大气污染控制工程 第7章 集气罩、通专业课教材

第7章集气罩、通风机和通风管道本章主要介绍大气净化系统的构成、净化系统计算、以及净化系统正常设置和运行的基本知识。通过学习，能掌握净化系统的基本构成，并能根据现场需要合理设置集气罩、铺设管路、配置设备和辅助部件，能进行系统的基本计算，根据计算结果选择风机和电机，能通过合理的操作和管理，保证净化系统的正常运行。为了控制工业企业各类污染源对车间内空气和室外大气的污染，必须采用各类集气装置把逸散到周围环境的污染空气收集起来,输送到净化装置中去，净化后的空气再通过抽吸，由排气筒排到室外。净化系统的通风过程是为改善生产和生活条件，采用自然或机械方法，对某一空间进行换气净化，以造成卫生、安全、环保等适应空气环境技的技术。按通风系统作用范围分为：全面通风和局部通风二种，全面通风是用自然或机械方法对整个房间进行换风的通风方式，当室内污染源多而分散时，就要对室内空气进行全面通风。这种通风的缺点是利用稀释的办法，使室内污染物的浓度降低，并不能有效地去除污染物，不能达到净化室内空气质量的作用。因此，一般不应提倡。局部通风是在局部污染源的生产地，利用各种罩子和密闭柜，把有害物质汇集起来经净化设备净化后排至室外，这是控制废气污染的最有效方法也是本章研究的重点。7.1通风净化系统概述7.1.1局部通风净化系统的组成和分类1局部通风净化系统的组成局部通风就是把污染空气捕集起来并经净化后排到室外的一种通风方式，也是生产车间控制空气污染的最有效、最常用的方法。局部通风净化系统的基本组成由集气罩、通风管道、净化设备、通风机、烟囱等五个部分组成。如图7-1所示。图7-1局部排气净化系统示意图1-集气罩2-风管3-净化设备4-风机6-烟囱集气罩它是通风系统中最重要的部件之一。它主要用以捕集污染物，其性能的好坏对净化系统的技术经济指标和净化效果有直接的影响。通风管道它在净化系统中，用以输送气体的管道称为通风管道，通风管道使系统的设备和部件系统连成一个整体。净化设备它是将有害气体净化处理的装置，是净化系统的核心部分。通风机它是通风系统中气体流动的动力装置。由于气体在流动过程中存在压力损失，通风机为系统中的流体提供动力，以保证气体的流动速度。为防止风机的腐蚀，一般将风机放在净化设备的后面。烟囱它是净化系统的排气装置，也称为排气筒。由于净化后烟气中仍含有一定量的污染物，这些污染物在大气中扩散、稀释后，最终还会降到地面上。为了保证地面上污染物的浓度低于大气环境质量标准，烟囱必须具有一定的高度。为使局部通风净化系统正常运行，根据所要净化的对象不同，还必须在净化系统中增设其他设备或附件（如热交换装置、仪器仪表等）。2．局部通风净化系统的分类局部通风就是把污染空气捕集起来并经净化后排到室外，也是生产车间控制空气污染的最有效、最常用的方法。局部通风分为局部送风和局部排风两类。（1）局部送风局部送风是以一定速度将空气直接送到指定地点的通风方式。将符合卫生要求的空气送到人的有限活动区域，在局部地区造成一定的保护性的空气环境，包括空气淋浴和空气幕等。局部送风系统常在工业厂房中集中产生强烈辐射热或有毒气体的地方设置。（2）局部排风局部排风是指在散发有害物质的局部地点设置排风罩捕集有害物质并将期排至室外的通风方式。在污染源处将污染物捕集起来，经净化设备净化后排到大气环境中。这是生产车间控制局部空气污染最有效、最常用的方法。7.1.2局部通风系统的选择原则1了解排放源烟气的组成、含量、温度与湿度等冶金、化工等生产过程中产生的烟气，通常含有与矿石原料及产品成分类似的固态粉尘，SO2、CO、CO2、NO及Cl2等气态产物，一些易挥发产物的蒸气，如锌、铅、冶金中的锌、铅蒸气，还有水蒸气等。固体物料破碎过程，以粉尘为主。烟气的排放，依生产工艺及设备不同，可能是有组织排放，也可属无组织排放，如炼铁高炉及硫化锌精矿沸腾焙烧烟气，均为有组织排放，矿石原料及燃料破碎，粉料运输过程中产生的粉尘，则多为无组织排放源。总之，详细了解污染物的产生及排放源，组成与成分等，是正确选择净化系统的基础。2了解烟气污染物特性通过对烟气的产生、组成及成分等基本情况的调查，可进一步了解烟气的污染物性。烟气中各种组成对车间空气和大气的污染机理各不相同，其危害程度有很大的区别，控制技术与净化装置也各有差异。因此，对烟气污染特性的深入了解，是合理选择净化系统的关键。例如纯氧顶吹转炉炼钢过程产生的烟气，其组成是氧化铁和与熔剂成分相近的（CaO为主）不同粒度的粉尘，以及以有毒、易爆的CO为主的高温烟气。2了解烟气污染物特性湿法净化系统。它具有高效、密闭、防爆特点，同时也可以有效地回收高浓度CO气体及可作炼铁原料的返尘料。然而，对于含有水溶性污染物的烟尘，如含砷、镉氧化物的烟尘，则不宜采用湿法除尘系统净化，因为这将导致有毒污染物进入水体，形成不易控制的二次污染。3合理配置净化装置使净化系统以较低的投资和运行费，获得较高的污染物去除率，既可有效地回收烟气中的有用成分，又不致造成二次污染，这是净化系统选择的基本原则。即综合考虑各种因素，以达到环境、社会及经济效益三者的统一。例如，在烟尘净化系统中，采用降尘室或旋风除尘器去除烟尘中的粗粒级粉尘，再采用布袋除尘器或电除尘器去除细粒级粉尘，其除尘效果及投资成本往往较选用单一布袋除尘器蔌电除尘器要好。就粗收尘来说，降尘室除尘效率低于旋风除尘器占地面积较大，但能耗低，无磨损问题，易建造。因此在选择除尘系统时需综合各方在因素来决定。7．1．3全面通风概述全面通风是用自然或机械方法对整个房间进行换气的通风方式。当室内污染源多而又分散、污染面积较大，污染物不易收集的情况下，就要对室内进行全面通风。这种通风方式的缺点是不能有效地除去污染物，只是利用稀释的办法使室内污染物的浓度降低，对大气环境仍造成污染，因此，一般不宜提倡，但在污染物浓度比较低的情况下，可以适当采用。全面通风分为自然通风、机械通风和联合通风三种方式。（1）自然通风自然通风是在室内外空气温差、密度差和风压作用下实现室内换气的通风方式，这是一种有组织的通风换气。在自然通风计算中，要求进入的空气量能保证厂房车间内的卫生条件，并能补偿工艺和通风两方面所排出的风量。在寒冷季节一般不采用自然通风。自然通风是一种比较经济的通风方式，它不消耗动力。在工业建筑中，应尽量利用有组织的自然通风来改善车间的环境条件。当自然通风不能满足要求时再考虑设置其他装置；当散放的尘量和有害气体量不大时，可考虑采用穿堂风为主的自然通风。（2）机械通风机械通风是利用通风机械实现换气的通风方式。在自然通风达不到要求的情况下要采用机械通风，借助通风所产生的动力而使空气流动。当车间散发多种有害物质时，一般情况下应分别计算，然后取最大值作为车间的换气量。如果车间同时散发多种有机溶剂的蒸气（苯类化合物、醇、酯类等），或多种有害气体（等），实际换气量应是每一种有害气体所需换气量的总和。一般说来，对于化工、轻工等行业，其风量可以用换气次数7~12次/h估计；对于蓄电池间等房间的换气量可按10~12次/h；如果是净高大约3m的厂房，按12次/h估计；如果高度超过3m，每增加1m，风量可相应减少一次，但最终不宜少于6次。一个排风系统，风量不宜过大，一般以7000较为合适，如果是大面积车间或厂房，最好是分成若干小区域（面积150~200）设置送排风系统，否则过大风量不仅引起噪声增加，还可能造成运行成本的浪费，区域分隔可以用玻璃墙或轻质板材分隔。（3）联合通风联合通风是自然与机械相结合的通风方式。全面通风系统主要由室内送排风口、室外进排风装置、风道和风机组成。室内送风口是送风系统中的风道末端装置，由送风道输送来的空气，通过送风口以适当的速度分配到各个指定的送风地点。室内排风口是全面排风系统的一个组成部分，室内被污染的空气经由排风口进入排风管道。室外进排风装置也是全面通风系统的一个重要组成部分。机械送风系统和管道式自然送系统的室外进风装置，应设在室外空气比较洁净的地点，在水平和竖直方向上都要尽量远离和避开污染源。7.2 集气罩7.2.1．集气罩的的类型集气罩的形式和分类名目繁多。归结起来，按罩口气流流动方式可分为两大类：吸气式集气罩和吹吸式集气罩。利用吸气气流捕集污染空气的集气罩称为吸气式集气罩，而吹吸式集气罩则是利用吹吸气流来控制污染物扩散的。按集气罩与污染源的相对位置及使用范围，还可将吸气式集气罩分为密闭罩、排气柜、外部集气罩、接受式集气罩等。1密闭罩密闭罩是将污染源的局部或整体密闭起来的一种集气罩。其作用原理是使污染物的扩散限制在一个很小的密闭空间内，仅在必须留出的罩上开口缝隙处吸入若干是内空气，使罩内保持一定负压，达到防止污染物外逸的目的。密闭罩的特点是，与其他类型集气罩相比，所需排风量最小，控制效果最好，且不受室内横向气流的干扰。所以在设计中应优先考虑选用。一般来说，密闭罩多用与粉尘发生源，常称为防尘密闭罩。按密闭罩的围挡范围和结构特点，可将其分为局部密闭罩、整体密闭罩和大容积密闭罩三种。局部密闭罩的特点是容积比较小，工艺设备大部分露在罩外，方便操作和设备检修。一般适用于污染气流速度较小，且连续散发的地点；整体密闭罩的特点是容积较大，将污染源全部或大部分密闭起来，只把设备需要经常观察和维护的部分留在罩外，罩本身基本上成为独立整体，容易做到严密。一般适用于有振动切气流速度较大的场合；大容积密闭罩是将污染设备或地点全部密闭起来，也称为密闭小室。其特点是罩内容积大，可以缓冲污染气流，减少局部正压，设备检修可在罩内进行。适用于多点、阵发性、污染气流速度大的设备或地点。2排气柜排气柜也称箱式集气罩。由于生产工艺操作的需要，在罩上开有较大的操作孔。操作时，通过孔口吸入的气流来控制污染物外逸。其捕集机理和密闭罩一样，可视为开有较大孔口的密闭罩。图7-2大容积密闭罩图7-3排气罩3外部集气罩由于工艺条件的限制，有时无法对污染源进行密闭，则只能在其附近设置外部集气罩。外部集气罩依靠罩口外吸入气流的运动而实现捕集污染物。外部集气罩形式多样，按集气罩与污染源的相对位置可将其分为四类：上部集气罩、下部集气罩、侧吸罩和槽边集气罩，见图7-4。由于外部集气罩吸气方向与污染气流运动方向往往不一致，一般需要较大风量才能控制污染气流的扩散，而且容易受室内横向气流干扰，致使捕集效率降低。（a）上部集气罩（b）下部集气罩（c）侧吸罩（d）槽边集气罩图7-4外部集气罩4．接受式集气罩有些生产过程或设备本身会产生或诱导气流运动，并带动污染物一起运动，如由于加热或惯性作用形成的污染气流。接受式集气罩即沿污染气流流线方向设置吸气罩口，污染气流便可借助自身的流动能量进入罩口。图7-5a为热源上部的伞形接受式集气罩。图7-5b为捕集砂轮磨削时抛出的磨屑及粉尘的接受式集气罩。（a）热源上部伞形接受罩（b）砂轮机接受罩图7-5接受式集气罩5吹吸式集气罩当外部集气罩与污染源距离较大，单纯依靠罩口的抽吸作用往往控制不了污染物的扩散，则可以在外部集气罩的对面设置吹气口，将污染气流吹向外部集气罩的吸气口，以提高控制效果。一般把这类依靠吹吸气流的综合作用来控制污染气流扩散的集气方式称为吹吸式集气罩（图7-6）。由于吹出气流的速度衰减得慢，以及气幕的作用，使室内空气混入量大为减少，所以达到同样的控制效果时，要比单纯采用外部集气罩节约风量，且不易受室内横向气流的干扰。图7-6槽子吹吸式集气罩图7.2.2集气罩排风量的确定方法表示集气罩性能优劣的主要技术经济指标为排风量和压力损失。现只对排风量的确定方法作扼要介绍。排风量的简单确定集气罩排风量Q（m3/s），可以通过实测罩口上的平均吸气速度U0（m/s）和罩口面积A0（m2）确定Q=A0U0

（m3/s）（7-1）7.2.3集气罩的设计原则集气罩是净化系统中重要装置之一，它的性能对系统经济效果有很大影响。设计集气罩时，应注意以下几点：1排气罩应尽量将污染源包围起来，使污染扩散限制到最小的范围内，以便防止气流干扰，减少排气量。2罩内应保持一定的均匀负压，避免污染物从罩上缝隙外逸，为此需合理地组织罩内气流和正确地选择吸风点的位置。3排气罩的吸气方向应尽量与污染气流运动方向一致，充分利用污染气流的动能。4在保证控制污染的条件下，尽量减少排气罩的开口面积，使排气量减少；密闭罩上的观察孔和检修孔应尽量小些，并躲开气流正压较高的位置5吸风位置不宜设在物料集中地点和飞溅区内，避免把大量物料吸入净化系统。处理热物料时，吸风点宜设在罩子顶部，同时适当加大罩子容积6排气罩的吸气流不允许先经人的呼吸区，再进入罩内。7罩的结构不得妨碍工人操作，应便于检修，零部件可作成能拆卸的活动结构形式。作业：一、选择题实验室同时发散发二氧化硫、氯化氢和氟化氢三种有害气体，如果稀释每一种气体的通风量为800m3/h、1000m3/h、1200m3/h，则全面机械通风量为（）A、800m3/hB、1000m3/hC、1200m3/hD、3000m3/h2、局部排风系统的核心部分是（）A、集气罩

B、净化装置

C、通风机D、管道3、对于上部进料和取料装置的各种酸洗槽和电镀槽等常采用（）A、密闭罩B、顶吸式伞形罩C、槽边排气罩D、通风柜二、思考题1、什么是局部通风，有哪几种形式？2、局部通风和全面通风的什么不同，各适用于哪些情况？3、集气罩的设计应注意那些问题7.3通风管道7.3.1通风管道系统设计原则1．管道布置管道布置对净化系统设计有重要意义。管道布置应从系统总体布局出发，对全车间管线通盘考虑，统一规划，力求简单、紧凑，缩短管线，减少占地空间，节省投资，方便安装、调节和维修。（1）管道布置的一般原则 输送不同介质的管道，其布置原则不完全相同。我们取其共性作为管道布置的一般原则介绍如下：1划分系统的原则。凡发生下列几种情况之一者不能合为一个净化系统：污染物混合后有引起燃烧或爆炸危险者；不同温度和湿度的气体，混合后可能引起管道内结露者；因粉尘或气体性质不同，共用一个系统会影响回收或净化效率者。2管道敷设的原则。管道敷设分明装和暗设，应尽量明装，以便检修；管道应尽量集中成列，平行敷设尽量沿墙或柱敷设；管道与梁、柱、墙、设备及管道之间应留有足够距离，以满足施工、运行、检修和热胀冷缩的要求。一般间距不应小于100—150mm；管道通过人行横道时，与地面净距不应小于2m，横过公路时不得小于4.5m，横过铁路时与铁轨面净距不得小于6m；水平管道敷设应有一定的坡度，以便于放气、放水、疏水和防止积尘，一般坡度为不小于0.005°。坡度应考虑斜向风机方向，并应在风管的最低点和风机底部装设水封泄液管。3管道支撑的原则。管道与阀件不宜直接支承在设备上，应单独设支架或吊架。保温管的支架上应设管托；管道的焊接缝位置应布置在施工方便和受力较小的地方。焊缝不得位于支架处。焊缝与支架的距离不应小于管径，至少不得小于200mm。4管道联接的原则。为方便检修、安装，以焊接为主要联接方式的管道中，应设置足够数量的法兰；以螺纹联接为主的管道，应设置足够数量的活接头（特别是阀门附近）；穿过墙壁或楼板的那段管道不得有焊缝。除尘管道布置除上述一般原则外，还应满足以下要求：1除尘管道尽可能垂直或倾斜敷设。倾斜管道的倾角（与水平面的夹角）应不小于粉尘安息角。当必须水平敷设时，要有足够的流速以防止积尘。对易产生积灰的管道，必须设置清灰孔。2为减轻风机磨损，特别当气体含尘浓度较高时（大于3g/m3时），应将净化装置设在风机的吸入段。3分支管与水平管或倾斜主干管连接时，应从上部或侧面接入。三通管的夹角一般不宜大于30°。当有几个分支管汇合于同一主干管时，汇合点最好不设在同一断面。4输送气体中含磨琢性强的粉尘时，在有局部压力损失的地方应采取防磨措施，并在设计中考虑到管件的检修方便。（2）管网布置方式 为了便于管理和运行调节，管网系统不宜过大。同一系统的吸气（尘）点不宜过多。同一系统有多个分支管时，应将这些分支管分组控制管网布置的一个重要问题就是要实现各支管间的压力平衡，以保证各吸气点达到设计风量，实现控制污染物扩散的效果。为保证多分支管系统管网中各支管间的压力平衡，常用的管网布置方式有以下三种。1干管配管方式。图7-16（a）所示为干管配管方式，亦称为集中式净化系统。与其他方式相比，这种方式的管网布置紧凑，占地小，投资省，施工简便，应用较广泛。但由于各支管间压力平衡计算比较繁琐，给设计增加一定的工作量。2个别配管方式。图7-16（b）是个别配管方式，亦称为分散式净化系统。吸气（尘）点多的系统管网，可采用大断面的集合管连接各分支管，集合管内流速不宜超过3—6m/s（水平集合管≤3m/s，垂直集合管≤6m/s），以利各支管间压力平衡。对于除尘系统，集合管还能起初净化作用，但管底应设清除积灰的装置。3环状配管方式。图7-16（c）是环状配管方式，亦称为对称性管网布置方式。显然，对于多支管的复杂管网系统，它具有支管间压力易于平衡的优点。（a）干管配管方式（b）个别配管方式（c）环状配管方式图7-16风管的配管方式2．管道材料及管道断面形状的选择（1）管道材料 制作管道的材料一般有砖、混凝土、炉渣石膏板、钢板、木板（胶合板或纤维板）、石棉板、硬聚氯乙烯板等，其中最常用的材料是钢板。联接需要移动风口的管道要用各种软管，如金属软管，塑料软管，橡胶管，帆布管等。总之，管道材料应根据使用要求和就地取材的原则选用。由钢板制作的管道具有坚固，耐用，造价低，易于制作安装等一系列优点。常用的钢板有普通薄钢板和镀锌钢板两种。对于不同的系统，因其输送的气体性质不同，并考虑到适应强度的要求，必须选用不同厚度的钢板制作。考虑到粉尘对管壁磨损，除尘管道的钢板厚度应不小于1.5—3.0mm，管道厚度和直径的对应关系可以由“计算表”查得。管道系统的异形部件，其所用钢板厚度应比直管段加厚1mm。如果管道易受撞击或机械磨损以及高温管道，钢板的厚度还要加大。输送腐蚀性气体的管道，如涂刷防腐油漆的钢板仍不能满足要求，可采用硬聚氯乙烯塑料板，但注意这种材料只适用于-10—+60℃，且不防火。输送含酸蒸气时，一般采用含钛钢材，或选用塑料管、陶瓷管。采用木板、人造板时，一般进行防腐处理后也可长期使用，并具有一定的保温性能。国外还采用玻璃纤维板，兼有消声与保温的效果。（2）管道断面形状选择管道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管道的压损小些，材料省些。圆形管道直径较小时比较容易制作，便于保温，但圆形管道系统管件的放样、加工较矩形管道困难，布置时不易与建筑协调，明装时不易布置得美观。矩形管道不仅有效面积小，而且其四角的涡流是造成压力损失、噪声、振动的原因。当管径较小，管内流速较高时，大都采用圆形管道，例如除尘系统。但有关试验资料表明，输送高温烟气时，矩形管道的强度要比圆形管道高。而且当管道断面尺寸大时，为了充分利用建筑空间，通常采用矩形管道。3．管道的保温及防爆措施（1）管道保温 在管道系统设计中，为减少输送过程的热量损耗或防止烟气结露而影响系统正常运行，则需要对管道进行保温。常用的保温材料有石棉、矿渣棉、玻璃棉、玻璃纤维保温板、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料等。它们的导热系数大都在0.12W/(m·℃)以内。保温层厚度要根据保温目的计算出经济厚度。保温层经济厚度的选择应该以确定每米保温层长度的年最低操作费用为基础。这些费用由年热损失，保温层投资的年折旧、保养及检修等费用组成。输送含腐蚀性气体的管道保温,应考虑到输送介质泄漏而造成管道保温材料腐蚀等问题，采取相应措施保护保温材料或选用耐腐蚀的保温材料。为防护保温层不受外面介质的侵蚀，特别是室外管道，必须考虑专门的保护层或保护涂层。保温层结构一般由防腐层、保温层、防潮层和保护层组成。其结构设计可参阅有关的国家标准图。（2）管道防爆措施当管道输送介质中含有可燃气体或易燃易爆粉尘时，管道系统设计必须考虑必要的防爆措施。管道系统发生燃烧、爆炸是由于气体中可燃物浓度达到爆炸浓度极限范围，同时遇到了由电火花、金属碰撞等原因引起的火花或其它火源所造成。因此，设计时应采取以下防爆措施：加强可燃物浓度的检测与控制。为防止管道系统内可燃物浓度达到爆炸浓度，应装设必要的检测仪器，以便经常监视系统的状态，实现自动报警，采取必要措施。在系统风量设计时，除考虑满足净化要求外，还应校核其中可燃物浓度，必要时加大设计风量，以保证输送气体中可燃物浓度低于其爆炸浓度下限。消除火源。对可能引起爆炸的火源严格控制。如选用防爆风机，并采用直联或轴联传动方式；采用防爆型电气元件、开关、电机；物料进入系统前，先消除其中的铁屑等异物等。阻火与泄爆措施。设备密闭和厂房通风。当管道与设备密闭不良时，可能发生因空气漏入或可燃物泄露而发生燃烧爆炸。因此，必须保证设备系统的密闭性。因为管道系统达到绝对密闭是不可能的。所以还必须加强厂房通风，以保证车间内可燃物浓度不至达到危险的程度。而且，对于因设备发生偶然事故或系统发生运行故障时会突然散发大量可燃气体的车间应设置事故排风系统，以备急需时使用。7.3.2通风管道系统的简单设计计算管道计算的目的主要是确定管道直径和系统压力损失，并由系统的风量和总压力损失选择适当的风机和电机。管道计算的常用方法是流速控制法，即以管道内气流速度作为控制因素，据此计算管径和压力损失。用流速控制法进行管道计算通常按以下步骤进行。（1）首先确定各抽风点位置和风量，气体净化装置、风机和其它部件的型号规格，风管材料等。（2）根据现场实际情况布置管道，绘制管道系统轴测图，并进行管段编号，标注长度和风量。管段长度一般按两管件间中心线长度计算，不扣除管件（如三通、弯头）本身的长度。（3）确定管道内的气体流速，当气体流量一定时，若流速选高了，则设备和管道断面尺寸减小，材料消耗少，一次投资减少。但系统压力损失增大，噪声增大，动力消耗增加，运转费用增高。对于除尘管道，还会增加设备和管道的磨损；反之，若流速选低了，噪声和运转费用降低，但一次投资增加。对于除尘管道，则还可能发生粉尘沉积而堵塞管道。因此，要使管道系统设计得经济合理，必须选择适当的流速，使投资和运行费的总和为最小。（4）根据系统各管段的风量和选择的流速确定各管段的断面尺寸。在已知流量和预先选取流速的前提下，管道内径可按下式计算或

(7-3)式中

d—管道的直径

mm；Q—体积流量，m3/h；

—质量流量，kg/h；

—管道内气体的平均流速，m/s；—管道内气体的密度，kg/m3。对于除尘管道，为防止积尘堵塞，管径不得小于下列数值：输送细小颗粒粉尘（如筛分和研磨细粉），d≥80mm；输送较粗粉尘（如木悄），d≥100mm；输送粗粉尘（有小块物），d≥130mm。确定管道断面尺寸时，应尽量采用“计算表”所列的全国通用通风管道的统一规格，以利于工业化加工制作。（5）风管断面尺寸确定后，应按管内流速计算压损。压损计算应从最不利环路（系统中压损最大的环路）开始。（6）对并联管道进行压力平衡计算。两分支管段的压力差应满足以下要求：除尘系统应小于10%，其它通风系统应小于15%。否则，必须进行管径调整或增设调压装置（阀门、阻力圈等），使之满足上述要求。调速管径平衡压力，可按下式计算(mm)(7-4)式中 d2—调整后的管径，mm；

d1—调整前的管径，mm；

ΔP1—管径调整前的压力损失，Pa；

ΔP2—压力平衡基准值（若调整支管管径，即为干管的压力损失），Pa；（7）计算除尘系统的总压力损失（即系统中最不利环路的总压力损失）。以上计算内容可列表进行。（8）根据系统的总风量、总压损选择风机和电动机。选择通风机的风量应按下式计算（m3/h）(7-5)式中 Q—管道系统的总风量，m3/h；

K1—考虑系统漏风所附加的安全系数。一般管道取K=0－0.1；除尘管道取K=0.1－0.15。选择通风机的风压按下式计算(Pa)(7-6)式中 ΔP—管道系统的总压力损失，Pa；

K2—考虑管道计算误差及系统漏风等因素所采用的安全系数。一般管道取K2=0.1－0.15；除尘管道取0.15－0.2。、0、t0—通风机性能表中给出的空气密度、压力、温度。一般说，P0=101.3kPa，对于通风机t0=20℃，ρ0=1.2kg/m3；对于引风机t0=200℃，ρ0=0.745kg/m3。ρ、P、t—运行工况下进入风机时的气体密度、压力和温度计算出Q0和ΔP0后，即可按通风机产品样本给出的性能曲线或表格选择所需通风机的型号规格。所需电动机的功率Ne可按下式计算（kW）(7-7)式中 K—电动机备用系数。对于通风机，电机功率为2－5kW时取1.2，大于5kW时取1.3；对于引风机取1.3；

η1—通风机全压效率，可以由通风机样本中查得，一般为0.5－0.7

η2—机械传动效率，对于直联传动为1，联轴器直接传动为0.98，三角皮带传动（滚动轴承）为0.95。7．3习题1、用流速控制法进行管道计算通常按什么步骤进行？2、管道系统设计涉及哪些问题？\7.4通风机7.4.1通风机的类型通风机是一种将机械能转应为气体的势能和动能，用于输送空气及其混合物的动力机械.。风机的工作原理一般分为离心式通风机和轴流式通风机；按功能又可分为排尘通风机和防爆通风机、防腐蚀通风机等；按其安装的位置又有屋顶通风机，离心式通风机是空气由轴向进入叶轮，沿径向方向离开通风机。它压头高，噪声小，其中采用机翼形叶片的后弯式风机是一种低噪声的高效风机。离心式风机常常安装在室内的地面上、平台上，也可安装在屋面上，但一般下面都有减振机座和减振器体系。轴流式通风机是空气沿轮轴向进入并离开风机。它体积小、安装简单，可以直接安装在墙面上或管道内。轴流式风机的风压一般比离心风机的风压低。噪声比离心风机高。主要用于系统阻力较小的通风系统。屋项通风机是一种安装在屋项上，是用于通风换气的专用轴流式或离心式通风机。图7-7是9-19型高压离心通风机，流量是824~63305m3/h，全压为2705~15245Pa，一般用于煅烧炉和强制高压风机，并广泛用于物料输送。可适用于输送空气或无腐蚀性、不自然、不含粘性物质的气体。输送介质的温度，一般不超过800C。图7-8是T4-29型中低高压离心通风机，流量是749~70236m3/h，全压为179~29805Pa。可用作一般的通风换气，也可用于消除烟尘及锅炉鼓风机；也可用于输送气体，输送气体为空气或其它不自然的、对人体无害的、对钢材无腐蚀的气体，气体内不应该含有粘性物质，所含的尘粒不大于150mg/m3，输送介质的温度，一般不超过800C。图7-9是G4-73型中离心通风机，流量是1700~878200m3/h，全压为720~39700Pa。用于锅炉通风，也可用于矿井通风，钢厂除尘等，具有高效率、低噪声、高强度等特点。图7-79-9型高压离心通风机图7-8T4-29型中低高压离心通风机图7-9G4-73型中离心通风机图7-10是G/Y6-48型锅炉离心式风机，流量是2060~75300m3/h，全压为990~4480Pa。图7-11是G/Y6-11型锅炉离心式风机，流量是2350~47500m3/h，全压为800~3890Pa。适用于各种煤质并配有消音除尘装置，凡进气条件相当，性能又相适应均可选用。最高温度不超过2500C，在引风机前必应安装除尘效率不低于85%的除尘装置，以降低进气中烟尘的含量，以提高风机的寿命。图7-12是M7-29型锅炉离心式风机，流量是11500~84500m3/h，全压为4430~19100Pa。适用于锅炉吹送煤粉。图7-10G/Y5-48型锅炉图7-11G/Y6-11型锅炉图7-12M7-29型锅炉离心式风机离心式风机离心式风机图7-13是DRY型烘烤房排风机，适用于各种烘烤房排热风及人造革生产线排风。图7-14是C6-48型排尘离心式通风机，流量是750~56900m3/h，全压为340~2040Pa。适用于排送含有木屑或含有短纤维和尘土的混合物。图7-15是SFF233-11型纺织除尘专用通风机，流量是1350~121200m3/h，全压为320~2360Pa。适用于纺织企业除尘系统输送含纤维的含尘气体。图7-13DRY型烘烤房图7-14C6-48型排尘图7-15SFF233-11型纺织排风机离心式通风机除尘专用通风机7.4.2通风机的选择选择通风机首先要根据输送气体的性质和风压范围，确定所选风机的类型，如：输送清洁气体时，可选用一般风机，输送含尘气体时，应选用排尘风机，输送腐蚀性或爆炸性气体时，应选用防腐蚀或防爆炸通风机，输送高温气体时，则选用引风机或耐高温风机。通风机类型确定后，再根据净化系统的总风量，总压损失，选择对应风量和风压的通风机。表7-1部分离心式通风机的类型和性能表型号名称流量m3/h介质温度/0C功率/KW主要用途4-72-11no6-12离心通风机378-228400201.1-210一般通风换气8-1812no4-16高压离心式通风机619-48800201.5-410冶炼锅炉Y4-73-11no8-20锅炉离心式通风机15900-32600205.5-390电站锅炉引风G4-73-11no8-20锅炉离心式通风机15900-326002010-550电站锅炉引风F4-62-no3-12离心式通风机430-59580201.1-5.9一般酸性气体B4-62no3-12离心式通风机430-59580201.5-5.5易挥发性气体7．4思考与练习1.离心式通风机有哪些特点？2.如何选择恰当的风机？7.5通风系统的正常运行防护7.5.1影响通风净化系统正常运行的因素通风净化系统的正常运行与多种因素有关，一般情况下应注意以下几个方面：1.净化系统的操作运行过程中，要严格遵守系统的工艺技术规程，岗位操作规程，安全规程及各种规章制度。2.一般情况下，净化系统应先于生产工艺系统运行，而在生产工艺系统之后停止，以避免粉尘在净化装置和管道中沉积，或因净化系统滞后运行造成污染物的泄漏，为防止电动机过载，需在低风量下启动排风系统。3.净化系统在运行中出现的问题应及时加以解决，并注意分析原因总结经验，以避免类似情况的发生。为此，要坚持作好操作运行记录，事故记录和维修记录等。严格执行日常维护和定期检修的规章制度，定期消除管道和设备的沉积物，消除设备、管道、阀门、排气罩、操作孔、观察孔等部件的泄漏，调节系统的风量和风压，排除各种事故隐患。7.5.2通风净化系统的防腐净化系统处理的烟气，如化工、冶金等生产过程中排出的含硫烟气，其本身具有一定的腐蚀性。再加上温度、湿度等因素的影响，其腐蚀性将进一步增强，会腐蚀净化装置与管道。由于腐蚀作用将影响净化装置与净化系统的工作性能，缩短其使用年限，还会因腐蚀而产生泄漏，引起污染。甚至造成中毒或爆炸等恶性事故，因此净化系统的防腐蚀具有重要意义。1.造成净化系统腐蚀的主要因素通常净化系统主要采用钢材等金属材料制作。钢材和其他金属材料的腐蚀一般有两种类型，一种是化学腐蚀，另一种是电化学腐蚀。若烟气中含有二氧化硫、氯化物等腐蚀性物质，再加上烟气湿度和温度的变化，致使金属材料表面形成一层具有较强腐蚀性的液膜（可以是酸性的，也可以是碱性的、视烟气成分而定），从而产生对金属材料的化学腐蚀。另外，由于金属材料本身不纯，如钢材是一种铁碳合金，碳的活性远小于铁，当钢材表面附着一层电解质溶液时，就会形成以铁为阳极，碳为阴极的原电池，并产生电化学反应，从而造成比化学腐蚀更严重的电化学腐蚀。若处理烟气的温度和湿度较高，将导致两类腐蚀现象加剧，大大缩短净化装置与系统的寿命。2．防腐措施（1）金属保护膜目前常用的金属保护膜有两种。一种是在钢材表面上镀上一层活性比铁更强的电负性金属膜，这类金属一般在空气中极易生成一层坚固的氧化膜，从而保护镀膜本身及钢材不受腐蚀。由于镀层电负性大于钢材，当镀层遭到破坏时，有电解溶液存在，于破损部位形成原电池，则产生电化学腐蚀，其结果将首先腐蚀防腐镀膜，从而保护钢材不受腐蚀，直到镀层被完全腐蚀，钢材才开始遭到腐蚀，较常见的是镀锌钢板。（2）非金属保护膜采用油漆、及各种有机防腐材料，通过喷涂等工艺形成金属材料的保护层，从而达到防腐蚀的目的。除采用防腐措施外，净化系统操作过程中，还需加强对设备的防腐管理和维修，只有这样才能保证设备长期不受腐蚀，而正常运转。7.5.3通风净化系统的防磨1.造成净化系统及管道等设备磨损的主要因素（1）粉尘性质的影响不同的生产工艺，不同的原材料，产生的粉尘性质有较大差异。（2）净化装置与管道材料的影响不同材料，抗磨损性能相差较大。对于钢材来说，因其成分，加工工艺等不同，抗磨损性能也有差异。一般情况下选用硬度强，抗磨损性强材质。目前可以通过不同的加工工艺和制备新型耐磨材料来提高材料的抗磨损性能。（3）输运条件的影响净化系统中粉尘的输运管道形状，输送速度等对磨损有明显影响。实验表明，输运粉尘的磨损量与气流速度的三次方成正比。速度增大，粉尘对器壁的撞击和磨擦作用增强，磨损量