金属车间的通风系统的设计.doc

《金属车间的通风系统的设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金属车间的通风系统的设计.doc（24页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、课 程 设 计题 目：金属加工车间通风系统设计 教 学 院： 环境科学与工程学院专 业：安全工程2012（1）班学 号： 201240330136 学生姓名： 程小龙 指导教师： 赵旭德 何明礼 2016年1月12日前 言 在工业生产过程中散发的各种污染物，以及余热和余湿，如果不加控制，会使室内外环境空气受到污染和破坏，危害人类的健康、动植物伤亡生长，影响生产过程的正常运行，因此，控制工业污染物对室内外空气环境的影响和破坏，是当前急需解决的问题。工业通风就是研究这方面问题的一门技术。 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

2、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。 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。 第一章 工业通风课程设计任务书11.1原始资料11.2设计内容、题目及要求1第二章 设计说明书22.1设计课题原始资料22.2通风系统的设计22.3排风罩的设计32.4风管

3、设计32.5除尘器的选择4第三章 设计计算书73.1排风罩的计算73.2通风管道的水力计算9第四章 工程概预算144.1一次性投资费用144.2运行费用144.3总费用15第五章 心得体会16参考文献17第一章 工业通风课程设计任务书1.1原始资料 金化公司位于湖北省黄石市，主要生产金属异型管，厂区内主要有生产车间、一线职工办公楼、食堂和公司写字楼四处主要建筑物，生产车间长、宽、高为704010m3，车间墙体厚度0.24m，一线办公楼高10m，写字楼高13m，食堂4m。车间内主要尘源3处。黄石市常年主导风向东南风，静风频率20。设计一合理的通风净化系统，要求作业场所和污染气体排放达到国家标准。

4、尘源分布图、工厂平面布置图见工业通风CAD图纸（绘图比例1:600），车间各尘源参数见表表 车间各尘源参数尺寸（长宽高）单位：mm槽的用途溶液温度/尘源12000500600铝阳极氧化20尘源250002000600镀铬55尘源320001000600酸性镀铜201.2设计内容、题目及要求1、 题目金属加工车间通风系统设计2、 设计内容根据金属加工车间的实际情况，搜集有关通风设计的资料和数据，应用所学的理论知识，对加工车间的通风系统进行合理设计，建立车间整体通风除尘系统，确定通风方式，通风管道尺寸及布置，选择除尘设备并设计设备主体，选择风机等。3、 要求（1） 搜集有关工业通风的资料和数据；（

5、2） 对通风除尘有关知识进行深入学习；（3） 排尘柜（罩）的设计；（4） 通风管路的设计及风量计算；（5） 通风系统布置；（6） 除尘设备的选择与安装位置；（7） 进行风管的水力计算；（8） 通风机的选择与安装位置；（9） 撰写设计说明书。应该包括：设计项目、项目的基本情况介绍、原始资料、参数选择标准、通风系统设计与计算、参考文献等。图纸要求：依据GB/T50001-2001采暖通风与空气调节制图标准，采用3号图纸，选取适当的比例。通风系统图的内容包括：轴测图，车间平面布置图。第二章 设计说明书2.1设计课题原始资料 金化公司位于湖北省黄石市，主要生产金属异型管，厂区内主要有生产车间、一线职工

6、办公楼、食堂和公司写字楼四处主要建筑物，生产车间长、宽、高为704010m3，车间墙体厚度0.24m，一线办公楼高10m，写字楼高13m，食堂4m。车间内主要尘源3处。黄石市常年主导风向东南风，静风频率20。设计一合理的通风净化系统，要求作业场所和污染气体排放达到国家标准。尘源分布图、工厂平面布置图见工业通风CAD图纸（绘图比例1:600），车间各尘源参数见表表 车间各尘源参数尺寸（长宽高）单位：mm槽的用途溶液温度/尘源12000500600铝阳极氧化20尘源250002000600镀铬55尘源320001000600酸性镀铜202.2通风系统的设计2.2.1全面通风和局部通风方法的选择由于

7、生产条件限制，有害物源不固定不能采用局部通风，或者采用局部通风后，室内的有害物质浓度依然超过卫生标准，再这样的情况下采用全面通风。根据实际工艺在有害物散发点直接把有害物质捕捉起来，经过净化处理排到室外，为了使室内的压力，一般采用机械通风。2.2.2系统划分的原则 当车间内不同地点有不同送风、排风要求，或者车间面积较大，送、排风点较多时，为便于进行管理，常分设多个系统。除个别情况外，通常是由一台风机与其联系在一起的管道设备构成一个系统。系统划分的原则是：（1） 空气处理要求相同、室内参数要求相同的，可划分一个系统。（2）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

8、工作的扬尘点相距不大时，应该合为一个系统。（4）有毒和无毒的生产区，应该分开设置同分系统和净化系统，若不要求回收，并且混合后不会爆炸或者管内结露，可以合为一个系统。2.2.3划分系统车间内的三个尘源室内参数要求、生产流程相同，扬尘点相距很近，故可合设一个系统。将三个尘源、管道、除尘器和风机设为一个系统。2.3排风罩的设计2.3.1局部排风罩的设计原则 设计局部排风罩时应遵循以下原则： （1）局部排风罩应尽可能靠近污染物发生源，使污染物局限于较小空间，尽可 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。

9、 （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）与工艺密切相结合，使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。2.4风管设计2.4.1风管布置的原则 风管的布置应该符合以下原则： （1）排除含有剧毒物质的正压风管，不应穿过其他房间。 （2）风管上应设置必要的调节和测量装置（如阀门、压力表、温度计、风量测定孔和采样孔等）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。 （3）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。 （4）除尘系统的排风点不宜过

10、多，以利各支管间阻力平衡。 （5）除尘风管应尽可能垂直或倾斜敷设，倾斜敷设时与水平夹角最好大于。 如 45必须水平敷设或倾角小于30时，应采取措施，如加大流速、设清扫口等。2.4.2风管截面及材料的选择因本设计属除尘系统设计，管内流速较高，阻力较大，故采用圆形风管。钢板易于工业化加工制作，安装方便，采用钢板。2.4.3排风口位置的确定（1）要求在大气中扩散稀释的通风排气，其排风口上不应设风帽，为防止雨水进入风管可在下部斜设排水口。（2）在一般情况下通风排气立管出口至少应高出屋面0.5m。（3）通风排气中的有害物质必须经大气扩散稀释时，排风口应位于建筑物空气动力阴影区和正压区以上。因为写字楼高1

11、3m将排风口所处的管道设为14m,加上风机的高度，排风口高出地面15m-16m。2.5除尘器的选择除尘器分类根据主要除尘器机理的不同，目前常用的除尘器可分为以下几类：1) 重力除尘，如重力沉降室2) 惯性除尘，如惯性除尘室3) 离心力除尘，如旋风除尘器4) 过滤除尘，如袋式除尘器、颗粒层除尘器、纤维过滤器、纸过滤器5) 洗涤除尘，如自激式除尘、卧式旋风水膜除尘器6) 静电除尘，如电除尘器根据气体净比程度的不同，可分为以下几类：1）粗净化 主要除掉较粗的尘粒，一般用作多级除尘的第一级。2）中净化 主要用于通风除尘系统，要求净化后的气体含尘浓度达到国家大气污染物排放标准限值以下。3）细净化 主要用

12、于通风空调系统的进风风系统和再循环系统，要求净化后的空气含尘浓度达到工业企业卫生标准限值以下。4）超净化 主要需按空气洁净度指标核计，常用计数含尘浓度表示。用于清洁度要求较高的环境，净化后的空气含尘浓度视工艺要求而定。除尘器的选型要考虑多种因素和条件，选择除尘器时，要特别考虑以下因素：（1） 选用的除尘器必须满足排放标准规定的排放浓度。对于运行工况不太稳定的系统，要注意风量变化对除尘器效率和阻力的影响。（2） 颗粒物的性质和粒径分布颗粒物的性质度对除尘器的性能具有较大的影响，例如粘性大的颗粒物容易粘结在除尘器表面，不宜采用干法除尘；比电阻过大或过小的颗粒物，不宜采用静电除尘器，水硬性或疏水性颗

13、粒物不宜采用湿法除尘，处理磨琢性颗粒物时，旋风除尘器内壁应衬托耐磨材料，袋式除尘器应选用耐磨的滤料。（3）气体的含尘浓度气体的含尘浓度较高时，在电除尘或袋式除尘器前可以设置低阻力的预除尘设备，以去除粗大尘粒，有利于他们更好地发挥作用。（4） 气体的温度和性质 对于高温、高湿的气体不宜采用袋式除尘器，如果颗粒物的粒径小、比电阻大，又要求干法除尘时，可以考虑采用颗粒层除尘器。如果气体同时含有污染物气体，可以考虑采用湿式除尘，但是必须注意腐蚀问题。（5） 选择除尘器时，必须同时考虑除尘器除下颗粒物的处理问题，对于可以回收利用的粉粒状物料号，如耐火黏土、面粉等，一般采用干法除尘，回收的颗粒物可以纳入工

14、艺系统。（6）还必须考虑能量消耗、一次性投资和维护管理等因素。除尘器的性能除尘器名称适用的粒径范围（）效率（）阻力（Pa）设备费运行费重力沉降室惯性除尘器旋风除尘器水浴除尘器卧式旋风水膜除尘器冲激式除尘器电除尘器袋式除尘器文丘里除尘器502050515110550.510.510.5144带挡风的沉降室简单的旋风长椎体旋风电除尘器喷淋塔文丘里除尘器袋式除尘器58.665.384.297.094.599.599.77.5124090729999.522337994.59699.51004357929798100100808299.51001001001009091100100100100100结

15、合以上的因素，选择卧式旋风水膜除尘器第三章 设计计算书3.1排风罩的计算3.1.1选定局部排风罩 因为金属加工车间的三个尘源分别为铝阳级氧化、镀铬、酸性镀铜的工业槽，所以选用外部吸气罩中的槽边吸气罩。为了不影响工人操作而在槽边上设置条缝形吸气口，槽边排气罩氛围单侧和双侧两种。故尘源1选用单侧槽边排风罩，尘源2选用双侧槽边排气罩，尘源3选用双侧槽边排气罩。尘源1因B=500700mm，采用单侧条缝式槽边排风罩。根据国家设计标准，条缝式槽边排风罩的断面尺寸（EF）共有三种,250mm200mm、250mm250mm、200mm200mm。本题选用EF=250mm250mm。查工业通风后的附录8 “

16、镀槽边缘控制点的吸入速度”控制速度 总排风量 =20.320.5（0.5/4）0.2=0.4/s假设条缝口风速 m/s采用等高条缝，条缝口面积条缝口高度 0.3为保证条缝口上速度分布均匀，设两个罩子，设两根立管。因此 700mm，采用双侧条缝式槽边排风罩。 根据国家设计标准，条缝式槽边排风罩的断面尺寸（EF）共有三种,250mm200mm、250mm250mm、200mm200mm。本题选用EF=250mm250mm。查工业通风后的附录8 “镀槽边缘控制点的吸入速度” 控制速度 m/s 总排风量 =20.452（2/10）0.2=5.8/s 每一侧的排风量 =5.8=2.9/s 假设条缝口风速

17、 m/s 采用等高条缝，条缝口面积 条缝口高度 m/s 0.3 为保证条缝口上的速度分布均匀，在每一侧分设四个罩子，设两个立管。 因此 700mm，采用双侧条缝式槽边排风罩。 根据国家设计标准，条缝式槽边排风罩的断面尺寸（EF）共有三种,250mm200mm、250mm250mm、200mm200mm。本题选用EF=250mm250mm。查工业通风后的附录8 “镀槽边缘控制点的吸入速度”控制速度 总排风量 /s每一侧的排风量/s 假设条缝口风速 m/s采用等高条缝，条缝口面积 条缝口高度 m/s 0.3为保证条缝口上的速度分布均匀，在每一侧分设两个罩子，设两个立管。因此 0.3阻力 Pa3.2

18、通风管道的水力计算（1） 编号对各管进行编号，标出管段长度和各排风点的排风量。见通风系统图。（2 ）确定断面尺寸选定最不利环路，本系统选择1-3-5-除尘器-6-风机-7为不利环路。除尘风管的最小风速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、纺织尘木屑、刨花干燥粗刨花、大块干木屑潮湿粗刨花、大块湿木屑棉絮麻石棉粉尘101214188111212141620101318矿物粉尘耐火材料粉尘粘土石灰石水泥湿土（含水2%以下）重矿物粉尘轻矿物粉尘灰土、砂尘干细型砂金刚砂、刚玉粉1413141215141216171517161618181614182019金属粉尘钢铁粉尘钢铁屑铅尘13

19、1820152325其他粉尘轻质干粉尘（水工磨床粉尘、烟草灰）煤尘焦炭粉尘谷物粉尘811141010131812根据上表，输送含有钢铁粉尘的空气时，风管内最小风速为，垂直风管13m/s、水平风管15m/s. 考虑到除尘器及风管漏风，管段6及7的计算风量为255961.0526875.8管段1根据L1=1440m3/h(0.4),V1=16m/s由工业通风课本附录9查出管径和单位长度摩擦阻力为。D1= 180mm Rm1=20Pa/m 所选管径应尽量符合附录的通风管道统一规格。同理可查得管段3、5、6、7的管径及摩阻，具体结果见下表管道水利计算表管段编号流量(m3/s)长度(m)管径(mm)流速

20、(m/s)局部阻力系数局部阻力Z(Pa)单位长度摩擦阻力Rm(Pa/m)管段阻力Rml+Z(Pa)备注1144030180161.61247.320847.322088020700131.6264.78524.3阻力不平衡3223208700160.5279.92.096.14327625300131.79181.525.782552559610700160.0172.63.032.6626875.810700130.3939.51.857.5726875.814700130.6060.81.88681200（3） 各管段的计算 1）管段1 设备为单侧槽边排风罩 =2.34（对应接管动压），9

21、0弯头（R/D=1.5）一个, 直流三通(13)根据 ,查得 2）管段2 设备为双侧槽边排风罩 =2.34 90弯头（R/D=1.5）：1个, 90弯头（R/D=1.5）：1个，直流三通(23)： 3） 直流三通 (35) , 4）管段4 设备为双侧槽边排风罩 =2.34 90弯头（R/D=1.5）：1个,直流三通(45)： 5）管段5除尘器进口变径管（渐扩管） 除尘器进口尺寸为300800mm，变径管长度500mm 6)管段6 除尘器出口变管径(渐缩管) 除尘器进口尺寸为300mm800mm,变径管长度为400mm , , 90弯头两个, 风机进口渐扩管 近似选一台风机进口直径,变管径长度为

22、 , 7） 管段7 风机出口渐扩管 风机出口尺寸:750mm200mm , 带扩散管的伞形风帽: （4）对并联管路进行阻力平衡 1）汇合点A 10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。根据式得： mm根据通风管道同意规定格，取，其对应的阻力为： Pa 10此时仍处于不平衡状态。如继续减小管径，取，其对应的阻力为550.5Pa，同样处于不平衡状态。因此取，在运行时再辅以阀门调节，消除不平衡。2）汇合点B10不符合要求，介于差距很小。故加阀门调节，消除不平衡（5）系统总阻力的计算（6）选择风机风机风量 风机风压 选用 4-72No.OC风机 全压 3204 Pa风量 32683

23、 转速1800r/m选用Y225M-4型电机. 功率45KW 第四章 工程概预算4.1一次性投资费用一次性投资包括整个系统的通风除尘设备、风管、支架的各种材料和人工费用及运输费、安装费、土建费、工程间接费和各种附加费。 工程设备总费用及各设备费用（单位：万元）风机电机湿式除尘器槽边排风罩风管支架总计20.8840.50.515.8 工程所需费(单位:万元)类型安装费设备基础费附加费不可预见费总计费用0.64116.6工程设计费用按总投资的12%计算，则工程设计费为： （15.8+6.6）12%=2.688万元工程总费用为： G1=15.86.62.688=25.088万元4.2运行费用运行费主

24、要包括设备折旧费、设备维修费、管理费用和电费。（1） 设备折旧费设备的折旧费按总投资的3%计算，则工程计费为； 25.0883%=0.752万元（2）设备维修费设备维修费按总投资的4%计算，则工程计费为； 25.0884%=1.003万元（3）管理人员工资费用按维修及检查人员实际数和年平均工资求得：本工程中检修人员定为2名，月工资为1000元2121000=24000元/年=2.40万元/年（4）电费 风机电机运行电费：日运行费用: 45KW24h/d0.7元/KWh=756元/d年运行费用：756300=226800元/年=22.68万元/年（5）每年运行总费用 G2=0.7521.0032

25、.4022.68=26.835万元4.3总费用总费用包括设备费用和运行费用：G=G1+G2=25.08826.835=51.923万元第五章 心得体会通过对某车间除尘系统设计的分析、画图、计算、总结，使我们有效地把理论知识运用到实际当中，对所学的知识进行全面的总结，梳理，进而上了一个台阶，同时学会了怎样计算工厂车间通风除尘系统的阻力计算以及手册的查阅等，对自己毕业所从事的的工作发展有了更深入的认识，同时也发现自己专业知识的不足,需要继续努力学习。从方案的确定到设备的选型，我查阅了大量的资料，进行多次的修改与计算，终于完成了此次毕业设计。在设计过程中，遇到了很多棘手的问题，资料书就是最好的钥匙，同时也得到了其他同学的大力支持和帮助，在此一并致以深深的谢意。在做毕业设计的过程中，培养了我们的动手能力和理论联系实际的能力，最重要的是，培养了一种局部与全局的观念。这次完整的课程设计，需要我们具备统领全局，从全局中考虑细节的能力。自己查询资料创造条件，自己计算结果。参考文献【1】工业通风（第三版），孙一坚， 北京：中国建筑工业出版社，1994【2】大气污染控制工程，郝吉明，马广大，高等教育出版社，2002.4，第二版【3】供热空调设计手册，陆耀庆，中国建筑工业出版社，2007.2，第二版