第七章 工業(yè)通風設計1

工業(yè)通風與除塵通風機……粉塵及其他有害物質(zhì)排風罩除塵器管道主要內(nèi)容工業(yè)通風設計的一般要求和步驟全面通風風量計算管道系統(tǒng)的設計計算工業(yè)通風設計的一般要求和步驟工業(yè)通風設計的一般要求將足夠的新鮮空氣有效的輸送到工作場所，保證安全安全，創(chuàng)造良好的勞動條件。設計簡單，風流穩(wěn)定、可靠，易于管理，具有抗災能力設計方案可行，經(jīng)濟上合理，便于作業(yè)發(fā)生突發(fā)事件后，風流易于控制，利用搶險救災工業(yè)通風設計的一般要求和步驟步驟：明確設計要求收集原始資料制定可行性方案，選擇最佳方案劃分系統(tǒng)，計算各系統(tǒng)所需風量風量、熱平衡計算，選擇除塵裝置，預選風機布置系統(tǒng)風管和設備進行系統(tǒng)水力計算，確定管徑大小和風機型號繪制施工圖編寫設計施工說明書進行工程概、預算全面通風的效果不僅與通風量有關，而且與通風氣流組織有關。要使全面通風效率良好，不僅需要足夠的通風量，而且要有合理的氣流組織。全面通風風量計算一、全面通風的原則

1.散發(fā)熱、濕或有害物的車間，當不能采用局部通風時，或采用局部通風仍不能滿足衛(wèi)生要求時，輔以全面通風；

2.全面通風設計時，應盡量考慮自然通風方式；

3.復雜的生產(chǎn)廠房及輔助建筑物應先考慮自然補風的可能性。

全面通風的風量應能確保把各種有害物(包括有害氣體,粉塵,水蒸氣,熱等)全部稀釋或排除,使有害物濃度不超過衛(wèi)生標準。由于有害物的性質(zhì)不同,應分別計算所需風量,然后確定全面通風所需風量。二、全面通風換風量的確定

排污模型及排污微分方程：X（mg/s）通風風量Q(m3/s)有害物濃度y(mg/m3)通風風量Q(m3/s)有害物濃度y0(mg/m3)房間體積Vf車間通風排污模型有害物如果采用全面通風稀釋室內(nèi)空氣中的有害物，那么在任何一個微小時間間隔dt內(nèi)，室內(nèi)得到的有害物量（即有害物源散發(fā)的有害物量和送風空氣帶入的有害物量）與從室內(nèi)排出的有害物量（排出空氣帶走的有害物量）之差應等于整個房間內(nèi)增加（或減少）的有害物量，即式中L—全面通風量，m3/s；

y0—送風空氣中有害物濃度，mg/m3；

x—有害物散發(fā)量，mg/s；

y—在某一時刻室內(nèi)空氣中有害物濃度，mg/m3；

—房間體積，m3；

—某一段無限小的是時間間隔，s；

—在時間內(nèi)房間內(nèi)濃度的增量，g/m3；上式稱為全面通風的基本微分方程式。它反映了任何瞬間室內(nèi)空氣中有害物濃度y與全面通風量Q之間的關系。如果在t秒鐘內(nèi)，室內(nèi)空氣中有害物濃度y1從變化到y(tǒng)2，那么室內(nèi)有害物濃度處于穩(wěn)定狀態(tài)時所需的全面通風量按下式計算：

m3/s式中：

Cz—室內(nèi)空氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度，mg/m3；

Ci—進入室內(nèi)的空氣中有害物質(zhì)的濃度，mg/m3；實際上，室內(nèi)有害物的分布及通風氣流是不可能非常均勻的，混合過程也不可能在瞬間完成，即使室內(nèi)平均有害物濃度符合衛(wèi)生標準，但有害物附近空氣中的有害物濃度仍比室內(nèi)平均值高得多。為了保障有害物源附近工人呼吸帶的有害物濃度控制在容許值以下實際所需全面通風量要比上式計算值大得多，引入了一個安全系數(shù)k，可得：安全系數(shù)k選取要考慮多因素，可按經(jīng)驗取3~10范圍。存在多種有害物時風量確定原則：

（1）分別求出排除每種有害物風量Li

（2）毒性相加作用的有害物：如苯、醇、醋酸等溶劑類；S2O3、SO3等刺激性氣體，按求和計算風量：Q=∑Qi

（3）毒性無相加作用的有害物：取最大者為風量計算式：L=max{Qi}有害物散發(fā)量無法確定時的風量計算原則：

按經(jīng)驗式計算：L=nVf

（m3/h）

n—換氣次數(shù)，(次/h)；Vf—房間體積消除余濕風量公式：Q——通風質(zhì)量風量，Kg/s；W----室內(nèi)余濕量,g/s;dk----排氣含濕量,g/Kg;dj----進氣含濕量,g/Kg。消除余熱風量公式：Q——通風質(zhì)量風量，Kg/s；L----室內(nèi)余熱量,KJ/s;C----空氣的質(zhì)量比熱,C=1.01KJ/Kg℃;th----排氣溫度,℃;tj----進氣溫度,℃。[例]

某車間使用脫漆劑，每小時消耗量為4kg，脫漆劑成分為苯50%，醋酸乙酯30%，乙醇10%，松節(jié)油10%，求全面通風所需空氣量。（苯容許濃度為40mg/m3,醋酸乙酯300mg/m3,松節(jié)油300mg/m3）

[分析]進入車間的空氣中，上述四種溶劑的濃度為零。即y0=0。取安全系數(shù)K=6，按公式分別計算把每種溶劑蒸氣稀釋到最高容許濃度以下所需的風量。

苯

醋酸乙酯

乙醇L3=0

(乙醇無規(guī)定，不計風量)松節(jié)油

（式中苯容許濃度為40mg/m3,醋酸乙酯

300mg/m3,松節(jié)油300mg/m3

）由上題可以看出，用全面通風把室內(nèi)有害物稀釋到最高容許濃度以下，所需風量是很大的。數(shù)種有機溶劑混合存在時，全面通風量為各自所需風量之和。即注意：當室內(nèi)同時存在有害物源、熱源和濕氣源時，應三個式分別計算取其中最大值為所需的換氣量。三、全面通風氣流組織全面通風時空氣按照設計好的流程流動，成為全面通風的氣流組織。

一般通風房間氣流組織的方式有：上送上排、下送上排及中間送上下排等多種形式。設計時采用哪種形式，要根據(jù)有害物源的布置、操作位置、有害物的性質(zhì)及濃度分布等具體情況，按下列原則確定。

1.排風口盡量靠近有害物源或有害物濃度高的區(qū)域，把有害物迅速從室內(nèi)排出。⒉送風口應接近操作地點。送入通風房間的清潔空氣，要先經(jīng)過操作地點，再經(jīng)污染區(qū)排至室外。⒊在整個通風房間，盡量使進風氣流均勻分布，減少渦流，避免有害物在局部地區(qū)積聚。

4.房間內(nèi)所要求的衛(wèi)生條件比起周圍環(huán)境的氣衛(wèi)生條件高時，應保持室內(nèi)為正壓狀態(tài)；當室內(nèi)有害物質(zhì)有可能污染相鄰房間時，應保持室內(nèi)為負壓狀態(tài)。根據(jù)上述原則，對同時散發(fā)有害氣體、余熱的熱車間，一般采用下送上排的送排風方式，清潔空氣從車間下部進入，在工作區(qū)散開，然后帶著有害氣體或吸收的余熱，流至車間上部，由設在上部的排風口排出，這種氣流組織的特點是：

⒈新鮮空氣沿最短的路線迅速到達作業(yè)地帶，途中受污染的可能較?。虎补と耍ń^大部分在車間下部作業(yè)地帶操作）首先接觸清潔空氣；⒊符合熱車間內(nèi)有害氣體和熱量的分布規(guī)律，一般上部的空氣溫度或有害物濃度較高。工程設計中，通常采用以下的氣流組織方式⒈如果散發(fā)的有害氣體溫度比周圍空氣溫度高，或受車間發(fā)熱設備影響產(chǎn)生上升氣流時，不論有害氣體密度大小，均應采用下進上排的氣流組織形式。

⒉如果沒有熱氣流的影響，散發(fā)的有害氣體均密度比周圍空氣密度小時，應采用下進上排的形式；比周圍空氣密度大時，應從上下兩個部位排出，從中間部位將清潔空氣直接送到工作地帶。應當指出，通風房間內(nèi)有害氣體濃度分布除了受對流氣流影響外，還受局部氣流、通風氣流影響。因此，在復雜的情況下，要預先進行模型試驗，以確定氣流組織方式。氣流組織形式下面列舉了一些氣體組織形式氣流組織形式氣流組織形式管道通風系統(tǒng)設計一、抽出式通風系統(tǒng)設計的一般步驟（重點）

1.正確設計控制設備散塵所需的排風量，計算所需風量。局部排風問題要涉及整個車間內(nèi)的風量平衡和熱量平衡，要全面考慮。

2.提出多種通風系統(tǒng)類型，按技術可行、經(jīng)濟合理的原則優(yōu)選。

3.確定通風除塵系統(tǒng)風管的布置型式，繪制通風系統(tǒng)軸側(cè)示意圖，對各管段編號標注。管道通風系統(tǒng)設計

4.計算各管段需風量，選擇風管內(nèi)的空氣流速。

5.根據(jù)各管段風量、氣流速度，確定各管段的斷面尺寸，計算摩擦阻力和局部阻力。

6.根據(jù)系統(tǒng)圖找出管道的主管線（阻力最大的管線），決定風管上的各種附件的安裝位置和結(jié)構。

7.并聯(lián)管路阻力平衡，計算系統(tǒng)總阻力。

8.選擇通風機和配用電動機。

9.繪制施工圖，編制設計文件。二、管道系統(tǒng)的設計計算（一）風管布置的一般原則

1.風管布置力求簡單。

2.連接吸塵用排風罩的風管宜采用豎直方向鋪設。

3.除塵風管一般應明設，盡量避免在地下鋪設。

4.除塵風管一般應采用圓形斷面。

5.為減輕含塵氣體對風機的磨損，一般應將除塵器置于通風機的吸入段。解：

1.確定主線路—阻力最大的管線。

分析：管線1-2-3-4-5-6-7最長，且彎管、局部構件較多，暫定為主管線。

先確定一條線路，等完成整個管道設計后，再比較，最終確定。2.選擇風管內(nèi)風速。分析：由含塵性質(zhì)，查表5-3，得出最小風速值。水平風管：≥16m/s

豎直風管：≥14m/s

確定1-2管路內(nèi)風速為16m/s，由遞增規(guī)律，逐漸增加0.3m/s。

注意：有并聯(lián)風管8-2、9-3，要根據(jù)阻力平衡來確定。3.各段風管內(nèi)的阻力計算。

1-2段：

d1-2=240mm

先按確定的最小速度計算，選擇斷面直徑，然后再返算風速。注意單位的換算。查附錄2，確定比摩阻Rm1-2

計算管內(nèi)摩擦阻力1-2段局部阻力：

（1）根據(jù)題意，結(jié)合實際情況，逐個部位確定阻力系數(shù)ξ，得出總的∑ξ可得出1-2總阻力計算并聯(lián)支管8-2阻力：核算1-2與8-2兩管處的阻力平衡，用課本公式5-13：不符合要求，需調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)1-2段，增大斷面直徑，減小阻力。按新確定的斷面直徑重新計算，直到符合要求為止。依據(jù)此方法把系統(tǒng)中每一部分的阻力均計算出來。

4.把結(jié)果記錄于《除塵管網(wǎng)計算表》5.計算通風除塵管道系統(tǒng)總阻力。

6.根據(jù)風量和風壓選擇合適的通風機選擇風機時注意下面幾個問題：（1）根據(jù)輸送的氣體性質(zhì)，確定風機的類型。例如輸送清