工业通风课程设计某企业加工车间除尘系统设计

1、课程设计课题名称 某企业加工车间除尘系统设计 专业名称 安全工程 所在班级 学生姓名 学生学号 指导教师 湖南工学院课 程 设 计 任 务 书安全与环境工程 系 安全工程 专业学生姓名： 学号： 专业： 1. 设计题目：某企业加工车间除尘系统设计2. 设计期限：自2011年12月5日开始至2011年12月18日完成 3. 设计原始资料：（1）某企业抛光生产车间平面布局；（2）抛光轮局部排风罩风量；（3）高温炉温度、含尘烟气粒径；（4）相关参考书籍。（实用通风设计手册，工业通风第四版；网络搜索资料，如离心通风机的选取等）4. 设计完成的主要内容：（1）抛光轮粉尘捕集与除尘系统设计；（2）高温炉车

2、间的粉尘补集和除尘系统设计。5. 提交设计（设计说明书与图纸等）及要求：提交一份某企业车间通风系统设计报告和设计图纸一张。要求语句通顺、层次清楚、推理逻辑性强，设计改进明确、可实施性强。报告要求用小四号宋体、A4纸型打印；图纸部分要求运用Auto CAD严格按照作图规范绘制，采用国际统一标准符号和单位制，并打印。6. 发题日期：2010年 12 月 1 日 指导老师（签名）： 学 生（签名）： 目 录1前言12车间简介23通风除尘系统方案确定及主要材料的选择33.1系统确立的要求33.2风管的选择43.3弯头的选择44抛光车间通风系统的设计与计算54.1排风罩的选择54.2除尘器的选择54.3

3、风量计算74.4管道水力计算74.5对并联管路进行阻力平衡94.6计算系统的总阻力104.7选择风机105高温炉车间通风除尘系统设计与计算125.1排风罩确定125.2除尘器确定125.3风量计算125.4管道水力计算135.5对并联管路进行阻力平衡165.6计算系统总阻力165.7选择风机166 结束语18参考文献19附图201前言在工业生产过程中散发的各种污染物（颗粒物、污染蒸气和气体）以及余热和余湿，如果不加控制，会使室内外环境空气受到污染和破坏，危害人类的健康、动植物生长，影响生产过程的正常运行。因此，控制工业污染物对室内外空气环境的影响和破坏，是当前急需解决的问题。而工业通风的主要任

4、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。因此，我们应该搞好劳动保护和环境保护，为广大人民群众创造良好的劳动和生活环境。工业有害物不仅会危害室内空气环境，如不加控制地排入大气，会造成大气污染，在更广阔范围内破坏大气环境。因此我们要采取防治工业有害物的综合措施，其中采用通风措施控制有害物就是其中的措施之一，通过工艺设备和工艺操作方法的改革，如果仍有有害物散入室内，应采取局部通风或全面通风措施，使车间空气中的有害物浓度不超过卫生标准的规定，通风排气中的有害物浓度达到排放标准。采用局部通风时，要尽量把产尘、产毒工艺设备密闭起来，以最小的风量获得最好的效果

5、。总图布置、建筑和工艺设计应与通风措施密切配合，进行综合防治。用通风方法改善车间的空气环境，就是在局部地点或整个车间把不符合卫生标准的污浊空气排至室外，把新鲜空气或经过净化符合卫生要求的空气送入室内。防止工业有害物污染室内空气最有效的方法是，在有害物产生的地点直接把他们捕集起来，经过净化处理，排至室外。使车间的环境保持洁，使员工处于一个安全舒适健康的环境中工作。2车间简介某企业生产车间如图1所示，有1#、2#、3#、4#、5#工作台，高度均为1.2m，1#、2#、3#为抛光机，每台抛光机有2个抛光轮，抛光间产生粉尘，粉尘的成分有：抛光粉剂、粉末、纤维质灰尘等（石棉粉尘）。4#、5#为高温炉，生

6、产过程中产生高温含尘烟气，粒径范围约为0.010-20um，粒径范围炉内温度为500，室温为20，尺寸为1.0m*1.0m，房间高9m，窗台高1.0m，窗户高5.0m。图1 车间平面图 抛光的目的主要是为了去掉金属表面的污垢及加亮镀件。抛光车间打磨抛光锌合金制品产生的粉尘主要为：锌尘、布尘、砂尘、石腊尘等及一定的油污，如防尘措施不够完善，均可能有大量粉尘外逸，污染生产环境。高温炉车间在工作时，会产生高温含尘烟气。 在生产过程中工业有害物危害人体主要的途径是经呼吸道进入人体，其次是经皮肤进入人体，通过消化道进入人体的较少。 有些毒性强的金属粉尘进入人体后，会引起中毒以至死亡。此外，它们都能直接对

7、肺部产生危害。有些非金属粉尘如石棉、炭黑等，由于吸入人体后不能排除将变成石棉肺或尘肺。 粒径大于5m的粒子容易被呼吸道阻留，粒径为25m的微粒大都阻留在气管和支气管；粒径小于2m的微粒能进入人体的肺泡。如果在肺泡沉淀下来，由于肺泡壁板薄、总表面积大，有含碳酸液体的润湿，再加上周围毛细血管很多，使其成为吸收有害物的主要地点。从上述分析可以看出，2m以下的粉尘对人体危害较大，而抛光车间的粉尘粒径为0.51m，所以有必要除尘。3通风除尘系统方案确定及主要材料的选择3.1系统确立的要求 当车间内不同地点有不同的送、排风要求，或车间面积较大，送、排风点较多时，为便于运行管理，常分设多个送、排风系统。除个

8、别情况外，通常是由一台风机与其联系在一起的管道及设备构成一个系统。系统划分的原则：1）空气处理要求相同、室内参数要求相同的，可划为同一系统。2）生产流程、运行班次和运行时间相同的，可划为同一系统。3）对以下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）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烧易爆物质的单独房间或有防火防爆要求的单独房间。4）除尘系统的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；

9、（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会收获粉尘无回收价值时，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。再根据企业厂房平面分布图，确定该生产车间需要有两套通风除尘系统，即三个抛光台用一个通风除尘系统和两个高温炉车间用一个通风除尘系统。风管布置直接关系到通风空调系统的总体布局。风管布置应注意下列问题：1）车间通风除尘系统各个排风点，为了利于各支管间阻力平衡，系统各支路应该选用最合理的汇合点，避免出现支路阻力过大难以平衡的情况。2）在系统允许的情况下除尘风管应尽可能垂直铺设，减少水平风管。3）在除尘器系统中为利于阻力平衡以及防止风

10、管阻塞，要合理确定风管直径与最小风速,如表1所示。4）风管的布置应力求顺直，避免复杂的局部管件。弯头、三通、四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。该抛光车间在厂房建设时已考虑管道埋地情况，所以在本系统中，部分管道埋地铺设。5）通风排气立管出口高出屋面0.5m。表1 除尘风管的最小风速（m/s）粉尘类别粉尘名称垂直风管水平风管纤维粉尘干锯末、小刨屑、纺织尘1012木屑、刨花1214干燥粗刨花、大块干木屑1416棉絮810麻1113石棉粉尘1218其他粉尘煤尘1113焦煤粉尘1418谷物粉尘10123.2风管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

11、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。风管系统的进口处是各种形式的集气吸尘罩。它能改善排放粉尘有害物的工艺和工作环境，尽量减少粉尘排放及危害。考虑到产尘特点、扩散规律、设备允许密闭程度及工人的操作方式等因素，为使罩内气流均匀，一般适宜用圆形伞形罩。在保证对尘源的控制效果的前提下，应尽可能考虑减少排风罩的阻力消耗。风管断面形状有圆形和矩形两种。两种相比，在相同断面积时圆形风管的阻力小、材料省、强度也大；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，宜采用圆形风管。3.3弯头的选择布置管道时，应尽量取直线，减少弯头。

12、圆形风管弯头的曲率半径一般应大于（12）倍管径。故此处取、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。4抛光车间通风系统的设计与计算4.1排风罩的选择该车间为抛光车间，所以选用接受式侧排风罩，如图2，抛光机运行时诱导气流运动，带动粉尘运动直接进入排风罩内。图2 接受式侧排风罩接受式侧排风罩的断面应不小于罩口处污染气流的尺寸。4.2除尘器的选择选择除尘器时必须全面考虑各种因素的影响，如处理风量、除尘效率、阻力、一次投资、维护管理等。还应特别考虑以下因素：1）选用的除尘器必须满足排放标准规定的排空浓度。2）粉尘的性质和粒径分布。粉尘的性质

13、对除尘器的性能具有较大的影响，不同的除尘器对不同粒径的粉尘效率是完全不同的。3）气体的含尘浓度。气体的含尘浓度较高时，在电除尘器或袋式除尘器前应设置低阻力的初净化设备，去除粗大尘粒，有利于它们更好地发挥作用。4）气体的温度和性质。对于高温、高湿的气体不宜采用袋式除尘器。5）选择除尘器时，必须同时考虑除尘器除下的处理问题。石棉粉尘的粒径为0.51m，为达到较高的除尘效率，参考下表各种除尘器的性能和费用，由于袋式除尘器的阻力较小，在粒径0.51m 之间的除尘效率较高。为了达到高效率和经济实惠的目的，本设计中采用简易袋式除尘器。为了对比选择，给出了各种除尘器的综合性能如表2所示。表2 各种常用除尘器

14、的综合性能表除尘器名称适用的粒径范围（m）效率（）阻力（Pa）设备费运行费重力沉降室505050130少少惯性除尘器20505070300800少少旋风除尘器51560908001500少中水浴除尘器11080956001200少中下卧式旋风水膜除尘器595988001200中中冲激式除尘器59510001600中中上电除尘器0.51909850130大中上袋式除尘器0.51959910001500中上大文丘里除尘器0.519098400010000少大抛光机在运行过程中产生：抛光粉剂、粉末、纤维质灰尘等（石棉粉尘），综合考虑选用MW-11A型袋式除尘器如表3所示。表3 MW30-11A型袋式

15、除尘器的参数（单位：mm）高（mm）大小（mm）高度（mm）11023入口700*2703485出口9425袋式除尘器工作原理：袋式除尘器的气体净化方式为外滤式，含尘气体由进口处气流均布装置均匀进入各单元过滤室。气流通过阻流加导流型气流分布装置的适当导流和自然流向分布，从侧面及下部全方面均匀进入袋室，整个过滤室内气流分布均匀；含尘气体中的颗粒粉尘在进风道内通过自然沉降分离后直接落入灰斗，其余粉尘在烟气导流装置的引导下，随气流进入中箱体过滤区，吸附在滤袋外表面。过滤后的洁净气体透过滤袋经上箱、排风管排出。随着过滤工况的进行，当滤袋表面积尘达到一定量时，由清灰控制装置（定时控制）按设定程序打开电磁

16、脉冲阀喷吹，压缩气体以极短促的时间顺序通过各个脉冲阀经喷吹管上的喷嘴诱导数倍于喷射气量的空气进入滤袋，形成空气波，使滤袋由袋口至底部产生急剧的膨胀和冲击振动，造成很强的清灰作用，抖落滤袋上的粉尘。落入灰斗中的粉尘经由输灰设施集中送出。4.3风量计算资料中每个抛光台都有一台抛光机，抛光机有两个抛光轮，抛光轮为布轮，其直径为D=200，抛光轮的排气罩应采用接受式排气罩，工作原理见图3-2。一般按抛光轮的直径D计算：L=A×D。 式中：A与轮子材料有关的系数 布轮：A=6 m3/hmm 毡轮：A=4 m3/hmm D抛光轮直径200mm L=A×D =200×6=120

17、0 m3/h因为有两个抛光轮，由此可知风管的流速为2400 m3/h。4.4管道水力计算1）对(附录2)中抛光间轴测图的各管段进行编号，标出管段长度和各排风点的排风量。2）选定最不利环路，本系统选择1-4-除尘器-5-风机-6为最不利环路。3）根据各管段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1，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5及管6的计算风量为。管段1根据、，由工业通风（第四版 孙一坚主编）书中附录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11的通风管道统一规格。

18、同理可查的管径3、4、5、6的管径及比摩阻，具体结果见（表5）。4）确定管段2的管径及比摩阻，具体结果见（表5）。5）根据附录2，抛光间轴测图确定各管段的局部阻力系数。管段1矩形伞形罩：，；90°弯头两个：；120°弯头一个：；合流四通（14）如图3所示。 图3 合流四通图表4 合流吸入四通局部阻力系数表V2/V10.60.81.01.21.41.610.40.350.20.1002-1.8-0.700.10.250.3530.40.80.20.100根据表4 查得 ；管段2矩形伞形罩：，；90°弯头两个：；合流四通（24）：；管段3矩形伞形罩：，；90°

19、;弯头两个：；120°弯头一个：；合流四通（34）查表4得 ；管段490°弯头两个：；除尘器进口渐扩管：除尘器入口变径270*700mm，变径管长度430mm，四号管管径为340mm， ，； 管段5除尘器出口渐缩管：除尘器出口直径为560mm,变径管长度500mm，五号管管径为450mm。 90°弯头两个： 风机进口渐扩管：近似选一台风机，取进口直径D=512mm，变径管长300mm，五号管管径为450mm。 ， ； 管段6风机出口渐扩管：风机出口尺寸315*360mm，变径管管长为300mm，六号管管径为450mm。, ；带扩的伞形风帽, ；具体关于水力计算的数

20、据见表5。4.5对并联管路进行阻力平衡汇合点A：,，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：；根据通风管道统一规格，取，其对应阻力为：此时汇合点A达到平衡状态。4.6计算系统的总阻力4.7选择风机风机风量 风机风压 选用型离心风机： 风机转速，电机直联传动；配用型电动机，电动机功率N=7.5KW。表5 管道水力计算表管段编号流量m3/h（m3/s）长度l（m）管径D流 速v(m/s)动 压P4(Pa)局部阻力系数局部阻力Z(Pa)单位长度比摩阻Rm(Pa/m)摩擦阻力Rml(Pa)管道阻力Rml+z(Pa)备注12400（0.67）821018194.40.891

21、731713630932400（0.67）821018194.40.891731713630947200（2.00）7.285340202400.94225.612.591316.657560（2.10）9.72545014117.60.4654.14.846.68100.867560（2.10）9.545014117.60.6475.34.845.6120.922400（0.67）3.565200202400.512023.583.8203.8阻力不平衡22400（0.67）18020325.56阻力平衡除尘器12005高温炉车间通风除尘系统设计与计算5.1排风罩确定高温炉在工作时，会产生高

22、温含尘烟气。高温炉的排风罩宜采用上部吸气矩形伞形罩，由于横向气流影响较大，罩口离工作台高度设定为500mm，罩口尺寸按下式计算：，所以该接受罩为低悬罩；排风罩口尺寸为1250*1250mm（低）,=60°。5.2除尘器确定高温炉在工作时，会产生高温含尘烟气0.010-20um，该通风除尘系统选用CLS-D634水膜除尘器。具体参数如表6所示。 表6 CLS-D634水膜除尘器的参数（单位：mm） 高（mm）大小（mm）高度（mm）3627入口228*392691出口228*39234315.3风量计算热源对流散热量为：Q=热射流收缩断面上的流量为： 取排风罩排风量为： 5.4管道水力

23、计算经计算，高温炉排风量： 1）对(附录2)高温炉车间轴测图中的各管段进行编号，标出管段长度和各排风点的排风量。2）选定最不利环路，本系统选择1-3-除尘器-4-风机-5为最不利环路。3）根据各管段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1，输送含有高温烟气的空气时，风管内最小风速为，垂直风管11m/s、水平风管13m/s。管段1根据， ，由工业通风（第四版 孙一坚主编）书中附录9可查出管径、单位长度摩擦阻力，所选管径应尽量符合附录11的通风管道统一规格。 同理可查得管径3、4、5、的管径及比摩阻，具体结果见（表8）；4）确定管段2的管径及比摩阻，具体结果

24、见（表8）；5）根据附录确定各管段的局部阻力系数：管段1矩形伞罩：，；90°弯头一个：；图4 圆形三通圆形三通如图4所示： ， ； 管段2矩形伞罩：；90°弯头一个：；圆形三通（图4）： , ；管段390°弯头两个：；除尘器进口渐扩管：进口尺寸392*228mm，变径管长度400mm，三号管管径为280mm； ，；管段4：除尘器出口渐缩管：出口尺寸：392*228mm，变径长度：，四号管管径为340mm； ，；90°弯头两个：；风机入口渐扩管：（近似选择一台风机，取进口直径为462mm），变径管长度为400mm，四号管管径为340mm， ； ；管段5风机

25、出口渐缩管：出口尺寸280*320mm，变径管长度，五号管管径为340mm； ， ；伞形风帽（）：；6）计算各管段动压及比摩阻(1）动压气体在时的密度，；(2）比摩阻温度修正： ，；密度、黏度修正：；可查表得知(工业通风附录九）。计算得各管段动压及比摩阻如表7所示：表7 管道动压及比摩阻管段动 压Pd Pa比摩阻Rmo Pa/m比摩阻Rm Pa/m135.49101.4235.49101.4341.168.31.16425.414.20.6525.414.20.6计算各管段的水力计算数据如表8所示。5.5对并联管路进行阻力平衡汇合点A: ， 此时，系统处于平衡状态。5.6计算系统总阻力5.7选择风机风机风量 ，风机风压 ，选用离心风机： 风机转速，电机直联传动；配用型电动机，电动机功率。表8 管道水力计算表管段编号流量m3/hM3/s长度lm管径D流 速vm/s动 压PdPa局部阻力系数局部阻力ZPa单位长度比摩阻RmPa/m摩擦阻力RmlPa管道阻力Rml+zPa备注11620(0.45)5.42101335.490.3612.81.47.5620.433240(0.9)7.7392801441.160.416.51.16925.543392(0.94)4.2313401125.410.4912.50.62.51553392(0.94)9.53401125.410.6