工業(yè)通風設計

1、設計人： 學號： 專業(yè)方向：職位班完成時間：2014年12月2014年12月安全工程專業(yè)工業(yè)通風與除塵課程設計1前言32車間簡介33設計要求44系統(tǒng)裝置分析44.1除塵管道設計原則44.2排風罩設計原則54.3除塵器選擇對照表54.4風機的設計65設計資料5拋光車間通風與除塵系統(tǒng)設計65.1除塵管道設計65.2排風罩設計65.3除塵器選擇75.4風量計算與風機選擇75.5備選方案116高溫爐車間通風與除塵系統(tǒng)設計136.1除塵管道設計136.2排風罩設計136.3除塵器選擇146.4風量計算與風機選擇147拋光車間兩方案對比188結束語18參考文獻191前言隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，生產(chǎn)加工種類的繁

2、多，在生產(chǎn)過程中，出現(xiàn)了各種個樣的粉塵，各類有毒有害氣體，以及特殊的工作環(huán)境，會給工作人員帶來各種各樣的困擾，影響工作人員的舒適度，健康程度，甚至危及生命，工業(yè)通風既可稀釋或排除生產(chǎn)過程產(chǎn)生的毒害、爆炸氣體及粉塵，在工業(yè)生產(chǎn)中，利用工業(yè)通風技術，有效的排除生產(chǎn)車間內產(chǎn)生的一系列有毒有害物質，可以從技術手段防止作業(yè)人員得職業(yè)病，而且可調節(jié)作業(yè)場所溫度、濕度等，從而為保證作業(yè)人員的身體健康創(chuàng)造前提條件。2車間簡介某企業(yè)加工車間高9m，寬10m，長12m，長邊朝南，長邊中部設有窗戶2個，窗臺高1.0m，窗戶高5m，寬3m，兩個窗戶相隔2m。車間內有1#、2#、3#、4#、5#工作某企業(yè)加工車間高9m

3、，寬10m，長12m，長邊朝南，長邊中部設有窗戶2個，窗臺高1.0m，窗戶高5m，寬3m，兩個窗戶相隔2m。車間內有1#、2#、3#、4#、5#工作臺，高度均為1.2m，1#、2#、3#為拋光機，每臺拋光機有2個拋光輪，拋光間產(chǎn)生粉塵，粉塵的成分有：拋光粉劑、粉末、纖維質灰塵等（石棉粉塵）。4#、5#為高溫爐，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生高溫含塵煙氣，粒徑范圍約為0.010-20um，粒徑范圍爐內溫度為500，室溫為20，尺寸為1.0m*1.0m。該企業(yè)拋光生產(chǎn)車間產(chǎn)生的粉塵成分有：拋光粉劑、粉末、纖維質灰塵等（石棉粉塵）。高溫爐車間生產(chǎn)過程中產(chǎn)生高溫含塵氣體。因此需采取有效的通風措施在有害物產(chǎn)生地點直接把

4、它們收集起來，經(jīng)過凈化處理排，并且要注意高溫爐車間需要降溫和除塵。使車間內有害物濃度不超過國家衛(wèi)生標準規(guī)定的最高允許濃度。使工作環(huán)境合格達標。3設計要求（1）、要求選擇至少兩種設計方案，比較各種方案的利與弊，并從中體會和總結設計經(jīng)驗；（2）、要求學生按照設計計劃進程進行，按時完成課程設計；（3）、設計圖紙要求至少包括廠房通風和除塵系統(tǒng)設計平面圖（圖1）、通風和除塵系統(tǒng)設計立面圖（含高程、管道設備尺寸）（圖2）、通風壓力分布圖(圖3)，并相應標上圖名、圖號和相關尺寸；（4）、設計圖紙采用CAD繪圖，要求圖面清晰、標注準確；（5）、完成設計說明書一份，要求設計方案正確、合理，設計思路明確，標明公式

5、及資料來源，計算過程簡潔、清晰，內容恰到好處；要求計算摩擦阻力。（6）、完成系統(tǒng)通風除塵設備清單一份，要求根據(jù)設計說明書，寫清通風機及除塵降塵裝置選擇說明、來源出處。（7）、課程設計格式要求1）采用CAD制圖，正文內容文字用小四宋體，一級標題小三黑體加粗，二級標題四號黑體加粗，三級標題小四宋體，大標題與內容必須分開（內容要另起行），段落之間要另起。3）圖必須標注清楚并符合標注要求。4系統(tǒng)裝置分析4.1除塵管道設計原則 風管設計的原則： 1.除塵系統(tǒng)的排風點不宜過多，以利各支管間阻力平衡。 2.除塵風管應盡可能垂直或傾斜敷設，傾斜敷設時與水平夾角最好大于45°，如必須水平敷設或傾角小于

6、30°時，應采取措施，如加大流速、設清掃口等。 4.2排風罩設計原則排風罩設計原則：1. 局部排風罩應盡可能包圍或靠近有害無源，使有害無源局限與較小的局部空間。應盡可能減小吸氣范圍，便于捕集和控制。 2. 排風罩的吸氣氣流方向應盡可能與污染氣流運動方向一致。 3. 已被污染的吸入氣流不允許通過人的呼吸區(qū)。設計時要充分考慮操作人員的位置和活動范圍。 4. 排風罩應力求結構簡單、造價低，便于安裝和維護。 5. 局部排風罩的配置應與生產(chǎn)工藝協(xié)調一致，力求不影響工藝操作。 6. 要盡可能避免和減弱干擾氣流和穿堂風、送風氣流等對吸氣氣流的影響。 排風罩的種類有：密閉罩、柜式排風罩、外部吸氣罩、

7、接受式排風罩、吹吸式排風罩。4.3除塵器選擇對照表表1 除塵器的分級效率除塵器的選擇適用的范圍 效率阻力設備費用運行費重力沉降室<5050 130少少慣性除塵器20505070300800少少旋風除塵器51560908001500少中水浴除塵器11080956001200少中下臥式旋風水膜除塵器95988001200中中沖激式除塵器9510001600中中上電除塵器0.519098100200大中上袋式除塵器0.51959910001500中大大文丘里除塵器0.519098400010000少大4.4風機的設計1） 根據(jù)輸送氣體性質、系統(tǒng)的風量和阻力確定風機的類型。2） 考慮到風管、設備

8、的漏風及阻力計算的不精確，按下式的風量、風壓選擇風機。5設計資料拋光的目的主要是為了去掉金屬表面的污垢及加亮鍍件。相關資料如下： 排風量的計算 一般按拋光輪的直徑D計算： L=A·D m3/h 式中：A與輪子材料有關的系數(shù) 布輪：A=6m3/h·mm 氈輪：A=4m3/h·mm D拋光輪直徑 mm拋光輪為布輪，其直徑為D=200mm，拋光輪中心標高1.4m，工作原理同砂輪。拋光輪的排風罩應采用接受式側排風罩。6方案一6.1 計算均勻送風系統(tǒng)管道設計6.11辦公室及換衣室總通風量計算：房間總的通風量等于房間換氣次數(shù)乘以房間體積即Qki=nVf，由根據(jù)簡明通風設計手冊

9、（孫一堅）得知換氣次數(shù)為1.5次/h ，其中通風房間體積Vf=6×5×5×2=300m3則Qki=300×1.5=450m3/h=0.125m3/s,總送風量為0.125m3/s,開設6個等面積的測孔，的空間距為2m,采用薄鋼板圓錐型測孔均勻送風。6.12計算靜壓速度、測孔面積和靜壓。設側空的平均流速V0=5m/s,空口的流量系數(shù)=0.6,則有：測孔靜壓流速為：Vj=V0=50.6=8.3m/s測孔面積為：f0=Q0nvj=0.00418m2靜壓為ps=12vj2=12×1.2×8.32=41.334Pa6.13計算斷面1處的流速和斷

10、面直徑。按VjVd1.73的原則，測定第一測孔空處風管斷面的風速：Vd1=8.3÷1.73=4.80m/s 斷面1的動壓為：hv1=12vd12=12×1.2×4.82=13.824Pa斷面1的直徑D1=4×0.1254.8×3.14=0.18m6.14計算管段1-2的阻力損失。由于總送風量為0.125m/s,直徑D1=0.18m作為其平均直徑，查圖2-6得hb=1.8Pa/m摩擦阻力為2×1.8=3.6Pa空氣流過測孔直通部分的局部阻力系數(shù)為=0.35×(QcQg)2=0.00972管段1-2的總阻力h1-2=3.6+0.

11、00972×13.824=3.73Pa6.15計算斷面2處的流速和斷面尺寸。根據(jù)兩側空間的動壓等于兩側空間的阻力的原則，可得：hV2=hV1-h1-2=13.824-3.73=10.094Pa斷面2處的流速為：Vd2=2×10.0941.2=4.10m/s斷面2處的直徑：D2=(0.125-0.1256)×44.10×3.14=0.1796.16按上述步驟計算其余各斷面的尺寸，計算結果見表6-1 均勻送風管道的計算表斷面編號斷面風量（m3/s）動壓（Pa）流速（m/s）管徑（m）管段編號局部阻力系數(shù)局部阻力（Pa）比摩阻（Pa/m）摩擦阻力（Pa）總阻力

12、（Pa）10.12513.8244.80.18120.010.138122.13820.10411.6864.410.173230.0140.163122.16330.0839.5233.980.162340.0220.209122,20940.0627.3143.490.15450.0390.285122.28550.0415.0292.890.134560.0880.442122.44260.022.5872.070.111無無無無無6.17計算風道阻力。因風道最末段的全壓為零，因此，風道總阻力應為斷面1處具有的全壓，即h=41.334+13.824=55.158Pa選用T4-72 離心通

13、風機6.2除塵系統(tǒng)設計6.21除塵管道設計用作通風管道的材料有很多，主要有金屬薄板和非金屬材料兩大類。拋光車間選用鋁合金材料管道，因為鋁合金板加工性能好，耐腐蝕，摩擦是不易產(chǎn)生火花，具有防爆的功效6.22排風罩設計拋光車間的拋光輪在拋光作業(yè)過程中會產(chǎn)生或誘導一定的氣流運動，并帶動有害物一起運動，對于這種情況，可把排氣罩設在污染氣流的前方，讓污染氣流直接進入罩內，所以拋光輪的排氣罩可以采用節(jié)能的接受式側排氣罩。接受式側排氣罩的罩口尺寸選用300×300mm（高），罩口中心離地面1.4米。圓形傘罩擴張角為606.22計算各管段需要風量一般按拋光輪的直徑D計算： L=A·D 式中

14、：A與輪子材料有關的系數(shù) 布輪：A=6 氈輪：A=4 D拋光輪直徑 mm拋光輪為布輪，其直徑為D=200mm，算出L=1200，又因為每臺拋光機上有兩個拋光輪，所以 表2除塵風管的最小風速（m/s）粉塵類別粉塵名稱垂直風管水平風管纖維粉塵干鋸末、小刨屑、紡織塵1012木屑、刨花1214干燥粗刨花、大塊干木屑1416潮濕粗刨花、大塊濕木屑1820棉絮810麻1113石棉粉塵1218除塵器為袋式除塵器，其及風管可能漏風，管段5及6的計算風量為。根據(jù)通風除塵設備設計手冊中通風除塵系統(tǒng)管道內的最低氣流速度表查得，輸送含有石棉粉塵的空氣時，風管內最小風速為：垂直風管12m/s、水平風管18m/s。6.2

15、3根據(jù)各管段的風量和所選的氣流流速，確定個管段的斷面尺寸，計算摩擦阻力和局部阻力，本系統(tǒng)選擇1-4-5-除塵器-6-風機-7為最大阻力管線。摩擦阻力對于管段1，根據(jù)Q1=2400m3/h=0.67m3/s、v1=18m3/s,由查圖2-6得D1=220mm、hb1=20Pa/m。風管L1=11m同理計算確定2、3、4、5、6 7、的管徑及比摩阻，見表6-26.24 根據(jù)工業(yè)通風與除塵（馬中飛主編）附錄5局部阻力系數(shù)表確定各管段的局部阻力系數(shù)。在管段1中，會產(chǎn)生局部阻力的部件有，一個=60°的圓形傘形罩=0.09、兩個=90°，r/d=2的圓彎管=0.15×2=0.

16、3、一個=30°的只管合流三通S2/S4=0.6，Q2/Q4=0.5, =0,所以1=0.39，h1=75.8Pa。管段2會產(chǎn)生局部阻力的部件有，一個=60°的圓形傘形罩=0.09，一個=90°，r/d=2的圓彎管=0.15，一個=120°，r/d=2的圓彎管=0.17，一個=30°的分支管合流三通S2/S4=0.6，Q2/Q4=0.5, =0.44,所以2=0.85，h2=165.24Pa。管道3會產(chǎn)生局部阻力的部件有，一個=60°的圓形傘形罩=0.09，一個=90°，r/d=2的圓彎管=0.15，一個=120°

17、，r/d=2的圓彎管=0.17，一個=30°的分支管合流三通S3/S5=0.4，Q2/Q4=0.5, =0.97,所以3=1.38，h3=268.3Pa。管段4會產(chǎn)生局部阻力的部件有，一個=30°的直管合流三通S4/S5=0.6，S3/S5=0.4，Q4/Q5=0.5, =0.1,所以4=0.1，h4=19.44Pa。管段5會產(chǎn)生局部阻力的部件有，兩個=90°，r/d=2的圓彎管=0.15×2=0.3，所以5=0.3，h5=58.32Pa。管段6會產(chǎn)生局部阻力的部件有，兩個=90°，r/d=2的圓彎管=0.15×2=0.3，所以6=0

18、.3，h6=58.32Pa。管段7會產(chǎn)生局部阻力的部件有，一個h/D0=0.4的排風風帽=1.3，所以7=1.3，h7=112.32Pa。 除塵管道設計計算表管段編號流量（m3/h）管徑mm長度流速局部阻力系數(shù)局部阻力摩擦阻力比摩阻管段阻力1240022011180.3975.822020295.8224002207180.85165.2414020305.24324002207181.38268.314020408.3448002804180.119.44561465.44572003602180.358.32221180.32675604508120.358.3226.43.384.727

19、75604509121.3112.3229.73.3142.02除塵器12006.25對并聯(lián)管路進行阻力平衡會點A，h1-h2h1 = 305.24-295.8305.24=3.09%<10%匯合點B h3-(h4+h1)h3=9.5%<10%6.26計算系統(tǒng)的總阻力ht=295.8+305.24+408.3+65.44+80.32+84.72+142.02+1200=25816.27選擇風機通風機風量：Q=K1×Qfj=1.15×7560=8694=2.4m/s通風機靜壓：Hs=kp×ht=1.16×2581=2993Pa根據(jù)通風機的風量和

20、靜壓，選用C4-73-11 排塵離心通風機6.3高溫爐除塵系統(tǒng)計算6.31高溫除塵管道材料選擇高溫爐車間宜選用鍍鋅材料管道，因為非金屬材料不耐高溫，表面鍍鋅，可以起防銹作用。6.32高溫除塵系統(tǒng)排氣罩的選擇在高溫爐車間，粒徑范圍爐內溫度為500。當熱源與周圍的空氣有較大的溫差時，設備表面通過對流散熱把熱量傳給空氣，周圍的空氣受熱上升，形成熱射流。通過在工程實際可以發(fā)現(xiàn)么在熱源的表面，一般在距熱源的（1-2）B處，射流發(fā)生收縮，在收縮斷面上的流速最大，隨后煙氣開始擴散。高溫爐車間采用的熱源上部接受式集氣罩： 取 。6.33除塵器選擇高溫爐生產(chǎn)過程中產(chǎn)生高溫含塵煙氣，粒徑范圍約為0.01020m，

21、結合表1、表2以及簡明設計通風手冊分析，臥式旋風水磨除塵裝置在粉塵粒徑為5m時除塵效率為95%98%6.34風量計算與風機選擇熱源的對流散熱量為： （49）式中：熱源的對流放熱面積，； 熱源表面與周圍空氣的溫度差，； A系數(shù)，對于水平散熱面A=1.7；豎直散熱面A=1.13。 Q=1×1.7×4804/3=6.389 Z=H+1.26B=2.06 （4-11）式中：H熱源至計算斷面的距離，m； B熱源水平投影的直徑或長邊尺寸，m。熱射流收縮斷面上的流量為：L LZ=0.04Q1/3Z3/2=0.04×6.3891/3×2.063/2=0.22m3/s因為

22、對于橫向氣流影響較小的低懸罩，要求排風罩口尺寸應該比熱原尺寸擴大150mm200mm,此處取200mm。所以罩口斷面直徑為： 設v'=0.7m/s低懸罩需風量按下是式計算Qr=Lz+v'F'=0.5m/s由工業(yè)通風（孫一堅，第三版）高溫管道的流速垂直13m/s,水平11m/s. ，查文獻得出管徑和單位長度摩擦阻力。所選的管徑符合文獻中規(guī)定的通風管道的統(tǒng)一規(guī)格。但計算其摩擦阻力時，考慮到高溫爐車間實際溫度為500，要進行空氣溫度的修正。首先根據(jù)公式（Pa/m），進行計算，然后再根據(jù)比摩阻溫度修正公式進行修正。計算局部阻力時應進行空氣密度修正，根據(jù)公式， 計算得出500時，

23、。同理可查得管段2、3、4、5的管徑及比摩阻，具體情況見表6-3。局部阻力系數(shù)在管段1中，會產(chǎn)生局部阻力的部件有，一個=60°的圓形傘形罩=0.09、兩個=90°，r/d=2的圓彎管=0.3、一個=30°的直管合流三通=0.03,所以1=0.42，h1=15.97Pa。管段2會產(chǎn)生局部阻力的部件有，一個=60°的圓形傘形罩=0.09，一個=90°，r/d=2的圓彎管=0.15，一個=120°，r/d=2的圓彎管=0.17，一個=30°的分支管合流三通, =0.03,所以2=0.79，h2=36.05Pa。管段3會產(chǎn)生局部阻力

24、的部件有，兩個=90°，r/d=2的圓彎管=0.15×2=0.3，所以5=0.3，h3=11.41Pa。管段4會產(chǎn)生局部阻力的部件有，兩個=90°，r/d=2的圓彎管=0.15×2=0.3，所以5=0.3，h4=8.16Pa。管段5會產(chǎn)生局部阻力的部件有，一個h/D0=0.4的排風風帽=1.3，所以5=1.3，h5=35.39Pa。除塵管道設計計算表管段編號風量長度管徑速度動壓局部阻力系數(shù)局部阻力比摩阻摩擦阻力管段阻力11800112201338.90.4215.974.549.565.472180072201338.90.7936.054.531.56

25、7.553360083201338.90.311.412.923.234.614378093601127.80.38.161.816.224.3653780103601127.81.335.391.81853.39除塵器10006.35對并聯(lián)管路進行阻力平衡會點A，h1-h2h1 = 67.55-65.4767.55=3.07%<10%通風機風量：Q=K1×Qfj=1.15×3780=4347m/h通風機靜壓：Hs=kp×ht=1.16×1245.3=1444.6Pa根據(jù)通風機的風量和靜壓，選擇B4-72-11 防爆離心通風機7方案二通風系統(tǒng)均勻送

26、風系統(tǒng)同方案一相同通風除塵系統(tǒng)同方案一相同高溫除塵系統(tǒng)，有方案一可知風量Qr=Lz+v'F'=0.5m/s500攝氏度時本次方案選擇沖擊式除塵裝置7.1高溫除塵系統(tǒng)圖此方案中管道為方管7.2計算步驟如方案一相同計算結果見下表 除塵管道設計計算表管段編號風量長度管徑流速動壓阻力系數(shù)局部阻力比摩阻摩擦阻力管段阻力1180092201338.90.3111.784.540.552.282180092201338.90.3111.784.540.552.283360043201338.90.4517.112.911.628.714378093601127.80.38.161.816.224.3653780103801127.8