工业通风课程设计解读

1、窜I婺徽祈华浄兜ANHUI XINHUA UNIVERSITY课程设计说明书（计算书、论文）题目课程名称工业通风与防尘院（系）土木与环境工程学院专业班级 2010级安全工程学生姓名林云飞学号 10422561设计地点土一 306指导教师李 改设计起止时间：2013年05月27日至2013年06月09日目录1. 前言 32. 车间介绍 43. 生产车间除尘系统设计 63.1 系统划分 63.2 风管材料及断面形状的选择 73.3 排风口位置的确定 73.4 排风罩的选择设计 83.5除尘器的选择 83.6加工车间通风管道路线的设计计算 9参考文献 151.前言人类在生产和生活的过程中， 需要有一

2、个清洁的空气环境 （包括大气环境和 室内空气或境）。因此，就要在生产和生活的过程采用通风和除尘技术。通风工程在我国实现四个现代化的进程中， 一方面起着改善居住建筑和生产 车间的空气条件， 保护人民健康、 提高劳动生产率的重要作用； 另一方面在许多 工业部门又是保证生产正常进行， 提高产品质量所不可缺少的一个组成部分。 通 风工程在内容上基本上可以分为工业通风和空气调节两部分。 工业通风的主要任 务是，控制生产过程中产生的粉尘、有害气体、高温、高湿，创造良好的生产环 境和保护大气环境。 其主要作用在于排出作业地带污染的或潮湿、 过热或过冷的 空气，送入外界清洁空气，以改善作业场所空气环境。工业通

3、风按其动力来源分为自然通风和机械通风。 自然通风依靠室内外空气 温度差所形成的热压和室外风力所形成的风压而使空气流动； 机械通风则依靠通 风机所形成的通风系统内外压力差而使空气沿一定方向流动。 除尘系统风量调节 技术的应用也越来越普遍。 以往仅靠液力耦合器使风机变速， 现在已有多种变频 调速器，适用于不同规格的电机，因而风量调节更易实现。除尘系统风量调节， 离不开流量监测，已开发出含尘气体流量连续监测装置，具有不堵、阻力小、应 用方便等特点，在除尘系统运行中发挥了很好的作用。 有些生产过程如原材 料加工、食品生产、 水泥等排出的粉尘都是生产的原料或成品， 回收这些有用原 料，具有很大的经济意义

4、。在这些部门，除尘设备既是环保设备又是生产设备。随着工业生产的不断发展， 散发的工业有害物日益增加， 通风除尘技术的应 用也越来越迫切，本次课程主要是运用通风除尘技术知识对某企业加工车间的通 风除尘系统方案进行设计，进行加工车间通风除尘管道路线的设计和水力计算， 平衡并联管路的阻力，选择合适的风机和除尘器，并进行风机的选择。2.车间介绍某企业加工车间如附图1、2所示，有1#、2#、3#工作台，已知1#是磨削机, 尺寸为0.5m *0.5m，工作台高度0.92m，磨削机工作时产生粉尘主要成分是石棉 粉尘；2#、3#为抛光机，每台抛光机有1个抛光轮，抛光机工作时产生粉尘，粉 尘的成分有：抛光粉剂、

5、粉末、纤维质灰尘等（石棉粉尘）。车间具体平面尺寸 见图一、二。图1:生产车间平面图6000240()6000图2:生产车间剖视图3.生产车间除尘系统设计3.1 系统划分3.1.1系统划分的原则 当车间内不同地点有不同送风、排风要求，或者车间面积较大，送、排风点 较多时，为便于进行管理，常分设多个系统。除个别情况外，通常是由一台风机 与其联系在一起的管道设备构成一个系统。系统划分的原则是：（1）空气处理要求相同、室内参数要求相同的，可划分一个系统。（2）生产流程、运行班次和运行时间相同的，可划为一个系统。（3）对下列情况应单独设置排风系统：1）两种或两种以上的有害物质混合后能引起燃烧或爆炸；2）

6、两种有害物质混合后能形成毒害更大或腐蚀性的混合物或化合物；3）两种有害物质混合后易使蒸汽凝结并积聚粉尘；4）散发剧毒物质的房间和设备；5）建筑物内设有存储易燃易爆物质的单独房间或有防火防爆要求的单独房 间。（4）除尘系统划分应符合下列要求：1）同一生产流程、同时工作的扬尘点相距不远时，宜合设一个系统；2）同时工作但粉尘种类不同的扬尘点，当工艺允许不同粉尘混合回收或粉 尘无回收价值时，也可合设一个系统；3）温湿度不同的含尘气体， 当混合后可能导致风管内结露时， 应分设系统。（5）如排风量大的排风点位于风机附近，不宜和远处排风量销的排风点合 为同一系统。增设该排风点后会增大系统总阻力。3.1.2

7、划分系统 1#、2#、3#三个工作台所产生的粉尘主要是石棉粉尘、抛光粉剂、粉末性质 相同，三个尘源室内参数要求、生产流程相同，扬尘点相距很近、运行班次和运 行时间大致相同故可合设一个系统。 故将三个尘源、 管道、 除尘器和风机设为一 个系统。3.2 风管材料及断面形状的选择3.2.1风管布置的原则风管的布置应该符合以下原则：（1）除尘系统的排风点不宜过多，以利各支管间阻力平衡。（2）除尘风管应尽可能垂直或倾斜敷设，倾斜敷设时与水平夹角最好大于 45必须水平敷设或倾角小于 30时，应采取措施，如加大流速、设清扫口等。（3）在除尘系统小，为防止风管堵塞，风管直径不宜小于下列数值： 排送细小粉尘80

8、mm；排送较粗粉尘100mm；排送粗粉尘130mm。（4）排除含有剧毒物质的正压风管，不应穿过其他房间。（5）风管上应设置必要的调节和测量装置（如阀门、压力表、温度计、风 量测定孔和采样孔等） 或预留安装测量装置的接口。 调节和测量装置应设在便于 操作和观察的地点。（6）风管的布置应力求顺直，避免复杂的局部管件。弯头、三通等管件要 安排得当，与风管的连接要合理，以减少阻力和噪声。3.2.2 风管截面及材料的选择风管截面形状有圆形和矩形两种。 两者相比较， 在相同断面积时圆形风管的 阻力小，材料省，强度也大。同时当风管中流速较高，风管直径较小时，如除尘 系统和高速空调系统都用圆形风管。 风管材料

9、应根据使用要求和就地取材的原则 选用。 因本设计属除尘系统设计， 管内流速较高， 阻力较大，故采用圆形风管 钢板易于工业化加工制作，安装方便，采用钢板。3.3 排风口位置的确定排风口设置应满足以下要求：（1）在一般情况下通风排气立管出口至少应高出屋面 0.5m。（2）通风排气中的有害物质必须经大气扩散稀释时，排风口应位于建筑物 空气动力阴影区和正压区以上。3）要求在大气中扩散稀释的通风排气，其排风口上不应设风帽，为防止 雨水进入风管可在下部斜设排水口。因为生产车间高6m,将排风口所处的管道设为6.5m,加上风机的高度，排风 口高出地面 8m。3.4 排风罩的选择设计3.4.1局部排风罩的设计原

10、则 设计局部排风罩时应遵循以下原则：（1）局部排风罩应尽可能靠近污染物发生源,使污染物局限于较小空间, 尽可能减小其吸气范围,便于捕集和控制。（2）排风罩的吸气气流方向应尽可能与污染气流运动方向一致。（3）已被污染的吸入气流不允许通过人的呼吸区。（4）排风罩应力求结构简单、造价低,便于制作安装和拆卸维修。（5）与工艺密切相结合,使排风罩的配置与生产工艺协调一致,力求不影 响工 艺操作。（6）要尽可能避免或减弱干扰气流。3.4.2选定局部排风罩1#工作台是磨削机, 其尺寸较小, 采用侧吸罩, 布置在工作台, 设置法兰边, 罩口宽 0.5m,高 0.2m，排风量 L1=0.75*3600* （5X

11、2+F）*V取 X=0.5m, V=0.8m/s所以 L=0.75*3600*（5*0.5*0.5+0.5*0.2） *0.8=2916m3/h=0.81 m3/s。2#、3#工作台是抛光机, 主要是为了去掉金属表面的污垢及加亮镀件。 抛光 机的抛光轮工作原理同砂轮, 所以抛光轮的排风罩也应采用侧吸式排气罩 （抛光 轮上方加一活动挡板）。抛光轮的直径200mm，所以L=K*D取 K=6，则 L2=6*200=1200 m3/h=0.33 m3/s。综合以上考虑，排风罩应采用外部吸气罩的侧吸式排气罩3.5 除尘器的选择1 ）按处理气体量选型 处理气体量的多少是决定除尘器大小类型的决定性因素， 对

12、大气量， 一定要选能处理大气量的除尘器， 如果用多个处理小气量的除尘器并联使用往往是不经 济的。对较小气量要比较用哪一种类型的除尘器是最经济最容易满足尘源点的控 制和粉尘排放的环保要求。 由于除尘器进入实际运行后， 受操作和环境条件影响 有时是不易预计的， 因此，在决定设备的容量时， 需保证有一定的余量或预留一 些可能增加设备的空间。2)按粉尘的分散度和密度选型 所有除尘器的一个共同点是堆积密度越小， 尘粒分离捕集就越困难， 粉尘的 二次飞扬越严重，所以操作上与设备结构上应采取特别措施。在本次设计中，需处理的风量较小，选用较为经济实用的旋风除尘器。3.6 加工车间通风管道路线的设计计算3.6.

13、1 通风管道路线的设计3.6.1.1编号 对各管进行编号，标出管段长度和各排风点的排风量。见通风系统图。3.6.1.2选定最不利通风线路本系统选择 1 3 5除尘器 6风机 7 为最不利环路 3.6.1.3确定断面尺寸和单位长度摩擦阻力根据除尘器的最小风速表可知， 输送含有石棉粉尘的空气时， 风管内最小风 速为，垂直风管12m/s、水平风管18m/s。考虑到除尘器及风管漏风，管段 6 及 7 的计算风量L6= (2916+1200+1200) *1.05 = 5582 m3/h=1.55 m3/s。管段 1根据L1=2916 m3/h (0.81 m3/s)、V仁18 m/s,由附录9查出管径

14、和单位长 度摩擦阻力。所选管径应尽量符合附录 8 的通风管道统一规格。D1= 180mm ， Rm1=0Pa/m同理可查的管段 3、 5、 6、 7 的管径及摩擦阻力，具体结果见表 1管道水力计算表1管 段 编 号流量 m3/h m3/s长度m管 径mm流 速 m/s动 压Pa局部阻力 系数局部 阻力Pa单位长 度摩擦 阻力RmPa/m摩擦 阻力RmlPa管段阻力Rml+zPa备注12916(0.81)1024018194.40.3670106013034116(1.1)226018194.40.132514285355316(1.5 )132018194.40.8155.51111166.5

15、65582(1.55)44001286.40.4740.641656.675582(1.55)84001286.40.651.843288.82318018194.40.3466.110309640.3466.11050116.1除 尘 器361.4确定管段2、4的管径及单位长度摩擦阻力，见表1362通风管道的水力计算3.6.2.1各管段的局部阻力系数管段1圆形伞形罩：a =60 Z =0.0990 弯头（R/D=1.5） 一个,Z =0.17直流三通（1-3）（见图）根据 F1+F2F3 a =30（F2/F3）=（180/260）2=0.48L2/L3=1200/

16、4116=0.29 查得 Z 13=0.10艺 =0.09+0.17+0.10=0.36（2）管段2圆形伞形罩：a =60 , Z =0.0960 弯头（R/D=1.5）: 1 个，Z =0.15直流三通（2-3）艺 =0.09+0.15+0.1=0.34(3) 管段3直流三通(3-5)根据 F1+F2F3 a =30（F4/F5） =（180/320）2=0.32L4/L5=1200/5316=0.23 查得 Z 45=0.13（4）管段4圆形伞形罩：a =60 , Z =0.0960 弯头（R/D=1.5）: 1 个, Z =0.15直流三通（2-3）艺 =0.09+0.15+0.1=0.

17、34(5)管段5除尘器进口变径管(渐扩管)除尘器进口尺寸300x 800mm,变径管长度500mm,丄1 （800_260）门一tg0.542500a =28.7E =0.80(6)管段6除尘器出口变径管(渐缩管)除尘器进口尺寸300x 800mm,变径管长度L=400mm,丄 1,00 340 cue tg0.582400a =29.1E =0.1090 弯头（R/D=1.5） 2 个，乙=0.17X 2=0.34风机进口渐扩管近视选出一台风机，风机进口直径D1=500mm,变径管长度l=300mmF0=(500/400)2-1.561tg(500-400)/300 二 0.17a =7.5

18、 E =0.03艺 =0.1+0.34+0.03=0.47（7）管段7风机出口渐扩管风机出口尺寸 410X315mm,D7=400mmF7F出= (0.126/01.29) =0.98E 0带扩散管的伞形风帽（h/D0=0.5）E =0.60艺 E =0.60+0=0.603.6.2.2对并联管道进行阻力平衡1)汇合点A P1=130 Pa, P2=96.1Pa,130 -96.1130= 26.1% 10%为使管段1、2达到阻力平衡，改变管段2的管径，增大其阻力根据公式有2 x 0.22596.1 0.225D2 二 D2(-)=180()= 168mm：2130rr根据通风管道统一规格，取

19、 D2 =170mm= 96.1（型严170=100pams130 -100130= 23.1% 10%此时仍处于不平衡状态。继续缩小，取 D2=80m m,同样处于不平衡。因此 取D2=170mm，在运行时在辅以阀门调节，消除不平衡。2）汇合点B P=A P1+A P3=130+53=183Pa34 -:P4J1；.；830%符合要求3）计算尘系统总阻 P=2 （Rm1+Z） =130+53+166.5+116.1+56.6+88.8+96.1=654.1Pa3.6.3除尘器型号及其风机的选择选择风机 Lf =1.15L=1.15x5582=6419 m3/h风机风压 Pf =1.15 口 =1.15x654.仁752Pa选用DT9-56-11A风机Lf=6700 m3/h Pf=1000Pa风机转速1400 r/min皮带转动配用Y132S2-Z型