工业通风课程设计-副本

1、工业通风课程设计学号：学生：指导老师：学院：概述设计背景1.1.1工艺通风与除尘设计的相关主要参考书目工业通风除尘工程设计手册简明通风设计手册1.1.2粉尘的危害(1) 对人体健康的危害：尘肺病、眼病、皮肤病(2) 爆炸危害：煤尘、纺织粉尘、面粉尘爆炸(3) 对能见度的影响：沙尘暴(4) 对建筑物、植物、动物的影响：污染腐蚀(5) 对设备、产品的影响：磨损设备、出次品(6) 对大气环境质量的影响：粉尘浓度超标(刀粉尘对人体的危害对人危害的途径：呼吸(呼吸道)、接触(皮肤)和食用(消化道)。对人体的损害：损坏呼吸系统；损坏神经系统和脑细胞；对眼睛的伤害；导致角膜感觉丧失、角膜混浊等对皮肤的伤害，

2、如皮囊炎。1.1.3工业通风与除尘设计的有关规定及设计原则设计过程中必须注意若干基本原则，要能实现本身的目的，起 功能与形式都应符合各种需要。同时又能合理地进行生产，产 品价格符合经济的原则。工业通风的设计过程在遵循基本的设 计规之外，应当遵循的三项基本原则，即以人为本的原则、系 统化原则、环保原则，再设计中体现重视人的生命健康安全及 保证排放的污染物浓度在环境标准以。二、生产车间厂房的基本概况及车间布置1.2.1污染源分布情况某工厂厂房平面布置及有害物分布如图1所示，该厂房高为8m,风管采用钢 板制作，排除各种有害物，大气温度为常温。A处有一个污染源，需要安设排风罩，其尺寸为200X400m

3、n的矩形外部吸气 罩（四周无边），为了能够有效地排出此污染物，要求在距罩口 600mm处造成 匕二0.25m/s的吸入速度，其局部阻力系数为彳= 1.0 （对应接管动压）在B处有一浸漆槽，槽面尺寸为600X800mm,为排除有机溶剂蒸气，在槽上 方设排风罩，罩口至浸漆槽面距离H二300mm,罩的一边设有固定档板。在C处有一个振动筛，如图2所示，振动筛的平面尺寸为E二800mm, L二650mm, 粉状物料手工投向筛上时的发散速度为岭二0. 25m/s,周围干扰气流速度 V。二0. 2m/s,为了排除粉尘在其旁边按以尺寸为650X400mn的侧吸罩C,其局部 阻力系数为歹=1.0 (对应接管动压

4、)。根据以上条件设计出其通风系统图，并对该系统进行水力计算，画出压能图, 并选择风机。1.2.2通风系统设计原则和设计方案(1) 设计要求：包括排风罩、管道、除尘器、风机和电机等部分组成，管道采用 除尘风管，除尘器选用脉冲式喷吹淸灰袋式除尘器(阻力为1500Pa)o(2) 设计方案：由于该厂房只有两个车间，且面积较大，厂房较高，车间以一 道墙相隔，为节省费用，在两间车间中间墙壁上开一个洞，只设计一个通风系统, ABC顺次并联相接。此方案占地面积小，便于维护修理。二.车间排除有害物总需风量的计算2.1.AS域所需要的排风量矩形外部吸气罩，长a二400mm,宽b二200mm,x二600mm,见图2

5、。a/b二400/200二2. 0x/b二600/200二3. 0由 39 页表 3-23 得： 匕 /V。二0. 037罩口 上平均风速为： 乂二匕/0. 037=0. 25/0. 037=6. 76m/s罩口排风量厶=3600VoF=3600X6. 76X0.2X0.4=1946. 88 m3/h=0. 5408m3 /s2. 2.B区域所需要的排风量B处为上部接收罩，见图3o浸漆槽面，槽液体蒸发，取控制点控制风速V =0. 25m/s罩 口尺寸长边 A二0. 8+0. 8 X 0. 3=1.04m短边 B二0. 6+0. 8X0. 3=0. 84m设其长边设有挡板，罩口周长Ph04+08

6、4X2=2.72m 排风量 L2=KPHv =1.4X2. 72X0.3X0. 25=0. 2856m3/s2. 3.C区域所需要的排风量如图4所示,侧吸罩罩口尺寸取650x400mm,罩口法兰边全宽为&二800mm, U二0, H二0污染气体发生量Lo二0.65X0. 8X0. 25=0.13加从文献3得，极限流量比F3HUKk=1.5ET"+2. 5 Y ' 7+0. 2 (e)1 io. 2 0. 3 (e) 2 °+1.0根据下安全系数表：（PQ表35安全系数表干扰气流速度m/s安全系数m00 1550. 15"0. 3080. 30&qu

7、ot;0. 45100. 450. 6015干扰速度为0. 20,取安全系数m二8C处排风量l_3 二 L°4 + mKk> 二 1.482m3/s2. 4通风除尘系统的设计系统总排风量L总二 L + L? + l«3 二 0. 5048 + 0. 2856 + 1.482 二 2. 2724诊空4m三、3.1编号对各管进行编号，标出管段长度和各排风点的排风量。见正视图其中 h=14. 5m,12=6. 1m,l3=10m,14=6. 5m,15=14. 8,16=9. 2m17二8m3.2选定最不利环路本系统选择135除尘器一6风机一7为最不利环路。3. 3根据各管

8、道的风量及选定的流速，确定最不利环路上各管段的断面尺寸和单 位长度摩擦阻力。根据表6-4 (除尘风管的最小风速)A输送含有轻矿物粉尘的空气时，风管最小风速为：垂直风管12m/s,水平风管14m/sB输送含有钢铁物粉尘的空气时，风管最小风速为：垂直风管13m/s,水平风管15m/sC输送含有重矿物粉尘的空气时，风管最小风速为：垂直风管14m/s,水平风管16m/s考虑到除尘器及风管漏风，管段6及7计算风量为2.2724X1.05=2. 3863m3/s管段1根据厶= 1946.88屛/? (0.5408F/s)= 14m/s由附录9可查出管径和单位长度摩擦阻力。所选管径应尽量符合附录门的通风管道

9、统一规格。D,=220mm Rf1 1. 13Pa/m管段3根据厶=0.2856 + 0.5408 = 0.8264m3/s (2975. 04m7h)v3 = 14 m/s 由附录6可查出£>3 = 280 mmRm3=7. 35Pa/mv5 =14 由附录9可查出管段5根据 L5=2. 2727m7s(引81 72n?/h)Ds = 450 mmRm5=4. 61 Pa/m管段6根据 l_6二2. 3863m7s (8590. 68m3/h)比=1 加/s 由附录 9 可查出D6二450mmRm6二5. 07Pa/m管段7根据L尸2. 3863m3 s(8590- 6弘&#

10、39;几)v-14m/s由附录9可查出D7二450mm Rm7二5. 07Pa/m确定管段2、4的管径及单位长度摩擦阻力管段2根据厶=0.2856,/s (1028.16m7h)V2二 13m/s由附录 9 可查出D2二160mm Rm2=16. 60Pa/m管段4根据 L4 = 1.482/?73/s (5335. 2m3/h)14m/s 由附录 9 可查出D4 - 360 mmRm2二6. 3Pa/m3.4确定局部阻力系数查附录7,确定各管段的局部阻力系数。 管段1设备外部吸气罩§ = 1.090° 弯头(R/D = L5) 一个 = 0.17直流三通(13)见直流三通

11、图ci = 30°170280= 0.3686直流三通示意图1L. 0.2856厶 0.8264=0.3456查得爲=0.38 = 1.0 + 0.17+0.38 = 1.55 管段2设备接受罩 歹= 0.27直流三通(23)见直流三通图1查得 = -0.017 = 0.27-0.017 = 0.25 管段3直流三通(35)见直流三通图2耳+耳Q代 a = 30°P牆g查得鼻=0.67工加0.67直流三通示意图2 管段4设备侧吸罩§ = 1090°弯头(R/D = l5) 1个g = 017合流三通（4T5）见直流三通图2 查得 45 = -°

12、-55Y4 = 1.0 + 0.17 + 0.53 = 1.7 管段5除尘器进口变径管（渐缩管） 除尘器进口尺寸300 x 800/?/;/,变径管长度500” ,1tan a = -2800450500= 035a = 193°90° 弯头(R/D = l5) 2 个 g = 034= 0.5 +0.34 = 0.84 管段6除尘器出口变径管（渐扩管）除尘器进口尺寸300 X 800/7?/；/ ,变径管长度厶=400/77/77 ,800 450""400= 0.4375d = 236° = 0.190。弯头(R/D = l5) 2 个歹=

13、 0.17x2 = 0.34风机进口渐扩管先近似选出一台风机，风机进口直径D = 500m,变径管长度/ = 300”1tan a =-2500-450300= 0.25a = 4.76°g = 0.02工歹=0.1 + 0.34+0.02 = 0.46 管段7风机出口突扩管风机出口尺寸 43 5x 350 D7 = 500 nun匕=0196=1 287 弘 0F;|lj 0.435x0.35带扩散管的伞形风帽(力/2=05)歹= 0.60工歹= 0603.5计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力表2管道水力计算表管段编号流量(m3/h)长度I(m)管径D(mm)流速V(m/s)动压P

14、(PJ局部 阻力 系数局部 阻力Z(PJ单位长 度摩擦 阻力R.(Pa/m)摩擦 阻力RJ(Pa)摩擦阻 力Rml+Z(Pa)备注11246. 014. 5522014126.421.55216.211. 13161.9378. 132126.910.028014126.421.763.27. 3573.5136.757454. 913.745014126.420. 84106.24. 6163.2169.467827. 611.945014126.420. 4658.25. 0760.3118.577827. 69.04501492.880. 6055.75. 0745.6101.32880

15、.85.941601392.880. 2538.316. 6098.6136.9阻力不平衡45328. 06.53601492.881.70157.96.341.0198.9阻力不平衡2880.812014393. 5645328. 028014571 84除尘器15003. 6对各并联管路进行阻力平衡汇合点A片=390.78 匕只=109.58PAPi-AP2 = 390.78 -109.58 = 72%>10%片390.78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(6-16),D；=16109.58 V225390.58,=120.2/HW7根据通风管道统一

16、规格，取0 =120加7。其对应的阻力0.225= 393.56化109.58(曙八片AP'z=驾評5/5符合要求汇合点B 片 + = 390.78 +153.21 = 543 99匕什=187.15 乙27 =鹉99-187.15 = 65.6% > 10% 片 + 543.99为使管段2、4达到阻力平衡，改变管段4的管径，增大其阻力。根据公式(6-16),=36187.15）543.99 丿=283.16加7根据通风管道统一规格，取£；=280劝。其对应的阻力tf匕=187-1512801360 O225= 571.84P/叮 片一 乙571.84-543.9957

17、1.84= 4.8% <10%符合要求3.7计算系统的总阻力M =工（位 + Z）= 390. 78 + 153. 21 + 170. 59 + 110. 95 + 82. 33 + 1500 = 2397. 86人3. 8选择风机风机风量Lf =1.15L = 1.15x7827.64 = 9001.786屛 / h风机风压鬥=1.15AP = 1.15x2397.86 = 2757.539匕=12343F/z 选用T4-6SNO5A型号的禹心式通风机，f _Pf = 2900/?«序号为5,效率为89.8%,功率为10. 86Kw,所需功率为12.49Kw«风机转

18、速为 2900r/min配用H60M, -2型号的电动机，电动机功率15Kw,选择除尘器根据风量和压力损失选择，风量 7454. 894 X 1.05=7827. 64 加"压力损失1500pa选择型号MC-60 11 （外形尺寸为长x宽X高=2200 x1400 x 3646mm）四. 设备的选型4.1风管材料的选择用作风管的材料有薄钢板、硬聚乙烯塑料板、胶合板、矿渣石膏板、砖及混 凝土等。这里选用薄钢板，因为它的优点是易于工业化加工制作、安装方便、能 承受较高温度。4. 2风管断面形状的选择风管断面形状有圆形和矩形两种。两者相比，在相同断面积时圆形风管的阻 力小、材料省、强度也大

19、；圆形风管直径较小时比较容易制造，保温亦方便。当 风管中流速较高，风管直径较小时，通常使用圆形风管。所以此处选用圆形风管。4.3风管弯头的选择布置管道时，应尽量取直线，减少弯头。圆形风管弯头的曲率半径一般应大 于（12）倍管径。故此处取90弯头。由于管道中含尘气流对弯头的冲刷磨损, 极易磨穿、漏风，影响正常的集尘效果，因此要对弯头加以耐磨设施。44三通的确定三通流速不同的两股气流汇合时的碰撞，以及气流速度改变时形成涡流时造 成局部阻力的原因。为减小三通的局部阻力，应避免引射现象，还应注意支管和 干管的连接，减小其夹角，所以支管与总管的夹角取。=30°；同时，还应尽量 使支管和干管的流

20、速保持相等。通弯头一样，三通管件也应加耐磨设施。五、管道的压力分布选择最不利环路135除尘器6风机75.1确定各点压力点1巧厂© +乙因为巧厂大气压=0故©=-乙=一126.42皿匕产宁=126.42/加匕=心一巴产-252.84以占2八厶 = - (心-2 厶7 + Z?)=-126. 42-(174. 6+216. 18)=-517. 2paPj2 = PjR - （心7 厶-2 + Z?）=-252.84-(174. 6+216. 18)二-643.62pa点3Pq = Pq2 (心2-3 厶-3 + 3 )=-517. 2- (90+63.21)-670. 41 p

21、aPj3 = Pj2 - (尺心-3 厶2-3 + Z3 )=-643. 62- (90+63. 21)二-796.83pa点4 除尘器进口PqA = Pq - (R,m37 厶-4 + Z_» )=-670.41-(64. 39+106. 21)=-841 paPj4 = PP -(心3-4厶7 + Z4 )二-796. 83-(64. 39+106. 2)二-965.42pa点5除尘器出口Pqs =环-乙除=-841-1500 = -2341 pap$ = P/5 - Pl4_5 = -2341 _ 126.42 = -2467.42 paZ除为除尘器的阻力损失12345678点

22、6风机进口二-2341- (52.8+58.15) =-2451.95paPj6 = Pj5 (心5-6 厶5-6 + 5-6)=-2467. 42- (52. 8+58. 15)二-2578. 37pa点8风管出口? + Z厂牛+ 0.6 牛“48.61M冬=号8-号 7-8 =55.73 pa点7风机出口Pq7=Pqs+(R”X 厶 _s+Z?)=231.34paP厂 SPJ7-S=138.46pa-126.42-517. 2-670. 41-841-2341-2451.95231.34148. 61-252. 84-643. 62-796. 83-965. 42-2467.42-2578

23、. 37138.4655.73表3压力分布表点1p“n 因为巧厂大气压=0故耳=一乙=一126.42皿匕严牛= 126.42 w匕=4巴产252.84以点2Pg = Pq - (尺”1 厶-2 +Z?)=-126. 42-(174. 6+216. 18)=-517. 2paPj2 = Pj - (R,”1-2 厶7 + Zj=-252.84-(174. 6+216. 18)=_643. 62pa点3Pq3 = Pq2 (尺,门-3 厶-3 + 3 )=-517. 2- (90+63.21)"670. 41 paPj3 = Pj2 - (尺心-32-3 +=-643. 62- (90+63. 21)二-796.83pa点4 除尘器进口PqA= Pq - (心37 厶7 + A)=