工业通风除尘设计

课程设计课题名称某企业生产车间除尘系统设计专业名称所在班级学生姓名学生学号指导教师

目录1前言 这样为整个厂房设计两个满足各自标准的通风除尘系统，分别为抛光车间通风除尘系统和打孔车间通风除尘系统。下面分别为各系统设计相应的通风管件及除尘设备。3.2车间除尘系统风管的布置抛光车间通风管件和除尘设备的布置情况如附件一所示。打孔车间的通风管件和除尘设备的布置如附件一所示。系统的布置应该注意一下几点：(1).除尘管道宜采用圆形钢制风管，其接头和接缝应严密，管道一般应明设。(2).除尘风管尽可能垂直或水平敷。设风管的布置还要求顺直，避免复杂的局部管件。(3).弯头、三通等管件要安排得当，渐扩管和渐缩管要符合要求，风管和除尘设备及风机的连接要合理，以减少阻力和噪声。(4).风管上应设置必要的调节和测量装置（如阀门、压力表、温度计和采样孔等）或预留安装测量装置的接口。(5).调节和测量装置设在便于操作和观察的地点。(6).对有爆炸性危险的含尘气体，应在管道上安装防爆阀，且不应地下铺设。(7).对于有毒气体，不应穿过其他房间。(8).通风排气中的有害物要经大气扩散稀释时，排风口应位于建筑物空气动力阴影区和正压区以上。要求在大气扩散稀释的通风排气其排风口上不应设风帽。3.3排风罩的选择排风罩的设计应遵循的原则：(1)．尽可能靠近污染物发生源减小吸气范围，便于捕集和控制(2)．吸气气流方向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)．排风罩应尽量结构简单，造价低，便于拆卸维修(5)．配置应与生产工艺协调(6)．避免横向干扰气流3.3.1抛光车间考虑到抛光的工艺手段，抛光车间的排风罩采用接受罩。接受罩罩口外的气流运动是生产过程本身造成的，接受罩只起接受的作用。粒状物料高速运动时会产生诱导气流，带动周围空气流入接受罩内。接受罩的断面尺寸应不小于罩口处污染气流的尺寸，这里的排风罩口尺寸为300*300。3.3.2打孔车间打孔车间采用的是上部吸气罩，罩口尺寸是300*300。上部吸气罩依靠罩口的抽吸作用，在污染物散发地点造成一定的空气运动，把污染物吸入罩内。为保证污染物全部吸入罩内，必须保证控制点的控制风速。另外，排风罩的设置不能影响工艺操作。密闭罩和侧吸罩如图2所示图2密闭罩和侧吸罩3.4车间风管材料和风管段面的选择风管断面形状有圆形和矩形两种，与矩形风管相比，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。打孔车间和抛光车间通风除尘系统选用的风管都是圆形风管。管道的敷设不能有碍于操控人员的视线和厂房内的吊装及搬运等设备，所以这里两个系统将风管道尽量设置为靠近屋顶和墙壁。3.4.1抛光车间抛光车间的粉尘主要是石棉粉尘，风管材料选择0.5mm~1.5mm厚的薄钢管即可满足石棉粉尘的通风要求，并且，薄钢管易于加工制作方便安装，是比较常见的通风管道材料。镀锌钢板具有一定的防腐性能，适用于空气湿度较高或室内潮湿的通风、空调系统，有净化要求的空调系统。3.4.2打孔车间打孔车间的粉尘主要是较大颗粒的木块和刨花，和抛光车间一样，采用0.5mm~1.5mm厚的薄钢管即可满足通风需要。并且，采用这种非常常见的通风管道，非常易于生产和安装。3.5弯头和三通布置管道时，应尽量取直线，较少弯头和三通等管件的数量。弯头是连接管道的常见构件，圆形管道采用圆形风管弯头，其阻力大小与弯管的曲率半径R（用弯管直径d的倍数表示）。R越大，阻力损失越小。在此次设计中一般采用R=1～2d。两个系统所用的弯头有两种，一种是90°的直角弯头，另一种是60°的弯头；两种弯头的曲率半径都是1.5d；此次设计使用的都是R=1.5d的弯头。三通的作用是使气流分流或合流，二股气流在汇合时发生碰撞以及气流速度改变时形成的涡流造成三通处气流的局部阻力。二股气流在汇合过程中的能量损失一般是不同的。三通局部阻力的大小取决于两个支管与总管的气流速度、气流的方向、支管与总管的夹角等，夹角一般取15°～20°为宜，以保证气流通畅，减少阻力损失；此次设计中的三个三通的家角均为30°。为了减小三通的局部阻力，还应该注意支管和干管的连接，较小其夹角。3.6净化装置及管道和风机的连接对于抛光车间的石棉粉尘，宜宜采用袋式除尘器，这里选用的是mc24--120Ⅱ型脉冲袋式除尘器。该除尘器如图3所示该型号除尘器的技术参数如表1所示：表1mc24--120Ⅱ型脉冲袋式除尘器参数型号规格过滤风量阻力除尘效率进口尺寸（mm）出口尺寸（mm）外形尺寸（mm）进口高度出口高度mc24—120Ⅱ2160—4320120099.5%48638648030810901680366710003420图3mc24--120Ⅱ型脉冲袋式除尘器打孔车间先采用沉灰箱进行预除尘，然后用旋风除尘器进一步进行处理。沉灰箱的外形尺寸为3000mm1500mm800mm，进口高度2500mm，出口高度2500mm。旋风除尘器采用360型XTD—1型陶瓷多管除尘器（如图4所示）360型XTD—1型陶瓷多管除尘器的技术参数如表2所示：表2360型XTD—1型陶瓷多管除尘器参数型号规格过滤风量阻力除尘效率进口尺寸出口尺寸（mm）外形尺寸（mm）进口高度出口高度360型XTD—1型3000mm/h800Pa92%300600300600420820285024502710图4360型XTD—1型陶瓷多管除尘器（1）.除尘器收集下来的粉尘大部分可以直接回收利用，一部分要经过处理加以利用，不能回收利用或技术经济考虑下不回收利用时亦妥善处理，避免粉尘的二次污染。（2）.选择粉尘处理应注意其简单、可靠、密闭，避免复杂和泄露粉尘。（3）.除尘器与卸尘点之间有较大高差时。卸尘阀应布置在卸尘点附近，以降低粉尘落差，减少二次扬尘。（4）.输灰装置应严密不漏风，刮板输送机和斗式提升机应设断链保护和报警装置。（5）.大型除尘器灰斗和储灰仓的卸灰阀前应设插板阀和手掏孔，以便检修卸灰阀。为了使通风机运行正常，减少不必要的阻力，最好使连接通风机的风管管径与通风机进、出口尺寸大致相同。变径管的选择要符合要求，角度不大于15°，变径管长度大于大管径捡取小管径的1.5倍，以尽量减少局部阻力。对于除尘器的选择，抛光车间的除尘器选用袋式除尘器，打孔车间选用沉灰箱进行预除尘，之后再经过旋旋风除尘器进行二次除尘。3.7通风系统的水力计算3.7.1抛光车间的水力计算根据车间基本情况，可知有3个抛光间,每个抛光间有一台抛光机。每个抛光间排风量的计算如下：一般按抛光轮的直径D计算：L=A*Dm3/h式中：A——与轮子材料有关的系数布轮：A=6m3/h·毡轮：A=4m3/h·D——抛光轮直径mm抛光轮为布轮，其直径为D=200mm。因此，风量为L=A*D=6·200=1200m3/h抛光间的通风系统图如图5所示：各管段的编号及管段和排风点的排风量已在图中标出。选定最不利环路为1——5——除尘器——6——7。根据各管段的风量及选定的流速，确定最不利环路上各管的断面尺寸和单位长度摩擦阻力系数。图5抛光间的通风系统轴测图根据参考文献一中表6-4，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。表3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潮湿粗刨花、大块湿木屑1820棉絮810麻1113石棉粉尘1218考虑到除尘器及风管漏风，管段6和管段7的风量比除尘器之前的风量为L=1*1.05=1.05m3/s。管段1根据L=1200m3/h（0.33m3/s），V1=18m/s,由参考文献一中附录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。=160mm=29Pa/m同理可查得管段5、6、7的管径及摩阻比。具体结果见表4。（4）确定管段2、3的管径及单位摩阻比，见表4。（5）查附录10，确定个管段的局部阻力系数1）管段1接受式排风罩=0.1690°弯头（R/D=1.5）两个，=0.17×2=0.3460°弯头（R/D=1.5）一个，=0.15直流三通（1——5）（见图6）根据+=30°=0.351=0.33查得=—0.0345=0.16+0.34+0.15—0.0345=0.6155图6直流三通2）管段2接受式排风罩=0.1690°弯头（R/D=1.5）两个，=0.17×2=0.34直流三通（2——4）（见图7）：+>=30°=0.67=0.5查得=0.147=0.16+0.34+0.147=0.6473)管段3接受式排风罩=0.16图7直流三通90°弯头（R/D=1.5）两个=0.17×2=0.3460°弯头（R/D=1.5=0.15直流三通（3——4）(见图7)+>=30°=0.67=0.5查得=0.377=0.16+0.34+0.15+0.377=1.0274）管段4直流三通（4——5）（见图8）+=30°=0.351=0.33查得=0.0735=0.07355）管段5图8直流三通90°弯头（R/D=1.5）两个=0.17×2=0.34除尘器进口变径管（渐扩管）除尘器进口尺寸为486mm×386mm，变径管长300mm=0.36=20°查得=0.6=0.34+0.6=0.946）管段6除尘器出口变径管（渐缩管）除尘器出口尺寸480mm×308mm，变径管长300mm=0.367=20.1°<45°=0.190°弯头（R/D=1.5）两个，=0.17×2=0.34风机进口变径管（渐扩管）风机进口尺寸为D=400mm，变径管长300mm=13°=0.128=0.1+0.34+0.128=0.5687）管段7风机出口变径管（渐扩管）风机出口尺寸200mm×245mm，变径管长300mm查得=0带扩散管的伞形风帽（h/D=0.5）=0.6=0.6（6）计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力。计算结果见表4。表4抛光车间管道水力计算表管段编号流量m3/hm3/s长度m管径㎜流速m/s动压Pa局部阻力系数Σξ局部阻力Pa单位长比摩阻Pa/m摩擦阻力Pa管道阻力Pa备注11200（0.33）10.116018194.40.6155119.729292.9412.653600（1.00）527016153.60.94144.41155119.463600（1.00）426018194.40.586110.41456166.473780（1.05）826018194.40.6116.614112228.621200（0.33）5.71901286.40.64755.91057112.9不平衡31200（0.33）9.45518013101.41.027104.113122.922742400（0.67）122018194.40.073514.3181832.321200（0.33）16016224.8除尘器1200（7）对并联管路进行阻路平衡计算1）汇合点A为使管段2和3达到阻力平衡，改变管段2的管径，增大其阻力。改变的管径和阻力见表1所示。改变管径后的阻力：阻力达到平衡汇合点B此时阻力没有达到平衡，如若减小管段1的管径到150mm，则。因此去D=160mm，在运行时再辅以阀门调节，消除不平衡。（8）计算系统的总阻力412.6+119.4+166.4+228.6+1200=2127Pa（9）选择风机风机风量风机风压选HTD70-31型风机风机转速配用Y225M-2型发电机,电动机功率。3.7.2打孔车间的水力计算打孔机在工作时，会产生较大颗粒的木块和刨花。打孔机的排风罩宜采用上部吸气罩，排风罩口尺寸为300*300，风量L=1300m3/h。打孔车间的通风除尘系统如图9所示图9打孔车间轴测图各管段的编号及管段和排风点的排风量已在图中标出。选定最不利环路为1——3——沉灰箱——4——除尘器——5——6。根据各管段的风量及选定的流速，确定最不利环路上各管的断面尺寸和单位长度摩擦阻力系数。根据参考文献一中表6-4（见表3），输送干燥粗刨花，大块干木屑粉尘的空气时，风管内最小风速为，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和管段7的风量比除尘器之前的风量少0.02m3/s。管段1 根据L=1300m3/h（0.367m3/s），V1=16m/s,由参考文献一中附录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。=170mm=19Pa/m同理可查得管段5、6、7的管径及摩阻比。具体结果见表5。（4）确定管段2的管径及单位摩阻比，见表5。（5）查附录10，确定个管段的局部阻力系数1）管段1设备密闭罩=1.090°弯头(R/D=1.5)一个，=0.1760°弯头(R/D=1.5)一个，=0.15直流三通（1——3）（见图10）=30°查得=0.14=1.0+0.17+0.15+0.14=1.462）管段2设备密闭罩=1.090°弯头(R/D=1.5)一个，=0.17图10直流三通直流三通（2——3）（见图10）=30°查得=0.53=1.0+0.17+0.53=1.73）管段390°弯头(R/D=1.5)两个，=0.17×2=0.34沉灰箱进口变径管（渐扩管）沉灰箱进口尺寸为400mm×600mm，变径管长度为300mm=31°=0.8=0.34+0.8=1.144）管段4沉灰箱出口变径管（渐缩管）沉灰箱出口尺寸为400mm×600mm，变径管长300mm=31°<45°=0.1除尘器进口变径管（渐扩管）除尘器进口尺寸为300mm×600mm，变径管长度300mm=31°=0.8=0.1+0.8=0.95)管段5除尘器出口变径管（渐缩管）除尘器出口尺寸为300mm×600mm，管段长300mm=30°<45°=0.190°弯头（R/D=1.5）三个，=0.17×3=0.51风机进口变径管（渐扩管）风机进口直径D=400mm，变径管长300mm=14°=0.167=0.1+0.51+0.167=0.7776）管段6风机出口变径管（渐扩管）风机出口尺寸200mm×235mm，变径管长300mm=0带扩散管的伞形风帽（h/D=0.5）=0.6=0.6（6）计算个管段的沿程摩擦阻力和局部阻力。计算结果见表4（7）对并联管路进行阻力平衡计算汇合点A413Pa=382.7Pa<10%符合要求（8）计算系统总阻力413+214.1+164.3+148.4+146.6+500+800=2386.8Pa表5打孔车间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Σξ局部阻力ZPa单位长比摩阻RmPa/m摩擦阻力RmlPa管道阻力Rml+zPa备注11300（0.361）9.93217016153.61.46224.319188.741332600（0.722）324016153.61.14175.11339214.142600（0.722）224016153.60.9138.31326164.352590（0.72）625014117.60.77791.49.557148.462590（0.72）825014117.60.673.99.576146.621300（0.361）6.417016153