通风工程课程设计70058

1、通风工程课程设计说明书题 目： 某水泥厂通风除尘系统设计 学 院： 能源与建筑环境工程学院 专 业： 建筑环境与能源应用工程专业 姓 名： 翟彦琴 学 号： 041412201 指导老师： 王洪义 周恒涛 虞婷婷 崔秋娜 完成时间： 2015年06月12日 目 录第一章 前言1第二章 课程设计任务12.1设计的教学目的和任务12.2设计题目22.3设计资料2第三章 通风除尘系统设计33.1设计内容33.2风管的选择33.2.1风管材料的选择33.2.2风管断面形状的选择33.3弯头的确定43.4三通的确定43.5除尘系统管道水力计算43.6排风罩的选型123.6.1防尘密闭罩的确立13根据局部

2、排风罩的设计原则：133.6.2排风立管的确定133.7. 通风除尘系统的日常安全管理措施143.7.1. 平台、梯子及照明143.7.2 防雷及防静电143.7.3 防火防爆143.7.4袋式除尘器管理14第四章 计算结果分析15第五章 结束语15第六章 附录166.1管内风速（m/s）166.2局部阻力系数值（见表4）17第七章 参考文献172第一章 前言工业通风是通风工程的重要部分，其主要任务是，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。做好工业通风工作，一方面能够改善生产车间及其周围的空气条件，防止职业病的产生、保护人民健康、提高劳动生产率；另一方面

3、可以保证生产正常运行，提高产品质量。随着工业的不断发展，散发的工业有害物的种类和数量日益增加，大气污染已经成为了一个全球性的问题。如何做好工业通风，职业安全健康管理以及环境保护是我们安全工作人员的一项重要职责。工业通风中的除尘系统设计，主要要将车间产生的大量水泥粉尘通过合理有效的除尘系统来净化空气，提高车间及其周围环境的空气质量。车间中的粉尘浓度达到一定值可能会造成爆炸，严重影响人们的生产生活和社会的安定和谐。因此需采取有效的通风措施在有害物产生地点把它们收集起来，经过净化处理排至室外，使车间内有害物浓度低至国家卫生标准规定的最高允许浓度以下。通过此次设计，使同学们亲自动手进行通风除尘系统的设

4、计及计算，切实体会通风除尘在工业生产中的重大作用，理论联系实践，培养同学们的动手能力以及合作能力 第二章 课程设计任务2.1设计的教学目的和任务通风通风课程设计是通风工程课程中的重要实践性环节，是通风工程课程结束后学生的一次计算和设计的综合训练，以提高学生的计算、查手册和设计等能力为目的。通过本课程设计教学所要达到的目的是：1、复习和巩固已学的通风工程知识，并在课程设计中进行综合应用，提高学生的计算和设计能力；2、进一步熟悉通风工程的基本原理、设计方法，重点是熟练掌握除尘系统的设计、计算；3、为后续课程的课程设计和毕业设计奠定基础。本课程设计的任务是：每个学生应该完成设计说明书一份和一张A3图

5、幅的除尘系统轴测图，要求投影原理正确并符合制图相关标准。2.2设计题目某水泥厂通风除尘系统设计2.3设计资料 如下页图所示为某水泥厂的除尘系统。采用矩形伞形排风罩排尘，风管用钢板制作（粗糙度K0.15mm），输送含有铁矿粉尘的含尘气体，气体温度为20。该系统采用ZC-1型回转反吹风扁袋除尘器，除尘器含尘气流进出口尺寸为318mm×552mm，除尘器阻力pc=1100Pa。对该系统进行水力计算，确定该系统的风管断面尺寸和阻力并选择风机和电机。某水泥厂通风除尘系统示意图第三章 通风除尘系统设计3.1设计内容 （1）绘制系统轴测图，对各管段进行编号，标出管段长度和各排风点的排风量。（2）选

6、定最不利环路。 （3）根据各管段的风量及选定的流速，确定各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。（4）计算各管段的摩擦阻力和局部阻力。（5）校核节点处各支管的阻力平衡。（6）计算系统总阻力。 （7）排风罩设计（排风罩的形式确定、排风量计算）； （8）选择风机和电机。通风机风量、风压、功率、效率的确定）；3.2风管的选择3.2.1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。3.2.2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

7、度也大；圆形风管直径较小时比较容易制造，保温亦方便。但是圆形风管管件的放样、制作较矩形风管困难；布置时不易与建筑、结构配合，明装时不易布置得美观。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。3.3弯头的确定布置管道时，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。3.4三通的确定 三通内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，

8、减小其夹角，所以支管与总管的夹角取直流三通；同时，还应尽量使支管和干管内的流速保持相等。通弯头一样，三通管件也应加耐磨设施。3.5除尘系统管道水力计算 绘制轴测系统图对各管进行编号，标出管段长度和各排风点的排风量。 选定最不利环路，本系统选择12-3-4除尘器-56风机7-8为最不利环路。 根据各管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8-5（除尘风管的最小风速），输送含有重矿物粉尘的空气时，风管内最小风速为：垂直风管14，水平风管16附表3 除尘风管最小风速（m/s）根据=3000（0.83）、 由附录6可查出管径和单位长度摩擦阻力。所选管径应尽量符

9、合附录8的通风管道统一规格。 管径取整，令有附录4查得管内实际流速15.0m/s，单位长度摩擦阻力 。 2)管段23：根据=6800（1.89）、=16m/s，求出管径。所选管径应尽量符合通风管道统一规格。 管径取整，令，有附录4查得管内实际流速14.40m/s，单位长度摩擦阻力 。 3)管段34： 根据=13700、=16/s，求出管径。所选管径应尽量符合通风管道统一规格。 管径取整，令，有附录4查得管内实际流速17.40m/s，单位长度摩擦阻力 。 4)管段56： 根据=13700、=10m/s，求出管径。所选管径应尽量符合通风管道统一规格。 管径取整，令，有附录4查得管内实际流速9.92

10、m/s，单位长度摩擦阻力 。 5)管段78： 根据=13600、=10m/s，求出管径。所选管径应尽量符合通风管道统一规格。 管径取整，令，有附录4查得管内实际流速9.92m/s，单位长度摩擦阻力 。 6)管段92： 根据=3800、=16m/s，求出管径。所选管径应尽量符合通风管道统一规格。管径取整，令，有附录4查得管内实际流速15.5m/s，单位长度摩擦阻力 。 7)管段103： 根据=6900、=16m/s，求出管径。所选管径应尽量符合通风管道统一规格。 管径取整，令，有附录4查得管内实际流速14.5m/s，单位长度摩擦阻力。具体结果见表1 计算各管段的摩擦阻力和局部阻力。 查附录7，确

11、定各管段的局部阻力系数 （1） 管段1-2 摩擦阻力：局部阻力 矩形伞形罩 查附录5得 ， 弯头（）2个 直流三通（12）见图 1当时， F1-2=m2，F9-2= m2，F2-3= m2 根据F1-2+ F9-2F2-3， 查得 ， 管内动压 管段1-2的阻力 ： 2) 管段92 摩擦阻力： 矩形伞形罩 ，查附录5得 ， 弯头（）2个 查得 管段9-2的阻力： 3) 管段2-3 摩擦阻力 局部阻力：直流三通（23）见图1 查得 ， 管段23的阻力 4）管段103： 摩擦阻力 局部阻力矩形伞形罩查附录5，90°弯头（R/D=1）2个，直流三通（）见图2， 管段103的阻力 5）管段3

12、4：摩擦阻力 局部阻力除尘器进口变径管（渐缩管）除尘器进口尺寸，变径管长度360mm，tan=，管段34的阻力 6)管段5-6：摩擦阻力 局部阻力 90°弯头（R/D=1）2个， 除尘器出口变径管（渐扩管） 除尘器出口尺寸318mm×552mm，变径管长度300mm，tan=， ， =0.70×59.04=41.30Pa管段5-6的阻力 =+=(8.25+41.3)Pa=49.56Pa 7）管段7-8摩擦阻力 局部阻力 根据设计经验，初步选择4-68-No.6.3C风机，风机出口尺寸420mm×480mm，扩散角度按设计定为10°，带扩散管的伞

13、形风帽（h/D0=0.5）， =0.70×59.04Pa=41.30Pa管段7-8的阻力 =+=（41.30+15.93）Pa=57.53 Pa（5）校核节点处各支管的阻力平衡 1）节点2： =2150.75Pa =210.82Pa （-）/=39.8%10%为使管段1-2、9-2达到阻力平衡，要修改原设计管径，重新计算管段阻力。 根据式（8-20），改变管段1-2的管径D1-2=D1-2（/）0.225=260（150.75/210.82）0.225mm=241 根据通风管道统一规格，取D1-2=240 根据=3000m3/h（0.83 m3/s）、D1-2=240mm，由附录4查

14、得管内实际流速v1-2=17.20，动压Pd，1-2=177.50Pa查附录4，Rm，1-2=13.2Pa/m摩擦阻力 = Rm×L1-2=13.2×5.5Pa=72.6Pa局部阻力直流三通（12）部分当时，F1-2=m2，F9-2= m2，F2-3= m2 根据F1-2+ F9-2F2-3， 查得三通局部阻力系数大致不变，其余管件局部阻力系数亦不变，则。管内动压Pd，1-2=177. 50 Pa= Pd，1-2=0.75×177.50=133.13Pa=+=(72.6+133.13)Pa=205.73Pa重新校核阻力平衡 （-）/=（210.82-205.73/

15、210.82=2.4%10%此时认为节点2已处于平衡状态。在有些时候，如果调解管径仍达不到之路平衡的要求，可以通过调节风管上设置的阀门和调节风管长度等手段调节管内气流阻力。2）节点3： =102.30Pa， =65.99Pa， =210.82Pa 为使管段10-3、9-2-3达到阻力平衡，要修改原设计管径，重新计算管段阻力。 根据式（8-20），改变管段10-3的管径D10-3=D10-3（/）0.225=400（65.99/313.12）0.225mm=282 mm 根据通风管道统一规格，取D1-2=300 mm根据=6900m3/h（1.92m3/s）、D10-3=300mm，由附录4查得

16、管内实际流速V10-3=28.00m/s，Rm，10-3=26.5Pa/m，=+=(170.05+112.30)Pa=282.35Pa （-）/=9.8%10%符合要求。（6）计算系统的总阻力因为风管10-3的阻力大于风管（1-3）的阻力，所以核定为管道1034除尘器56风机78为主管线.该系统的总阻力:=+=282+37.41+1100+49.56+57.23=1526.2 Pa表一 管道水力计算表管段编号流量（m3/h）(m3/s)长度l(m)管径D(mm)流速v(m/s)动压P(Pa)局部阻力系数局部阻力Z（Pa）单位长度摩擦阻力Rm(Pa/m)摩擦阻力Rml(Pa)摩擦阻力Rml+Z(

17、Pa)备注123456789101112最不利环路123000(0.83)5.526015.00135.00.75101.259.049.50150.75不采用此值236800(1.90)5.538014.40124.40.6175.904.8026.4102.303413700(3.8)3.756017.40181.70.1018.175.219.2437,415613700(3.8)6.27009.9259.040.7041.31.38.2349.567813700(3.8)127009.9259.040.7041.31.315.9357.23（1-2）3000（0.83）5.524017

18、2115.90.75133.1313.272.6205.73支管923800（1.05)5.430015.5144.21.1158.579.552.25210.821036900(1.92)4.240014.5126.20.3645.414.920.5865.99（10-3）6900(1.92)4.230028.0470.40.36170.0526.4112.30282.35(7)选择风机由式（8-22），风机风压：pf=KP=1.20×1526.2=1831.44Pa由式（8-23），风机风量：qV，f=Kq×qV=1.15×13700=15755m3/h选用4

19、-68 No.6,3C风机，其性能为 qV，f=18879m3/h pf=1971Pa风机转速；n=2000r/min配用Y160M2-2型电动机，电动机功率N=15KW。3.6排风罩的选型该企业电镀车间的喷砂室是密闭的，所以根据位置的布置以及喷砂时会产生大量的粉尘，为了防止粉尘的逸出扩散，所以除尘系统中采用局部排风罩来捕集粉尘。局部排风罩是局部排风系统的重要组成部分。通过局部排风罩口的气流方向，可在污染物质散发点直接捕集污染物或控制其在车间的扩散，保证室内工作区污染物浓度不超过国家卫生标准的要求。设计完善的局部排风罩即可获得最佳的控制效果。3.6.1防尘密闭罩的确立根据局部排风罩的设计原则：

20、 （1）局部排风罩应尽可能靠近污染物发生源，使污染物局部于较小空间，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。设计时要充分考虑操作人员的位置和活动范围。 （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，使局部排风罩的配置与生产工艺协调一致，力求不影响工艺操作。在标准的设计原则下，基于该公司的喷砂车间是密闭的，而且容易产生大量的粉尘，为了能使这些污染物源全部密闭在罩内，因此需选用密闭罩，来防止污染物的逸出。然而防尘密闭罩随工艺设备及其配置的不同，其形式是多

21、样的。按照该企业喷砂车间使用的是大型的喷砂机，为了使工人能够直接进入小室作业和检修，我们则需要采用大容积密闭罩。将喷砂机等设备全部密闭在小室内，把污染物源全部密闭在罩内，在罩上设有工作孔，从罩外吸入空气，罩内污染空气由上部排风口排出。这样只需要较小的排风量就能有效的控制污染物的扩散。 密闭罩不宜与排风管直接相连，应采用渐缩罩作过渡连接，其位置应避免正对粉尘的溅射方向，同时不要靠近罩子的敞口处，以防破坏罩内负压的分布。为了使罩口风速均匀，扩张角宜60度。3.6.2排风立管的确定喷砂室产生的污染物经除尘器净化无需经大气扩散稀释可考虑在风管上设置风帽用来防止雨水进入风管。一般情况下，通风排气立管出口

22、至少应高出屋面0.5m。因为厂房高度H=7m，所以排气立管至少应距地7.5m。3.7. 通风除尘系统的日常安全管理措施3.7.1. 平台、梯子及照明对经常检查维修的地点，应设安全通道。在检查维修处，如有危及安全的运动物体，均需设防护罩。人可能进入而又有坠落危险的开口处，应设有盖板或安全栏杆。 除尘设备的内部应设36V检修照明灯，大、中型除尘器的平台、梯子、储灰仓及输灰装置处应设220V照明灯。照明灯的最低光照密度10lx，适用光源为汞灯或钠灯。3.7.2 防雷及防静电 此处除尘器在非防雷保护范围区域，设立防雷装置，并且设置设备和金属结构的接地以及管道的接地。3.7.3 防火防爆为了防止空气中的

23、可燃物含量达到爆炸极限，遇到电火花、金属碰撞引起的火花或其它货源而爆炸。虽然此处抛光车间里是布轮与金属接触，不会产生电火花，为了以防万一，还是应注意一下。 3.7.4袋式除尘器管理运行前应检查除尘器各个检查门是否关闭严密，各转动或传动部件是否润滑良好；处理热、湿的含尘气体时，除尘器开车前应先预热滤袋，使其超过露点温度，以免尘粒粘结在滤袋上。一般预热约515min。预热期间滤袋和风机需一直运转，而清灰机构不运行。预热完成，则整个系统才可投入正常运行。如系统另外设有热风加热装置，则应先运行；运行时，要始终保持除尘器灰斗下面排灰装置运转。不宜将除尘器的下部决斗作贮灰用；定期检查除尘器压力损失是否符合

24、设计要求，清灰机构运行是否正常；在停车后，清灰机构还需运行几分钟，以清除滤袋上的积尘；经常检查滤袋有无破损、脱落等现象，并立即解决。检查方法可采取：观察粉尘排放浓度，是否冒灰，检查滤袋干净一侧，如发现有局部粉尘有明显粘结，通常表明对面滤袋有破损；检查滤袋出口花板有否积灰等；检查分室反吹的各除尘室，排风及进风阀门动作是否协调正常；注意脉冲阀动作是否正常，压缩空气压力是否符合要求；及时清理及运走除尘器排出的粉尘；除尘系统应在所服务的工艺设备运行前开车，在其停止运行后停车.第四章 计算结果分析通风管道的计算是在系统和设备布置，风管材料、各送排风点的位置和风量均已确定的基础上进行的。起主要目的是，确定

25、各管段的管径和阻力，保证系统内达到要求的风量分配。在确定风管断面尺寸时，应该用附录6所列的通风管道统一规格，以利于工业化加工制作。风管断面尺寸确定后应该按照管内实际流速计算阻力。 为保证各送、排风点达到预期的风量，两并联支路的阻力必须保持平衡。对一般的通风系统，两支管的阻力应不超过15%；除尘系统应不超过10%。最后确定风机的型号和动力消耗。第五章 结束语通过本次设计，使我对通风工程又有了一些新的了解，并对以前学过的知识有了进一步的巩固，现总结如下： 1首先这次设计采用计算机出图，是我对以前所学的CAD制图有了进一步的巩固和了解，通过这次设计使我能较为熟练地掌握这门技术；2使我对通风工程的了解

26、又更进一步，特别是对管道的选取有了更深的认识。3最后，通过本次的设计，也使我学到了一些新的知识，比如:风机和电机的选择。当然，通过本次设计，也锻炼了我查阅有关资料的能力，从中获得了很多宝贵的知识,从而为将来的学习工作打下实践基础。此次课程设计，通过对某一通风除尘系统设计的分析、画图、计算、总结，使我有效地把理论知识运用到实际当中，从而提高了发现问题与解决问题的能力，同时学会了怎样计算工厂车间通风除尘系统的阻力计算等，对自己毕业所从事的的工作发展有了更深入的认识。我在设计的工程中很好地巩固了已学知识，也学到了许多新知识。许多知识是自己在学习过程当中可以发现并学习的。同时也发现自己专业知识的不足,需要继续努力学习。设计过程中，曾出现过很多次错误，不断地积累经验，反复地计算，印证了“熟能生巧”这句话。更重要的一点是，为我以后毕业论文的设计打下了良好的基础。感谢老师能给这次工业通风课程设计