工業(yè)通風(fēng)課程

1、課程設(shè)計(jì)課題名稱某企業(yè)加工車間除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)_專業(yè)名稱_安全工程 _所在班級(jí) _安本 0904 _學(xué)生姓名_盧雯靜 _學(xué)生學(xué)號(hào) _09601240416 _指導(dǎo)教師_劉美英 _湖南工學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書安全與環(huán)境工程系安全工程專業(yè)學(xué)生姓名：盧雯靜學(xué)號(hào)：09601240416 專業(yè)：安全工程1.設(shè)計(jì)題目：某企業(yè)加工車間除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.設(shè)計(jì)期限：自2011年12月5日開始至2011年12月18日完成3.設(shè)計(jì)原始資料：（1）某企業(yè)加工車間平面布局；（2）拋光機(jī)基本情況；（3） 高溫爐基本情況；（4）拋光機(jī)和高溫爐生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物種類及粒徑 范圍；（5） 拋光車間排風(fēng)量的計(jì)算4.設(shè)計(jì)完成的主要內(nèi)容：

2、（1）拋光機(jī)粉塵捕集與除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（2）高溫爐車 間的通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（3）加工車間除塵系統(tǒng)平面圖、軸測(cè)圖5.提交設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)說(shuō)明書與圖紙等）及要求：提交某企業(yè)加工車間通風(fēng)系統(tǒng)設(shè) 計(jì)說(shuō)明書一份和設(shè)計(jì)圖紙一張。要求語(yǔ)句通順、層次清楚、推理邏輯性強(qiáng)，設(shè)計(jì)改進(jìn)明確、可實(shí)施性強(qiáng)。報(bào)告要求用小四號(hào)宋體、A4紙型打印；圖紙部分要求運(yùn)用Auto CAD嚴(yán)格按照作圖規(guī)范繪制，采用國(guó)際統(tǒng)-標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)和單位制，并打印。6.發(fā)題日期：2011年12月1 日指導(dǎo)老師（簽名）： _學(xué) 生（簽名）： _目 錄1 1前言 .1 12 2車間簡(jiǎn)介 .2 23 3某車間除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì) .3 33.1系統(tǒng)戈U分 .33.2排風(fēng)罩的

3、選擇 .33.3通風(fēng)管道的設(shè)計(jì) .33.3.1風(fēng)管敷設(shè)形式 .33.3.2風(fēng)管斷面形狀的選擇 .43.3.3風(fēng)管材料的選擇 .43.4除塵器的選擇 .43.5排風(fēng)口位置的選定 .64 4通風(fēng)管道水力計(jì)算 .6 64.1拋光車間通風(fēng)管道水力計(jì)算 .64.2高溫爐通風(fēng)管道水力計(jì)算 .115 5結(jié)束語(yǔ) .1515參考文獻(xiàn) .1616附圖 .16161 1 前言在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)散發(fā)各種有害物質(zhì) （粉塵、 有害蒸氣和氣體） 以及余熱 和余濕， 如果不加以控制會(huì)使室內(nèi)、 外空氣環(huán)境受到污染和破壞， 危害人體的健 康、動(dòng)植物生長(zhǎng)， 影響生產(chǎn)過(guò)程的正常運(yùn)行。 因此控制工業(yè)有害物對(duì)室內(nèi)外空氣 環(huán)境的影響和破環(huán)

4、是當(dāng)前非常重要的問(wèn)題。 為了改善居住建筑和生產(chǎn)車間的空氣 條件，保護(hù)人民健康、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率， 通風(fēng)工程在工業(yè)生產(chǎn)中就顯得極為必要。 通風(fēng)工程在內(nèi)容上基本上可分為工業(yè)通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)兩部分。 工業(yè)通風(fēng)的主要任 務(wù)就是，控制生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵、有害氣體、高溫、高濕，創(chuàng)造良好的生產(chǎn) 環(huán)境和保護(hù)大氣環(huán)境。課程設(shè)計(jì)是理論和實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)， 也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的有 效途徑。 本次工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)， 要求通過(guò)給出的某車間生產(chǎn)概況、 相關(guān)參數(shù)和 圖紙，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，查閱相關(guān)資料，自主設(shè)計(jì)出合理可行的通風(fēng)除塵系統(tǒng)方案。 以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用工業(yè)通風(fēng)與除塵及相關(guān)學(xué)科的理論和技術(shù)解決本專業(yè)工業(yè) 衛(wèi)生方面

5、的實(shí)際問(wèn)題， 提高學(xué)生在現(xiàn)場(chǎng)收集及利用資料進(jìn)行制圖、 計(jì)算的綜合能 力。 32 2車間簡(jiǎn)介某企業(yè)加工車間如圖1、圖2所示，有1#、2#、3#、4#、5#工作臺(tái)，高度均 為1.2m, 1#、2#、3#為拋光機(jī)，每臺(tái)拋光機(jī)有 2個(gè)拋光輪，拋光間產(chǎn)生粉塵， 粉塵的成分有：拋光粉劑、粉末、纖維質(zhì)灰塵等（石棉粉塵）。4#、5#為高溫爐, 生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生高溫含塵煙氣，粒徑范圍約為0.010-20um，粒徑范圍爐內(nèi)溫度為500E，室溫為20E，尺寸為1.0m*1.0m，房間高9m窗臺(tái)高1.0m，窗戶高 5m。圖2 A-A剖視圖圖1車間平面圖3 3某車間除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)劃分由于拋光間和高溫爐有不同的排風(fēng)

6、要求，生產(chǎn)流程、運(yùn)行班次和運(yùn)行時(shí)間也 不相同，因此該車間應(yīng)劃分為兩個(gè)獨(dú)立的通風(fēng)除塵系統(tǒng)：拋光間通風(fēng)除塵系統(tǒng)和 高溫爐通風(fēng)除塵系統(tǒng)。3.2排風(fēng)罩的選擇排風(fēng)罩的設(shè)計(jì)原則，是要盡量用最小的排風(fēng)量獲得最佳的排風(fēng)效果。拋光機(jī)操作的關(guān)鍵是要設(shè)法得到最大的拋光速率，以便盡快除去磨光時(shí)產(chǎn)生 的損傷層。因?yàn)閽伖廨喌霓D(zhuǎn)動(dòng)速度極快，使得拋光粉劑、粉末、纖維質(zhì)灰塵等（石 棉粉塵）被甩出的速度極高，可以造成一定的誘導(dǎo)氣流?？蓪⑴棚L(fēng)罩設(shè)在污染氣 流前方，讓它直接進(jìn)入罩內(nèi)。因此拋光輪的排氣罩應(yīng)采用接受式側(cè)排氣罩，排氣罩口尺寸為 300mm*300mm。高溫爐產(chǎn)生高溫?zé)煔鈺?huì)帶動(dòng)污染物一起向上運(yùn)動(dòng)，因此可以采用熱源上部接 受式

7、排風(fēng)罩，安在高溫爐上部 0.6m處（即H=0.6m）。因?yàn)镠 50V 5050 130:少少慣性除塵器20 5050 70300800少少旋風(fēng)除塵器51560 908001500少中水浴除塵器11080 956001200r少中下臥式旋風(fēng)水膜 除塵器 595 988001200中中沖激式除塵器 59510001600中中上電除塵器0.5 190 9850 130大中上袋式除塵器0.5 195 9910001500中上大文丘里除塵器0.5 190 98400010000少大表2 除塵器的分級(jí)效率不同粒徑下的分級(jí)效率（）除塵器名稱全效率（%05510102020 44 44帶擋板的沉降室58.67

8、.522438099簡(jiǎn)單的旋風(fēng)65.31233578291長(zhǎng)椎體旋風(fēng)84.240799299.5100電除塵器97.09094.59799.5100噴淋塔94.5729698100100文丘里除塵器（ P=7.5kPa）99.59999.5100100100袋式除塵器99.799.5100100100100拋光車間產(chǎn)生的粉塵成分有：拋光粉劑、粉末、纖維質(zhì)灰塵等（石棉粉塵）， 可以采用MW30-5B型脈沖反吹袋式除塵器除塵器，阻力 1200P&高溫爐產(chǎn)生的高溫含塵煙氣粒徑范圍約為 0.010-20um，爐內(nèi)溫度為500C, 因此考慮旋風(fēng)除塵器。本次設(shè)計(jì)采用 XLP/A-5.4型旋風(fēng)除塵器，阻力7

9、00Pa。3.5 排風(fēng)口位置的選定拋光間和高溫爐產(chǎn)生的污染物經(jīng)除塵器凈化已無(wú)需再經(jīng)大氣擴(kuò)散稀釋， 可以 在風(fēng)管上設(shè)置風(fēng)帽以防止雨水進(jìn)入風(fēng)管。一般情況下，通風(fēng)用排氣立管出口至少應(yīng)高出屋面 0.50m。廠房高9m,因 此排氣立管應(yīng)至少為 9.5m。4 4 通風(fēng)管道水力計(jì)算4.1 拋光車間通風(fēng)管道水力計(jì)算拋光的目的主要是為了去掉金屬表面的污垢及加亮鍍件。 拋光機(jī)排風(fēng)量的計(jì) 算：一般按拋光輪的直徑 D 計(jì)算： L=A?D m3/h式中：A與輪子材料有關(guān)的系數(shù)布輪： A=6m3/h?mm氈輪： A=4m3/h?mmD拋光輪直徑 mm拋光輪為布輪，其直徑為 D=200m m,每臺(tái)拋光機(jī)有兩個(gè)拋光輪。因此，

10、拋光機(jī)的風(fēng)量 L=2AD=2 X 6X 200=2400 m3/h=0.67m3/s用假定流速法進(jìn)行通風(fēng)管道的水力計(jì)算如下 :（1） 繪制通風(fēng)系統(tǒng)軸測(cè)圖，對(duì)各管段進(jìn)行編號(hào)，標(biāo)注長(zhǎng)度和各排風(fēng)點(diǎn)的排 風(fēng)量。（2） 選定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)選擇 1-4-除塵器-5-風(fēng)機(jī)-6為最不利環(huán)路。（3） 根據(jù)各管段的風(fēng)量及選定的流速，確定最不利環(huán)路上各管段的斷面尺 寸和單位長(zhǎng)度摩擦阻力。 由表 3 可知輸送含有石棉粉塵的空氣時(shí)， 風(fēng)管內(nèi)最小風(fēng) 速為，垂直風(fēng)管為12m/s、水平風(fēng)管為18m/s?？紤]到除塵器及風(fēng)管漏風(fēng)，管段 5 及 6 的計(jì)算風(fēng)量為 L=（2400X 3）X1.05=7560 m3/h=2.1m3

11、/s。管段1根據(jù)L仁2400 m3/h （0.67 m3/s）、v仁18m/s，由圖3查出管徑和單位長(zhǎng)度摩擦 阻力。所選管 徑應(yīng)盡 量符合通風(fēng)管 道統(tǒng)一規(guī)格。即D1=220mmRm 仁 18Pa/m同理可查的管道4、5、6的管徑及比摩阻，結(jié)果見(jiàn)水力計(jì)算表 5。（4） 確定管段2、3的管徑及單位長(zhǎng)度摩擦阻力，結(jié)果見(jiàn)水力計(jì)算表5。（5） 查表確定各管段的局部阻力系數(shù)。表3除塵風(fēng)管最小風(fēng)速（m/s）粉塵類型粉塵名稱垂直風(fēng)管水平風(fēng)管:干鋸末、小刨屑、紡織塵1012木屑、刨花1214干燥粗刨花、大塊干木屑1416纖維粉塵潮濕粗刨花、大塊濕木屑1820棉絮810麻1113石棉粉塵1218:輕質(zhì)干粉塵（木工

12、磨床粉塵、煙草灰）810煤塵1113其他粉塵焦炭粉塵1418谷物粉塵101220X10*20X10*10X1O10X1O4 4 8X108X10- -* * 6XJ06XJ04 44X!04X!04 4 3X10*3X10*2X10*2X10*1XI01XI04 4 fiXIO*fiXIO* 6X106X101 14X104X101 1 3XI03XI0J J2X102X101 1txiotxio5 5SOOSOO600600400400200200100100單位飪度操阻力/ /（PaPa /m/m）圖3通風(fēng)管道單位長(zhǎng)度摩擦阻力線算圖1）管段1矩形傘形罩 a =400, Z =0.1390

13、彎頭（R/D=1.5）兩個(gè),Z =0.17X2=0.34135 彎頭（R/D=1.5） 一個(gè)，Z =0.21四通（1-4）,如圖4。圖4合流四通根據(jù)V2/V仁1查表可知 Z =0.2所以藝 Z =0.13+0.34+0.21+0.2=0.882）管段40 0 2 20 0 4 4 0 0 6 6 O O S S 1 12 24 46 6 B B W W 2020 3040S060SO3040S060SO90 彎頭（R/D=1.5）兩個(gè),Z =0.17 X 2=0.34除塵器進(jìn)口漸擴(kuò)管：進(jìn)口尺寸 390X 400mm變徑管長(zhǎng)度為60mmtg =1 （400 -380） = 0.17，口 10o,

14、空=1.38。所以 Z =0.025。260F4所以藝 Z =0.34+0.025=0.3653）管段5除塵器出口漸縮管：出口尺寸 505X 400mm空0.9，所以Z =0.01F t90 彎頭（R/D=1.5）兩個(gè),Z =0.17X2=0.34風(fēng)機(jī)進(jìn)口漸擴(kuò)管：先近似選出一臺(tái)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)進(jìn)口直徑為550m m,變徑管長(zhǎng)度100mm。丄 1 （550-480）ccl ccFt/550、2 d “ c ccctg0.35, a20o,=（）2 1.31, Z =0.0632100F5480所以藝 Z =0.01+0.34+0.063=0.4134）管段6風(fēng)機(jī)出口漸擴(kuò)管：出口尺寸 385X440mm

15、,空=1.06, Z0F t帶擴(kuò)散管的傘形風(fēng)帽（h/Do =0.5）, Z =0.60所以工Z =0.65）管段2管段2與管段1 一樣，故工Z =0.886）管段3矩形傘形罩 a =40o, Z =0.1390 彎頭（R/D=1.5）兩個(gè),Z =0.17X2=0.34四通（3-4），如圖4和表4, Z =0所以藝 Z =0.13+0.34=0.47（6）計(jì)算各管道的沿程摩擦阻力和局部摩擦阻力。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 5。315.07-163.37315.07= 48.1%10%315.07-313.23315.07= 0.58% : 10%（7）對(duì)并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡匯合點(diǎn)： F =315.07Pa ,

16、 ：P3 =163.37Pa為使管段1、2、3達(dá)成平衡，改變管段3的管徑，增大其阻力廣衛(wèi)225根據(jù)式子D =D凸P i3P丿D-調(diào)整后的管徑，mmD 原設(shè)計(jì)的管徑，mmP原設(shè)計(jì)的支管阻力，Pa;P要求達(dá)到的支管阻力，Pa。D3 “3(遲)225 = 220 (7)0.225 = 190mmAR315.07符合風(fēng)管統(tǒng)一規(guī)格，其對(duì)應(yīng)的阻力為:=P3 =163.37 C220)10.225 : 313.23Pa190此時(shí)處于平衡狀態(tài)。（8）計(jì)算系統(tǒng)的總阻力卩八（Rml Z） =315.07+146.96+48.48+82.24+1200=1792.75Pa表5拋光間管道水力計(jì)算表管 段 編 號(hào)風(fēng)量（

17、m3/h）長(zhǎng)度L（m管徑D（伽）流速vm/s動(dòng)壓Pd(Pa)局部 阻力 系數(shù)局部阻力Z（Pa）比 摩 阻Fm摩擦 阻力 Pr管段阻 力（Pa）備注12400822018194.40.88171.0718144315.0747200838018194.40.36570.969.576146.965756044801286.40.41335.683.212.848.48675609.54801286.40.651.843.230.482.2422400822018194.40.88171.0718144315.0732400422018194.40.4791.371872163.37阻力不平衡31

18、9029313.23除塵器1200(9) 選擇風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)風(fēng)量 Lf =1.15L =1.15 7560 = 8694m3 / h風(fēng)機(jī)風(fēng)壓Pf =1.15 ：P =1.15 179275 = 2061.67Pa選用C4-73-11NO.4.5型風(fēng)機(jī)3Lf = 8900m /hPf =2844Pa風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=3150r/min皮帶傳動(dòng)配用Y160M1-2型電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)功率 N=11kW4.2高溫爐通風(fēng)管道水力計(jì)算高溫爐排風(fēng)量的計(jì)算：H=0.6m，熱源截面積1X 1m,罩口尺寸1.3X 1.3m。Z=H+1.26B=0.6+1.26X 1= 1.86m14QF ：t 二 A t3= AF 4= 1.

19、7 (1 1) (500-20盧4= 1.7 4803 : 6389J / s 二 6.39kJ /s收縮斷面熱射流流量 Lz =0.04Q13Z32 = 0.04 6.3913 1.863 0.19m3/s所以總風(fēng)量 L =Lz vF =0.19 0.5 (1.32 -1) = 0.535m3/s =1926m3 / h用假定流速法進(jìn)行通風(fēng)管道的水力計(jì)算如下：(1) 繪制通風(fēng)系統(tǒng)軸測(cè)圖，對(duì)各管段進(jìn)行編號(hào)，標(biāo)注長(zhǎng)度和各排風(fēng)點(diǎn)的排風(fēng)量。(2) 選定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)選擇1-3-除塵器-4-風(fēng)機(jī)-5為最不利環(huán)路(3) 根據(jù)各管段的風(fēng)量及選定的流速，確定最不利環(huán)路上各管段的斷面尺 寸和單位長(zhǎng)度摩擦阻

20、力。由表3可知輸送含有煤塵的空氣時(shí)，風(fēng)管內(nèi)最小風(fēng)速為, 垂直風(fēng)管為11m/s、水平風(fēng)管為13m/s。旋風(fēng)除塵器要求氣密性非常高，所以可以不用考慮除塵器的漏風(fēng)。管段1根據(jù)L1= 1926 m3/h(0.535 m3/s)、v1= 13m/s，由圖3查出管徑和單位長(zhǎng)度摩擦阻力。所選管徑應(yīng)盡量符合通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格。即D1=240mmRm仁9Pa/m。對(duì)比摩阻進(jìn)行溫度修正：273 + 20 0825Rm=KtKBRmo=() .9=4.04Pa/m273+500同理可查的管道3、4、5的管徑及進(jìn)行溫度修正后的比摩阻，結(jié)果見(jiàn)水力計(jì)算表7 o(4) 確定管段2的管徑及單位長(zhǎng)度摩擦阻力，結(jié)果見(jiàn)水力計(jì)算表7o

21、(5) 查表確定各管段的局部阻力系數(shù)。1、管段1矩形傘形罩 a =60o， Z =0.1690 彎頭(R/D=1.5、兩個(gè),Z =0.17X2=0.34圓形三通(1-3):如圖5o圖5圓形三通由 L3/L=0.5 查得，Z =0.03所以藝 Z =0.16+0.34+0.03=0.532)管段3FtF3140 400 -0.45,Z =0.32400255024502= 1.49 ,Z 0.1290 彎頭（R/D=1.5）兩個(gè),Z =0.17X2=0.34除塵器進(jìn)口漸縮管：進(jìn)口尺寸140X 400mm藝 Z =0.34+0.32=0.663）管段4除塵器出口漸擴(kuò)管：出口直徑 320mm,變徑管

22、長(zhǎng)150mm丄 450 - 320 巾432150a =23.5o Z =0.62590 彎頭（R/D=1.5）三個(gè),Z =0.17X 3=0.51風(fēng)機(jī)進(jìn)口漸擴(kuò)管：先近似選出一臺(tái)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)進(jìn)口直徑為550mm,變徑管長(zhǎng)度100mm。t =155450 0.5 , a =26.5o2 100藝 Z =0.625+0.51+0.12=1.2554）管段5風(fēng)機(jī)出口漸縮管：出口尺寸 385 X 440mm空二 0.94 , Z =0.045Ft帶擴(kuò)散管的傘形風(fēng)帽（h/D。=0.5）, Z =0.60藝 Z =0.045+0.6=0.6455）管段2管段2與管段1 一樣，故工Z =0.53（6）計(jì)算各管

23、道的沿程摩擦阻力和局部摩擦阻力。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表7常溫下（20T）空氣密度為1.2kg/m3,高溫爐內(nèi)（500E ）空氣密度按下式計(jì)算：T20所以高溫爐內(nèi)空氣密度?500 = 0.45kg/m3。表7高溫爐通風(fēng)管道水力計(jì)算管 段 編 號(hào)風(fēng)量（m3/h）長(zhǎng)度L (m)管徑（伽）流速V(m/ s)動(dòng)壓Pd(Pa)局部阻 力系數(shù)局部阻力Z（Pa）比摩 阻Rn摩擦阻力Pm管段阻 力（Pa）119269.62401338.0250.5320.154.0438.78458.9343385254001338.0250.6625.0972.1110.5535.654385254501127.2251.25534.171.356.7540.92538529.54501127.2250.64517.561.3512.82530.385219269.62401338.0250.5320.154.0438.78458.934除塵器700（7） 對(duì)并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡圓形三通匯合點(diǎn)：由于管段1和管段2管路對(duì)稱，風(fēng)量相同，故兩者阻力平衡。（8） 計(jì)算系統(tǒng)的總阻力P（ Rml Z） =58.934+35.65+40.92+3