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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学生姓名卢雯静学生学号 09601240416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：卢雯静学号：09601240416 专业：安全工程1. 设计题目：某企业加工车间除尘系统设计2. 设计期限：自2011年12月5日开始至2011年12月18日完成3. 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） 抛光车间排风量的计算4. 设计完成的主要内容：（1）抛光机粉尘捕集与除尘
2、系统设计；（2）高温炉车 间的通风除尘系统设计；（3）加工车间除尘系统平面图、轴测图5. 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。6. 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 2.3 某车间除尘系统设计 3.3.1 系统划分 3.3.2 排风罩的选择 3.3.3 通风管道的设计 3.3.3.1
3、风管敷设形式 3.3.3.2 风管断面形状的选择 4.3.3.3 风管材料的选择 4.3.4 除尘器的选择 4.3.5 排风口位置的选定 5.4 通风管道水力计算 6.4.1 抛光车间通风管道水力计算 6.4.2 高温炉通风管道水力计算 1.05 结束语 1.4.参考文献 1.5.附图 1.5.1 前言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、动植物生长， 影响生产过程的正常运行。 因此控制工业有害物对室内外空气 环境的影响和破环是当前非常重要的问题。 为了改善居住建筑和生产车间的
4、空气 条件，保护人民健康、提高劳动生产率， 通风工程在工业生产中就显得极为必要。 通风工程在内容上基本上可分为工业通风和空气调节两部分。 工业通风的主要任 务就是，控制生产过程中产生的粉尘、有害气体、高温、高湿，创造良好的生产 环境和保护大气环境。课程设计是理论和实践相结合的重要环节， 也是培养学生实际动手能力的有 效途径。 本次工业通风课程设计， 要求通过给出的某车间生产概况、 相关参数和 图纸，运用所学知识，查阅相关资料，自主设计出合理可行的通风除尘系统方案。 以此来培养学生运用工业通风与除尘及相关学科的理论和技术解决本专业工业 卫生方面的实际问题， 提高学生在现场收集及利用资料进行制图、
5、 计算的综合能 力。2车间简介某企业加工车间如图1、图2所示，有1#、2#、3#、4#、5#工作台，高度均 为1.2m, 1#、2#、3#为抛光机，每台抛光机有 2个抛光轮，抛光间产生粉尘， 粉尘的成分有：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500E，室温为20E，尺寸为1.0m*1.0m，房间高9m窗台高1.0m，窗户高 5m。图1车间平面图图2 A-A剖视图3某车间除尘系统设计3.1系统划分由于抛光间和高温炉有不同的排风要求，生产流程、运行班次和运行时间也 不相同，因此该车间应划分为
6、两个独立的通风除尘系统：抛光间通风除尘系统和 高温炉通风除尘系统。3.2排风罩的选择排风罩的设计原则，是要尽量用最小的排风量获得最佳的排风效果。抛光机操作的关键是要设法得到最大的抛光速率，以便尽快除去磨光时产生 的损伤层。因为抛光轮的转动速度极快，使得抛光粉剂、粉末、纤维质灰尘等（石 棉粉尘）被甩出的速度极高，可以造成一定的诱导气流。可将排风罩设在污染气 流前方，让它直接进入罩内。因此抛光轮的排气罩应采用接受式侧排气罩，排气罩口尺寸为 300mm*300mm。高温炉产生高温烟气会带动污染物一起向上运动，因此可以采用热源上部接 受式排风罩，安在高温炉上部 0.6m处（即H=0.6m）。因为H 5
7、0V 5050 130少少惯性除尘器20 5050 70300800少少旋风除尘器51560 908001500少中水浴除尘器11080 956001200少中下卧式旋风水膜 除尘器 595 988001200中中冲激式除尘器 59510001600中中上电除尘器0.5 190 9850 130大中上袋式除尘器0.5 195 9910001500中上大文丘里除尘器0.5 190 98400010000少大表2除尘器的分级效率除尘器名称全效率（%不同粒径下的分级效率（）05510102020 44 44带挡板的沉降室58.67.522438099简单的旋风65.31233578291长椎体旋风8
8、4.240799299.5100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抛光车间产生的粉尘成分有：抛光粉剂、粉末、纤维质灰尘等（石棉粉尘）, 可以采用MW30-5B型脉冲反吹袋式除尘器除尘器，阻力 1200P&高温炉产生的高温含尘烟气粒径范围约为 0.010-20um，炉内温度为500C, 因此考虑旋风除尘器。本次设计采用 XLP/A-5.4型旋风除尘器，阻力700Pa。3.5排风口位置的选定抛光间和高温炉产生的污染物经除尘器净化
9、已无需再经大气扩散稀释，可以在风管上设置风帽以防止雨水进入风管。一般情况下，通风用排气立管出口至少应高出屋面0.50m。厂房高9m,因此排气立管应至少为9.5m。4 通风管道水力计算4.1 抛光车间通风管道水力计算抛光的目的主要是为了去掉金属表面的污垢及加亮镀件。 抛光机排风量的计 算：一般按抛光轮的直径 D 计算： L=A?D m3/h式中：A与轮子材料有关的系数布轮： A=6m3/h?mm毡轮： A=4m3/h?mmD抛光轮直径 mm抛光轮为布轮，其直径为 D=200m m,每台抛光机有两个抛光轮。因此，抛光机的风量 L=2AD=2 X 6X 200=2400 m3/h=0.67m3/s用
10、假定流速法进行通风管道的水力计算如下 :（1）绘制通风系统轴测图，对各管段进行编号，标注长度和各排风点的排 风量。（2）选定最不利环路，本系统选择 1-4-除尘器-5-风机-6为最不利环路。（3）根据各管段的风量及选定的流速，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。 由表 3 可知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。考虑到除尘器及风管漏风，管段 5 及 6 的计算风量为 L=（2400X 3）X 1.05=7560 m3/h=2.1 m3/s。管段1根据L仁2400 m3/h （0.67 m3/s）、v仁18m/s，由图3查
11、出管径和单位 长度摩擦 阻力 。 所选管 径应尽 量符 合通风管 道统一 规格 。 即 D1=220mm Rm1=18Pa/m同理可查的管道 4、 5、 6的管径及比摩阻，结果见水力计算表 5。（4） 确定管段 2、 3 的管径及单位长度摩擦阻力，结果见水力计算表5。（5）查表确定各管段的局部阻力系数。20X1042X104X1010X1O4 gxio4 6XJ044X10*3X10*4002CK1000 4 06 O 1420 3040 50080单位莊度犁愎阻力/（/耐SOO600表3除尘风管最小风速（m/s）粉尘类型粉尘名称垂直风管水平风管干锯末、小刨屑、纺织尘1012木屑、刨花1214
12、干燥粗刨花、大块干木屑1416纤维粉尘潮湿粗刨花、大块湿木屑1820棉絮810麻1113石棉粉尘1218轻质干粉尘（木工磨床粉尘、烟草灰）810其他粉尘煤尘1113焦炭粉尘1418谷物粉尘1012图3通风管道单位长度摩擦阻力线算图1）管段1矩形伞形罩 a =400, Z =0.1390 弯头（R/D=1.5）两个,Z =0.17X2=0.34135 弯头（R/D=1.5） 一个，Z =0.21四通（1-4）,如图4。所以艺 z =0.13+0.34+0.21+0.2=0.882）管段490 弯头（R/D=1.5）两个,Z =0.17 X 2=0.34除尘器进口渐扩管：进口尺寸 390X 400
13、mm变径管长度为60mmtg(40 - 38)= 0.17 ,2 60a 10o,空=1.38。所以 Z =0.025。F4所以艺 Z =0.34+0.025=0.3653）管段5除尘器出口渐缩管：出口尺寸505X 400mmFt0.9，所以 Z =0.0190 弯头（R/D=1.5）两个,Z =0.17X2=0.34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。tg：二丄（550-480）0.35, a 20o,旦=（550 ）2 1.31, Z =0.0632100F5480所以艺 Z =0.01+0.34+0.063=0.4134）管段6风机出口渐扩
14、管：出口尺寸 385X440mm,立=1.06, Z0带扩散管的伞形风帽（h/D。=0.5）, Z =0.60所以工z =0.65）管段2管段2与管段1 一样，故工Z =0.886）管段3矩形伞形罩 a =40o, Z =0.1390 弯头（R/D=1.5）两个,Z =0.17X2=0.34四通（3-4）,如图4和表4, Z =0所以艺 Z =0.13+0.34=0.47（6） 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5（7）对并联管路进行阻力平衡汇合点：P315.07Pa，.:P3 =163.37Pa.：R -P3P1315.07-163.37315.07= 48.1%10%为使
15、管段1、2、3达成平衡，改变管段3的管径，增大其阻力/0.225根据式子D = D竺i3P丿D调整后的管径，mmD原设计的管径，mmP 原设计的支管阻力，Pa;P要求达到的支管阻力，Pa。D3220 (163.37)0.225315.07=190mm符合风管统一规格，其对应的阻力为:220、1 0.225P3 =163.37 父()1313.23Pa190P1315.07 -313.23315.07= 0.58% 10%此时处于平衡状态。(8) 计算系统的总阻力P = - (Rml Z) =315.07+146.96+48.48+82.24+1200=1792.75Pa表5抛光间管道水力计算表
16、管 段 编 号风量(m3/h)长度L(m管径D(伽)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12400822018194.40.88171.0718144315.0747200838018194.40.36570.969.576146.965756044801286.40.41335.683.212.848.48675609.54801286.40.651.843.230.482.2422400822018194.40.88171.0718144315.0732400422018194.40.4791.371872163
17、.37阻力不平衡319029313.23除尘器1200(9) 选择风机风机风量Lf =1.151_ =1.15 7560 = 8694m3 / h风机风压Pf =1.15.：P =1.15 1792.75 =2061.67Pa选用C4-73-11NO.4.5型风机Lf = 8900m3/hPf =2844Pa风机转速n=3150r/min皮带传动配用Y160M1-2型电动机，电动机功率 N=11kW4.2高温炉通风管道水力计算高温炉排风量的计算：H=0.6m，热源截面积1X 1m,罩口尺寸1.3X 1.3m。Z=H+1.26B=0.6+1.26 X 1= 1.86m14Q 二：F t = A
18、t3 *F ：t = AF t34=1.7 (1 1) (500 -20)34-1.7 4803 ： 6389J/s=6.39kJ/s收缩断面热射流流量Lz =0.04Q13Z32 =0.04 6.3913 1.8632 : 0.19m3/s所以总风量 L 二 Lz vf = 0.190.5 (1.32 -1) = 0.535m3/s = 1926m3 / h用假定流速法进行通风管道的水力计算如下：（1）绘制通风系统轴测图，对各管段进行编号，标注长度和各排风点的排 风量。（2）选定最不利环路，本系统选择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，确定最不利环路
19、上各管段的断面尺 寸和单位长度摩擦阻力。由表3可知输送含有煤尘的空气时，风管内最小风速为， 垂直风管为11m/s、水平风管为13m/s。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。管段1根据L1= 1926 m3/h（0.535 m3/s）、v1= 13m/s，由图3查出管径和单 位长度摩擦阻力。所选管径应尽量符合通风管道统一规格。即D1=240mmRm仁9Pa/m。对比摩阻进行温度修正:273 20273 5000.8259 = 4.04Pa/ m同理可查的管道3、4、5的管径及进行温度修正后的比摩阻， 结果见水力计 算表7 o（4） 确定管段2的管径及单位长度摩擦阻力，结果见
20、水力计算表7（5）查表确定各管段的局部阻力系数。1）管段1矩形伞形罩 a =60o，Z =0.1690 弯头（R/D=1.5、两个,Z =0.17X2=0.34圆形三通（1-3）:如图5o由 L3/L=0.5所以艺 Z =0.16+0.34+0.03=0.532）管段390 弯头（R/D=1.5）两个,Z =0.17X2=0.34除尘器进口渐缩管：进口尺寸140X 400mmFtF3140 4004002-0.45,Z =0.32艺 Z =0.34+0.32=0.663）管段4除尘器出口渐扩管：出口直径 320mm,变径管长150mm&1450-320tg0.432150a =23.5o Z
21、=0.62590 弯头（R/D=1.5）三个,Z =0.17X 3=0.51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。t =155450 0.5 , a =26.5o2 10055024502= 1.49 ,Z 0.12艺 Z =0.625+0.51+0.12=1.2554）管段5风机出口渐缩管：出口尺寸 385 X 440mmF5Ft= 0.94 ,Z =0.045带扩散管的伞形风帽（h/D。=0.5） , Z =0.60艺 Z =0.045+0.6=0.6455）管段2管段2与管段1 一样，故工Z =0.53（6）计算各管道的沿程摩擦阻力和局部摩擦
22、阻力。计算结果见表7。常温下（20T）空气密度为1.2kg/m3,高温炉内（500E ）空气密度按下式计算：20 T500：500T20所以高温炉内空气密度= 0.45kg/m3表7高温炉通风管道水力计算管 段 编 号风量（m3/h）长度L (m)管径（伽）流速V(m/ s)动压Pd(Pa)局部阻力系数局部阻力Z（Pa）比摩 阻Rn摩擦阻力Pm管段阻力（Pa）119269.62401338.0250.5320.154.0438.78458.9343385254001338.0250.6625.0972.1110.5535.654385254501127.2251.25534.171.356.7
23、540.92538529.54501127.2250.64517.561.3512.82530.385219269.62401338.0250.5320.154.0438.78458.934除尘器700（7）对并联管路进行阻力平衡圆形三通汇合点：由于管段1和管段2管路对称，风量相同，故两者阻力平衡。（8）计算系统的总阻力尸八（Rml Z） =58.934+35.65+40.92+30.385+700=865.889Pa（9）选择风机风机风量 Lf =1.15L=1.15 3852 = 4429.8m3/h风机风压 Pf 1.15：1.15 865.214 =994.996Pa选用C4-73-1
24、1NO.4.5型风机，此型号风机可耐高温，3Lf = 4700m /hPf =1226Pa风机转速n=2000r/min皮带传动配用Y100L-2型电动机，电动机功率 N=3kW。5 结束语通过本次课程设计我们了解了简单风机风管的布置 , 学会了自主设计一套合 理的通风除尘系统 , 知道了一个简单除尘系统中应该如何去选取合适的除尘器、 风机型号和电机的功率等内容。 也使我们认识到工业通风与除尘及相关学科在解 决工业卫生方面实际问题的重要性。由于对专业学习中相关知识掌握的不够， 在设计过程中遇到很多困难， 计算 的过程中也存在一定的误差和必要的修正没有得到较好的解决 , 课题也还有进一 步加深的
25、空间。 但是通过这次课程设计， 我对这门课程有了更深的认识， 实际动 手操作的能力也得以提高。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
