工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計

引言隨著大工業(yè)生產(chǎn)及自然科學(xué)開展，職業(yè)性疾病越來越多。在生產(chǎn)勞動中，接觸生產(chǎn)中使用或產(chǎn)生的有毒化學(xué)物質(zhì)，粉塵氣霧，異常的氣象條件，上下氣壓，噪聲,振動，微波，X射線，γ射線，細菌，霉菌；長期強迫體位操作,局部組織器官持續(xù)受壓等，均可引起職業(yè)病,一般將這類職業(yè)病稱為廣義的職業(yè)病。如現(xiàn)代白領(lǐng)階層長時間伏案工作而引發(fā)的頸椎病，肩周炎，痔瘡等慢性病。對其中某些危害性較大，診斷標(biāo)準(zhǔn)明確，結(jié)合國情，由政府有關(guān)部門審定公布的職業(yè)病，稱為狹義的職業(yè)病，或稱法定〔規(guī)定〕職業(yè)病。中國中央衛(wèi)生部從1972年首次公布職業(yè)病14種，至1987年公布的規(guī)定職業(yè)病名單列有:職業(yè)中毒51種;塵肺12種；物理因素職業(yè)病6種;職業(yè)性傳染病3種;職業(yè)風(fēng)皮膚病7種;職業(yè)性眼病3種；職業(yè)性耳鼻喉疾病2種；職業(yè)性腫瘤8種；其他職業(yè)病7種，共計99種。而噴漆涂裝車間會產(chǎn)生大量有機有害蒸汽，嚴重的危害著車間工人的生命和健康。因此國家和有關(guān)單位投入大量財力物力進行噴漆涂裝車間通風(fēng)除塵方面的監(jiān)管和研究，本設(shè)計主要根據(jù)有害氣體國家排放標(biāo)準(zhǔn)對噴漆車間有機蒸汽進行局部排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計。本設(shè)計系統(tǒng)可有效降低噴漆車間有機有害氣體濃度，使車間各種有害氣體到達或低于國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。為廣闊工人師傅的健康提供可靠保證。噴漆車間局部排風(fēng)系統(tǒng)是把符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的新鮮空氣輸送到車間內(nèi)各需要地點。把室內(nèi)局部區(qū)域或設(shè)備散發(fā)的有機有害蒸汽直接排送到室外或經(jīng)凈化處理后排送到室外的組合系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括污染源處得集氣罩，各排風(fēng)管道風(fēng)機等組成。簡單節(jié)能，高效是該系統(tǒng)主要特點，其在滿足工藝設(shè)計要求和保證使用效果的前提下，合理組織空氣流動，使系統(tǒng)的初投資和日常運行維護費用最優(yōu)，從而為工人營造最舒適的工作環(huán)境和給廠家?guī)碜畲蠡媒?jīng)濟效益是本設(shè)計的最終目標(biāo)。對于本設(shè)計中有些缺乏和欠缺的地方，隨時歡送大家批評指正，設(shè)計者將不勝感謝。第一張設(shè)計概述1.1設(shè)計依據(jù)本設(shè)計主要依據(jù)室內(nèi)有機有害蒸汽相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，和流體力學(xué)以及通風(fēng)工程方面的知識設(shè)計完成。1.2設(shè)計內(nèi)容〔1〕某噴漆車間大?。洪L×寬×高＝20m×10m×6m，墻厚〔2〕車間內(nèi)有3個浸漆槽1＃、2＃、3＃，槽面尺寸1.2m*0.8m，地面1m，平面布置如以下圖。設(shè)計要求：為排除有機溶劑蒸汽，在槽上方設(shè)排風(fēng)罩，試為該車間設(shè)計局部排風(fēng)系統(tǒng)。7m7m6m2m3m10m20m2.5m1#更衣室3#1.3設(shè)計原那么本系統(tǒng)設(shè)計遵循以下原那么(1)風(fēng)道系統(tǒng)要簡潔，靈活可靠；要便于安裝調(diào)節(jié)，控制與維修。(2)風(fēng)道的斷面尺寸要標(biāo)準(zhǔn)化。(3)風(fēng)道斷面形狀要與建筑結(jié)構(gòu)相配合，使其完美統(tǒng)一。(4)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，節(jié)能高效，安裝維護方便，運營本錢低?！?〕對送風(fēng)參數(shù)要求相同或相近的可作為一個系統(tǒng)；〔6〕對排除的有害物可用同一種凈化或回收設(shè)備的可作為一個系統(tǒng)；〔7〕可以不作空氣處理或凈化的可作為一個系統(tǒng)；〔8〕同一運行時間、同一流程的可作為一個系統(tǒng)；以下情況應(yīng)單獨設(shè)系統(tǒng)：〔1〕兩種或兩種以上的有害物質(zhì)混合后能引起燃燒或爆炸時；〔2〕混合后能形成毒害更大或腐蝕性的混合物、化合物時；〔3〕混合后易使蒸汽凝結(jié)并聚積粉塵時；〔4〕散發(fā)劇毒物質(zhì)的房間和設(shè)備；〔5〕建筑物內(nèi)設(shè)有儲存易燃易爆物質(zhì)的單獨房間或有防火防爆要求的單獨房間。在以下條件下，應(yīng)采用防爆型設(shè)備：〔1〕直接布置在有甲、乙類物質(zhì)場所中的通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)和熱風(fēng)采暖準(zhǔn)備〔2〕排除有甲、乙類物質(zhì)的通風(fēng)設(shè)備；〔3〕排除含有燃燒或爆炸危險的粉塵、纖維等丙類物質(zhì)，其含塵濃度高于或等于其爆炸下限的25%時的設(shè)備。第二章集氣罩計算2.1、集氣罩選用由于本工藝需要對進行噴漆加工，本設(shè)計在污染源上部設(shè)置外部集氣罩，外部集氣罩依靠罩口外吸入氣流運動而實現(xiàn)捕集污染物。本工藝的主要污染物是苯、甲苯和二甲苯等有害蒸汽，根據(jù)其有揮發(fā)性情況，采用上部傘形罩的捕集效果較好，因此本設(shè)計的三個污染源均采用上部傘形2.2、集氣罩尺寸確實定集氣罩，而且尺寸一樣，為了防止受橫向氣流影響，長邊一側(cè)加設(shè)活動擋板。3臺噴漆設(shè)備，均離地1.0m每臺尺寸均一樣，其尺寸大?。篴×b=1200×800。由于氣體只能從側(cè)面流入罩內(nèi)，為防止橫向氣流干擾，要求H盡可能≤0.3L，根據(jù)題設(shè)取H=0.4m?！敬髿馕廴究刂乒こ獭驳诙妗砅521】為了保證排氣的效果，罩口尺寸應(yīng)大于塵源的平面投影尺寸：A=a+0.8HB=b+0.8H【除塵工程設(shè)計手冊〔張殿印〕P64】(1)罩口離污染源高度設(shè)定由于：要求H盡可能≤0.3A，所以罩口離污染源高度取H＝400mm：那么罩口離地面的高度為：1000＋400＝1400mm，因為罩口高度要求低于人的呼吸器官，所以取值符合要求。(2)罩口尺寸罩口長邊尺寸：A=a+0.8H=1200+0.8×400=1520mm；《工業(yè)通風(fēng)》〔4-29〕罩口短邊尺寸：B=b+0.8H=800+0.8×400=1120mm；《工業(yè)通風(fēng)》〔4-30〕為保證罩口吸氣速度均勻，集氣罩的擴張角不應(yīng)大于60°，取α＝30°，所以罩口離管口高度：h＝0.5Atan30°=0.5×1.52×tan30°=438mm。2.3集氣罩排風(fēng)量確定對于外部集氣罩排放量的計算，常用的方法是控制風(fēng)速法。即有害物擴散時會產(chǎn)生一定的擴散速度，為捕捉、控制有害物，集氣罩就必須在有害物擴散地點造成一個吸入速度〔控制風(fēng)速〕，根據(jù)這一速度計算出所需的排風(fēng)量。控制風(fēng)速的大小與工藝過程及其位置有關(guān)。表1外部集氣罩控制風(fēng)速vx有害散發(fā)情況vx實例在相當(dāng)平靜的狀態(tài)下產(chǎn)生極低的擴散速度某些化學(xué)槽的液面蒸發(fā)，如去油槽等在較穩(wěn)定的狀態(tài)下，產(chǎn)生較低的擴散速度低速輸料機，如檢選膠帶機；粉料裝袋；摩擦壓磚機壓磚噴漆箱；焊接臺；電鍍槽及酸洗槽等在空氣快速流動的狀態(tài)下，大量產(chǎn)生有害物破碎機；高速膠帶運輸?shù)霓D(zhuǎn)運點；物料混合；粉料裝卸等在空氣流動很快的狀態(tài)下，有害物以很高的慣性速度擴散2.5-10磨床、砂輪機、磨磚、切磚機、噴砂、噴漆等控制速度vx查表“污染源的控制速度vx〞由于空氣對流，以輕微的速度放散到尚屬平靜的空氣中控制速度vx＝0.5～1.0m/s，取vx＝0.8m/s?！敬髿馕廴究刂乒こ獭驳诙妗砅518】Q＝KPHVX＝【《三廢處理工程技術(shù)手冊》P581表17-8】由于3臺噴漆設(shè)備規(guī)格相同，那么總風(fēng)量為：【《環(huán)境工程設(shè)計手冊》P48】第三章管道設(shè)計與水力計算3.1、管道設(shè)計在凈化系統(tǒng)中用以輸送氣流的管道稱為風(fēng)管，通過風(fēng)管使系統(tǒng)的設(shè)備和部件連成一個整體。該段設(shè)計主要是根據(jù)集氣罩的流量以及凈化設(shè)備的要求來完成必須的管道的參數(shù)設(shè)計。這主要包括：管內(nèi)流速確實定；管道直徑確實定；彎頭的設(shè)計；直管長度確實定；三通設(shè)計計算。本設(shè)計采用圓形風(fēng)管來進行連接。管道設(shè)計〔見系統(tǒng)的平面裝配圖〕3.2、選擇計算環(huán)路從最遠且流量最大的管段開始計算，本設(shè)計從管段1開始計算。選取最不利路徑：1—2—3—4—風(fēng)機—5—6。3.3、管道流速選擇當(dāng)污染物為有機有害蒸汽時，根據(jù)“除塵管道內(nèi)最低氣流速度〞表可知，干管內(nèi)氣體流速取6～14m/s，支管內(nèi)氣體流速取2～8m/s.《工業(yè)通風(fēng)》3.4、計算管徑和壓力損失3.4.1各管段直徑和流速的計算，查附錄4實際流速V=7.2m/s，單位長度比摩阻【《全國通用通風(fēng)管道計算表》P62表7】同理,3.4.2、管段1-2的計算那么摩擦壓力損失為：各管件局部壓損系數(shù)為：矩形傘形集氣罩：查附錄5得ξ＝0.10；彎頭，【《全國通用通風(fēng)管道配件圖表》】圓形三通根據(jù)，。，總壓：3.4.3管段7-2的計算那么摩擦壓力損失為：，各管件局部壓損系數(shù)為：矩形傘形集氣罩：查附錄5得ξ＝0.10；彎頭，【《全國通用通風(fēng)管道配件圖表》】圓形三通，總壓：3.4.4管道2-3的計算那么摩擦壓力損失為：局部阻力為：合流三通，總壓：3.4.5管道8-3的計算那么摩擦壓力損失為：，各管件局部壓損系數(shù)為：矩形傘形集氣罩：查附錄5得ξ＝0.10；彎頭，【《全國通用通風(fēng)管道配件圖表》】合流三通總壓：3.4.6管道3-4的計算摩擦壓力損失為：總壓：管道5-6的計算摩擦壓力損失為：局部阻力根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗初步選擇風(fēng)機，該型號的風(fēng)機出口寸為:738mm×560mm，進口直徑D=1000mm擴散角設(shè)定為，。帶擴散管的傘形風(fēng)帽,風(fēng)機進口直徑D=1000mm，所以接口需要漸擴，利用圓形漸擴管總壓：第四章節(jié)點各支管處阻力校核4.1、節(jié)點2所以此節(jié)點符合要求4.2、節(jié)點3此節(jié)點不符合要求，為使管段2—3,8—3到達阻力平衡需要修改原設(shè)計管徑使其到達阻力平衡。由公式，，由附錄4查得實際流速，摩擦壓力損失為：局部阻力為：直流三通該管段其它局部阻力系數(shù)保持不變重新校核阻力平衡：此時認為節(jié)點2已達阻力平衡第五章系統(tǒng)總阻力計算5.1、總阻力計算經(jīng)過上述計算確認風(fēng)管1—2—3—4—風(fēng)機—5—6為主管線系統(tǒng)總阻力為：5.2、管道計算表604810.55207.229.0312.60.3610.4523.05120964.57308.641.424.950.5321.9526.901814449008.237.62.80.010.383.1818144109008.136.770.7126.1033.1060488.55207.229.0310.20.36/20.65604845207.229.034.80.4713.6418.44604844808.843.366.80.4720.3827.18第六章選擇風(fēng)機選擇風(fēng)機，該型號的風(fēng)機出口尺寸為:738mm×560mm，進口直徑D=1000mm，其性能為：【《簡明通風(fēng)設(shè)計手冊》P300】參考文獻[1]王漢青.通風(fēng)工程.北京：機械工業(yè)出版社，2007[2]孫一堅.簡明通風(fēng)設(shè)計手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997[3]張殿印，王純.除塵工程設(shè)計手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003[4]陸耀慶.供暖通風(fēng)設(shè)計手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1987[5]采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB50019-2003[6]郝吉明、馬廣闊.大氣污染控制工程〔第二版〕[M].高等教育出版社，2002.8.[7]張殿印、王純.除塵工程設(shè)計手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2003.6.[8]劉天齊等.三廢處理工程技術(shù)手冊