工业通风课程设计.doc

目录目录1前言前言.12车间简介车间简介.23生产车间除尘系统设计生产车间除尘系统设计.33.1系统划分系统划分.33.2风管材料及断面形状的选择风管材料及断面形状的选择.43.3排风口位置的确定排风口位置的确定.43.4排风罩的选择设计排风罩的选择设计.43.5除尘器的选择除尘器的选择.63.6抛光机车间通风管道路线的设计计算抛光机车间通风管道路线的设计计算.83.6.1通风管道路线的设计.83.6.2通风管道的水力计算.93.7.3除尘器型号及其风机的选择.123.7高温炉车间通风管道路线的设计计算高温炉车间通风管道路线的设计计算.123.7.1通风管道路线的设计图.123.7.2通风管道的水力计算.133.7.3除尘器型号及其风机的选择.154结束语结束语.16参考文献参考文献.17附录附录.1701前言前言人类在生产和生活的过程中，需要有一个清洁的空气环境（包括大气环境和室内空气环境）。因此，就要在生产和生活的过程采用通风和除尘技术。通风工程在我国实现四个现代化的进程中，一方面起着改善居住建筑和生产车间的空气条件，保护人民健康、提高劳动生产率的重要作用；另一方面在许多工业部门又是保证生产正常进行，提高产品质量所不可缺少的一个组成部分。工业通风是控制车间粉尘、有害气体或蒸气和改善车间内微小气候的重要卫生技术措施之一。其主要作用在于排出作业地带污染的或潮湿、过热或过冷的空气，送入外界清洁空气，以改善作业场所空气环境。工业通风按其动力来源分为自然通风和机械通风。自然通风依靠室内外空气温度差所形成的热压和室外风力所形成的风压而使空气流动；机械通风则依靠通风机所形成的通风系统内外压力差而使空气沿一定方向流动。某企业生产车间在工作的过程中，其抛光车间会产生粉尘，主要成分有抛光粉剂、粉末、纤维质粉尘等，这些颗粒物如不尽早除去，则会通过呼吸道等途径进入工作人员体内，引起尘肺病，使人的呼吸能力显著下降，严重危害人体健康。同时，颗粒物控制不严对生产也会产生很大影响，它会降低产品的质量和机械工作精度，颗粒物还会是光照度和能见度降低，影响室内作业的视野。未经处理的含尘气体若任意排放，将污染大气，危害周围生活区人身健康，影响农业生产。因此含尘气体必须净化处理，达到排放标准才允许排入大气。此次课程设计针对某企业生产车间内产生的颗粒物，对其进行分析，设计出合理的通风除尘系统，把车间内的有害气体捕集起来，经过净化处理达到标准后排至室外，使车间内有害物浓度不超过国家卫生标准规定的最高允许浓度，使人类在生产和生活的过程中有一个清洁的空气环境。同时，通过此次设计，更深刻体会到工业通风在生产生活中的重要性。12车间简介车间简介某企业加工车间如图所示，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1.0m1.0m，房间高9m，窗台高1.0m，窗户高5m。图1车间俯视图图2车间左视图23生产车间除尘系统设计生产车间除尘系统设计3.1系统划分系统划分除尘系统的划分应符合的要求:（1）同一生产流程、同时工作的扬尘点相距不远时，宜设为同一系统；（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回收或粉尘无回收价值时，也可和设一个系统；（3）温湿度不同的含尘其他，当混合后可能导致风管内结露时，应分设系统。根据系统划分原则，由于高温炉车间和抛光车间产生不同的粉尘，生产流程也不相同，且车间由一条过道隔开扬尘点相距较远，处理的风量也不一样，因此宜分开设为两个系统。进行抛光的三个车间对空气处理要求相同，室内参数要求相同，而且这三个车间是同一生产流程，运行班次和运行时间相同，因此可以划分为同一系统，由一台风机与其联系在一起的管道及设备构成一个系统。高温炉车间也同理构成一个系统。各设备祥细参数见表1表1参数表区域设备编号设备工艺尺寸排风罩形式污染物设计参数第一工作区域1、2、3号抛光机抛光机抛光10001000（cm）接受式侧面排风罩纤维粉尘300300（cm）第二工作区域4、5号高温炉高温炉加热10001000(cm)热源上部接受罩高温含烟气体300300(cm)33.2风管材料及断面形状的选择风管材料及断面形状的选择风管的材料应根据使用要求和就地取材的原则选用。钢板是最常用的材料，有普通钢板和镀锌钢板两种。他们的优点是易于工业化加工制作、安装方便、能承受较高温度。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。除尘系统因关闭磨损大，通常用厚度为3.05.0的钢板，一般通风系统采用0.51.5mm的薄钢板。高温炉车间和抛光机车间内，空气湿度不大，因此选用做除尘系统的风管采用3.05.0的普通钢板。风管断面形状有矩形和圆形两种.两者相比，在相同断面积时圆形风管的阻力小、材料省、强度也大圆形风管直径较小时、容易制造且保温亦很方便。当风管中流速较高，风管直径比较小时，例如除尘系统和高速空调系统都采用圆形风管。因此，本通风管道设计中也采用圆形断面。3.3排风口位置的确定排风口位置的确定在一般的情况下通风用排气立管出口应至少高出屋面0.5m。通风排气中的有害物质必须经大气扩散稀释时，排风口应位于建筑物气流负压区和正压区以上，高约（1.32.0）H。此生产车间的高度为9m考虑到含尘气体的扩散及风管的省材，高温炉车间选择的排风口高度为9.5米，抛光车间选择的排风口高度为9.5米。为了防止雨、雪等进入排风管或利用室外空气流速形成风压以加强排风能力，排风末端应装伞形风帽。3.4排风罩的选择设计排风罩的选择设计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运动，可在有害物散发地点直接捕集有害物或控制其在车间的扩散，保证室内工作区有害物不超过国家卫生标准的要求。设计完善的局部排风罩，用较小的排风量即可获得最佳的控制效果。4排风罩按工作原理的不同可分为密闭罩、柜式排风罩（通风柜）、外部吸气罩（包括上吸式、侧吸式、下吸式及槽边排风罩等）、接受式排风罩、吹吸式排风罩。选择合适的排风罩用较小的排风量就可以获得最佳的控制效果。设计局部排风罩时应遵循以下原则：(1)局部排风罩应尽可能包围或靠近有害物发生源，使有害物局限于较小的空间，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。(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)和工艺密切配合，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。(6)要尽可能避免或减弱干扰气流的影响。高温炉车间内高温炉工作时，其产生的高温含烟气体会直接向上散发，故排风罩宜采用热源上部吸气罩（见图3），把四周的含尘气体都往上吸入罩内。排风罩口尺寸为300300cm，风量。hml20003抛光车间中抛光轮在工作时，产生的粉尘运动方向主要是沿工作台的切线方向，故应采用接受式侧面排风罩，把排风罩设在工作台污染源的附近，依靠罩口的抽吸作用，在污染物发散地点造成一定的气流运动，把污染物吸入罩内。抛光轮为布轮，其直径为200mmD，与轮子材料有关的系数为mmhmA63，排风量，排风罩口尺寸为。hmDAL2400200623300300cm对于矩形断面的罩，选择的其扩张角不同时，排风罩的局部阻力系数也不同。综合结构、速度分布、阻力三方面的因素，应尽可能地小于或等于60，当=3060时，阻力最小。查文献得，矩形断面的排风罩其扩张角为60时，局部阻力系数较小，故设计排风罩时，设计其扩张角为60。图3高温炉车间热源上部接受罩图4抛光车间接受式侧边排风罩53.5除尘器的选择除尘器的选择除尘器是将粉尘从含尘气流中分离出来的设备，根据其除尘机理的不同通常将除尘设备分为四大类：机械除尘器、过滤式除尘器、湿式除尘器、电除尘器。选择除尘器时应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，及除尘器的除尘效率、阻力、经济性、占地面积、劳动条件等。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除尘效率是不同的，所以选择除尘器时首先必须了解处理粉尘的粒径分布和各种除尘器的分级效率。（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，对于高温和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粉尘的处理问题。各种常用除尘器的综合性能如表1中列出，可作为选择时的参考表2除尘器的综合性能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6高温炉车间因其会产生高温和高湿烟气，故用袋式除尘器捕集较大颗粒不合适，而因选择旋风除尘品。旋风除尘器是一种干式的高效除尘器，它利用内外两个漩涡的离心作用除尘。对5.0m的粉尘，效率高达6090。粉尘间相互作用，沿着器壁内表面下滑，在下方收集器中收集，净化后的空气从上排气筒排出。根据管道内风量，选择xcx-1000型旋hmL4000200023风除尘器，其各参数性能如图5。抛光轮产生最主要的是石棉粉尘，含尘气体非高温高湿，为达到较高的除尘效率，综合实际情况考虑本设计中也采用旋风除尘器，根据管道内风量hmDAL36002006333，选择xcx-900型旋风除尘器，其各参数性能如图5。图5旋风除尘器参数图5旋风除尘器参数73.6抛光机车间通风管道路线的设计计算抛光机车间通风管道路线的设计计算3.6.1通风管道路线的设计由图9我们可以看出，抛光车间内排风罩是侧放在工作台上，通风管道的路线为，接排风罩的管道先九十度转弯竖直向上通向空中4m后，然后接3.2m的平行管道，通过弯头和变径管与平行于墙壁的管道接通，最后从窗户伸出往外方向接除尘器，再由6管道接风机，从风机的出口接出管道通向空中。通风除尘系统流程如下：粉尘排风罩风管除尘器风机排放到室外.在管道设计时，为了减小局部阻力，设计的圆形风管弯头曲率半径为两倍管径，在排风立管出口出采用伞形风帽。4l=7.2m2l=7.2m1l=12m3l=4.8m5l=6m7l=9.56l=4m图6抛光间除尘系统轴测图83.6.2通风管道的水力计算(1)对各管段进行编号，标出管道长度和各排风点的排风量。(2)选定最不利环路，本系统选择135除尘器6风机7为最不利环路。(3)根据各管段的风量和选定的流速，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。管段1：L1=2400m3h=0.66m3s管段2：L2=2400m3h=0.66m3s管段4：L4=2400m3h=0.66m3s管段3：L3=L1+L2=4800m3h=1.32m3s管段5及6的计算风量为：管段5：L5=L4+L3=7200h=2m3s管段6：L6=L5=7200m3=2m3s抛光车间内抛光机在工作时，会产生石棉粉尘。查表得，输送含有石棉粉尘的空气时，风管内最小风速为，垂直风管12ms、水平风管为14ms。管段1根据，查文献得出管径和单位长度摩3311L2400mh(0.66ms)v14ms擦阻力。所选的管径符合文献中规定的通风管道的统一规格。125010mDmmR同理可查得管段3到7的管径及比摩阻，具体情况见表3图7水力计算参数图9(4)确定管段3、4的管径及比摩阻，具体情况见表3(5)查文献，确定各管段的局部阻力系数。1)管道190弯头（RD=2）:3个，45.015.03合流三通管道（13）：21.00.45+0.21=0.662）管道290弯头（RD=2）:3个，30.15=0.45合流三通管道（23）：0.880.45+0.88=1.333）管道3合流三通管道（34），57.00.574）管道4和管道2情况相同，0.45+0.88=1.335）管道5管径450mm的风管连接边长250250式旋风除尘器，渐缩管长200mm4502501tan0.5220024450.190弯头（RD=2）:3个，30.15=0.4555.01.045.06）管道690弯头（RD=2）:2个，20.150.3除尘器出口圆直径D=508mm，管段6直径450mm，渐缩管长100mm5084501tan0.2921001.04536管道连接风机前有一段200mm的渐扩管，风机入口为直径500mm的圆105004501tan0.1252200221500191.9450FF0.230.230.10.30.63管道7由风机出口460350连接管道7直径为450mm，其间的变化极小，忽略。带扩散管的伞形风帽6005.0dh6.0(6)计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力。计算结果见表3表3抛光车间除尘系统管道水力计算表管道编号流量m3h(m3s）长度l（m）管径D（mm）流数v（ms）动压Pd（Pa）局部阻力系数（）局部阻力Z(Pa)比摩阻Rm（Pam）摩擦阻力Rml(Pa)管段阻力Rml+Z（Pa）12400（0.66）1225014117.60.6677.610120197.622400（0.66）7.222018194.40.3364.118129.6193.734800（1.32）4.83501286.40.5749.252473.242400（0.66）7.2200202400.3379.225180259.257200（1.98）545014117.60.5564.663094.667560（2.1）64501286.40.6354.431872.477560（2.1）9.54501286.40.651.8328.580.3除尘器xcx-1000型1000(7)对并联管路进行阻力平衡汇合点A12197.6193.7aapppp0195.06.1977.1936.197121ppp%10所以A点平衡11汇合点B134197.673.2270.9259aapppp13413270.92594.5%10%270.9ppp所以B点阻力平衡，符合要求。3.7.3除尘器型号及其风机的选择(1)计算系统的总阻力197.6+73.2+94.6+72.4+80.310001518mPRlZ风机风量1.151.1575608694fLL风机风压1.151.1515181746fPP(2)xcx-1000型除尘器C4-73No.5.5C型风机，主轴转速2240rmin，hmLf840031840fPpa所需功率为8kw配套电机型号为Y100L-2B35功率为6.5KW。3.7高温炉车间通风管道路线的设计计算高温炉车间通风管道路线的设计计算3.7.1通风管道路线的设计图图8高温炉除尘系统轴测图123.7.2通风管道的水力计算(1)对各管段进行编号，标出管道长度和各排风点的排风量.(2)选定最不利环路，本系统选择13旋风除尘器4风机5为最不利环路。(3)根据各管段的风量和选定的流速，确定各不利环路上各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。高温炉产生的主要有害物成分为煤尘，取风管内的最小风速，水平风管14ms垂直风管12ms.考虑到旋风除尘器及风管漏风，管段4和5的计算风量为40001.05=4200m3h。按照图7所示，分管段计算局部阻力系数：管段1根据，查文献得出管径和单位长度3311L2000mh(0.56ms)v14ms摩擦阻力。所选的管径符合文献中规定的通风管道的统一规格。122511maDmmRpm同理可查得管段3、4、5的管径及比摩阻，具体情况见表2(4)确定管段2的管径及比摩阻，具体情况见表2(5)查文献，确定各管段的局部阻力系数。1)管道190弯头（RD=2）：2个，0.320.15密闭罩：=60，1.0圆形三通（13）（见图8）合流2DR300.030.5LL131.330.030.31.02)管道290弯头（RD=2）:2个，0.3密闭罩：=60，图9圆形三通1.0圆形三通（23）（见图8）合流三通1.330.030.10.30.030.5LL13133）管道3由风管连接旋风除尘器，管径为330mm的管道接边长350350mm的方形接口，为渐缩管管长100mm管径3D=330除尘器进口尺寸2243503301tan0.1210010.010454)管道4除尘器出口渐缩管渐扩管长300mm除尘器出口尺寸直径458mm管径4直径D=2404583501tan0.1823008.18a1.0圆形弯管3个45.0315.0风机入口为圆形直径D=360mm渐扩管长100mm3603501tan0.0521002213601.25350FF查表可得3033.088.033.01.045.05)管道5伞形风帽6005.0dh风机出口为320284的矩形风口渐缩管200mm3503201tan0.17522001.045107.01.06.0(6)计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力。计算结果表414表4高温炉车间除尘系统管道水力计算表管道编号流量m3h(m3s）长度l（m）管径D（mm）流数v（ms）动压Pd（Pa）局部阻力系数（）局部阻力Z(Pa)比摩阻Rm（Pam）摩擦阻力Rml(Pa)管段阻力Rml+Z（Pa）12000（0.56）9.822514117.61.33156.411107.8264.22000（0.56）9.822514117.61.33156.411107.826434000（1.12）233014117.60.111.771425.744200（1.17）63501286.40.887642410054200（1.17）9.53501286.40.760.443898.