某車間通風除塵設計

目錄摘要11前言22.除塵區(qū)域簡介43通風系統(tǒng)的空間布置73.1確定系統(tǒng)73.2局部排風罩的選擇83.3風管布置截面及材料的選擇93.4排風口位置確實定103.5除塵器的選擇104系統(tǒng)軸測圖115風管的水力計算125.1編號125.2選定最不利通風線路125.3確定斷面尺寸125.4局部阻力系數(shù)確實定126各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力。157對并聯(lián)管路進行阻力平衡167.1集合點A的平衡167.2集合點B的平衡168系統(tǒng)總阻力的計算179選擇風機1710結(jié)論17參考文獻17摘要本次課程設首先是將車間劃分成三個塵源區(qū)域。然后計算出各設備排風罩的排風量，計算系統(tǒng)的排風量及阻力，進行除塵器和風機的選擇，繪制通風系統(tǒng)布置圖，繪制通風系統(tǒng)軸側(cè)圖?？紤]到車間粉塵污染的特點以及進出空間的限制，比擬各種類型的除塵器，選擇了最合理的通風除塵方案，進行了通風除塵系統(tǒng)的設計。關鍵詞：風量；風壓；排風罩；除塵SummaryThefirstcourseissetupisdividedintothreeworkshopdustsourceregions.Thedevicethencalculatestheamountofexhausthoodexhaust,Calculatetheamountoftheexhaustsystemandresistance,thedustcollectorandfanoftheselection,Ventilationsystemlayoutdrawing,Ventilationshaftsideofthemapdrawing.Takingintoaccountthecharacteristicsofdustpollutionintheworkshopandoutofspaceconstraints,moretypesoffilter,selectthemostreasonableventilationanddustremovalprogram,carriedoutthedesignofventilationanddustremovalsystem.Keywords:wind：pressure;exhausthood;dust1前言人類在生產(chǎn)和生活的過程中，需要有一個清潔的空氣環(huán)境〔包括大氣環(huán)境和室內(nèi)空氣或境〕。因此，就要在生產(chǎn)和生活的過程采用通風和除塵技術。通風工程在我國實現(xiàn)四個現(xiàn)代化的進程中，一方面起著改善居住建筑和生產(chǎn)車間的空氣條件，保護人民健康、提高勞動生產(chǎn)率的重要作用；另一方面在許多工業(yè)部門又是保證生產(chǎn)正常進行，提高產(chǎn)品質(zhì)量所不可缺少的一個組成局部。工業(yè)通風是控制車間粉塵、有害氣體或蒸氣和改善車間內(nèi)微小氣候的重要衛(wèi)生技術措施之一。其主要作用在于排出作業(yè)地帶污染的或潮濕、過熱或過冷的空氣，送入外界清潔空氣，以改善作業(yè)場所空氣環(huán)境。工業(yè)通風按其動力來源分為自然通風和機械通風。自然通風依靠室內(nèi)外空氣溫度差所形成的熱壓和室外風力所形成的風壓而使空氣流動；機械通風那么依靠通風機所形成的通風系統(tǒng)內(nèi)外壓力差而使空氣沿一定方向流動。凈化工業(yè)生產(chǎn)過程中排放出的含塵氣體稱為工業(yè)除塵。風機生產(chǎn)行業(yè)引進國外技術，改變了以往風機全壓偏小、不適用于除塵系統(tǒng)的狀況。新產(chǎn)品不但全壓滿足除塵工程的需求，而且噪聲低、機械效率高、振動小，并有較好的防磨措施。除塵系統(tǒng)風量調(diào)節(jié)技術的應用越來越普遍。以往僅靠液力耦合器使風機變速，現(xiàn)在已有多種變頻調(diào)速器，適用于不同規(guī)格的電機，因而風量調(diào)節(jié)更易實現(xiàn)。除塵系統(tǒng)風量調(diào)節(jié)，離不開流量監(jiān)測，已開發(fā)出含塵氣體流量連續(xù)監(jiān)測裝置，具有不堵、阻力小、應用方便等特點，在除塵系統(tǒng)運行中發(fā)揮了很好的作用。有些生產(chǎn)過程如原材料加工、食品生產(chǎn)、水泥等排出的粉塵都是生產(chǎn)的原料或成品，回收這些有用原料，具有很大的經(jīng)濟意義。在這些部門，除塵設備既是環(huán)保設備又是生產(chǎn)設備。工業(yè)防塵技術的前景是廣闊的：1、工業(yè)防塵法規(guī)更完善，執(zhí)法更強化。進入21世紀，我國經(jīng)濟將繼續(xù)高速開展，公眾對工作和生活環(huán)境的要求將更高，有關法規(guī)更趨完善，執(zhí)法力度將更為加強。工業(yè)防塵技術必須在高效、低耗、可靠、方便等方面到達一個新的水平。2、加強工業(yè)防塵技術標準的建設。目前，許多防塵設施不標準，標準化程度差，質(zhì)量不高，達不到預期效果。在塵源控制方面，尤顯薄弱，工業(yè)防塵技術標準化問題，已直接影響工業(yè)防塵工作的進行。3、工業(yè)防塵技術將與生產(chǎn)工藝更緊密結(jié)合。首先，積極促進生產(chǎn)工藝及設備的改良，努力實現(xiàn)本質(zhì)無害化，到達事半功倍之效；其次，工業(yè)防塵技術應力求促進產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的提高；再者，應更方便操作和維修。4、工業(yè)防塵將緊密結(jié)合節(jié)能。通過工業(yè)防塵技術的實施，使生產(chǎn)工藝簡化，生產(chǎn)能耗降低；促進二次能源的回收；在保證防塵效果的同時，盡量減少處理風量，降低系統(tǒng)阻力，從而降低自身能耗等等。本次課程主要是運用通風除塵技術知識對某綜合車間局部通風除塵系統(tǒng)進行設計。選取通風管道、除塵器及風機。2.除塵區(qū)域簡介金化公司位于湖北省黃石市，主要生產(chǎn)金屬異型管，廠區(qū)內(nèi)主要有生產(chǎn)車間、一線職工辦公樓、食堂和公司寫字樓四處主要建筑物，生產(chǎn)車間長、寬、高為70×40×10m3，車間墻體厚度0.24m，一線辦公樓高10m，寫字樓高13m，食堂4m。車間內(nèi)主要塵源3處。黃石市常年主導風向東南風，靜風頻率20。設計一合理的通風除塵系統(tǒng)，要求作業(yè)場所和排入大氣的含塵量到達國家標準。塵源分布圖、工廠平面布置圖及車間產(chǎn)塵量見圖1、圖2和表1.圖1車間塵源分布圖圖2工廠平面布置圖表1車間各塵源產(chǎn)塵量車間123產(chǎn)塵量〔m3/h〕350037004000除塵風管的最小風速〔m/s〕表2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、紡織塵木屑、刨花枯燥粗刨花、大塊干木屑潮濕粗刨花、大塊濕木屑棉絮麻石棉粉塵101214188111212141620101318礦物粉塵耐火材料粉塵粘土石灰石水泥濕土〔含水2%以下〕重礦物粉塵輕礦物粉塵灰土、砂塵干細型砂金剛砂、剛玉粉1413141215141216171517161618181614182019金屬粉塵鋼鐵粉塵鋼鐵屑鉛塵131820152325其他粉塵輕質(zhì)干粉塵〔水工磨床粉塵、煙草灰〕煤塵焦炭粉塵谷物粉塵8111410101318123通風系統(tǒng)的空間布置3.1確定系統(tǒng)3.1.1系統(tǒng)劃分的原那么當車間內(nèi)不同地點有不同送風、排風要求，或者車間面積較大，送、排風點較多時，為便于進行管理，常分設多個系統(tǒng)。除個別情況外，通常是由一臺風機與其聯(lián)系在一起的管道設備構成一個系統(tǒng)。系統(tǒng)劃分的原那么是：〔1〕空氣處理要求相同、室內(nèi)參數(shù)要求相同的，可劃分一個系統(tǒng)?！?〕生產(chǎn)流程、運行班次和運行時間相同的，可劃為一個系統(tǒng)?！?〕除塵系統(tǒng)劃分應符合以下要求：1〕同一生產(chǎn)流程、同時工作的揚塵點相距不遠時，宜合設一個系統(tǒng)；2〕同時工作但粉塵種類不同的揚塵點，當工藝允許不同粉塵混合回收或粉塵無回收價值時，也可合設一個系統(tǒng)；3〕溫濕度不同的含塵氣體，當混合后可能導致風管內(nèi)結(jié)露時，應分設系統(tǒng)。劃分系統(tǒng)三個塵源室內(nèi)參數(shù)要求、生產(chǎn)流程相同，揚塵點相距很近，故可合設一個系統(tǒng)。故將三個塵源、管道、除塵器和風機設為一個系統(tǒng)。3.2局部排風罩的選擇局部排風罩的設計原那么設計局部排風罩時應遵循以下原那么：〔1〕局部排風罩應盡可能靠近污染物發(fā)生源，使污染物局限于較小空間，盡可減小其吸氣范圍，便于捕集和控制。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。已被污染的吸入氣流不允許通過人的呼吸區(qū)。排風罩應力求結(jié)構簡單、造價低，便于制作安裝和拆卸維修。與工藝密切相結(jié)合，使排風罩的配置與生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)一致，力求不影響工藝操作。要盡可能防止或減弱干擾氣流。局部排風罩的種類按照工作原理不同，局部排風罩可分為以下幾種形式：密閉罩；柜式排風罩〔通柜式〕；外部吸氣罩〔包括上吸式、側(cè)吸式、下吸式用槽邊排風罩等〕；接受式排風罩；〔5〕吹吸式排風罩選定局部排風罩由于金屬加工車間產(chǎn)生的粉塵大局部為金屬粉塵(表3)，且有可能有拋光等作業(yè)，綜合考慮局部排風罩應該選用外部吸氣罩的側(cè)吸式排氣罩。見圖3：圖3側(cè)吸罩圖3側(cè)吸罩3.3風管布置截面及材料的選擇風管布置的原那么風管的布置應該符合以下原那么：除塵系統(tǒng)的排風點不宜過多，以利各支管間阻力平衡。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。如45°必須水平敷設或傾角小于30°時，應采取措施，如加大流速、設清掃口等。在除塵系統(tǒng)小，為防止風管堵塞，風管直徑不宜小于以下數(shù)值：排送細小粉塵80mm；排送較粗粉塵100mm；排送粗粉塵130mm。〔4〕排除含有劇毒物質(zhì)的正壓風管，不應穿過其他房間?！?〕風管上應設置必要的調(diào)節(jié)和測量裝置〔如閥門、壓力表、溫度計、風量測定孔和采樣孔等〕或預留安裝測量裝置的接口。調(diào)節(jié)和測量裝置應設在便于操作和觀察的地點。〔6〕風管的布置應力求順直，防止復雜的局部管件。彎頭、三通等管件要安排得當，與風管的連接要合理，以減少阻力和噪聲。風管截面及材料的選擇風管截面形狀有圓形和矩形兩種。兩者相比擬，在相同斷面積時圓形風管的阻力小，材料省，強度也大。同時當風管中流速較高，風管直徑較小時，如除塵系統(tǒng)和高速空調(diào)系統(tǒng)都用圓形風管。風管材料應根據(jù)使用要求和就地取材的原那么選用。因本設計屬除塵系統(tǒng)設計，管內(nèi)流速較高，阻力較大，故采用圓形風管。鋼板易于工業(yè)化加工制作，安裝方便，采用鋼板。3.4排風口位置確實定排風口設置應滿足以下要求：〔1〕在一般情況下通風排氣立管出口至少應高出屋面0.5m。〔2〕通風排氣中的有害物質(zhì)必須經(jīng)大氣擴散稀釋時，排風口應位于建筑物空氣動力陰影區(qū)和正壓區(qū)以上?！?〕要求在大氣中擴散稀釋的通風排氣，其排風口上不應設風帽，為防止雨水進入風管可在下部斜設排水口。因為寫字樓高13m將排風口所處的管道設為14m,加上風機的高度，排風口高出地面15m-163.5除塵器的選擇除塵器的選型要考慮多種因素和條件，下面是重要事項：〔1〕按處理氣體量選型處理氣體量的多少是決定除塵器大小類型的決定性因素，對大氣量，一定要選能處理大氣量的除塵器，如果用多個處理小氣量的除塵器并聯(lián)使用往往是不經(jīng)濟的。對較小氣量要比擬用哪一種類型的除塵器是最經(jīng)濟最容易滿足塵源點的控制和粉塵排放的環(huán)保要求。由于除塵器進入實際運行后，受操作和環(huán)境條件影響有時是不易預計的，因此，在決定設備的容量時，需保證有一定的余量或預留一些可能增加設備的空間?！?〕按粉塵的分散度和密度選型所有除塵器的一個共同點是堆積密度越小，塵粒別離捕集就越困難，粉塵的二次飛揚越嚴重，所以操作上與設備結(jié)構上應采取特別措施。在本次設計中，需處理的風量較小，選用較為經(jīng)濟實用的旋風除塵器。具體參數(shù)見下表2：表3旋風除塵器參數(shù)型號XZZ-II-D560型多管除塵旋風器高度〔mm〕4470進口高度〔mm〕3800進口寬度〔mm〕447出口高度〔mm〕4300出口寬度〔mm〕280阻力〔pa〕8004系統(tǒng)軸測圖圖4金屬加工會車間通風系統(tǒng)圖5風管的水力計算5.1編號對各管進行編號，標出管段長度和各排風點的排風量。見通風系統(tǒng)圖。5.2選定最不利通風線路5.3確定斷面尺寸本系統(tǒng)選擇1—3—5—除塵器—6—風機—7為最不利環(huán)路。根據(jù)表1-1，輸送含有鋼鐵粉塵的空氣時，風管內(nèi)最小風速為，垂直風管13m/s、水平風管15m/s.考慮到除塵器及風管漏風，管段6及7的計算風量為11200×1.05＝11760管段1根據(jù)L1=3500〔0.97〕、V1=15m/s由附錄6查出管徑和單位長度摩擦阻力為。D1=315mmRm1=9.5pa/m根據(jù)所選管徑應盡量符合附錄8的通風管道統(tǒng)一規(guī)格。D1=320mmRm1=9.5pa/m同理可查得3、5、6、7的管徑及比摩阻，具體結(jié)果見表4確定管段2、4的管徑及單位長度摩擦阻力，見表1-2.查附表7，確定各管段的局部阻力系數(shù)。5.4局部阻力系數(shù)確實定管段1側(cè)吸罩〔查文獻【2】〕ζ=1.0〔對應接管動壓〕90°彎頭〔〕一個合流三通〔1→3〕〔見圖6-10〕根據(jù)F1+F2＞F3α=30°查得管段2側(cè)吸罩90°彎頭〔〕1個合流三通〔2→3〕圖5合流三通〔見圖5〕管段3合流三通〔3→5〕〔見圖6〕圖6合流三通F3+F4＞F5α=30°(4)管段4設置側(cè)吸罩60°彎頭〔〕1個合流三通〔4→5〕〔見圖〕管段5除塵器進口變徑管〔漸擴管〕除塵器進口尺寸，變徑管長度，彎頭〔〕2個管段6除塵器出口變徑管〔漸縮管〕除塵器進口尺寸，變徑管長度彎頭〔〕2個風機進口漸擴管先近似選出一臺風機，風機進口直徑,變徑管長度(7)管段7風機出口漸擴管風機出口尺寸帶擴散管的傘形風帽〔〕6各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力。管道水力計算表表4管段編號流量長度L〔m〕管徑D〔mm〕流速V〔m/s〕動壓Pd〔pa〕局部阻力系數(shù)局部阻力Z〔pa〕單位長度摩擦阻力RM〔pa/m〕摩擦阻力RML〔pa〕管段阻力RML+z備注13500〔0.97〕30250151351.38186.39.5285471.337200〔2.00〕10360151351.52205.2770275.2511200〔3.11〕10.5400151350.842766390611760〔3.27〕4.345013101.41.351374.218155711760〔3.27〕1545013101.40.60854.26314823700〔1.03〕36.1280151350.6283.79324.9408.6阻力不平衡44000〔1.11〕1032013101.41.35136.896.262