工业通风课程设计1.doc

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1、课程设计课题名称 某企业加工车间除尘系统设计 专业名称 安全工程 所在班级 安本0904 学生姓名 罗煦晖 学生学号 09601240415 指导教师 刘美英 湖南工学院课 程 设 计 任 务 书 安全与环境工程 系 安全工程 专业学生姓名：罗煦晖 学号：09601240415 专业：安全工程设计题目：某企业加工车间除尘系统设计1. 设计期限：自2011年12月5日开始至2011年12月18日完成2. 设计原始资料：（1）某企业加工车间平面布局；（2）抛光机基本情况；（3）高温炉基本情况；（4）抛光机和高温炉生产过程中产生的污染物种类及粒径范围；（5）抛光车间和高温炉车间排风量的计算；（6）相

2、关参考书籍、资料、文献。 3设计完成的主要内容：（1）抛光机粉尘捕集与除尘系统设计；（2）排除余热的通风系统设计；（3）通风系统轴测图和平面图；（4）选择适用的除尘器；（5）选择合适的风机及配套电机。4提交设计（设计说明书与图纸等）及要求：提交某企业加工车间通风系统设计说明书一份和设计图纸一张。要求语句通顺、层次清楚、推理逻辑性强，设计改进明确、可实施性强。报告要求用小四号宋体、A4纸型打印；图纸部分要求运用Auto CAD严格按照作图规范绘制，采用国际统一标准符号和单位制，并打印。5发题日期：2011年 12 月 1 日指导老师（签名）： 学 生（签名）： 目 录1 前言12车间简介23 通

3、风系统设计33.1 系统划分33.2 排风罩的确定33.3 风管截面的选择及敷设33.3.1 截面的选择33.3.2 风管敷设形式43.4 排风口位置的确定43.5 除尘器的选择43.6 风量及水力计算53.6.1 抛光车间的风量及水力计算53.6.2 高温炉车间的风量及水力计算113.7 风机的确定144结束语15参考文献161 前言如今，社会经济水平迅速提高，工业也随之蓬勃发展起来。但人们不能仅仅着眼于生产效率上，应有长远目光，放眼未来，投入大量精力在改善车间空气环境和防止大气污染上，控制工业有害物对室内外空气环境的影响和破环。在工业生产过程中会散发各种有害物质（粉尘、有害蒸气和气体）以及

4、余热和余湿，如果不加以控制，会使室内、外空气环境受到污染和破坏，危害人体的健康、影响生产过程的顺利运行。粉尘，是生产车间的主要污染物质，很多生产过程如水泥、耐火材料、有色金属冶炼、铸造等都会散发大量粉尘，如果任意向大气不加限制的排放，将污染大气，危害人类健康。为了控制工业污染物的产生和扩散，必须了解工业污染物产生的原因和散发的机理，认识各种工业污染物对人体及工业生产造成的危害，明确室内外环境空气要求达到的卫生标准和排放标准规定的控制目标，阐明改善环境空气条件的综合措施。要解决这些问题当务之急是需要有一套针对性强且效率高的通风除尘系统。本次课程设计主要是运用通风除尘技术知识对某企业加工车间的通风

5、除尘系统进行设计。提出通风除尘系统的设计方案，并进行详细设计，通过针对某企业生产车间内产生的颗粒物，对其进行分析，设计出合理的通风除尘系统，目的在于利用除尘系统把车间内的有害气体捕集起来，经过净化处理，使之达到规定标准后排至室外，使车间内有害物浓度不超过国家卫生标准规定的最高允许浓度，保持车间的清洁环境，维护人体健康，保证生产车间系统的安全、舒适、节能、高效运行。2车间简介某企业加工车间如图1和图2所示，有1#、2#、3#、4#、5#共5个工作台，高度均为1.2m，1#、2#、3#为抛光机，抛光的目的主要是为了去掉金属表面的污垢及加亮镀件。每台抛光机有2个抛光轮，抛光间产生粉尘，粉尘的成分有：

6、抛光粉剂、粉末、纤维质灰尘等（石棉粉尘）。4#、5#为高温炉，生产过程中产生高温含尘烟气，粒径范围约为0.010-20um，粒径范围炉内温度为500，室温为20，尺寸为1.0m*1.0m，房间高9m，窗台高1.0m，窗户高5m。该车间无通风除尘系统，对于像该车间这种粉尘危害特别严重的车间，若无通风除尘系统，严重的粉尘堆积会危害人的健康。另外，了解车间的布局图有助于规划通风除尘系统空间，为确切安置风机，除尘器和风管的组合等位置提供依据，另外还能节约风管的材料，合理利用空间。图1 车间平面图 1：100 （单位：mm）图2 车间剖视图 1：100 （单位：mm）3 通风系统设计3.1 系统划分由于

7、高温炉和抛光车间有不同的排风要求，空气处理要求不同，参数不同，并且生产流程不同，运行班次、时间不同，所以设计为两个除尘系统。抛光车间通风除尘系统和高温炉车间通风除尘系统。除尘系统包括局部排风罩、风管、净化设备（除尘器）、风机。3.2 排风罩的确定局部排风罩的设计原则：（1）局部排风罩应尽可能包围获靠近有害物发生源，使有害物局限于较小的空间，尽可能减小其吸气范围，便于捕集和控制。（2）排风罩的吸气气流方向应尽可能与污染气流运动方向一致。（3）已被污染的吸入气流不允许通过人的呼吸区。设计时要充分考虑操作人员的位置和活动范围。（4）排风罩应力求结构简单、造价低，便于制作安装和拆卸维修。（5）和工业密

8、切配合，使局部排风罩的配置与生产工艺协调一致，力求不影响工艺操作。（6）要尽可能避免或减弱干扰气流如穿堂风、送风气流等的影响。在高温炉车间系统中，因为热气流做上升运动，所以选用上部吸气罩，吸气罩尺寸为：300（mm）300（mm）。抛光车间则采用接受式侧排风罩，排风罩尺寸为：300（mm）300（mm）。3.3 风管截面的选择及敷设3.3.1 截面的选择风管截面形状有圆形和矩形两种。在相同面积时圆形风管的阻力小、省材料、强度大；圆形风管直径较小时易制造，保温方便。当风管流速较高，风管直径较小时，例如除尘系统和高速空调系统系统都用圆形风管。因本设计属于除尘系统，管内流速较高，阻力较大，故采用圆形

9、风管，具体尺寸在风管水力计算表中列出。作风管的材料有薄钢板、硬聚氯乙烯塑料板、胶合板、纤维板、矿渣石膏板、砖及混泥土等。需要经常移动的风管，则大多用柔性材料制成各种软管，如塑料软管、橡胶软管及金属软管等。风管材料应优先选择非燃烧材料制作，根据使用要求和就地取材的原则选用。除尘系统因管壁磨损大，钢板是最常用的材料，易于工业化加工制作，安装方便，通常采厚度为1.53.0mm的钢板。3.3.2 风管敷设形式风管布置的原则1） 除尘系统的排风点不宜过多，以利各支管间阻力平衡。2）除尘风管应尽可能垂直或倾斜敷设，倾斜敷设时与水平面夹角最好大于45。3）输送含有蒸汽、雾滴的气体时，应有不小于5的坡度，以排

10、除积液，并应在风管的最低点和风机底部装设水封泄液管。4）在除尘系统中，为防止风管堵塞，风管直径不宜小于下列数值：排送细小粉尘 80排送较粗粉尘（如木屑） 100排送粗粉尘（有小块物体） 1305）排除含有剧毒物质的正压风管，不应穿过其他房间。6）风管上应设置必要的调节和测量装置或预留安装测量装置的接口。调节和测量装置应设在便于操作和观察的地点。7）风管的布置应力求顺直，避免复杂的局部管件。弯头、三通等管件要安排得当，与风管的连接要合理，以减少阻力和噪声。3.4 排风口位置的确定高温炉车间和抛光车间产生的污染物经除尘器净化已无需经大气扩散稀释，可考虑在风管上设置风帽用来防止雨水进入风管。一般情况

11、下，通风排气立管出口至少应高出屋面0.5m，因为厂房高度H=9m，所以排气立管至少应距地9.5m。3.5 除尘器的选择除尘器选择应全面考虑各种影响因素，如处理风量，除尘效率，阻力，投资，维护管理等。各种常用除尘器的综合性能以及分级效率分别见表1和表2。表1 除尘器的性能除尘器名称适用的粒径范围（um）效率（%）阻力(Pa)设备费运行费重力沉降室505050-130少少惯性除尘器20-5050-70300-800少少旋风除尘器5-1560-90800-1500少中水浴除尘器1-1080-95600-1200少中下卧式旋风水膜除尘器595-98800-1200中中冲激式除尘器5951000-160

12、0中中上电除尘器0.5-190-9850-130大中上袋式除尘器0.5-195-991000-1500中上大文丘里除尘器0.5-190-984000-10000少大表2 除尘器的分机效率除尘器 名称全效率（%）不同粒径下的分级效率(%)055101020204444带挡板的沉降室58.67.522438099简单的旋风65.31233578291长椎体旋风84.240799299.5100电除尘器97.09094.59799.5100喷淋塔94.5729698100100文丘里除尘器（P=7.5kPa）99.59999.5100100100袋式除尘器99.799.5100100100100综合

13、比较上面两表中除尘器的性能和除尘效率，抛光车间采用袋式除尘器，高温炉车间采用旋风除尘器。在抛光车间，产生的粉尘有：抛光粉剂、粉末、纤维质灰尘等（石棉粉尘），可选用袋式除尘器，在本设计中采用MW30-9A9-19-114袋式除尘器。高温炉车间在生产过程中产生高温含尘烟气，炉内温度为500，高温含尘烟气粒径范围为0.010-20um，在本设计中采用旋风除尘器，采用XLP/A-5.4型旋风除尘器。3.6 风量及水力计算 3.6.1 抛光车间的风量及水力计算1） 抛光的目的主要是为了去掉金属表面的污垢及加亮镀件。相关资料如下：排风量的计算：一般按抛光轮的直径D计算： L=AD m3/h 式中：A与轮子

14、材料有关的系数 布轮：A=6m3/hmm 毡轮：A=4m3/hmm D抛光轮直径 mm抛光轮为布轮，其直径为D=200mm，抛光轮中心标高1.4m。因为 L=AD m3/h ， 每台抛光机有2个抛光轮，所以 L=26200=2400 m3/h=0.67 m3/s各管段风量（L）：管段1：L1=2400 m3/h =0.67 m3/s管段2：L2=2400 m3/h =0.67 m3/s管段3：L3=2400 m3/h =0.67 m3/s管段4：L4= L1+L2+ L3=7200m3/h=2 m3/s考虑到风管及除尘器漏风，管段5及6的计算风量为：管段5：L5=L4(1+5%)=72001.

15、05=7560 m3/h =2.1 m3/s管段6：L6=L5=7560 m3/h =2.1 m3/s选择最不利环路。本系统选择1-4-除尘器-5-风机-6为最不利环路。确定合理的空气流速，根据下表查得各段风管的最小风速。输送含有石棉粉尘的空气时，风管内最小风速为：垂直风管为12m/s、水平风管为18m/s。表3 除尘风管的最小风速（m/s）粉尘类别粉尘名称垂直风管水平风管纤维粉尘干锯末、小刨屑、纺织尘1012木屑、刨花1214干燥粗刨花、大块干木屑1416潮湿粗刨花、大块湿木屑1820棉絮810麻1113石棉粉尘1218确定各管段断面尺寸，计算摩擦阻力和局部阻力。摩擦阻力计算：根据各管段风量

16、及最小风速由附录9查得圆形管道直径和粉风管单位长度的摩擦阻力（比摩阻）。管段1：根据L1=2400 m3/h（0.67 m3/s）、V1=18m/s 查附录9得管径D和比摩阻Rm，所选管道尽量符合通风管道统一规格。 D1=210 mm Rm1=18 Pa/m 动 压 =1.2182=194.4 Pa摩擦阻力 =189=162Pa管段2: 由L2=2400 m3/h (0.67 m3/s)、V2=18m/s查附录9得 D2=210 mm Rm2=18 Pa/m 动 压 =1.2182=194.4 Pa摩擦阻力 =185=90 Pa管段3: 由L3=2400 m3/h（0.67 m3/s）、V3=

17、18 m/s查附录9得 D3=210 mm Rm3=18 Pa/m 动 压 =1.2182=194.4 Pa摩擦阻力 =189=162 Pa管段4： 由L4=7200 m3/h（2 m3/s）、V4=18 m/s查附录9得D4=360 mm Rm4=8 Pa/m 动 压 =1.2182=194.4 Pa摩擦阻力 =85=40 Pa管段5： 由L5=7560 m3/h（2.1 m3/s）、V5=12 m/s查附录9得D5=480 mm Rm5=3 Pa/m 动 压 =1.2122=86.4 Pa摩擦阻力 =34=12 Pa管段6： 由L6=7560 m3/h（2.1 m3/s）、V6=12 m/

18、s查附录9得D6=480 mm Rm6=3 Pa/m 动 压 =1.2122=86.4 Pa摩擦阻力 =39.5=28.5 Pa2） 局部阻力计算(1) 查书上表格和附录，确定各管段局部阻力系数。管段1： a.接收式矩形侧排风罩（=40）1个 查表 得 1=0.16 b.90圆形弯头（R=1.5D ）1个 查附录10 得2=0.17 c.135圆形弯头（R=1.5D ）2查附录10 得1个3=0.192=0.21d.圆形四通（14）如图3 所示： 图3 合流四通图 V1/V2=1 查压出四通局部阻力系数表得： 4=0.2 管段2: a.接收式矩形侧排风罩（=40）1个 查表 得 1=0.16

19、b.90圆形弯头（R=1.5D ）2个 查表 得2=20.17=0.34 管段3：与管段1情况相同，管段4:a.90圆形弯头（R=1.5D ）2个 查表 得2=20.17=0.34b.除尘器进口变径管（渐扩管）除尘器进口尺寸260600 mm，变径管长度L=250 mm, =25.6 查渐扩管的局部阻力系数表得 1=0.7 管段5:a.除尘器出口变径管（渐缩管）除尘器出口尺寸400500mm，变径管长度L=80mm,5, =26.645 由附录10得 1=0.1b. 90圆形弯头（R=1.5D ）2个 查表 得2=20.17=0.34 c暂先近似选出一台风机，风机进口直径D=450 mm, 而

20、管段4的管径D4=360 mm，故采用渐扩管：,=24.23=0.6 管段6： a.风机出口渐扩管风机出口尺寸310350 mm,D6=480 mm, 变径管长度L=300mm， 0.33 ， =18.2查通风机出口变径管阻力系数表得 1=0.05 b.带扩散管的伞形风帽（h/D0=0.5） 查得 2=0.6 计算各段的局部阻力。局部阻力计算公式： （Pa），计算结果见表4。表4 抛光间管道水力计算表管段编号风量（m3/h）长度L（m）管径D（）流速vm/s动压Pd（Pa）局部阻力系数局部阻力Z（Pa）比摩阻Rm摩擦阻力Pm管段阻力(Pa)备注12400921018194.40.74143.8

21、18162305.847200536018194.41.04202.1840242.15756044801286.41.4120.96312132.96675609.54801286.40.6556.16328.584.6622400521018194.40.597.21890187.2阻力不平衡32400921018194.40.74143.818162305.8220019300.7除尘器12002） 管路阻力平衡。四通汇合点AP1=305.8 Pa P2=242.1 Pa10%此处阻力不平衡，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。根据通风管道通风统一规格，取=200

22、mm。其对应的阻力为 10% 处于平衡状态，因此取200mm。 计算系统的总阻力=305.8+242.1+132.96+84.66+1200=1965.52 Pa3.6.2 高温炉车间的风量及水力计算B-热源直径，m (B=1m)H-热源至计算断面的距离，m （通常在1.5B以下）H/B=0.90-7.4取H=1.24BZ=H+1.26B故Z=2.5B=2.5m因有横向气流影响，故选用低悬排风罩：mH1.5 取H=1.5m 排风罩的尺寸，扩大200mm即：1.2m*1.2m用假定流速法进行通风管道的水力计算如下:1） 对各管段进行编号，标出管段长度和各排风点的风量。2）确定最不利环路，本系统选

23、择1-3-除尘器-4-风机-5为最不利环路。3）根据各管段的风量及选定的流速，通过线算图确定最不利环路上各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。管道输送的是高温含尘气体，主要为煤尘，查资料得，假定垂直风管风速为11m/s,水平风管风速为13m/s。考虑到除尘器及风管漏风，管段4和5的计算风量为 4003.2m/h.管段1：根据、，由附录9查出管径和单位长度摩擦阻力。在选管径时应尽量符合通风管道统一规格。 同理可查管段2,3,4,5的管径及比摩阻，具体结果见表。(1) 查附录10，确定各管段局部阻力系数。 旋风除尘器要求气密性非常高，所以可以不用考虑除尘器的漏风。同理可查的管道3、4、5的管径及进行

24、温度修正后的比摩阻，结果见水力计算表8。 确定管段2的管径及单位长度摩擦阻力，结果见水力计算表7。(2) 局部阻力计算 查有关表格，确定各管段局部阻力系数。 管段1： a.矩形上部吸气罩（=60）1个 表2 风管入口（装设矩形排风罩）局部阻力查表 得1=0.13 b.90圆形弯头（R=1.5D ）1个 查表 2=0.17c.圆形三通（13）如图5 所示（R=1.5D ）：L3 /L1=0.5,查表得,3=0.03 管段2: 与管段1情况完全相同 管段3: 除尘器进口变径管（渐缩管）除尘器进口尺寸140400 mm，=0.36管段4: a.除尘器出口变径管（渐扩管）出口直径320mm，变径管长1

25、50mm=26.6 =0.7b. 90圆形弯头（R=1.5D ）2个 查表3 得2=20.17=0.34 c风机进口渐扩管：先近似选出一台风机，风机进口直径为550mm，变径管长度100mm。，=22， 0.09=0.7+0.34+0.09=1.13管段5：风机出口渐缩管：出口尺寸385440mm，=0.08带扩散管的伞形风帽（），=0.60 计算各段的局部阻力。局部阻力计算公式： （Pa）（3）计算各管道的沿程摩擦阻力和局部摩擦阻力。计算结果见表8。常温下（20）空气密度为1.2kg/m3，高温炉内（500）空气密度按下式计算：所以高温炉内空气密度。表5 高温炉通风管道水力计算管段编号风量（

26、m3/h）长度L（m）管径（）流速 V（m/s）动压Pd（Pa）局部阻力系数局部阻力Z（Pa）比摩阻Rm摩擦阻力Pm管段阻力(Pa)12001.652401338.0250.3312.552.713.526.0534003.25.54501338.0250.3613.692.815.429.0944003.254701127.2251.1330.761.8939.7654003.29.54701127.2250.6818.511.817.135.6122001.652401338.0250.3312.552.713.526.05除尘器700（4）对并联管路进行阻力平衡圆形三通汇合点：由于管段1

27、和管段2管路对称，风量相同，故两者阻力平衡。（5）计算系统的总阻力=26.05+29.09+39.76+35.61+700=830.51Pa3.7 风机的确定1） 根据输送气体性质、系统的风量和阻力确定风机的类型。所以选用排尘通风机。2） 考虑到风管、设备的漏风及阻力计算的不精确，按下式的风量、风压选择风机： Pa m3/h式中 Pf风机的风压，Pa； Lf风机的风量，m3/h； Kp风压附加系数，一般的送排风系统Kp =1.11.15；除尘系统Kp =1.151.20； KL风量附加系数，一般的送排风系统KL =1.1；除尘系统KL =1.11.15；P系统的总阻力，Pa； L系统的总风量，

28、m3/h。3） 抛光间：风机风量Lf=1.15L=1.157560=8694 m3/h风机风压Pf=1.15P=1.151965.52=2260.35 Pa依据以上性能参数，选用C4-73-11-4.5C型离心风机Lf ：650011900 m3/h Pf ：18143089 Pa风机转速:n=3150 r/min 配用电机Y160M-1型, 电机功率211kW4） 高温炉车间:风机风量 风机风压 依据以上性能参数，选用C4-73-11No.4.5型风机，此型号风机可耐高温， 风机转速:：n=2000r/min，皮带传动配用电机Y100L-2型，电机功率N=3kW。4结束语工业通风课程设计是理

29、论与实践相结合的重要环节，也是培养我们实践能力的有效途径。通过本次课程设计，加深了我们对工业通风理论知识的深度认识和理解，更进一步地了解了工业通风方面的知识在我们日常生活实践中发挥着重要作用，并提高了我们发现问题和解决问题的能力，明白了认真的态度和持久的耐心是做好每一件事的保证，同时自己也明确了对于本专业今后的学习方向。在本次课程设计的过程中，尽可能的以阐明设计初衷、基础理论及设计方案为基础，尽量做到理论联系实际，并考虑人机匹配关系和实际可行性，然而，由于是第一次接触这方面的内容，专业知识水平也有限，这次课程设计仍然不可避免的存在许多错误与不足，望老师加以批评指正。最后，感谢老师和同学们在这次课程设计中给予的帮助。参考文献1 孙一坚. 工业通风M. 中国建筑工业出版社（第三版）, 19942 孙一坚. 简明通风设计手册M. 中国建筑工业出版社, 20063 中国有色工程设计研究总院. 采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003) S. 中国计划出版社, 20044 中华人民共和国建设部. 暖通空调制图标准(GB50114-2001) S. 中国计划出版社, 20025 中华人民共和国建设部. 通风与空调工程施工质量验收规范(GB50243-2002) S. 中国计划出版社, 2002附图附图1某企业加工车间除尘系统平面图附图2某企业加工车间除尘系统轴测图