一种除尘管网阻力平衡方法技术

本发明专利技术公开了一种除尘管网阻力平衡方法，属于环保技术领域。本发明专利技术首先运用Excel表格在其中写出CAD的脚本文件，放入CAD绘制出除尘工艺的大致流程图，再将各个管段进行编号。将初始设计参数输入，对管网进行设计计算，计算出每一管段的阻力，然后对并联管网节点处阻力差超过10％的节点进行平衡计算；在平衡计算后的结果利用Excel表格输出，再对初始脚本文件进行修改，如此，便可得到更为精准的除尘管网系统图。本发明专利技术不仅解决了除尘管网的设计计算与平衡计算中步骤冗长、数据记载易混乱、计算繁杂等问题。在平衡调节方面不仅可以通过调整支管管径、增设插板阀、更可利用可调孔板式阻力平衡器来解决该问题，节约了能源。

【技术实现步骤摘要】
一种除尘管网阻力平衡方法
本专利技术属于环保
，涉及对除尘管网的阻力平衡设计，更具体地说，涉及一种除尘管网阻力平衡方法。
技术介绍
在工业化快速发展的今天，各国都越来越重视大气环境污染的问题，我国所面临的污染问题十分严重，尤其是空气的粉尘污染。这就要求许多的工厂大量配备通风除尘管网，但除尘管网也存在诸多尚待解决的问题，尤其在改善通风除尘管网压力平衡的问题上，具有重要意义。目前在除尘管网的设计计算与平衡计算中步骤冗长、数据记载易混乱、计算繁杂，尤其是大型除尘系统的管网，结构较复杂，具有抽风点多、分支管路多等特点，那么这类问题就更加突出。因此，简化计算过程与步骤，清晰数据记载在对管网的初始设计时具有重要的意义。平衡计算中主要任务就是将主管段阻力与支管段阻力相差较大的节点进行阻力平衡，若管网的除尘系统结构很复杂，那么将造成管网风量平衡调试很困难。另外，除尘管网运行效果不好时，过去的做法通常是增加电机转速或更换大电机，这样做不仅增加了投资和运行成本，而且管网中部分抽风点的风量可能会大大超过设计风量，从而导致大颗粒有用物料被抽走，管网磨损严重。此外，面对大型通风除尘管网中，管路复杂，管路中的节点、抽风点多，各支管间形成并联管路，整个管网设计时需保证阻力和风量的平衡计算，保证分支管所分配的风量与设计风量一致的问题。传统方法为保证管内阻力平衡一般分为两种，一为调整支管管径，该方法的阻力调节范围有限，另外可能会导致部分管道内部的风速过大或过低，由此造成管道内部的粉尘对管道的磨损加剧或粉尘的沉降堵塞，甚至将有用物料抽走。二为增设阀门通过改变阀门的开度来达到节点的阻力平衡目的，该方法进行调节主要用于管径较小的支管上，但对于较大的管径却不太适用，主要原因为大口径的阀门不论电动或气动操作，价格比较昂贵。调节阀一般采用蝶阀或插板阀，存在偏流现象，磨损漏风严重；阀门若过多，初投资势必增加。经检索，中国专利号ZL201110460061.2，授权公告日为2015年7月15日，专利技术创造名称为：一种除尘系统管网阻力平衡的评估与调试方法；该申请案在除尘系统管网运行参数测试基础上，将除尘系统管网运行参数与管网的原始设计参数进行对标比较，从而对除尘系统管网的阻力平衡状况进行评估，并通过除尘系统管网阻力的现场调试，使除尘系统管网阻力重新达到平衡，保证除尘系统高效地捕集各吸尘点产生的粉尘，净化岗位环境。该申请案可以保证在较少投入和不影响生产的情况下，调整除尘系统管网运行参数，使之达到设计要求。但该申请案仍存在设计计算和平衡计算步骤冗长、数据记载易混乱、计算繁杂等问题，仍需要进一步改进。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于解决现有除尘管网阻力平衡计算过程中的设计计算和平衡计算步骤冗长、数据记载易混乱、计算繁杂等问题，提供了一种除尘管网阻力平衡方法，本专利技术在管网阻力平衡计算中不仅只改变支管管径调节，另增设插板阀进行阀门开度调节，以及增设可调孔板式阻力平衡器进行调节。同时，与AutoCAD和Excel相互通讯，在绘制通风除尘管网的系统图上形成一个回路，可将平衡计算的结果实时地反映在系统图上，从而大大提高设计效率及精准率。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种除尘管网阻力平衡方法，其步骤为：步骤1：根据初始的设计参数要求在Excel表格中写入CAD脚本文件，将整个管网的工艺流程图大致绘出，并将各个管段进行编号；步骤2：了解生产工艺和除尘工艺，根据现场情况确认除尘管网工作状态下的参数；步骤3：根据厂房要求的设计参数，进行设计计算，计算出管道阻力；步骤4：进行平衡计算，将设计计算出的主管段阻力和支管段阻力相差超过10％的节点进行阻力平衡；步骤5：利用设计计算和平衡计算过后输出的数据表格对初始Excel表格中的CAD脚本文件进行修改，再将其放入到CAD中绘制管网系统图。更进一步地，步骤2中所述的除尘管网工作状态下的参数包括现场温度、粉尘特性以及管段的布置方向。更进一步地，步骤3中设计计算的结果包括但不限于各个管段的管径、阻力、风速、风量和风量偏差率，设计计算的结果可存入设置的数据库中进行记录，数据库同时和Excel相连接，可以将数据以Excel表格的形式输出。更进一步地，步骤4中不平衡率η满足下式：式中，ΔP1表示主管段阻力，ΔP2表示支管段阻力，若不平衡率η的结果大于10％，则需要进行平衡调节。更进一步地，步骤4中采用支管管径调节、插板阀开度调节、设置可调孔板式阻力平衡器进行调节的其中一种或多种方法进行平衡调节。更进一步地，所述的支管管径调节通过调整支管管径达到节点的阻力差平衡，调节支管管径公式为：式中，D表示原支管管径，D′表示调节后支管管径，ΔP1表示主管段阻力，ΔP2表示支管段阻力。更进一步地，所述的可调孔板式阻力平衡器包括孔板插件和短管，短管的两端设置有法兰Ⅱ，短管通过法兰Ⅱ与通风除尘管道相连接；短管的中部设有开口，孔板插件插入该开口中。更进一步地，所述的短管的开口处设置有法兰Ⅰ，所述孔板插件类似圆环，孔板插件上部设置与法兰Ⅰ连接的接口，短管的内径与孔板插件的外径相等。更进一步地，所述孔板插件孔径比范围为0.70～0.92。更进一步地，通过可调孔板式阻力平衡器来调节阻力平衡，根据所需平衡的阻力值选择相应孔径比的孔板插件，对于不同孔径比的孔板插件在管道中进行无因次仿真模拟，得出各个孔径比下的阻力值，进而计算得出局部阻力系数，并绘制图表，供设计人员参考。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术的一种除尘管网阻力平衡方法，不仅可以应用于除尘管网的初始设计时，也可以用于正在运行却出现问题的管网，可以对出现阻力不平衡的管网进行优化设计，使其达到运行目标，解决以前除尘管网必须进行大改才能解决的问题，节约资金；(2)本专利技术的一种除尘管网阻力平衡方法，其应用可调孔板式阻力平衡器结构简单紧凑，成本低廉，调节阻力时只需更换孔板插件，相对于更换整个阻力平衡器，仅仅更换孔板插件带来经济效益是巨大的，同时孔板的生产和安装也快捷方便；(3)本专利技术的一种除尘管网阻力平衡方法，传统阻力平衡器的设计是根据所需要平衡的阻力值来计算出内径的大小，而本专利技术是采用CFD软件进行无因次仿真模拟的方式，对进口风速为15m/s的不同孔径比下的孔板进行仿真模拟(大部分除尘管网内的最低风速在15m/s左右)，对模拟所产生的结果进行整理，绘制出相应的图表，可直观的观察到不同孔径比下所产生的局部阻力，同时也可由公式反推出该孔径比下的局部阻力系数ζ，之后针对不同风速因其局部阻力系数不变，仍可用于计算不同风速下的局部阻力，如此给设计人员在孔板插件上的选择带来参考，方便操作；(4)本专利技术的一种除尘管网阻力平衡方法，一般情况下都是在CAD中画出整个管网大致的系统图，其中各个支管段和主管段管径并不清楚，管件部分也不清楚，本专利技术在绘制管网的系统图方面利用Excel、CAD相互结合，共同绘制出较为精确的图纸，使管网的系统图更为准确和细致。附图说明图1中的(a)和(b)为本专利技术中可调孔板式阻力平衡器的结构示意图；图2为本专利技术中短管的主剖视结构示意图；图3为图2中A-A截面结构示意图；图4为不同孔径比孔板的局部阻力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种除尘管网阻力平衡方法，其步骤为：步骤1：根据初始的设计参数要求在Excel表格中写入CAD脚本文件，将整个管网的工艺流程图大致绘出，并将各个管段进行编号；步骤2：了解生产工艺和除尘工艺，根据现场情况确认除尘管网工作状态下的参数；步骤3：根据厂房要求的设计参数，进行设计计算，计算出管道阻力；步骤4：进行平衡计算，将设计计算出的主管段阻力和支管段阻力相差超过10％的节点进行阻力平衡；步骤5：利用设计计算和平衡计算过后输出的数据表格对初始Excel表格中的CAD脚本文件进行修改，再将其放入到CAD中绘制管网系统图。

【技术特征摘要】
1.一种除尘管网阻力平衡方法，其步骤为：步骤1：根据初始的设计参数要求在Excel表格中写入CAD脚本文件，将整个管网的工艺流程图大致绘出，并将各个管段进行编号；步骤2：了解生产工艺和除尘工艺，根据现场情况确认除尘管网工作状态下的参数；步骤3：根据厂房要求的设计参数，进行设计计算，计算出管道阻力；步骤4：进行平衡计算，将设计计算出的主管段阻力和支管段阻力相差超过10％的节点进行阻力平衡；步骤5：利用设计计算和平衡计算过后输出的数据表格对初始Excel表格中的CAD脚本文件进行修改，再将其放入到CAD中绘制管网系统图。2.根据权利要求1所述的一种除尘管网阻力平衡方法，其特征在于：步骤2中所述的除尘管网工作状态下的参数包括现场温度、粉尘特性以及管段的布置方向。3.根据权利要求1所述的一种除尘管网阻力平衡方法，其特征在于：步骤3中设计计算的结果包括但不限于各个管段的管径、阻力、风速、风量和风量偏差率，设计计算的结果可存入设置的数据库中进行记录，数据库同时和Excel相连接，可以将数据以Excel表格的形式输出。4.根据权利要求1所述的一种除尘管网阻力平衡方法，其特征在于：步骤4中不平衡率η满足下式：式中，ΔP1表示主管段阻力，ΔP2表示支管段阻力，若不平衡率η的结果大于10％，则需要进行平衡调节。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种除尘管网阻力平衡方法，其特征在于：步骤4中采用支管管径调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱付平，孙志顺，方璨，程佳磊，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34