工業(yè)通風課程

1、課程設計課題名稱某企業(yè)加工車間除塵系統(tǒng)設計_專業(yè)名稱_安全工程 _所在班級 _安本 0904 _學生姓名_盧雯靜 _學生學號 _09601240416 _指導教師_劉美英 _湖南工學院課程設計任務書安全與環(huán)境工程系安全工程專業(yè)學生姓名：盧雯靜學號：09601240416 專業(yè)：安全工程1.設計題目：某企業(yè)加工車間除塵系統(tǒng)設計2.設計期限：自2011年12月5日開始至2011年12月18日完成3.設計原始資料：（1）某企業(yè)加工車間平面布局；（2）拋光機基本情況；（3） 高溫爐基本情況；（4）拋光機和高溫爐生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物種類及粒徑 范圍；（5） 拋光車間排風量的計算4.設計完成的主要內(nèi)容：

2、（1）拋光機粉塵捕集與除塵系統(tǒng)設計；（2）高溫爐車 間的通風除塵系統(tǒng)設計；（3）加工車間除塵系統(tǒng)平面圖、軸測圖5.提交設計（設計說明書與圖紙等）及要求：提交某企業(yè)加工車間通風系統(tǒng)設 計說明書一份和設計圖紙一張。要求語句通順、層次清楚、推理邏輯性強，設計改進明確、可實施性強。報告要求用小四號宋體、A4紙型打??；圖紙部分要求運用Auto CAD嚴格按照作圖規(guī)范繪制，采用國際統(tǒng)-標準符號和單位制，并打印。6.發(fā)題日期：2011年12月1 日指導老師（簽名）： _學 生（簽名）： _目 錄1 1前言 .1 12 2車間簡介 .2 23 3某車間除塵系統(tǒng)設計 .3 33.1系統(tǒng)戈U分 .33.2排風罩的

3、選擇 .33.3通風管道的設計 .33.3.1風管敷設形式 .33.3.2風管斷面形狀的選擇 .43.3.3風管材料的選擇 .43.4除塵器的選擇 .43.5排風口位置的選定 .64 4通風管道水力計算 .6 64.1拋光車間通風管道水力計算 .64.2高溫爐通風管道水力計算 .115 5結(jié)束語 .1515參考文獻 .1616附圖 .16161 1 前言在工業(yè)生產(chǎn)過程中會散發(fā)各種有害物質(zhì) （粉塵、 有害蒸氣和氣體） 以及余熱 和余濕， 如果不加以控制會使室內(nèi)、 外空氣環(huán)境受到污染和破壞， 危害人體的健 康、動植物生長， 影響生產(chǎn)過程的正常運行。 因此控制工業(yè)有害物對室內(nèi)外空氣 環(huán)境的影響和破環(huán)

4、是當前非常重要的問題。 為了改善居住建筑和生產(chǎn)車間的空氣 條件，保護人民健康、提高勞動生產(chǎn)率， 通風工程在工業(yè)生產(chǎn)中就顯得極為必要。 通風工程在內(nèi)容上基本上可分為工業(yè)通風和空氣調(diào)節(jié)兩部分。 工業(yè)通風的主要任 務就是，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)境和保護大氣環(huán)境。課程設計是理論和實踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)， 也是培養(yǎng)學生實際動手能力的有 效途徑。 本次工業(yè)通風課程設計， 要求通過給出的某車間生產(chǎn)概況、 相關參數(shù)和 圖紙，運用所學知識，查閱相關資料，自主設計出合理可行的通風除塵系統(tǒng)方案。 以此來培養(yǎng)學生運用工業(yè)通風與除塵及相關學科的理論和技術解決本專業(yè)工業(yè) 衛(wèi)生方面

5、的實際問題， 提高學生在現(xiàn)場收集及利用資料進行制圖、 計算的綜合能 力。 32 2車間簡介某企業(yè)加工車間如圖1、圖2所示，有1#、2#、3#、4#、5#工作臺，高度均 為1.2m, 1#、2#、3#為拋光機，每臺拋光機有 2個拋光輪，拋光間產(chǎn)生粉塵， 粉塵的成分有：拋光粉劑、粉末、纖維質(zhì)灰塵等（石棉粉塵）。4#、5#為高溫爐, 生產(chǎn)過程中產(chǎn)生高溫含塵煙氣，粒徑范圍約為0.010-20um，粒徑范圍爐內(nèi)溫度為500E，室溫為20E，尺寸為1.0m*1.0m，房間高9m窗臺高1.0m，窗戶高 5m。圖2 A-A剖視圖圖1車間平面圖3 3某車間除塵系統(tǒng)設計3.1系統(tǒng)劃分由于拋光間和高溫爐有不同的排風

6、要求，生產(chǎn)流程、運行班次和運行時間也 不相同，因此該車間應劃分為兩個獨立的通風除塵系統(tǒng)：拋光間通風除塵系統(tǒng)和 高溫爐通風除塵系統(tǒng)。3.2排風罩的選擇排風罩的設計原則，是要盡量用最小的排風量獲得最佳的排風效果。拋光機操作的關鍵是要設法得到最大的拋光速率，以便盡快除去磨光時產(chǎn)生 的損傷層。因為拋光輪的轉(zhuǎn)動速度極快，使得拋光粉劑、粉末、纖維質(zhì)灰塵等（石 棉粉塵）被甩出的速度極高，可以造成一定的誘導氣流?？蓪⑴棚L罩設在污染氣 流前方，讓它直接進入罩內(nèi)。因此拋光輪的排氣罩應采用接受式側(cè)排氣罩，排氣罩口尺寸為 300mm*300mm。高溫爐產(chǎn)生高溫煙氣會帶動污染物一起向上運動，因此可以采用熱源上部接 受式

7、排風罩，安在高溫爐上部 0.6m處（即H=0.6m）。因為H 50V 5050 130:少少慣性除塵器20 5050 70300800少少旋風除塵器51560 908001500少中水浴除塵器11080 956001200r少中下臥式旋風水膜 除塵器 595 988001200中中沖激式除塵器 59510001600中中上電除塵器0.5 190 9850 130大中上袋式除塵器0.5 195 9910001500中上大文丘里除塵器0.5 190 98400010000少大表2 除塵器的分級效率不同粒徑下的分級效率（）除塵器名稱全效率（%05510102020 44 44帶擋板的沉降室58.67

8、.522438099簡單的旋風65.31233578291長椎體旋風84.240799299.5100電除塵器97.09094.59799.5100噴淋塔94.5729698100100文丘里除塵器（ P=7.5kPa）99.59999.5100100100袋式除塵器99.799.5100100100100拋光車間產(chǎn)生的粉塵成分有：拋光粉劑、粉末、纖維質(zhì)灰塵等（石棉粉塵）， 可以采用MW30-5B型脈沖反吹袋式除塵器除塵器，阻力 1200P&高溫爐產(chǎn)生的高溫含塵煙氣粒徑范圍約為 0.010-20um，爐內(nèi)溫度為500C, 因此考慮旋風除塵器。本次設計采用 XLP/A-5.4型旋風除塵器，阻力7

9、00Pa。3.5 排風口位置的選定拋光間和高溫爐產(chǎn)生的污染物經(jīng)除塵器凈化已無需再經(jīng)大氣擴散稀釋， 可以 在風管上設置風帽以防止雨水進入風管。一般情況下，通風用排氣立管出口至少應高出屋面 0.50m。廠房高9m,因 此排氣立管應至少為 9.5m。4 4 通風管道水力計算4.1 拋光車間通風管道水力計算拋光的目的主要是為了去掉金屬表面的污垢及加亮鍍件。 拋光機排風量的計 算：一般按拋光輪的直徑 D 計算： L=A?D m3/h式中：A與輪子材料有關的系數(shù)布輪： A=6m3/h?mm氈輪： A=4m3/h?mmD拋光輪直徑 mm拋光輪為布輪，其直徑為 D=200m m,每臺拋光機有兩個拋光輪。因此，

10、拋光機的風量 L=2AD=2 X 6X 200=2400 m3/h=0.67m3/s用假定流速法進行通風管道的水力計算如下 :（1） 繪制通風系統(tǒng)軸測圖，對各管段進行編號，標注長度和各排風點的排 風量。（2） 選定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)選擇 1-4-除塵器-5-風機-6為最不利環(huán)路。（3） 根據(jù)各管段的風量及選定的流速，確定最不利環(huán)路上各管段的斷面尺 寸和單位長度摩擦阻力。 由表 3 可知輸送含有石棉粉塵的空氣時， 風管內(nèi)最小風 速為，垂直風管為12m/s、水平風管為18m/s?？紤]到除塵器及風管漏風，管段 5 及 6 的計算風量為 L=（2400X 3）X1.05=7560 m3/h=2.1m3

11、/s。管段1根據(jù)L仁2400 m3/h （0.67 m3/s）、v仁18m/s，由圖3查出管徑和單位長度摩擦 阻力。所選管 徑應盡 量符合通風管 道統(tǒng)一規(guī)格。即D1=220mmRm 仁 18Pa/m同理可查的管道4、5、6的管徑及比摩阻，結(jié)果見水力計算表 5。（4） 確定管段2、3的管徑及單位長度摩擦阻力，結(jié)果見水力計算表5。（5） 查表確定各管段的局部阻力系數(shù)。表3除塵風管最小風速（m/s）粉塵類型粉塵名稱垂直風管水平風管:干鋸末、小刨屑、紡織塵1012木屑、刨花1214干燥粗刨花、大塊干木屑1416纖維粉塵潮濕粗刨花、大塊濕木屑1820棉絮810麻1113石棉粉塵1218:輕質(zhì)干粉塵（木工

12、磨床粉塵、煙草灰）810煤塵1113其他粉塵焦炭粉塵1418谷物粉塵101220X10*20X10*10X1O10X1O4 4 8X108X10- -* * 6XJ06XJ04 44X!04X!04 4 3X10*3X10*2X10*2X10*1XI01XI04 4 fiXIO*fiXIO* 6X106X101 14X104X101 1 3XI03XI0J J2X102X101 1txiotxio5 5SOOSOO600600400400200200100100單位飪度操阻力/ /（PaPa /m/m）圖3通風管道單位長度摩擦阻力線算圖1）管段1矩形傘形罩 a =400, Z =0.1390

13、彎頭（R/D=1.5）兩個,Z =0.17X2=0.34135 彎頭（R/D=1.5） 一個，Z =0.21四通（1-4）,如圖4。圖4合流四通根據(jù)V2/V仁1查表可知 Z =0.2所以藝 Z =0.13+0.34+0.21+0.2=0.882）管段40 0 2 20 0 4 4 0 0 6 6 O O S S 1 12 24 46 6 B B W W 2020 3040S060SO3040S060SO90 彎頭（R/D=1.5）兩個,Z =0.17 X 2=0.34除塵器進口漸擴管：進口尺寸 390X 400mm變徑管長度為60mmtg =1 （400 -380） = 0.17，口 10o,

14、空=1.38。所以 Z =0.025。260F4所以藝 Z =0.34+0.025=0.3653）管段5除塵器出口漸縮管：出口尺寸 505X 400mm空0.9，所以Z =0.01F t90 彎頭（R/D=1.5）兩個,Z =0.17X2=0.34風機進口漸擴管：先近似選出一臺風機，風機進口直徑為550m m,變徑管長度100mm。丄 1 （550-480）ccl ccFt/550、2 d “ c ccctg0.35, a20o,=（）2 1.31, Z =0.0632100F5480所以藝 Z =0.01+0.34+0.063=0.4134）管段6風機出口漸擴管：出口尺寸 385X440mm

15、,空=1.06, Z0F t帶擴散管的傘形風帽（h/Do =0.5）, Z =0.60所以工Z =0.65）管段2管段2與管段1 一樣，故工Z =0.886）管段3矩形傘形罩 a =40o, Z =0.1390 彎頭（R/D=1.5）兩個,Z =0.17X2=0.34四通（3-4），如圖4和表4, Z =0所以藝 Z =0.13+0.34=0.47（6）計算各管道的沿程摩擦阻力和局部摩擦阻力。計算結(jié)果見表 5。315.07-163.37315.07= 48.1%10%315.07-313.23315.07= 0.58% : 10%（7）對并聯(lián)管路進行阻力平衡匯合點： F =315.07Pa ,

16、 ：P3 =163.37Pa為使管段1、2、3達成平衡，改變管段3的管徑，增大其阻力廣衛(wèi)225根據(jù)式子D =D凸P i3P丿D-調(diào)整后的管徑，mmD 原設計的管徑，mmP原設計的支管阻力，Pa;P要求達到的支管阻力，Pa。D3 “3(遲)225 = 220 (7)0.225 = 190mmAR315.07符合風管統(tǒng)一規(guī)格，其對應的阻力為:=P3 =163.37 C220)10.225 : 313.23Pa190此時處于平衡狀態(tài)。（8）計算系統(tǒng)的總阻力卩八（Rml Z） =315.07+146.96+48.48+82.24+1200=1792.75Pa表5拋光間管道水力計算表管 段 編 號風量（

17、m3/h）長度L（m管徑D（伽）流速vm/s動壓Pd(Pa)局部 阻力 系數(shù)局部阻力Z（Pa）比 摩 阻Fm摩擦 阻力 Pr管段阻 力（Pa）備注12400822018194.40.88171.0718144315.0747200838018194.40.36570.969.576146.965756044801286.40.41335.683.212.848.48675609.54801286.40.651.843.230.482.2422400822018194.40.88171.0718144315.0732400422018194.40.4791.371872163.37阻力不平衡31

18、9029313.23除塵器1200(9) 選擇風機風機風量 Lf =1.15L =1.15 7560 = 8694m3 / h風機風壓Pf =1.15 ：P =1.15 179275 = 2061.67Pa選用C4-73-11NO.4.5型風機3Lf = 8900m /hPf =2844Pa風機轉(zhuǎn)速n=3150r/min皮帶傳動配用Y160M1-2型電動機，電動機功率 N=11kW4.2高溫爐通風管道水力計算高溫爐排風量的計算：H=0.6m，熱源截面積1X 1m,罩口尺寸1.3X 1.3m。Z=H+1.26B=0.6+1.26X 1= 1.86m14QF ：t 二 A t3= AF 4= 1.

19、7 (1 1) (500-20盧4= 1.7 4803 : 6389J / s 二 6.39kJ /s收縮斷面熱射流流量 Lz =0.04Q13Z32 = 0.04 6.3913 1.863 0.19m3/s所以總風量 L =Lz vF =0.19 0.5 (1.32 -1) = 0.535m3/s =1926m3 / h用假定流速法進行通風管道的水力計算如下：(1) 繪制通風系統(tǒng)軸測圖，對各管段進行編號，標注長度和各排風點的排風量。(2) 選定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)選擇1-3-除塵器-4-風機-5為最不利環(huán)路(3) 根據(jù)各管段的風量及選定的流速，確定最不利環(huán)路上各管段的斷面尺 寸和單位長度摩擦阻

20、力。由表3可知輸送含有煤塵的空氣時，風管內(nèi)最小風速為, 垂直風管為11m/s、水平風管為13m/s。旋風除塵器要求氣密性非常高，所以可以不用考慮除塵器的漏風。管段1根據(jù)L1= 1926 m3/h(0.535 m3/s)、v1= 13m/s，由圖3查出管徑和單位長度摩擦阻力。所選管徑應盡量符合通風管道統(tǒng)一規(guī)格。即D1=240mmRm仁9Pa/m。對比摩阻進行溫度修正：273 + 20 0825Rm=KtKBRmo=() .9=4.04Pa/m273+500同理可查的管道3、4、5的管徑及進行溫度修正后的比摩阻，結(jié)果見水力計算表7 o(4) 確定管段2的管徑及單位長度摩擦阻力，結(jié)果見水力計算表7o

21、(5) 查表確定各管段的局部阻力系數(shù)。1、管段1矩形傘形罩 a =60o， Z =0.1690 彎頭(R/D=1.5、兩個,Z =0.17X2=0.34圓形三通(1-3):如圖5o圖5圓形三通由 L3/L=0.5 查得，Z =0.03所以藝 Z =0.16+0.34+0.03=0.532)管段3FtF3140 400 -0.45,Z =0.32400255024502= 1.49 ,Z 0.1290 彎頭（R/D=1.5）兩個,Z =0.17X2=0.34除塵器進口漸縮管：進口尺寸140X 400mm藝 Z =0.34+0.32=0.663）管段4除塵器出口漸擴管：出口直徑 320mm,變徑管

22、長150mm丄 450 - 320 巾432150a =23.5o Z =0.62590 彎頭（R/D=1.5）三個,Z =0.17X 3=0.51風機進口漸擴管：先近似選出一臺風機，風機進口直徑為550mm,變徑管長度100mm。t =155450 0.5 , a =26.5o2 100藝 Z =0.625+0.51+0.12=1.2554）管段5風機出口漸縮管：出口尺寸 385 X 440mm空二 0.94 , Z =0.045Ft帶擴散管的傘形風帽（h/D。=0.5）, Z =0.60藝 Z =0.045+0.6=0.6455）管段2管段2與管段1 一樣，故工Z =0.53（6）計算各管

23、道的沿程摩擦阻力和局部摩擦阻力。計算結(jié)果見表7常溫下（20T）空氣密度為1.2kg/m3,高溫爐內(nèi)（500E ）空氣密度按下式計算：T20所以高溫爐內(nèi)空氣密度?500 = 0.45kg/m3。表7高溫爐通風管道水力計算管 段 編 號風量（m3/h）長度L (m)管徑（伽）流速V(m/ s)動壓Pd(Pa)局部阻 力系數(shù)局部阻力Z（Pa）比摩 阻Rn摩擦阻力Pm管段阻 力（Pa）119269.62401338.0250.5320.154.0438.78458.9343385254001338.0250.6625.0972.1110.5535.654385254501127.2251.25534.171.356.7540.92538529.54501127.2250.64517.561.3512.82530.385219269.62401338.0250.5320.154.0438.78458.934除塵器700（7） 對并聯(lián)管路進行阻力平衡圓形三通匯合點：由于管段1和管段2管路對稱，風量相同，故兩者阻力平衡。（8） 計算系統(tǒng)的總阻力P（ Rml Z） =58.934+35.65+40.92+3