工業(yè)通風(fēng)與除塵課程設(shè)計(jì)

年4月19日工業(yè)通風(fēng)與除塵課程設(shè)計(jì)文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正。工業(yè)通風(fēng)與除塵課程設(shè)計(jì)所在學(xué)院建筑工程學(xué)院專業(yè)安全工程班級(jí)安全112班姓名丁沐濤學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師韓云龍年月日摘要噴涂車間在進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，散發(fā)的粉塵如果不加以控制，會(huì)使室內(nèi)空氣受到污染和破壞，危害職工健康，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。因此有效地控制生產(chǎn)過程中的粉塵對(duì)室內(nèi)空氣的影響和破壞是個(gè)非常重要的問題。工業(yè)通風(fēng)就是研究這方面問題的一門技術(shù)。本設(shè)計(jì)為噴涂車間的鋁粉處理的通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)。首先根據(jù)鋁粉粒徑的大小和性質(zhì)選擇合適的集氣罩和除塵器。然后根據(jù)規(guī)范和要求進(jìn)行管道布置。根據(jù)工藝計(jì)算集氣罩尺寸和排風(fēng)量。確定管徑并進(jìn)行水力計(jì)算。最后選擇風(fēng)機(jī)型號(hào)和功率。關(guān)鍵詞：噴涂；通風(fēng)；除塵；設(shè)計(jì)；水力計(jì)算AbstractIntheproductionprocessofsprayworkshop,ifnotcontroltheemissiondust,itcanmakeindoorairenvironmentpollutionanddestraction,harmfultoworks’health,affectthenormalproduction.Therefore,effectivecontrolofproductionprocessofharmfuleffectofindoorairanddamageisaveryimportantproblem.Industrialventilationisstudyingthisissueofatechnology.Thedesignisaventilationanddustremovalsystemdesignofaluminumpowdertreatmentinsprayworkshop.Firstly,selecttheAppropriatehoodandduster,accordingtothenatureandsizeofthealuminumpowder.Secondly,finishpipinglayoutaccordingtotherequirementandstandard.Calculatethesizeofthehoodandairvolumeaccordingtothecraftwork.DeterminethePipediameterandconductthehydrauliccalculation.Selectthetypeandpowerofthefanatlast.Keywords:spray；ventilation；dustremoval；design；hydrauliccalculation目錄摘要··········································1前言··········································3基礎(chǔ)資料······································32.1課程設(shè)計(jì)題目······························32.2課程設(shè)計(jì)資料······························33.通風(fēng)系統(tǒng)的確定································33.1確定防塵方法······························33.2計(jì)算風(fēng)量和確定構(gòu)件材料····················4 3.2.1計(jì)算集氣罩吸風(fēng)量和系統(tǒng)通風(fēng)量·········4 3.2.2風(fēng)管的確定···························4 3.2.3局部構(gòu)件的確定·······················53.3選擇除塵器································5通風(fēng)管道的水力計(jì)算····························5設(shè)計(jì)心得······································11參考文獻(xiàn)······································127.附錄1系統(tǒng)軸測(cè)圖······························138.附錄2平面布置圖······························14前言通風(fēng)工程在中國(guó)實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化的進(jìn)程中，一方面起著改進(jìn)居民建筑和生產(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(jìn)行，提高產(chǎn)品質(zhì)量所不可缺少的一個(gè)組成部分。它起著改進(jìn)車間生產(chǎn)環(huán)境，保證工人從事生產(chǎn)所必須的勞動(dòng)條件，保護(hù)工人身體健康的作用，是控制工業(yè)毒物，防塵，防毒，防暑降溫工作中積極有效的技術(shù)措施之一。它的主要任務(wù)是控制生產(chǎn)過程中產(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。本設(shè)計(jì)為噴涂車間除塵系統(tǒng)，粉塵主要危害有：飄逸在大氣中的粉塵往往含有許多有毒成分，如鉻，錳，鎘，鉛，汞，砷等。當(dāng)人體吸入粉塵后，小于5μm的微粒，極易深入肺部，引起中毒性肺炎或矽肺，有時(shí)還會(huì)引起肺癌。沉積在肺部的污染物一旦被溶解，就會(huì)直接侵入血液，引起血液中毒，未被溶解的污染物，也可能被細(xì)胞所吸收，導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞。另外，粉塵還會(huì)沾污建筑物，使有價(jià)值的古代建筑遭受腐蝕。降落在植物葉面的粉塵會(huì)阻礙光合作用，抑制其生長(zhǎng)?；A(chǔ)資料2.1課程設(shè)計(jì)題目噴涂車間通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.2課程設(shè)計(jì)資料某噴涂車間于小型工件上噴涂鋁粉，粉塵粒徑約為10um，氣體含塵濃度為2g/m3，而要求排放粉塵濃度小于100mg/m3。操作臺(tái)共3臺(tái)，每臺(tái)間距2m，擬采用上吸氣式集氣罩，已知操作臺(tái)面句罩口H=0.5m，控制風(fēng)速取為Vx=0.4m/s。操作臺(tái)面可視為污染源散發(fā)面，長(zhǎng)為1m，寬為0.8m，高為1.2m，車間長(zhǎng)18m，寬為12m，高為5m。車間內(nèi)大氣參數(shù)按20℃時(shí)查表。通風(fēng)系統(tǒng)的確定3.1確定防塵方法由于粉塵粒徑約為10um，容易被人吸入，短期大量接觸會(huì)刺激呼吸道粘膜和眼睛，長(zhǎng)期吸入會(huì)使肺部纖維化而造成塵肺病，因此對(duì)其設(shè)置除塵設(shè)備是有必要的。因?yàn)橛腥_(tái)操作臺(tái)，間距2m，局部集氣罩采用上吸式集氣罩。排風(fēng)罩的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則：盡可能靠近污染物發(fā)生源減小吸氣范圍，便于捕集和控制吸氣氣流方向盡可能與污染氣流運(yùn)動(dòng)方向一致已被污染的吸入氣流不允許經(jīng)過人的呼吸區(qū)排風(fēng)罩應(yīng)盡量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，便于拆卸維修配置應(yīng)與生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)避免橫向干擾氣流 3.2計(jì)算風(fēng)量和確定構(gòu)件材料 3.2.1計(jì)算集氣罩吸風(fēng)量和系統(tǒng)通風(fēng)量 集氣罩吸風(fēng)量L=KPHVx已知H=0.5mVx=0.4m/s操作臺(tái)尺寸a=1mb=0.8mK一般取1.4集氣罩尺寸為長(zhǎng)邊A=a+0.4H×2=1.0+0.4×0.5×2=1.4m短邊B=b+0.4H×2=0.8+0.4×0.5×2=1.2mP=(A+B)×2=(1.4+1.2)×2=5.2mL=1.4×5.2×0.5×0.4=1.456m3/s因?yàn)楣灿?個(gè)工作臺(tái)，因此系統(tǒng)通風(fēng)總量L’=3×L=3×1.456=4.368m3/s=15724.8m3/h因此除塵器選用型號(hào)為DS/A-10×9的袋式除塵器【1】3.2.2風(fēng)管的確定（1）風(fēng)管斷面形狀的確定風(fēng)管斷面形狀有圓形和矩形兩種。由于圓形斷面的風(fēng)管阻力小，強(qiáng)度大，因此本設(shè)計(jì)采用圓形斷面。（2）風(fēng)管材料的選擇一般通風(fēng)系統(tǒng)采用0.5～1.5mm的鋼板，由于粉塵中含有大量鋁粉，會(huì)對(duì)管壁產(chǎn)生磨損，且鋁粉噴涂不會(huì)對(duì)管道造成腐蝕，因此本設(shè)計(jì)采用1.5mm的普通鋼板來作為風(fēng)管的制作材料。3.2.3局部構(gòu)件的確定（1）彎頭的確定布置管道時(shí)，應(yīng)盡量取直線，減少?gòu)濐^。圓形風(fēng)管彎頭的曲率半徑一般大于1～2倍管徑。由于管道內(nèi)有大量鋁粉沖刷磨損，因此要對(duì)彎頭加以耐磨處理。（2）三通的確定三通內(nèi)流速不同的兩股氣流的碰撞，以及氣流速度改變時(shí)形成渦流是造成局部阻力的原因。為減小三通的局部阻力，應(yīng)避免射流現(xiàn)象，還應(yīng)注意支管與干管的連接，減小支管和干管之間的夾角，本設(shè)計(jì)采用30°夾角。3.3選擇除塵器已知進(jìn)入除塵器的粉塵濃度C1=2g/m3，要求排放濃度C2=100mg/m3，因此能夠得出除塵器的最低除塵效率η=（C1-C2）/C1=(2-0.1)/2=0.95由于粉塵空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑為10um，且除塵效率要求比較高，因此重力沉降和慣性除塵器，以及旋風(fēng)除塵器都很難滿足除塵要求，本設(shè)計(jì)采用的是袋式除塵器，因此除塵器選用型號(hào)為DS/A-10×9的袋式除塵器【1】通風(fēng)管道的水力計(jì)算對(duì)各管段進(jìn)行編號(hào)，標(biāo)出各段長(zhǎng)度和各排風(fēng)點(diǎn)的排風(fēng)量。選擇最不利環(huán)路，本系統(tǒng)選擇1—2—4—6—除塵器—7—風(fēng)機(jī)—8為最不利環(huán)路。根據(jù)各段的風(fēng)量及選定的流速，去頂最不利環(huán)路上各管段的斷面尺寸和單位長(zhǎng)度摩擦阻力。根據(jù)孫一堅(jiān)的《工業(yè)通風(fēng)》第四版（以下簡(jiǎn)稱《工業(yè)通風(fēng)》），表6-4輸送含鋁粉等金屬粉塵的空氣時(shí)，風(fēng)管內(nèi)最小風(fēng)速為，垂直風(fēng)管為13m/s，水平風(fēng)管為15m/s。除塵管道最低風(fēng)速 考慮到除塵器及風(fēng)管漏風(fēng)（漏風(fēng)率為5%），管段7及8的計(jì)算風(fēng)為 4.368×3600×1.05=16511.04m3/h管段1根據(jù)L1=1.456m3/sV1=13m/s，由《工業(yè)通風(fēng)》附錄9查出管徑和單位長(zhǎng)度摩擦阻力。所選管徑應(yīng)盡量符合附錄11的通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格。D1=360mm，Rm1=5.5Pa/m同理，管段2D2=360mm，Rm2=5.5Pa/m管段4D4=500mm，Rm4=5Pa/m管段6D6=630mm，Rm6=3.5Pa/m管段7D7=670mm，Rm7=2.5Pa/m管段8D8=670mm，Rm7=2.5Pa/m確定管道3及5的管徑及比摩阻管段3及5與管段1相同，因此D3=D5=D1=360mm，Rm3=Rm5=Rm1=5.5Pa/m （5）查《工業(yè)通風(fēng)》【1】附錄10，確定各管段的局部阻力系數(shù)。①管段1上吸氣式集氣罩ζ=0.25（ɑ=90?）90°彎頭（R/D=1.5）:1個(gè)，ζ=0.17Σζ=0.25+0.17=0.42②管段2 v2F2直流三通（2→4） v4F4根據(jù)F2+F3≈F4α=30° ɑF3/F4=(360/500)2=0.5184L3/L4=1.456/2.912=0.5查得ζ13=0.53 ③管段3 v3F3上吸氣式集氣罩ζ=0.25（ɑ=90?）60°彎頭（R/D=1.25)：1個(gè)，ζ=0.15直流三通（3→4）ζ34=0.14Σζ=0.25+0.15+0.14=0.54④管段4直流三通（4→6）F4+F5≈F6F5/F6=(360/630)2=0.3265L5/L6=2.912/4.368=0.67 v4F4 v6F6查得ζ46=-0.3⑤管段5上吸氣式集氣罩ζ=0.25（ɑ=90?） v5F560°彎頭（R/D=1.5)：1個(gè)，ζ=0.15直流三通（5→6）ζ56=0.6Σζ=0.25+0.15+0.6=1.0⑥管段6除塵器進(jìn)口變徑管（漸縮管）除塵器進(jìn)口尺寸為300mm×800mmζ=0.10（ɑ≤45?時(shí)）Σζ=0.10⑦管段7除塵器出口變徑管（漸擴(kuò)管）除塵器出口尺寸為300mm×800mm，變徑管長(zhǎng)度160mmtgɑ==0.406ɑ=22.1?ζ=0.690?彎頭：(R/D=1.5)2個(gè)ζ=2×0.17=0.34風(fēng)機(jī)進(jìn)口漸縮管ζ=0.10（ɑ≤45?時(shí)）Σζ=0.6+0.34+0.1=1.04⑧管段8風(fēng)機(jī)出口漸擴(kuò)管風(fēng)機(jī)出口尺寸：410mm×315mmD8=650mmF8/F出=0.331/0.129=2.5ζ=0.1（ɑ=10?）帶擴(kuò)散管的傘形風(fēng)帽h/D0=0.5ζ=0.60Σζ=0.1+0.6=0.7計(jì)算隔斷的沿程摩擦阻力和局部阻力。計(jì)算結(jié)果見下表：管道水力計(jì)算表管段編號(hào)流量m3/h(m3/s)長(zhǎng)度l（m）管徑D（mm）流速v（m/s）動(dòng)壓P4（Pa）局部阻力系數(shù)Σζ局部阻力Z（Pa）單位長(zhǎng)度摩擦阻力Rm（Pa/m）摩擦阻力Rml（Pa）管段阻力Rml+Z（Pa）備注15241.6（1.456）136014.3123.20.4251.75.55.557.225241.6（1.456）3.536014.3123.20.5365.35.519.2584.55410483.2（2.912）350014.8132-0.3-39.6515-24.6615724.8（4.368）463014118.10.111.83.51425.8716511.04（4.586）367013101.81.04105.92.57.5113.4816511.04（4.586）567013101.80.771.262.512.583.7635241.6（1.456）136014.3123.20.5466.55.55.572阻力不平衡55241.6（1.456）136014.3123.21.0123.25.55.5128.735241.6（1.456）130020.6143.6除塵器1200對(duì)并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡匯合點(diǎn)A△P1+△P2=57.2+84.55=141.75△P3=72==49％>10％為使管段2、3達(dá)到阻力平衡，改變管段3的管徑，增大器阻力。D’3=D3()0.