撐與傳動方式風機的支撐與傳動方式共分A、B、C、D、E、F六種型式,A型風機的葉輪直接固裝在風機的軸上；B、C與E型均為皮帶傳動，這種方式便于改變風機的轉速，有利于調節；D型和F型為聯軸器傳動；E型和F型的軸承分布于葉輪兩側，運轉比較平穩，大都應用于較大型的風機。P663：圖3-2-11⑤旋轉方向旋轉方向是指離心風機葉輪的旋轉方向，從傳動端或電機位置看葉輪轉動方向，順時針為“右”，逆時針為“左”。⑥風口位置風機的風口位置分為進風口和出風口兩種。離心風機的風口位置用葉輪的旋轉方向和進出口方向（角度）表示。寫法是：

右（左）

出風口方向按8個基本方位角度表示，如圖3-2-12所示和表3-2-16所列。

表示方法右0°右45°右90°右135°右180°右225°右270°(右315°)左0°左45°左90°左135°左180°左225°左270°(左315°)表3-2-16離心風機出風口位置表示方法圖3-2-12離心式風機的出風口位置圖3.風機選型原則與計算（1）風機的選型原則①在選擇風機前，應了解國內風機的生產和產品質量情況，如生產的風機品種、規格和各種產品的特殊用途，以及生產廠商的產品質量、后續服務等情況綜合考察。②根據風機輸送氣體的性質不同，選擇不同用途的風機。③在風機樣本給出的標定條件下，根據風機樣本性能參數選擇風機型號。風機選擇應使工作點處在高效率區域，即不應低于風機最高效率的90％。④當風機配用的電機功率≤75kW時，可不設預啟動裝置。當排送高溫煙氣或空氣而選擇離心鍋爐引風機時，應設預啟動裝置及調節裝置，以防冷態運轉時造成過載。⑤對有消聲要求的通風系統，應首先考慮低噪聲的風機，還要采取相應的消聲措施。風機和電機的減震措施，一般可采用減震基礎。⑥在選擇風機時，應盡量避免采用風機并聯或串聯工作。

（2）風機的選型計算①風機選型計算風量（Qf）：Qf=K1K2Q（m3/h）

式中Q——系統設計最大總排風量，m3/h；

K1——管網漏風附加系數，送、排風系統K1＝1.05～1.1

除塵系統K1＝1.1～1.15

氣力輸送系統K1＝1.15K2——設備漏風附加系數，按有關設備樣本選取，K2＝1.02～1.05②風機選型計算全壓（Pf）：Pf=(pα1+ps)α

2（pa）

式中P——管網計算總壓力損失，Pa；

Ps——設備的壓力損失，Pa，可按有關設備樣本選取；

α1——管網計算的總壓力損失附加系數。對于定轉速風機，α1=1.1～1.15

對于變頻風機，α1=1.0

氣力輸送系統，α1=1.2

α

2——通風機全壓負差系數，一般α2＝1.05（國內風機行業標準）。

③所需功率校核

風機選定后應對電機所需功率進行校核，即應計算風機在實際運行工況條件下所需的電機功率，與風機樣本給出的電機功率進行對比，不足時應加大電機的型號和功率，富裕時則減小電機的型號和功率。式中N－所需功率，Kw；

Q－風機樣本工作點風量，m3/s；

P－風機樣本全壓數值換算成運行工況條件下的全壓值，pa；

K－電機的功率儲備系數。

4.風機性能的特性曲線與運行工作點（1）特性曲線

在通風系統中風機的性能僅用參數表格表達是不夠的，為了全面評定通風機的性能，就必須了解在各種工況條件下風機的風量與全壓、功率、轉速、效率的關系，這些關系就形成了風機的特性曲線。各種風機的特性曲線都是不同的。風機特性曲線（轉速一定）通常包括全壓隨風量的變化、功率隨風量的變化、效率隨風量的變化。因此，一定的風量對應于一定的全壓、功率和效率，對于一定的風機類型，將有一個經濟合理的風量范圍。圖3-2-14風機的特性曲線（P667）通風機特性曲線是在一定的條件下提出的。當風機轉速、葉輪直徑和輸送氣體的密度改變時，對風壓、功率及風量都會有影響。

（2）管路的性能曲線

風機總是與一定的管路系統連接的。管路系統一旦確定后（管網、管徑、長度、三通彎頭、閥門等），系統壓力損失與系統的風量存在拋物線關系：式中

p——系統壓力損失，pa；

S——管網綜合阻力系數，s2/m5,反映了管網的綜合阻力特性。當系統中閥門開度變化時，S將發生變化；

Q——風量，m3/s。（3）風機運行工作點實際運行時，風機只在其特性曲線上的某一點工作，該點是由風機特性與管網特性共同確定的，稱為風機運行工作點，即工作點是由風機特性曲線與管網性能曲線的交點。工作點對應的風量和全壓就是風機實際運行時提供的風量和壓頭。

(4)風機的工況調節根據生產工藝的要求，凈化系統的流量和壓力需要經常變化，也即風機運行工作點需要發生變動，這種改變風機運行工作點的方法和措施稱為風機的工況調節。風機工況調節通常有兩種方法：①改變管路系統的壓力損失調節工作點通常通過減少或增加管網系統的阻力（如改變管路系統閥門的開度），即改變管網的特性曲線來實現。

②改變風機的特性曲線調節工作點風機性能的改變有多種方式，如改變風機的轉速、改變風機葉輪直徑、改變風機進口導流葉片角度、改變風機葉片寬度和角度、風機串并聯等，至于采用何種調節方式應作技術經濟比較。

（5）風機的聯合工作①兩臺型號相同的風機并聯工作情況當系統中要求的風量很大，一臺風機的風量不夠時，可以在系統中并聯設置兩臺或多臺相同型號的風機。并聯風機的總特性曲線，是由各種壓力下的風量疊加而得。然而，在設計管網系統中，兩臺風機并聯工作時的總風量不等于單臺風機單獨工作時風量的2倍，風量增加的幅度與管網的特性等因素有關。圖3-2-16兩臺相同型號的風機并聯（P668）②兩臺型號相同的風機串聯在同一管網系統中，當系統的壓力損失很大時，風機可以串聯工作。風機與自然抽力也可以同時工作。工作的原則是在給定流量下，全壓進行疊加。圖3-2-17兩臺相同型號的風機串聯（P669）

例題4.除塵系統風量較大時，可采用兩臺型號的風機并聯工作。當管網一定后，下面哪些說法是錯誤的？(A)系統運行總風量是并聯是每臺風機實際運行風量的2倍(B)系統運行總風量是一臺風機單獨工作時風量的2倍(C)并聯風機提供的風壓，與并聯時每臺風機實際運行提供的風壓相等(D)并聯風機提供的風壓，與一臺風機單獨工作時提供的風壓相等標準答案：(B)、(D)解答：

系統運行總風量不等于單臺風機單獨運行風量的2倍，而與管網曲線和工作點有關，(B)說法是錯誤的，為正確答案。風機并聯提供的風壓大于一臺風機獨立運行時提供的風壓，(D)說法是錯誤的，為正確答案。

(A)錯誤答案。風機并聯，實際運行總風量由2臺相同的風機共同承擔，每臺風機提供總風量的一半，說法正確。

(C)錯誤答案。并聯風機時提供的風壓與并聯時每臺風機實際運行提供的風壓相等，說法正確。5.風機安裝、調試、運行維護的基本要求（1）安裝要求

1)通風機的開箱檢查

a.根據設備裝箱清單，核對葉輪、機殼和其它部位的主要尺寸、進風口、出風口的位置等是否與設計相符；

b.葉輪旋轉方向應符合設備技術文件的規定；

c.進風口、出風口應有蓋板嚴密遮蓋。檢查各切削加工面、機殼的防銹情況和轉子是否發生變形或銹蝕、碰損等。

2)在安裝前首先應準備好安裝所需的材料及工具，并對風機各部機件進行檢查

3)通風機的搬運和吊裝應符合下列規定:a.整體安裝的風機，搬運和吊裝的繩索不得捆縛在轉子和機殼或軸承蓋的吊環上；

b.現場組裝的風機，繩索的捆縛不得損傷機件表面；

c.輸送特殊介質的通風機轉子和機殼內如涂有保護層，應嚴加保護，不得損傷。

4)風機安裝前應審查基礎是否有足夠的強度、穩定性和耐久性。5)通風機底座若不用減震裝置，而直接放置在基礎上，應用成對斜墊鐵找平。6)通風機的基礎，各部位尺寸應符合設計要求。預留孔灌漿前應清除雜物，灌漿應用碎石混凝土，其標號應比基礎的混凝土高一級，并搗固密實，地腳螺栓不得歪斜。7)安裝要求

a.按圖紙所示位置及尺寸安裝，為得到高效率，特別要保證進風口與葉輪的間隙尺寸。

b.保證主軸的水平位置，并測量主軸與電機軸的同心度及聯軸器兩端面的不平行度。兩軸不平行度允差為0.05mm，聯軸器兩端面不平行度允差為0.05mm。

c.安裝調節門時，注意不要裝反，要保證進氣方向與葉輪旋轉方向一致。

d.風機安裝后，撥動轉子，檢查是否有過緊或與固定部分刮蹭現象。

e.安裝風機進口與出口管道時，重量不應加在機殼上。

f.全部安裝后，經總檢合格，方可試運轉。

g.檢查機殼內及其它殼體內部，不應有掉入和遺留的工具或雜物。

8)三角皮帶傳動的通風機和電動機，軸中心線間距和皮帶的規格應符合設計要求。9)電動機應水平安裝在滑座上或固定在基礎上，找正應以通風機為準，安裝在室外的電動機應設防雨罩。10)通風機的傳動裝置外露部分應有防護罩。通風機的進風口或進風管路直通大氣時，應加裝保護網或采取其它安全措施。11)通風機的葉輪旋轉后，每次都不應停留在原來的位置上，并不得碰殼。12)輸送產生凝結水的潮濕空氣的通風機，在機殼底部應安裝一個直徑為15~20毫米的放水閥或水封彎管。13)固定通風機的地腳螺栓，除應帶有墊圈外，并應有放松裝置。安裝減震器。各組減震器承受荷載的壓縮量應均勻，不得偏心；安裝減震器的地面應平整，減震器安裝完畢，再其使用前應采取保護措施，以防損壞。

（2）風機的試運轉與調試①通風機試運轉運轉前必須加上適度的潤滑油，并檢查各項安全措施；盤動葉輪，應無卡阻和摩擦現象；葉輪旋轉方向必須正確。②風機的試運轉應在無載荷（關閉進氣管道閘門或調節門）情況下進行。③大型風機的電機啟動應有降壓起動裝置。④下列情況下，必須緊急停車：

a.發覺風機有劇烈的噪聲；

b.軸承的溫度劇烈上升；

c.風機發生劇烈振動和撞擊；

d.電機冒煙。

（3）風機的運行維護①風機維護工作制度

a.風機必須專人使用，專人維修。

b.風機不許帶病運行。

c.定期清除風機內部的灰塵，特別是葉輪上的灰塵、污垢等雜質，以防止銹蝕和失衡。

d.風機維修必須強調首先斷電停車。②風機正常運轉中的注意事項

a.風機運行中要定期檢查電壓表、電流表的指示值。發現氣體流量過大，或短時間內需要較小的流量時，可利用調節門進行調節。

b.對溫度計及油標的靈敏性定期檢查。

c.除每次拆修后應更換潤滑油外，正常情況下3~6月更換一次潤滑油。2.2.4煙氣換熱1.高溫煙氣的特征與性能2.高溫煙氣冷卻3.低溫煙氣加熱4.熱平衡及換熱計算5.高溫煙氣工況參數的變化與計算1.高溫煙氣的特征與性能高溫煙氣通常具有以下特點：(1)—(7)（1）溫度高。高溫煙氣的溫度范圍在100℃～1000℃不等。當煙氣溫度超過130℃，在大氣污染控制工程中稱為高溫煙氣。（2）成分復雜。煙氣中含有塵粒的成分隨著原料及化學過程而異，除了含有粉塵外，還含有各種不同的有害氣體。（3）煙氣量大。（4）煙氣的溫度和煙氣量波動很大。（5）與常溫煙氣相比，高溫煙氣酸露點較高。（6）與常溫煙氣相比，某些工藝產生的高溫煙氣易燃、易爆問題更為突出。

（7）高溫煙氣的性能

①密度在理想狀態下，氣體的密度可由狀態方程來表示，即式中ρ——氣體密度，Kg/m3；

P——氣體壓力，Pa；

T——氣體溫度，K；

R——氣體常數，J/(Kg.K)。

②熱容高溫煙氣是混合氣體，其定壓摩爾熱容按下式計算：式中——混合氣體的定壓摩爾熱容，；

——混合氣體中各組分的定壓摩爾熱容，；

——混合氣體中各組分的體積分數。

③動力粘度氣體的粘度隨溫度變化關系可用下式來表示：式中μ——氣體的粘度，Pa.s；

t——氣體的溫度，℃。

④爆炸極限在許多生產條件下，高溫煙氣中含有可燃成分。可燃物與空氣或氧氣混合，高溫煙氣容易使其達到最低著火溫度，就有爆炸危險。

⑤粉塵性質變化在高溫煙氣中，溫度的提高使粉塵性質也發生變化，其中粉塵比電阻、粘度和吸附性能均有變化。

⑥露點在高溫煙氣中常含有SO2等成份，在600～650℃的溫度范圍內，SO2容易轉化成SO3。氣體溫度降低到露點以下時，對于金屬煙道與凈化設備會產生腐蝕。因此，高溫煙氣系統冷卻降溫時應盡量避免出現露點溫度。當含有HCl或HF氣體成分時，也應注意此問題。含有水蒸氣和SO3氣體的露點溫度（tp）可由下式計算：（℃）式中H2O——煙氣中H2O的含量（體積％）；

SO3——煙氣中SO3的含量（體積％）。

2高溫煙氣冷卻

（1）高溫煙氣冷卻的目的高溫煙氣冷卻的主要目的是為了使煙氣的溫度符合凈化系統中設備、管道和材料的耐溫要求，并體現經濟性，使系統設計更為方便：

①煙氣體積流量減小。可以減小凈化設備和風機的規格，降低設備投資。②有利于氣體的吸收和吸附處理。在吸收法中，煙氣中的有含成分的溶解度是隨煙氣溫度的降低而升高的，因此，降低煙氣溫度有利于提高有害組分的去除率。在吸附法中，絕大多數吸附劑的吸附性能都是隨著溫度的升高而迅速下降的，因而，降低溫度有利于吸附。

③回收高溫煙氣中的熱量，可以節省能源消耗。

④提高凈化系統的安全性。溫度越低，系統中設備結構、管道的強度和剛度越好；溫度越低，設備和管道的熱變形和熱應力越小；溫度越低，易燃易爆的危險性降低；溫度越低，有利于防止對人體的燙傷。

（2）高溫煙氣冷卻方式分類根據冷卻介質的不同，可分為風冷和水冷。根據冷卻介質與煙氣是否接觸，可分為間接冷卻和直接冷卻。

①吸風直接冷卻吸風直接冷卻是最為簡單的一種冷卻方式，它是在系統中需要降溫處的前端風管上設置自動混風閥，通過溫度監測，自動控制閥門的啟閉或開度，將冷空氣吸入管道內與高溫煙氣混合，達到煙氣降溫的目的。

②噴霧直接冷卻噴霧直接冷卻方式是在噴霧冷卻塔或管道內直噴霧，依靠水的蒸發潛熱和顯熱吸收煙氣的熱量，達到煙氣降溫目的。噴水量是根據煙氣量和溫降幅度大小來確定的。霧化效果決定于霧滴的直徑，從而決定了蒸發時間。

③間接自然風冷間接自然風冷一般做法是高溫煙氣在管道內流動，管外靠熱輻射和空氣自然對流換熱形式使煙氣冷卻。在降溫幅度不大時采用該種冷卻方式。

④間接機械風冷為提高空氣對流換熱效果，常采用軸流風機對換熱管束實施管外橫向吹風。工程中常用的間接機械風冷設備是機力風冷器。

⑤間接水冷間接水冷法是一種汽－水換熱的方式。適用于大煙氣量和溫降大的場合。常用的設備有汽－水換熱器、水冷套管、余熱鍋爐等。對冷卻水的水質有一定的要求，否則容易結垢。當高溫煙氣具有熱能利用的條件（煙氣量較大、煙氣溫度高于650℃）時，應考慮熱能的回收利用。例如采用余熱鍋爐。

3低溫煙氣加熱

（1）低溫煙氣加熱的目的大氣污染控制工程中的低溫煙氣加熱，主要是應用在濕法煙氣脫硫中。經過脫硫的煙氣溫度大都在50℃左右，且含濕量很高。如果將這樣的煙氣通過煙囪直接排入大氣會造成以下后果：①由于煙溫過低，不利于煙氣的抬升。②由于煙氣中含濕量過高，會造成引風機腐蝕和扇葉沾灰，影響引風機的安全運行。③由于煙氣中還含有少量的SO2，在煙氣露點溫度以下的煙氣進入后續管道和煙囪，會對后續系統造成很大的腐蝕。因此，對濕法脫硫后的低溫煙氣往往進行加熱，使之達到露點以上，并消除煙囪出口的白煙現象。

（2）低溫煙氣的加熱方式工程中對低溫煙氣的加熱通常采用以下方式：①熱煙氣間接加熱。采用熱煙氣做加熱介質，通過再熱器對低溫煙氣進行加熱。②蒸汽加熱。采用熱蒸汽做加熱介質，通過換熱器對低溫煙氣進行加熱。適宜煙氣量小、蒸氣有富裕的場合。③電加熱。采用電加熱器對煙氣進行加熱。適合于煙氣量小、溫升小的場合。4熱平衡及換熱計算（1）熱平衡計算煙氣放出熱量等于冷卻介質（空氣或水）所吸收帶走的熱量。

①高溫煙氣的放熱量煙氣量為（Nm3/h）的煙氣由溫度tg1降至tg2所放出的熱量為

式中Q1——煙氣放出的熱量，KJ/h；

LgN

——煙氣量，Nm3/h；

Cpm1，Cpm2——煙氣為0～tg1及0～tg2時的平均定壓摩爾熱容，

kJ/(kmol·K)；

tg1

，tg2——煙氣冷卻前后溫度，℃。②冷卻介質吸熱量冷卻介質吸收熱量，溫度上升

式中G0

——冷卻介質的質量，kg/s；

Cp1,Cp2——冷卻介質在溫度為0～tc1及0～tc2下的質量熱容，KJ/(kg.K)；

tc1,tc2——冷卻介質在煙氣冷卻前后的溫度，℃。如果冷卻介質為空氣，上式可寫成

式中Lhn

——冷卻氣體的氣體量，Nm3/h；

Cpc1,Cpc2——冷卻空氣在溫度為0～tc1及0～tc2下的平均定壓摩爾熱容，

kJ/(kmol·K)

；

tc1,tc2——冷卻空氣在煙氣冷卻前后的溫度，℃。

（2）間接換熱計算（Ｐ６７７：例題３－２－４）對于間接換熱，傳熱量等于高溫煙氣的放熱量，也等于冷卻介質的吸熱量。間接換熱計算主要是用于計算換熱器的傳熱面積F，即式中Q3——傳熱量，kJ/h；

K——綜合傳熱系數，kJ/(m2·h·℃)，1W＝3.6kJ/h；

——煙氣和冷卻介質的溫差，℃。

（3）直接冷卻換熱計算（Ｐ６７９：例題３－２－５）①吸風直接冷卻計算吸風直接冷卻是將高溫和低溫的氣體直接混合，從而達到使高溫煙氣冷卻降溫的目的。通常的做法是在高溫煙氣管道上設置混風口和閥門，使外界的空氣吸入到管道內，與高溫煙氣混合降溫。

②噴霧直接冷卻計算噴霧直接降溫是在高溫煙道上設置噴霧噴嘴，通過霧滴蒸發冷卻達到降溫的目的。蒸發冷卻要求霧滴在有限的時間內完全蒸發，因此必須控制霧滴的直徑和保證一定的蒸發時間。蒸發冷卻的計算主要目的是確定噴水量和蒸發時間。蒸發量的近似計算公式如下：

或式中h2——煙氣冷卻后的溫度對應的水蒸氣的焓值，kJ/kg；

h1——噴水的焓值,kJ/kg；

TG——煙氣冷卻后的溫度，℃；

W——噴霧水溫，℃；

r0——水的汽化潛熱，kJ/kg，按2500kJ/kg計取。

例題5.某一工藝生產過程中產生的原始煙氣量為10000m3/h，煙氣溫度為200℃；另一工藝生產過程產生的原始煙氣量也為10000m3/h，煙氣溫度為100℃.若兩種氣體的比熱及混合氣體的比熱為一常數且相等，試問兩種煙氣混合后的溫度為多少？（標況為273K、1個標準大氣壓）（A）135℃（B）144℃(C）150℃(D）162℃

標準答案：（B）解答：200℃時，10000m3/h的標況風量=5772m3/h（標態）；

100℃時，10000m3/h的標況風量=7319m3/h（標態）。熱平衡公式：（Q1+Q2）·(t-273)·CP=Q1·（t1-273）·CP1+Q2·(t2-273)·CP2

式中：Q1——煙氣1的標況風量，m3/h；

Q2——煙氣2的標況風量，m3/h；

CP——煙氣1和煙氣2混合后的定壓容積比熱。KJ/kmol·K(標態)；

t——煙氣1和煙氣2混合后的煙氣溫度，K；

t1——煙氣1的溫度，K；

t2——煙氣2的溫度，K；

CP1——煙氣1在t1時的定壓容積比熱，KJ/kmol·K(標態)；

CP2——煙氣2在t2時的定壓容積比熱，KJ/kmol·K(標態)；根據以上公式：（5772+7319）?（t-273）?CP=5772×200?CP1+7319×100?CP2

依題意：CP=CP1=CP2，得到t=417（K）=144（℃），故（B）正確。

(A)錯誤答案。135℃為干擾數字。

(C)錯誤答案。概念不清，誤將工況風量當作標況風量，即（10000+10000）?（t-273）?CP=10000×200?CP1+10000×100?CP2，

t=423（K）=150（℃）。

(D)錯誤答案。162℃為干擾數字。

5高溫煙氣工況參數的變化與計算（1）溫度的變化（Ｐ６８０：圖３－２－２０）凈化系統中高溫煙氣溫度變化的原因主要有以下幾種形式：①管道及設備的散熱使煙氣溫度降低；②濕式除塵或濕式脫硫等凈化工藝對煙氣的冷卻降溫；③換熱器對煙氣的升溫或降溫作用；④不同溫度煙氣混合時或管道設備漏風引起的溫度變化。（2）體積流量的變化由理想氣體狀態方程可知，煙氣溫度的變化和壓力的變化都將引起體積流量發生變化。系統中管道及設備的漏風、混合風等均會引起系統流量的變化。

2.2.5煙囪（排氣筒）功能設計要求１．設計的一般規定２．煙囪構造的一般規定３.磚煙囪構造規定４.單筒式鋼混煙囪構造規定５.鋼煙囪６.套筒式和多管式煙囪７.煙囪的防腐蝕８.煙道1.設計的一般規定⑴煙囪結構設計應符合《煙囪設計規范》和《鋼結構設計規范》的要求。⑵設計煙囪時，應根據使用條件，功能要求、煙囪高度、材料供應及施工條件等因素，確定采用磚煙囪、鋼筋混凝土煙囪或鋼煙囪。⑶下列情況不宜采用磚煙囪。①重要的或高度大于60m的煙囪；②地震設防防裂度為9度地區的煙囪；③地震設防裂度為8度時，III、IV類場地的煙囪。⑷煙囪基礎一般宜采用板式基礎。板式基礎可以是環形或圓形的。⑸煙囪筒壁和基礎的受熱溫度應符合下列規定：①燒結普通粘土磚筒壁的最高受熱溫度不應超過400℃；②鋼筋混凝土筒壁和基礎以及素混凝土基礎受熱溫度不應超過150℃；③鋼煙囪管壁的最高受熱溫度(Ｐ681：表３-２-19)⑹煙囪的荷載與作用可分為下列三類：①永久性荷載與作用：結構自重、土重、土壓力、拉線的拉力；②可變荷載與作用：風荷載、煙氣溫度作用、雪荷載、安裝檢修荷載等。③偶然荷載：罕遇地震作用、拉線斷線、撞擊、爆炸等。⑺煙囪的高度應同時滿足國家污染物排放標準及環境評價的要求。２.煙囪構造的一般規定

(1)煙囪在同一平面內，有兩個煙道口時，宜設置隔煙墻，其高度超過煙道孔頂，超過高度不小于1/2孔高。隔煙墻厚度應根據煙氣壓力進行計算確定。(2)煙囪外表面的爬梯應按下列規定設置：①爬梯應離地面2.5m處開始設置，直至煙囪頂端。爬梯應設在常年主導風向的上風向；②煙囪高度小于40m時，可不設置爬梯圍欄；當煙囪高度大于40m時，從15m處開始設置圍欄；③爬梯等金屬物件應采取防腐措施，爬梯與筒壁連接應牢固可靠。煙囪達到一定高度時，應設置航空障礙燈和標志。高度小于或等于45m的煙囪，可只在煙囪頂部設置一層障礙燈。高度超過45m的煙囪設置多層障礙燈，各層的間距不應大于45m，并盡可能相等。筒壁上孔洞設置應符合下列規定：①在同一平面設置兩個孔洞時，宜對稱設置；②孔洞對應圓心角不應超過50°。孔洞寬度不大于1.2m時，孔頂宜采用半園拱；孔洞寬度大于1.2m時，宜在孔頂設置鋼筋混凝土圈梁。(5)煙囪底部應設置比煙道底部低0.5～1m的積灰坑。應設置清灰孔并嚴格密封。(6)按設計規范設置防雷設施。３.磚煙囪構造規定磚煙囪筒壁宜設計成截頂圓錐形，筒壁坡度、分節高度和壁厚應符合下列規定：①筒壁坡度宜采用2%~3%；②分節高度不宜超過15m；③當筒壁內徑小于或等于3.5m時，筒壁最小厚度應為240mm；當內徑大于3.5m時，最小厚度應為370mm。

例題6.某工廠的鍋爐煙囪高度為90m，經過計算煙氣的抬升高度為95m，那么，煙囪的有效高度是：

(A)90m（B）95m（C）92.5m（D）185m標準答案：D解答：煙囪的有效高度H應為煙囪的幾何高度Hs與煙氣抬升高度△H之和，即H=Hs+△H。(A)錯誤答案。90m是煙囪的幾何高度。(B)錯誤答案。95m是煙囪的抬升高度。(C)錯誤答案。92.5m是煙囪的抬升高度與煙囪高度之算術平均值。４．單筒式鋼混煙囪構造規定⑴筒壁坡度宜采用2%，對高煙囪亦可采用幾種不同的坡度。⑵筒壁分節高度，應為移動模板的倍數，且不宜超過15m。⑶筒壁最小厚度應符合表3-2-19