Bài giảng Công nghệ xử lý khí thải - Bài 4: Tính toán thủy lực hệ thống đường ống dẫn khí và hơi, dẫn bụi - Nguyễn Văn Hiển

Bước 1: Vạch tuyến hệ thống đường ốngTính toán thủy lực hệ thống đường ống dẫn khí và hơi, dẫn bụiNguyên tắc: Tuyến ống thu gom phải đi đến được tất cả những điểm phát sinh chất ô nhiễm cần thu gom. Tuyến đường ống thu gom phải thẳng, ngắn nhất, giảm uốn cong, ít nhập dòng tách dòng.Thiết kế tuyến ống cần phải xem xét tính toán tới việc dễ dàng chế tạo và lắp đặt tuyến ống dẫn.Bước 2: Dựng sơ đồ không gian HT đường ốngCăn cứ trên tuyến ống đã lực chọn, tiến hành dựng sơ đồ không gian cho tuyến ống.Giả thiết:Độ cao vùng làm việc của chụp hút là 1,2m.Độ cao đường ống chính là 4mLưu lượng hút của mỗi chụp là 500 m3/h.xyKHU XLOyxO1; l =7,8ml =5m; 23; l =3m4; l =4,5m5; l =7,8m6; l =6m7; l =7,2m8; l =12mChọn tuyến ống bất lợi nhất là tuyến có:Tổn thất áp lực (sức cản) cao nhất. Sơ bộ có thể chọn là tuyến xa nhất, có lưu lượng lớn nhất.Nếu 2 tuyến gần giống nhau mà không dự đoán được (do chúng gần bằng nhau) thì tính tổn thất cho cả 2 tuyến, tuyến nào có trở lực lớn hơn thì chọn làm tuyến ống bất lợi nhất để tính toán.Chọn tuyến ống bất lợi nhất là tuyến từ 1 – 8.Bước 3: Tính toán đường kính, vận tốc khí Trong đó: d là đường kính của đoạn ống tính toán (mm);v là vận tốc kinh tế kỹ thuật trên đoạn ống tính toán. Khi tính toán đường ống dẫn khí và hơi v = 15 – 20 m/s; Khi tính toán đường ống dẫn bụi xi măng, gạch men, cát đá v = 24 – 26 m/s; bụi gỗ, bụi vải v = 22 – 24 m/s.Bước 4: Tính toán tổn thất áp lực của hệ thốngTheo công thức: Δp = Δpms + Δpcb (Pa hoặc kG/m2)Trong đó: Δpms là tổn thất áp lực do ma sát trên thành ống của đoạn ống tính toán.Δpms = R*ll là chiều dài đoạn ống tính toán (m)R là tổn thất áp suất ma sát đơn vị  Tính toán Σξ cho từng đoạn ống tính toán. Ta sẽ tính ra được Σξ1, Σξ2, Σξ3, Σξ4, Σξ5, Σξ6, Σξ7, Σξ8. Bước 5: Lập bảng tính thủy lực hệ thống đường ống dẫn khí Tên đoạn ốngL(m3/h)l(m)d(mm)v(m/s)RΣξPđΔpms Δpcb Δp =Δpms + Δpcb15007,810017,74,20,5819,1632,76210005140182,850,9419,8214,2531500318016,41,744,3816,455,22420004,520017,71,763,1719,167,92525007,822517,51,493,7618,7311,6264500631516,10,8362,0415.855,016760007,235516,80,783,417,265,616885001240018,80,8343,3821,6210,008ΣTính toán chọn quạt: Dựa trên hai thông sốLquạt = k. ΣL (m3/h);Δpquạt = k. (ΣΔpHT + ΔpTB + Δpquạt) (kG/m2 or Pa)Trong đó: k là hệ số dự trữ công suất = 1,1 – 1,15. ΔpTB là tổn thất áp lực tại thiết bị xử lý (nếu có) Δpquạt là tổn thất áp lực tại quạt gió = 25 kG/m2Đối với đường ống dẫn khí hoặc hơi:Tính toán cân bằng nút với các nhánh phụ:Tính toán cho nhánh phụ tương tự như nhánh chính, nếu: - Chênh lệch tại nút có nhỏ hơn 5% hệ thống sẽ cân bằng.- Chênh lệch > 5% phải đặt van trên nhánh có Δp thấp để chỉnh áp lực.Trình tự tính toán hệ thống vận chuyển bụi bằng khí ép:Các bước thực hiện cũng giống như trước. Sau khi tính xong bảng tính thủy lực với bụi xi măng, gạch men, cát đá v = 24 – 26 m/s; bụi gỗ, bụi vải v = 22 – 24 m/s Ta sẽ có: ΣL = ? m3/h; ΣΔpHT = ? kG/m2.Đối với đường ống dẫn bụi hoặc vật liệu dạng hạt:Trong dòng khí có vận chuyển theo các hạt bụi hoặc vật liệu dạng hạt khác. Các hạt bụi hoặc vật liệu này có kích thước và có tỷ trọng, nên chúng rất dễ bị lắng đọng lại trên đường ống dẫn. Do đó với dòng khí mang theo bụi hay các hạt vật liệu khác cần được tính thêm áp lực vận chuyển bằng khí épTính tổn thất áp lực do vận chuyển bằng khí ép. Theo công thứcΔpμ = ΔpHT . (1 + k.μ) + h. ʋ. gTrong đó: μ là hệ số hàm lượng vật liệu (tra bảng 8.1 trang 197). k là hệ số tỉ lệ, phụ thuộc đặc tính vật liệu (tra bảng 8.1) h là độ cao nâng hạt (m) ʋ là hàm lương theo thể tích, ʋ = ρkk. μ.Từ đó: Δpμ = ΔpHT . (1 + k.μ) + h. ʋ. g = ΔpHT . (1 + k.μ) + h. ɤ. μ Từ tính toán trên xác định ra được : ΣL = ? m3/h; Δpμ = ? kG/m2.Tính toán chọn quạt: Dựa trên hai thông sốLquạt = k. ΣL (m3/h);Δpquạt = k. (ΣΔp μ + ΔpTB + Δpquạt) (kG/m2 or Pa)Trong đó: k là hệ số dự trữ công suất = 1,1 – 1,15. ΔpTB là tổn thất áp lực tại thiết bị xử lý bụi. Δpquạt là tổn thất áp lực tại quạt gió = 25 kG/m2