工业通风课程设计.docx

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1、工业通风课程设计某综合车间局部通风除尘系统设计 - 摘要 本次课程设首先是将车间划分成两个区域。然后计算出各设备排风罩的排风量，计算系统的排风量及阻力，进行除尘器和风机的选择，绘制通风系统布置图，绘制通风系统轴侧图。 考虑到车间粉尘污染的特点以及进出空间的限制，比较各种类型的除尘器，选择了最合理的通风除尘方案，进行了通风除尘系统的设计。 关键词：风量；风压；排风罩；除尘 - 第I页 某综合车间局部通风除尘系统设计 - 某综合车间局部通风除尘系统设计 目 录 1前言 . 1 2排风量计算 . 3 2.1设备参数 . 3 2.2各设备排风量计算 . 4 2.3各管路排风量计算 . 7 3各通风系统

2、的排风量和阻力计算 . 9 3.1第一工作区排风量和阻力计算 . 9 3.1.1绘制轴测图 . 9 3.1.2确定管径和单位长度的摩擦阻力 . 9 3.1.3确定各管段的局部阻力系数 . 10 3.1.4计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力 . 12 3.1.5对并联管路进行阻力平衡计算 . 13 3.1.6除尘器及风机的选择 . 15 3.1.7管道计算汇总 . 16 3.2第二工作区排风量和阻力计算 . 17 3.2.1绘制轴测图 . 17 3.2.2确定管径和单位长度摩擦力 . 17 3.2.3确定各管段的局部阻力系数 . 18 3.2.4计算各管段的延程摩擦阻力和局部阻力 . 19 3.

3、2.5对并联管路进行阻力平衡计算 . 19 3.2.6除尘器及风机的选择 . 19 3.2.7管道计算汇总 . 20 4总结 . 21 附录I . 22 附录II . 23 - 第II页 某综合车间局部通风除尘系统设计 - 参考文献 . 24 - 第III页 某综合车间局部通风除尘系统设计 - 1前言 人类在生产和生活的过程中，需要有一个清洁的空气环境。因此，就要在生产和生活的过程采用通风和除尘技术。 通风工程在我国实现四个现代化的进程中，一方面起着改善居住建筑和生产车间的空气条件，保护人民健康、提高劳动生产率的重要作用；另一方面在许多工业部门又是保证生产正常进行，提高产品质量所不可缺少的一个

4、组成部分。 工业通风是控制车间粉尘、有害气体或蒸气和改善车间内微小气候的重要卫生技术措施之一。其主要作用在于排出作业地带污染的或潮湿、过热或过冷的空气，送入外界清洁空气，以改善作业场所空气环境。 工业通风按其动力来源分为自然通风和机械通风。自然通风依靠室内外空气温度差所形成的热压和室外风力所形成的风压而使空气流动；机械通风则依靠通风机所形成的通风系统内外压力差而使空气沿一定方向流动。 净化工业生产过程中排放出的含尘气体称为工业除尘。 风机生产行业引进国外技术，改变了以往风机全压偏小、不适用于除尘系统的状况。新产品不但全压满足除尘工程的需求，而且噪声低、机械效率高、振动小，并有较好的防磨措施。

5、除尘系统风量调节技术的应用越来越普遍。以往仅靠液力耦合器使风机变速，现在已有多种变频调速器，适用于不同规格的电机，因而风量调节更易实现。除尘系统风量调节，离不开流量监测，已开发出含尘气体流量连续监测装置，具有不堵、阻力小、应用方便等特点，在除尘系统运行中发挥了很好的作用。 有些生产过程如原材料加工、食品生产、水泥等排出的粉尘都是生产的原料或成品，回收这些有用原料，具有很大的经济意义。在这些部门，除尘设备既是环保设备又是生产设备。 - 第1页 某综合车间局部通风除尘系统设计 - 工业防尘技术的前景是广大的：1、工业防尘法规更完善，执法更强化。进入21世纪，我国经济将继续高速发展，公众对工作和生活

6、环境的要求将更高，有关法规更趋完善，执法力度将更为加强。工业防尘技术必须在高效、低耗、可靠、方便等方面达到一个新的水平。2、加强工业防尘技术标准的建设。目前，许多防尘设施不规范，标准化程度差，质量不高，达不到预期效果。在尘源控制方面，尤显薄弱，工业防尘技术标准化问题，已直接影响工业防尘工作的进行。3、工业防尘技术将与生产工艺更紧密结合。首先，积极促进生产工艺及设备的改进，努力实现本质无害化，达到事半功倍之效；其次，工业防尘技术应力求促进产品产量和质量的提高；再者，应更方便操作和维修。4、工业防尘将紧密结合节能。通过工业防尘技术的实施，使生产工艺简化，生产能耗降低；促进二次能源的回收；在保证防尘

7、效果的同时，尽量减少处理风量，降低系统阻力，从而降低自身能耗等等。 本次课程主要是运用通风除尘技术知识对某综合车间局部通风除尘系统进行设计。选取通风管道、除尘器及风机。 - 第2页 某综合车间局部通风除尘系统设计 - 2排风量计算 2.1设备概述 通风管道设计计算主要包括以下步骤：1、确定通风除尘系统方案，绘制管路系统轴测图；2、对管路系统分段，注明管段长度、风量管部件位置等进行编号；3、假定管路系统不同管段的风速；4、根据假定速度和已知管段的风量确定各管段管径，计算管路阻力；5、通风除尘系统中的各并联支管的阻力平衡计算，其差值不宜大于10；一般通风系统管路阻力不超过15；6、计算系统管路总阻

8、力；7、除尘设备和通风机的选择。 本次课程设计的车间包括两个工作区，两个工作区内的主要设备如表2.1所示。车间的高度为6.6米。工作温度为20，在20时空气密度为1.2Kg/m3。根据以上步骤，分别对第一工作区和第二工作区进行了管道设计。 当车间内有不同的送、排风要求，或者车间面积较大，送、排风点较多时，为了便于运行管理，常分设多个送、排风系统。划分的原则： 1、空气处理要求相同时、室内参数要求相同的，可划为一个系统。 2、同一生产流程、运行班次和运行时间相同的，可划为一个系统。 3、同一生产流程、同时工作的扬尘点相距不大时，宜合为一个系统。 4、有毒和无毒的生产区，宜分开设置通风系统和净化系

9、统。若不要求回收，并且混合后不会爆炸或者混合后不会导致风管内结露的，可以合为一个系统。 5、排风量大的排风电位于风机附近，不和远处排风量小的排风点和为同一个系统 根据以上原则、各工艺设备产生的有害物成分，及厂区平面布置图，将1、2、3、4号设备划分为第一区，5、6号设备划分为第二区，各设备参数见表2.1。 - 第3页 某综合车间局部通风除尘系统设计 - 表2.1参数表 区域 第一 工作 区域 设备编号 1、2 3 4 设备工艺 尺寸 焊接平台 1000800600 焊接平台 1100900600 金属喷镀 800800 镀 铬 酸 洗 600600 10008001200 排风罩形式 侧吸罩

10、矩形伞形罩 通风柜 有害物成分 焊烟 设计参数 第二 工作 区域 5 6 通风柜 槽边排风罩 有害物距罩口0.4m 热源温度600 焊烟 有害物距罩口0.7m 热源温度600 金属粉尘 顶部接管标高1.5m 控制风速11.5m/s 温度300 氢氟酸蒸顶部接管标高1.6m 汽 常温 25%盐酸 温度60 2.2各设备排风量计算 1、2号侧吸罩排风量 由表2.1知，设备1为焊接平台，其尺寸为1000800600 mm，排风罩形式为侧吸罩，有害物成分是焊烟。根据经验，设侧吸罩的罩口尺寸为400800 mm。 有害物距罩口的距离即为控制点至吸气口的距离x,即x=400mm；并取最小控制风速1Vx=0

11、.3m/s。因此x/b=400/400=1.0，b/a =400/800=0.5，查得2Vx/V0=0.15,罩口平均风速V0= Vx/0.15=0.3/0.15=2 m/s。 所以，实际排风量L1=FV0=0.40.82=0.64m3/s。 3号矩形伞形罩排风量 由表2.1知，设备3为焊接平台，其尺寸为1100900600 mm，排风罩形式为矩形伞形罩，有害物成分是焊烟。 焊接平台的排风罩是热源上方的接收式排风罩，在计算排风量前要判断该罩是否为低悬罩。低悬罩的判断公式为： H1.5AP (2.1) 12 在工业通风中第36页，控制点的控制风速VX表中查得。 在工业通风中第35页，矩形吸气口速

12、度计算图中查得。 - 第4页 某综合车间局部通风除尘系统设计 - 式中：H-为罩口到污染源的距离，m； AP-为热源的水平投影面积，m2。 由公式得： 1.5AP=1.5*1.1*0.9=1.490.7，所以该罩为低悬罩。 a=ADt1/3 Q=aFDt Lz=0.04QZ Z=H+1.26B 1332 L=Lz+vF 式中：-对流放热系数，J/m2s； A-系数，水平散热面为1.7； t-热源表面与周围空气的温度差，； F-热源的对流放热面积，m2； Q-热源的对流热量，kJ/s； B-热源水平投影的长边尺寸，m； L0-罩口断面上热射流流量，m3/s； v-扩大面积上的空气吸入速度，v=0

13、.5-0.75m/s； F-罩口的扩大面积，m2。 1/3由公式计算得： a=ADt=1.75801/3=14.18 由公式计算得： Q=aFDt=14.180.99580=8142.16J/s 由公式、计算得： Lz=0.04QZ=0.04*8.142.1=0.25m3/s 由于受横向气流影响较小，排风罩口的尺寸应比热源尺寸扩大200mm，即：矩形伞型罩的长宽分别为1300 mm和1100 mm。 由公式计算得： L=Lz+vF=0.25+0.75*0.44=0.58m3/s 4号通风柜排风量 - 第5页 13321332某综合车间局部通风除尘系统设计 - 根据公式： L=L1+vFb 式中

14、L-通风柜的排风量，m3/s； v-工作孔上的控制风速，通常在1.01.5m/s之间，本次取1.25m/s； F-工作孔或缝隙的面积，m2； b-安全系数，1.11.2； L1-柜内的污染气体发生量，当b取最大值时，L1近似为0； 计算得到，通风柜的排风量L=0.96m3/s。 5号通风柜排风量 根据公式得： L= 0+1.250.60.61.2=0.54 6号槽边排风罩排风量 由表2.1知，设备6的工艺为酸洗，酸洗槽的尺寸为10008001200，排风罩形式为槽边排风罩，有害物成分是25%盐酸。 槽边排风罩分为单侧和双侧两种，单侧适用于曹宽B700mm，B700mm时用双侧因为本设备槽宽B=

15、800700，所以槽边排风罩选为双侧。 根据国家标准设计，条缝式槽边排风罩的断面尺寸共三种，250200mm，250250mm，200200mm。本设计选用EF=250250mm。E=250mm的称为高截面。 高截面双侧排风计算公式3为： L=2vxAB(B0.23)m/s 2A式中：A槽长，m； B槽宽，m； Vx边缘控制点的控制风速，m/s 。本设计中为0.4 m/s。4 由公式得高截面双侧排风为： 34 在工业通风中第47页中查得。 在工业通风中第228页，附录5 镀槽边缘控制点的吸入速度Vx中查得。 - 第6页 某综合车间局部通风除尘系统设计 - L=2vxAB(B0.20.8)=2*

16、0.4*1*0.80.2=0.83m3/s。 2A22.3各管路排风量计算 将第一区设备用管道连接，对各管段进行编号。如图2.1 图2.1 管道连接图 1号管路排风量即为1号排风罩排风量L1=0.64m3s。 同理L2=0.64m3s，L4=0.58m3s，L6=0.96m3s。 - 第7页 某综合车间局部通风除尘系统设计 - 3号管路风量为排入风量之和即： L3=L1+L2=1.28m同理L5=L3+L4=1.86m33s。 s，L7=L5+L6=2.82m3s。 8号管路和9号管路排风量相同为除尘器排入风量的1.05倍。L8=L9=1.05L7=2.96m3s将第二区设备用管道连接，对各管

17、段进行编号。如图2.2 图2.2管道连接图 同理L1=0.54m3mL4=1.05L3=1.443ss3，L2=0.83ms，L3=L1+L2=1.37m3s， 。 - 第8页 某综合车间局部通风除尘系统设计 - 3各通风系统的排风量和阻力计算 3.1第一工作区排风量和阻力计算 3.1.1绘制轴测图 标出各管段长度和各排风点的排风量，轴测图详见附录I。 3.1.2确定管径和单位长度的摩擦阻力 在第一工作区内，设除尘风管垂直管最小风速V=17m/s，水平管最小风速V=20m/s，空气密度r=1.2。 管段1： 通风管路为圆形钢板制风管 根据公式： L=vA A=pD24 D=Lp4v3式中 L-

18、管道内的风量，m/s； D-管道直径，m； A-管道截面积，m2； v-管道内的风速，m/s； - 第9页 某综合车间局部通风除尘系统设计 - 由公式3.3得D=0.202m，根据通风管道统一规格，取D=220mm，则实际流速v=16.8ms3m，根据L=0.64s，v=16.8ms可确定单位长度摩擦阻力系数Rm=16pam。 p=0.640.222=16.8m/sS14112动压P1=rV1=1.216.82=170Pa 22根据给定尺寸，确定管段1长度为l1=10m实际流速V1=L1摩擦阻力DP1=Rm1l1=1610=160Pa同理，可计算并查出管段2、3、4、5、6、7、8、9的管径、

19、实际流速、单位长度摩擦阻力及各管段摩擦阻力。其结果见表3.2。 3.1.3确定各管段的局部阻力系数 管段1： 设备侧吸罩，a=60o，查得z=0.16； 90弯头两个z=0.17； L20.64F20.22=0.5。 =0.47 ；L31.28F30.32直流三通，a=30o，z13=0.53； Sz=0.172+0.16+0.53=1.03。 2管段2： 设备侧吸罩，a=60o，查得z=0.16； 90弯头一个z=0.17； 120弯头一个z=0.2； - 第10页 某综合车间局部通风除尘系统设计 - L20.64F20.22 =0.5 =0.47L31.28F30.32合流三通，a=30o

20、，z23=0.14； Sz=0.16+0.17+0.2+0.14=0.67。 2管段3： L40.58F40.2 =0.31 =0.31L51.86F50.36直流三通，a=30o，z35=-0.01。 管段4： 设备矩形伞形罩，a=60o，查得z=0.16； 120弯头一个z=0.2； LF40.20.58=0.31 =0.31 4=L51.86F50.3622合流三通，a=30o，z45=0.50； Sz=0.16+0.2+0.50=0.86 管段5： L60.96F60.28 =0.34 =0.39L72.86F70.45直流三通，a=30o，z57=0.1。 管段6： 90弯头一个z=

21、0.17； 120弯头一个z=0.2； 2- 第11页 某综合车间局部通风除尘系统设计 - L60.96F60.28=0.34 =0.39 L72.86F70.45合流三通，a=30o，z67=0.2； Sz=0.17+0.2+0.2=0.57。 2管段7： 90弯头两个z=0.17； Sz=0.172=0.34。 管段8： 90弯头一个z=0.17。 管段9： 在排尘管出口有一个带扩散管的伞形风帽，查得：z=0.6。 3.1.4计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力 根据公式 v2rZ=z 2式中 z局部阻力系数； v风管内空气的平均流速，m； s r空气的密度，r=1.2kg l风管长度，m；

22、 可算出局部阻力Z，具体数据见表3.2。 - 第12页 m3； 某综合车间局部通风除尘系统设计 - 3.1.5对并联管路进行阻力平衡计算 汇合点A： 对汇合点A进行阻力平衡计算，DR1=189.53Ra，DR2=150.8Ra。依据公式： D=DR1-DR2DR1100% D=D(式中 D调整后的管径，； DP0.225) DP D原设计的管径，； DR原设计的支管阻力，Ra； DR要求达到的支管阻力，Ra。 D=334-209=37.4%10% 334为使管段1、2达到阻力平衡，改变管段2的管径，增大其阻力。 =220(根据公式：D22090.225)=198mm 334=200mm。算出其

23、对应的阻力: 根据通风管道统一规格，取D22200.225DP2=209=319Pa 200根据公式： D=334-319=4.5%10% (Dp1+Dp3)372.5262.70.225)=185mm 372.5=200(根据公式： D4=180mm。算出其对应的阻力: 根据通风管道统一规格，取D42000.225DP4=262.7=413Pa 180根据公式: D=汇合点C： 413-372.5=9.8%10% DP+Dp+Dp412.6135199.20.225)=237.7mm 412.6=280(根据公式： D6=250mm。算出其对应的阻力： 根据通风管道统一规格，取D62800.225DP6=199.2=329Pa 2501根据公式： D=412.6-329=20%10% 412.6=220mm，此时仍处于不平衡状态。如继续减小管径，取D6其对应阻力为581Pa， =250mm，在运行时再辅以阀门调节，消除 同样处于不平衡状态。因此决定取D6- 第14页 某综合车间局部通风除尘系统设计 - 不平衡。 3.1.6除尘器及风机的选择 选择除尘器时必须全面考虑各种因素的影响，在设计中应考虑以下匹配问题: 除尘器出口净化后气体的粉尘浓度要与环保规定的排放浓度要求相匹配。设计时应根据处理气体的粉尘浓度, 处理量和环保规定的排放要求确定所要求除尘器的除尘效率