工业通风课程设计

引言随着大工业生产及自然科学开展，职业性疾病越来越多。在生产劳动中，接触生产中使用或产生的有毒化学物质，粉尘气雾，异常的气象条件，上下气压，噪声,振动，微波，X射线，γ射线，细菌，霉菌；长期强迫体位操作,局部组织器官持续受压等，均可引起职业病,一般将这类职业病称为广义的职业病。如现代白领阶层长时间伏案工作而引发的颈椎病，肩周炎，痔疮等慢性病。对其中某些危害性较大，诊断标准明确，结合国情，由政府有关部门审定公布的职业病，称为狭义的职业病，或称法定〔规定〕职业病。中国中央卫生部从1972年首次公布职业病14种，至1987年公布的规定职业病名单列有:职业中毒51种;尘肺12种；物理因素职业病6种;职业性传染病3种;职业风皮肤病7种;职业性眼病3种；职业性耳鼻喉疾病2种；职业性肿瘤8种；其他职业病7种，共计99种。而喷漆涂装车间会产生大量有机有害蒸汽，严重的危害着车间工人的生命和健康。因此国家和有关单位投入大量财力物力进行喷漆涂装车间通风除尘方面的监管和研究，本设计主要根据有害气体国家排放标准对喷漆车间有机蒸汽进行局部排风系统设计。本设计系统可有效降低喷漆车间有机有害气体浓度，使车间各种有害气体到达或低于国家相关标准。为广阔工人师傅的健康提供可靠保证。喷漆车间局部排风系统是把符合卫生标准的新鲜空气输送到车间内各需要地点。把室内局部区域或设备散发的有机有害蒸汽直接排送到室外或经净化处理后排送到室外的组合系统。该系统包括污染源处得集气罩，各排风管道风机等组成。简单节能，高效是该系统主要特点，其在满足工艺设计要求和保证使用效果的前提下，合理组织空气流动，使系统的初投资和日常运行维护费用最优，从而为工人营造最舒适的工作环境和给厂家带来最大化得经济效益是本设计的最终目标。对于本设计中有些缺乏和欠缺的地方，随时欢送大家批评指正，设计者将不胜感谢。第一张设计概述1.1设计依据本设计主要依据室内有机有害蒸汽相关国家标准，和流体力学以及通风工程方面的知识设计完成。1.2设计内容〔1〕某喷漆车间大小：长×宽×高＝20m×10m×6m，墙厚〔2〕车间内有3个浸漆槽1＃、2＃、3＃，槽面尺寸1.2m*0.8m，地面1m，平面布置如以下图。设计要求：为排除有机溶剂蒸汽，在槽上方设排风罩，试为该车间设计局部排风系统。7m7m6m2m3m10m20m2.5m1#更衣室3#1.3设计原那么本系统设计遵循以下原那么(1)风道系统要简洁，灵活可靠；要便于安装调节，控制与维修。(2)风道的断面尺寸要标准化。(3)风道断面形状要与建筑结构相配合，使其完美统一。(4)系统结构合理，节能高效，安装维护方便，运营本钱低。〔5〕对送风参数要求相同或相近的可作为一个系统；〔6〕对排除的有害物可用同一种净化或回收设备的可作为一个系统；〔7〕可以不作空气处理或净化的可作为一个系统；〔8〕同一运行时间、同一流程的可作为一个系统；以下情况应单独设系统：〔1〕两种或两种以上的有害物质混合后能引起燃烧或爆炸时；〔2〕混合后能形成毒害更大或腐蚀性的混合物、化合物时；〔3〕混合后易使蒸汽凝结并聚积粉尘时；〔4〕散发剧毒物质的房间和设备；〔5〕建筑物内设有储存易燃易爆物质的单独房间或有防火防爆要求的单独房间。在以下条件下，应采用防爆型设备：〔1〕直接布置在有甲、乙类物质场所中的通风、空气调节和热风采暖准备〔2〕排除有甲、乙类物质的通风设备；〔3〕排除含有燃烧或爆炸危险的粉尘、纤维等丙类物质，其含尘浓度高于或等于其爆炸下限的25%时的设备。第二章集气罩计算2.1、集气罩选用由于本工艺需要对进行喷漆加工，本设计在污染源上部设置外部集气罩，外部集气罩依靠罩口外吸入气流运动而实现捕集污染物。本工艺的主要污染物是苯、甲苯和二甲苯等有害蒸汽，根据其有挥发性情况，采用上部伞形罩的捕集效果较好，因此本设计的三个污染源均采用上部伞形2.2、集气罩尺寸确实定集气罩，而且尺寸一样，为了防止受横向气流影响，长边一侧加设活动挡板。3台喷漆设备，均离地1.0m每台尺寸均一样，其尺寸大小：a×b=1200×800。由于气体只能从侧面流入罩内，为防止横向气流干扰，要求H尽可能≤0.3L，根据题设取H=0.4m。【大气污染控制工程〔第二版〕P521】为了保证排气的效果，罩口尺寸应大于尘源的平面投影尺寸：A=a+0.8HB=b+0.8H【除尘工程设计手册〔张殿印〕P64】(1)罩口离污染源高度设定由于：要求H尽可能≤0.3A，所以罩口离污染源高度取H＝400mm：那么罩口离地面的高度为：1000＋400＝1400mm，因为罩口高度要求低于人的呼吸器官，所以取值符合要求。(2)罩口尺寸罩口长边尺寸：A=a+0.8H=1200+0.8×400=1520mm；《工业通风》〔4-29〕罩口短边尺寸：B=b+0.8H=800+0.8×400=1120mm；《工业通风》〔4-30〕为保证罩口吸气速度均匀，集气罩的扩张角不应大于60°，取α＝30°，所以罩口离管口高度：h＝0.5Atan30°=0.5×1.52×tan30°=438mm。2.3集气罩排风量确定对于外部集气罩排放量的计算，常用的方法是控制风速法。即有害物扩散时会产生一定的扩散速度，为捕捉、控制有害物，集气罩就必须在有害物扩散地点造成一个吸入速度〔控制风速〕，根据这一速度计算出所需的排风量。控制风速的大小与工艺过程及其位置有关。表1外部集气罩控制风速vx有害散发情况vx实例在相当平静的状态下产生极低的扩散速度某些化学槽的液面蒸发，如去油槽等在较稳定的状态下，产生较低的扩散速度低速输料机，如检选胶带机；粉料装袋；摩擦压砖机压砖喷漆箱；焊接台；电镀槽及酸洗槽等在空气快速流动的状态下，大量产生有害物破碎机；高速胶带运输的转运点；物料混合；粉料装卸等在空气流动很快的状态下，有害物以很高的惯性速度扩散2.5-10磨床、砂轮机、磨砖、切砖机、喷砂、喷漆等控制速度vx查表“污染源的控制速度vx〞由于空气对流，以轻微的速度放散到尚属平静的空气中控制速度vx＝0.5～1.0m/s，取vx＝0.8m/s。【大气污染控制工程〔第二版〕P518】Q＝KPHVX＝【《三废处理工程技术手册》P581表17-8】由于3台喷漆设备规格相同，那么总风量为：【《环境工程设计手册》P48】第三章管道设计与水力计算3.1、管道设计在净化系统中用以输送气流的管道称为风管，通过风管使系统的设备和部件连成一个整体。该段设计主要是根据集气罩的流量以及净化设备的要求来完成必须的管道的参数设计。这主要包括：管内流速确实定；管道直径确实定；弯头的设计；直管长度确实定；三通设计计算。本设计采用圆形风管来进行连接。管道设计〔见系统的平面装配图〕3.2、选择计算环路从最远且流量最大的管段开始计算，本设计从管段1开始计算。选取最不利路径：1—2—3—4—风机—5—6。3.3、管道流速选择当污染物为有机有害蒸汽时，根据“除尘管道内最低气流速度〞表可知，干管内气体流速取6～14m/s，支管内气体流速取2～8m/s.《工业通风》3.4、计算管径和压力损失3.4.1各管段直径和流速的计算，查附录4实际流速V=7.2m/s，单位长度比摩阻【《全国通用通风管道计算表》P62表7】同理,3.4.2、管段1-2的计算那么摩擦压力损失为：各管件局部压损系数为：矩形伞形集气罩：查附录5得ξ＝0.10；弯头，【《全国通用通风管道配件图表》】圆形三通根据，。，总压：3.4.3管段7-2的计算那么摩擦压力损失为：，各管件局部压损系数为：矩形伞形集气罩：查附录5得ξ＝0.10；弯头，【《全国通用通风管道配件图表》】圆形三通，总压：3.4.4管道2-3的计算那么摩擦压力损失为：局部阻力为：合流三通，总压：3.4.5管道8-3的计算那么摩擦压力损失为：，各管件局部压损系数为：矩形伞形集气罩：查附录5得ξ＝0.10；弯头，【《全国通用通风管道配件图表》】合流三通总压：3.4.6管道3-4的计算摩擦压力损失为：总压：管道5-6的计算摩擦压力损失为：局部阻力根据设计经验初步选择风机，该型号的风机出口寸为:738mm×560mm，进口直径D=1000mm扩散角设定为，。带扩散管的伞形风帽,风机进口直径D=1000mm，所以接口需要渐扩，利用圆形渐扩管总压：第四章节点各支管处阻力校核4.1、节点2所以此节点符合要求4.2、节点3此节点不符合要求，为使管段2—3,8—3到达阻力平衡需要修改原设计管径使其到达阻力平衡。由公式，，由附录4查得实际流速，摩擦压力损失为：局部阻力为：直流三通该管段其它局部阻力系数保持不变重新校核阻力平衡：此时认为节点2已达阻力平衡第五章系统总阻力计算5.1、总阻力计算经过上述计算确认风管1—2—3—4—风机—5—6为主管线系统总阻力为：5.2、管道计算表604810.55207.229.0312.60.3610.4523.05120964.57308.641.424.950.5321.9526.901814449008.237.62.80.010.383.1818144109008.136.770.7126.1033.1060488.55207.229.0310.20.36/20.65604845207.229.034.80.4713.6418.44604844808.843.366.80.4720.3827.18第六章选择风机选择风机，该型号的风机出口尺寸为:738mm×560mm，进口直径D=1000mm，其性能为：【《简明通风设计手册》P300】参考文献[1]王汉青.通风工程.北京：机械工业出版社，2007[2]孙一坚.简明通风设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1997[3]张殿印，王纯.除尘工程设计手册.北京：化学工业出版社，2003[4]陆耀庆.供暖通风设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1987[5]采暖通风与空气调节设计标准GB50019-2003[6]郝吉明、马广阔.大气污染控制工程〔第二版〕[M].高等教育出版社，2002.8.[7]张殿印、王纯.除尘工程设计手册[M].化学工业出版社，2003.6.[8]刘天齐等.三废处理工程技术手册