鑄造車間通風(fēng)除塵畢業(yè)設(shè)計

1、摘 要本設(shè)計為西安市紅旗鑄造車間的通風(fēng)除塵設(shè)計。結(jié)合工程，查閱相關(guān)的資料，確定室內(nèi)外的相關(guān)參數(shù)，校核圍護結(jié)構(gòu)的最小熱阻，計算建筑物的圍護結(jié)構(gòu)耗熱量及建筑內(nèi)的電動設(shè)備的散熱量。根據(jù)暖通規(guī)范的要求，提出了通風(fēng)除塵系統(tǒng)的設(shè)計方案，并進行管道布置。根據(jù)工藝選擇排風(fēng)罩罩口形式的，并計算排風(fēng)量。確定管道斷面形式及尺寸，進行水力計算，選擇凈化設(shè)備和風(fēng)機的型號。選擇風(fēng)管的管材及其安裝方式。最后進行夏季校核關(guān)鍵詞: 熱負荷，通風(fēng)，除塵，水力計算abstracta the design for the red flag foundry in xian is completed dnd ventilation du

2、st removal are designed. combined with engineering and accessde relevant information, the related is determined pheked.the heat comsuption of the palisade structure of the builing and the heat of the electric equipment are calculated. according to standards, the ventilation dust removal system desig

3、n scheme, and piping layout is puts forword. according to the technology choice is decided , the exhaust air is calculate. pipe section mode and dimensions,by the hydraulic calculation is decidarameters of room inside and outside. the palisade structure minimum thermal resistance is ced, purificatio

4、n equipment and fan models is choosed. the pipes and the installation way duct is chossed. keywords: heating load ，ventilation，dust removal 前 言隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，工業(yè)有害物的散發(fā)量日益增加，環(huán)境污染問題越來越嚴重。嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞給經(jīng)濟社會發(fā)展帶來了負面影響。工業(yè)生產(chǎn)過程伴隨著數(shù)以億噸計的有害物排放，這些有害物如果不進行處理，會嚴重污染室內(nèi)外空氣環(huán)境，對人民身體健康造成極大的危害，特別是工礦企業(yè)。所以有效的通風(fēng)與除塵，不僅可以稀釋或排除

5、生產(chǎn)過程產(chǎn)生的毒害、爆炸氣體及其粉塵，給作業(yè)場所送入足夠數(shù)量和質(zhì)量的空氣，而且可以調(diào)節(jié)作業(yè)場所的溫度、濕度，為作業(yè)人員提供舒適的作業(yè)環(huán)境，提高工作效率，減少人身、財產(chǎn)損失。本設(shè)計為西安市紅旗鑄造廠的通風(fēng)除塵設(shè)計，建筑面積為6266.34平方米。該建筑主體兩層，一層為清理工部和砂處理工部，二層主要為熔煉工部和造型工部。在設(shè)計中，參考了相關(guān)書籍，力求將工程的要求與理論知識相結(jié)合，在實踐中不斷的改進。設(shè)計時，根據(jù)通風(fēng)除塵設(shè)計的基本方法和步驟，嚴格按照設(shè)計手冊，并盡可能使經(jīng)濟技術(shù)通風(fēng)效果來確定設(shè)計方案，最終解決工程實際問題。由于本人知識水平有限，缺乏實踐經(jīng)驗，故設(shè)計中有需要加以改進的地方，還請老師批評

6、指正。目 錄1 基本資料11.1 地區(qū)資料11.2 氣象資料11.2.1室外氣象資料11.2.2室內(nèi)氣象資料11.3 工藝資料11.3.1工作班制11.3.2工藝流程11.3.3有害物介紹21.3.4車間主要設(shè)備表21.4 土建資料31.4.1門窗規(guī)格31.4.2墻體結(jié)構(gòu)31.4.3屋頂結(jié)構(gòu)41.4.4地面結(jié)構(gòu)42 建筑圍護結(jié)構(gòu)熱阻校核52.1外墻（低限）熱阻校核52.2屋頂（低限）熱阻校核63 供暖通風(fēng)方案確定83.1 供暖通風(fēng)系統(tǒng)方案確定83.2 排風(fēng)系統(tǒng)方案確定83.3 送風(fēng)系統(tǒng)方案確定94 熱負荷及散熱量計算114.1圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量114.2圍護結(jié)構(gòu)的附加耗熱量124.2.1朝向

7、修正耗熱量124.2.2風(fēng)力附加耗熱量124.2.3高度附加耗熱量124.3冷風(fēng)滲透耗熱量134.4冷風(fēng)侵入耗熱量134.5工作工況下圍護結(jié)構(gòu)耗熱量及其修正134.6工藝設(shè)備散熱量145 局部排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計175.1 排風(fēng)量確定185.1.1熔煉工部排風(fēng)量計算215.1.2清理工段排風(fēng)量計算225.1.3砂處理工段排風(fēng)量計算225.1.4制芯、澆注和造型工段排風(fēng)量計算225.1.5輔助建筑排風(fēng)量計算235.2排風(fēng)系統(tǒng)（除塵系統(tǒng)）劃分245.3凈化設(shè)備（除塵器或凈化塔等）選擇及計算245.4排風(fēng)系統(tǒng)（除塵系統(tǒng)）水力計算266 送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計316.1風(fēng)熱平衡計算316.2送風(fēng)管道選擇及送風(fēng)小室設(shè)備3

8、46.2.1管道材料的選擇346.2.2支架的設(shè)置346.2.3 送風(fēng)小室計算356.3送風(fēng)系統(tǒng)水力計算386.4局部送風(fēng)407.夏季車間熱風(fēng)平衡校核44致 謝49附 錄505基本資料1.1 地區(qū)資料本工程為西安市紅旗精密鑄造廠的通風(fēng)除塵設(shè)計緯度：北緯34018 經(jīng)度：東經(jīng)108o56 海拔：396.9m大氣壓力 夏季：95.95kpa 冬季：97.87kpa1.2 氣象資料1.2.1室外氣象資料冬季供暖溫度：-5 冬季通風(fēng)溫度：-1 冬季室外風(fēng)向：ene,1.7m/s夏季通風(fēng)溫度：30.7 夏季空氣調(diào)節(jié)溫度：35.21.2.2室內(nèi)氣象資料查文獻5表2-11-2：熔煉工段：12 澆注工段：14

9、 砂處理工段：15造型、制芯工段：15 清理工段：14 落砂工段：121.3 工藝資料1.3.1工作班制每天三班平行工作制，三班內(nèi)均進行造型、澆注、落砂各項工作。全年工作天數(shù)：360天1.3.2工藝流程鑄造工藝可分為三個基本部分，即鑄造金屬準備、鑄型準備和鑄件處理。鑄造金屬是指鑄造生產(chǎn)中用于澆注鑄件的金屬材料，它是以一種金屬元素為主要成分，并加入其他金屬或非金屬元素而組成的合金，習(xí)慣上稱為鑄造合金，主要有鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色合金。金屬熔煉不僅僅是單純的熔化，還包括冶煉過程，使?jié)策M鑄型的金屬，在溫度、化學(xué)成分和純凈度方面都符合預(yù)期要求。為此，在熔煉過程中要進行以控制質(zhì)量為目的的各種檢查測試，液態(tài)

10、金屬在達到各項規(guī)定指標后方能允許澆注。 鑄型準備包括造型材料準備和造型造芯兩大項工作。砂型鑄造中用來造型造芯的各種原材料，如鑄造砂、型砂粘結(jié)劑和其他輔料，以及由它們配制成的型砂、芯砂、涂料等統(tǒng)稱為造型材料造型材料準備的任務(wù)是按照鑄件的要求、金屬的性質(zhì)，選擇合適的原砂、粘結(jié)劑和輔料，然后按一定的比例把它們混合成具有一定性能的型砂和芯砂。 鑄件自澆注冷卻的鑄型中取出后，有澆口、冒口及金屬毛刺披縫，砂型鑄造的鑄件還粘附著砂子，因此必須經(jīng)過清理工序。有些鑄件因特殊要求，還要經(jīng)鑄件后處理，如熱處理、整形、防銹處理、粗加工等。 1.3.3有害物介紹鑄造車間在生產(chǎn)過程中散發(fā)出大量的粉塵，有害氣體等對勞動者有

11、害的物質(zhì)。鑄造車間產(chǎn)生的有害物質(zhì)種類很多，大致可以分為生產(chǎn)性粉塵和生產(chǎn)性有害物。生產(chǎn)性粉塵是指在生產(chǎn)過程中形成的，能較長時間漂浮在生產(chǎn)環(huán)境空氣中的固體顆粒；生產(chǎn)性有害物是指生產(chǎn)過程中產(chǎn)生有毒的物質(zhì)。在鑄造車間，污染源及產(chǎn)生的污染物種類、散發(fā)量，根據(jù)各自的工藝特點、使用條件等的不同而有所差異。鑄造車間各工段產(chǎn)生有害物的具體情況見下表1-1。表1-1 鑄造車間各個工段產(chǎn)生的散發(fā)物序號工段作業(yè)散發(fā)物種類12345熔煉工段造型澆注和落砂清理工段砂處理工段制芯工段感應(yīng)電爐造型澆注落砂噴丸砂處理系統(tǒng)混砂制芯粉塵、油蒸汽砂 粉塵 蒸汽金屬氧化物 蒸汽 煙氣粉塵 水蒸氣 煙粉塵細粉細粉 粉塵細砂粉塵 粉塵1.

12、3.4車間主要設(shè)備表 表1-2 車間主要設(shè)備表工段名稱設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量熔煉工段3t工頻感應(yīng)電爐gyl125a n=125kw2電爐變壓器室變壓器sj2-10/102清理工段橡膠履帶拋丸清理機q3210a n=24.3kw 1300*1210*3450(mm)4砂處理工段15gn金屬履帶拋丸機q326 n=7.5kw 1300*1210*3450(mm)1顎式破碎機pef-250*400 n=15kw 1108*1142*1392(mm)3混砂機s1114 n=30kw 2028×1882×1607(mm)1制芯工段射芯機n=30kw16造型工段造型機z143w n=1.

13、8kw161.4 土建資料1.4.1門窗規(guī)格 門窗規(guī)格見表1-3 表1-3 門窗規(guī)格表門窗編號門窗材質(zhì)門窗尺寸（m）門窗傳熱系數(shù)（w/·k）m-1單層鋼門5×34.65m-2單層鋼門1.5×2.14.65c-1單層金屬窗3.6×26.4c-2單層金屬窗4.5×26.4c-3單層金屬窗1.5×26.4c-4單層金屬窗1.2×26.4c-5單層金屬窗2.1×26.41.4.2墻體結(jié)構(gòu)空心磚墻，厚370mm，內(nèi)表面水泥砂漿抹面厚20mm，外表面保溫砂漿抹面厚20mm,墻體傳熱系數(shù)k=1.08（w/·k）。1.4

14、.3屋頂結(jié)構(gòu)20mm水泥砂漿找平面，60mm粒狀高爐熔渣保溫層，25mm大型預(yù)制板，屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)k=1.38（w/·k）1.4.4地面結(jié)構(gòu)采用不保溫的貼土地面。2 建筑圍護結(jié)構(gòu)熱阻校核在設(shè)置供暖的建筑物中，要求圍護結(jié)構(gòu)具有一定的保溫性能。所以選用的傳熱系數(shù)要最大限度的滿足其使用要求，衛(wèi)生要求和經(jīng)濟要求。圍護結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面溫度應(yīng)滿足下以要求：內(nèi)表面不結(jié)露；內(nèi)表面溫度過低，即使在相同的室內(nèi)空氣溫度下，人體輻射熱過多，會產(chǎn)生不舒適的寒冷感。能滿足上述要求的就是圍護結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻。 rn ·/w (2-1)式中 r0min圍護結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻，·/w供暖室內(nèi)計算溫度tn與

15、圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度的允許溫差，; tw,e冬季圍護結(jié)構(gòu)的室外計算溫度，。多層均質(zhì)材料結(jié)構(gòu)的熱惰性指標d值計算公式: d= （2-2）式中 ri各層材料的傳熱熱阻，·/w si各層材料的蓄熱系數(shù)，w/(·)2.1外墻（低限）熱阻校核圍護結(jié)構(gòu)材料熱物理性參數(shù)查文獻7附錄2.11）確定外墻傳熱系數(shù)查文獻7表2.3和2.4得，外墻內(nèi)表面換熱系數(shù)an=8.7w/(·),外墻外表面換熱系數(shù)aw=23 w/(·)。根據(jù)文獻8（2.7）公式得外墻傳熱系數(shù)為：外墻實際熱阻為2)計算外墻最小傳熱阻根據(jù)(2-2),計算該外墻的熱惰性指標d。 查文獻7表2.15，該墻屬于類圍護

16、結(jié)構(gòu)，則=-7.92（）查文獻7表2.14，=6，外墻的最小熱阻為根據(jù)（2-1） r0>r0,min,該外墻滿足保溫要求。2.2屋頂（低限）熱阻校核屋頂結(jié)構(gòu)材料熱物理性參數(shù)查文獻7附錄2.11）確定屋頂傳熱系數(shù)查文獻7表2.3和2.4得，屋頂內(nèi)表面換熱系數(shù)an=8.7w/(·),屋頂外表面換熱系數(shù)aw=23 w/(·)。根據(jù)文獻7（2.7）公式得屋頂傳熱系數(shù)為：外墻實際熱阻為 2)計算外墻最小傳熱阻根據(jù)(2-2),計算該外墻的熱惰性指標d。 查文獻7表2.15，該屋面屬于類圍護結(jié)構(gòu)，則=-7.92（）再查文獻7表2.14，=6，外墻的最小熱阻為根據(jù)（2-1） r0&g

17、t;r0,min,該屋面滿足保溫要求。3 供暖通風(fēng)方案確定通風(fēng)房間的氣流組織主要方式有：上送上排、下送上排和中間送上下排。氣流組織的確定原則:1) 送風(fēng)口應(yīng)接近人員操作的地點，或者送風(fēng)沿著最短的線路到達人員作業(yè)地帶，保證送風(fēng)先經(jīng)過人員操作地點，后經(jīng)污染區(qū)排至室外。2） 排風(fēng)口應(yīng)盡可能靠近有害物源或有害物濃度高的區(qū)域，把有害物迅速排至室外必要時進行凈化處理。3） 在整個房間內(nèi)，應(yīng)使進風(fēng)氣流均勻分布，盡量減少渦流區(qū)3.1供暖通風(fēng)系統(tǒng)方案確定由于鑄造車間在熔煉和澆注時，會產(chǎn)生大量的熱。所以鑄造車間不設(shè)置采暖系統(tǒng)，利用送風(fēng)系統(tǒng)承擔(dān)全部熱負荷和補風(fēng)量。對于輔助部分如一層更衣室，砂處理電控室，二層實驗室等

18、采用送風(fēng)系統(tǒng)承擔(dān)補風(fēng)量，冬季送熱風(fēng)，夏季利用室內(nèi)空調(diào)進行降溫。二層更衣室，制樣間，氣體儲存室，光譜室，金相硬度室利用窗式換氣扇承擔(dān)補風(fēng)量，并利用空調(diào)對室內(nèi)溫度進行調(diào)節(jié).。3.2 排風(fēng)系統(tǒng)方案確定 凡是在散發(fā)有害物(有害蒸氣、氣體、粉塵)的場合, 為了防治有害物污染室內(nèi)空氣, 必須結(jié)合工藝過程設(shè)計局部排風(fēng)系統(tǒng)。對于作業(yè)地帶有害物的濃度, 不應(yīng)高于最高允許濃度, 否則亦應(yīng)該設(shè)置局部排風(fēng)系統(tǒng)進行處理。排風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置,首先要以不妨礙工藝設(shè)備的生產(chǎn)操作為前提,然后再具體考慮局部排風(fēng)的措施.排風(fēng)系統(tǒng)中排風(fēng)罩的形式對排風(fēng)效果的好壞起決定作用,因此,必須配合工藝設(shè)備確定適宜的罩口形式及形狀。排風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計,必

19、須以造價低,排風(fēng)量小和能最大限度地排除所散發(fā)的有害物為原則,只有在自然排風(fēng)不能排除有害物或技術(shù)上經(jīng)濟上不合理時,則考慮采用機械排風(fēng)系統(tǒng)。局部排風(fēng)系統(tǒng)的劃分原則：當兩種或兩種以上的氣體混合后, 如不會達到爆炸或燃燒的濃度極限時, 則可以合并為一個排風(fēng)系統(tǒng), 此時不選用防爆通風(fēng)機。不同的生產(chǎn)流程以及不同時使用的生產(chǎn)設(shè)備,視設(shè)備的數(shù)量以及管線的長短,確定是否組合成一個系統(tǒng)或者設(shè)立單獨系統(tǒng)。凡散發(fā)劇毒性或易燃爆氣體的設(shè)備和場所的均應(yīng)設(shè)立單獨的排風(fēng)系統(tǒng)。宜將同時運轉(zhuǎn)、生產(chǎn)流程相同、粉塵性質(zhì)相同而且相互距離不大的揚塵設(shè)備的吸風(fēng)點合為一個系統(tǒng)。對于易凝結(jié)的蒸汽、高溫氣體與顆粒狀粉塵，為防止風(fēng)管堵塞或兩種不同

20、有害物相混合時，可引起爆炸，燃燒，結(jié)聚凝塊，或形成毒性較強的有害物，均不能合并為一個排風(fēng)系統(tǒng)。 溫度高于80的氣體，蒸汽和相對濕度在85以上的氣體，屬于高溫高濕性氣體，此類排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)單獨設(shè)置，不允許與排除一般氣體的排風(fēng)系統(tǒng)合并。 因此，我將熔煉工部單獨設(shè)為一個系統(tǒng)（c-1），熔煉工部的熔煉變壓器室、電氣間為一個系統(tǒng)（p-1）, 清理工部和砂處理工部劃分為一個系統(tǒng)(c-2)，澆注工部劃分為2個系統(tǒng)（p-3，p-4）.一層更衣室、砂處理電控室和型砂實驗室劃分為一個系統(tǒng)(p-2)。3.3送風(fēng)系統(tǒng)方案確定自然通風(fēng)是依靠室內(nèi)外溫差所形成的熱壓，或者室外風(fēng)力作用在建筑物上所形成的壓差，使室內(nèi)外的空氣進行交

21、換，從而改善室內(nèi)的空氣環(huán)境。因為自然通風(fēng)不需設(shè)動力裝置，對于產(chǎn)生大量余熱的車間是一種經(jīng)濟及有效的通風(fēng)方式。不足的是，自然進入室內(nèi)的空氣無法預(yù)先處理。另外，自然通風(fēng)的換氣量一般受室外氣象條件的影響，通風(fēng)效果不穩(wěn)定。 機械送風(fēng)借助于通風(fēng)機所產(chǎn)生的動力而使空氣流動，其風(fēng)機的風(fēng)量和壓力可根據(jù)需要來選擇。因此，機械送風(fēng)能保證送風(fēng)量，并可控制空氣流向和流速，也可按所要求的空氣環(huán)境，對送風(fēng)進行處理。 鑄造車間產(chǎn)生有害氣體和大量的熱，自然通風(fēng)的通風(fēng)效果不穩(wěn)定，所以采用機械送風(fēng)，可以確保良好的工作環(huán)境。電爐變壓器室設(shè)備過熱時會引起出力下降，為了防止出現(xiàn)故障，采用下部送風(fēng)方式。電氣間，采用上部送風(fēng)方式。型砂實驗室

22、，砂處理電控室，熔煉監(jiān)控室都靠近熱輻射大的作業(yè)地點，并且室內(nèi)電氣設(shè)備較多，采用下部送風(fēng)方式。澆注工段在澆注時會產(chǎn)生大量的熱，所以在其工作崗位設(shè)置局部送風(fēng)系統(tǒng)。對于二層男女廁所，制樣間等對溫度要求不高的房間，給窗戶上設(shè)排風(fēng)機。熔煉工部控制室，給其屋頂設(shè)風(fēng)機，簡單，便宜，但其對降溫效果作用不大。因此，給其室內(nèi)加設(shè)空調(diào)裝置。 4 熱負荷及散熱量計算所謂熱負荷是指維持室內(nèi)一定熱濕環(huán)境所需要的在單位時間向室內(nèi)補充的熱量。所謂得熱量是指進入建筑物的總量，它們以導(dǎo)熱、對流、輻射、空氣間熱交換等方式進入建筑，比如太陽輻射的外擾作用的熱量，室內(nèi)人員，設(shè)備等的內(nèi)擾作用的熱量。計算工廠設(shè)備的散熱量，可以合理的設(shè)計房

23、間熱負荷，節(jié)省能源。供暖系統(tǒng)設(shè)計熱負荷應(yīng)根據(jù)房間得失熱量的平衡進行計算，即房間設(shè)計熱負荷=房間失熱量總和-房間得熱量總和房間的失熱量包括：1） 圍護結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量q1;2） 加熱由門、窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量q2;3） 加熱由門，孔洞和其他相鄰房間浸入的冷空氣的耗熱量q3;4） 加熱由外部運入的冷物料和運輸工具的耗熱量q4;5） 水分蒸發(fā)的耗熱量q5;6） 加熱由于通風(fēng)進入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量q6;7） 通過其他途徑散失的熱量q7;房間的得熱量包括：1） 太陽輻射進入房間的熱量q8;2） 非供暖系統(tǒng)的熱管道和其他熱表面的散熱量q9;3） 熱物料的散熱量q10;4）生產(chǎn)車間最小負荷班的工

24、藝設(shè)備散熱量q11;5）通過其他途徑獲得的熱量q12.對于產(chǎn)熱量很大的工業(yè)廠房來說，熱負荷的計算不只考慮圍護結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量，冷風(fēng)滲透耗熱量，冷風(fēng)浸入耗熱量，以及太陽輻射的熱量，更要考慮其在生產(chǎn)過程中設(shè)備的散熱量。在設(shè)計計算中，太陽輻射的熱量q8可對q1按照比例修正得到。4.1圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量 （4-1） 式中 q圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量，w；k圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，w/(·)；f圍護結(jié)構(gòu)的面積，； tn冬季室內(nèi)計算溫度，；tw供暖室外計算溫度，；a圍護結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)。整個建筑物的基本耗熱量q1等于各個部分圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量q的總和。q1= （4-2）4.2圍護結(jié)構(gòu)的附加耗熱量在

25、實際中，氣象條件和建筑物的結(jié)構(gòu)特點都會影響基本耗熱量使其發(fā)生變化，此時需對基本耗熱量加以修正，這些修正耗熱量稱為圍護結(jié)構(gòu)附加耗熱量。附加耗熱量主要有朝向修正，風(fēng)力附加和高度附加耗熱量。4.2.1朝向修正耗熱量 朝向修正耗熱量是太陽輻射對建筑物圍護耗熱量的修正。 表4-1 本設(shè)計朝向修正率朝向修正率朝向修正率北 0西-5%東-5%南20%4.2.2風(fēng)力附加耗熱量 暖通規(guī)范規(guī)定：在一般情況下不必考慮風(fēng)力附加。4.2.3高度附加耗熱量 暖通規(guī)范規(guī)定：民用建筑和工業(yè)輔助建筑物（除樓梯間）的高度附加率，當房高超過4m時，每增加1m，附加圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量和其他修正耗熱量總和的2%，但總附加率不超過15%

26、。 所以，建筑物的總耗熱量等于圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量和朝向修正、風(fēng)力附加、高度附加耗熱量的總和，則 (4-3)式中 xch朝向修正率, %； xf風(fēng)力附加率，%； xg高度附加率，%。4.3冷風(fēng)滲透耗熱量在室內(nèi)外風(fēng)壓和熱壓壓差的作用下，室外的冷空氣通過門窗等的縫隙滲入室內(nèi)，被加熱后又逸出室外。把冷空氣加熱到室內(nèi)溫度所耗的熱量稱為冷風(fēng)滲透耗熱量。計算冷風(fēng)滲透耗熱量常用的方法有縫隙法，換氣次數(shù)法和百分數(shù)法。根據(jù)各自的特點，本設(shè)計采用百分數(shù)法計算冷風(fēng)滲透耗熱量。根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)特點，本設(shè)計滲透耗熱量占圍護結(jié)構(gòu)總耗熱量的百分率取40%。4.4冷風(fēng)侵入耗熱量冬季在風(fēng)壓和熱壓的共同作用下，當外門開啟時，會有大

27、量的冷空氣進入室內(nèi)，把將這部分冷空氣加熱到室溫時所消耗的熱量稱為冷風(fēng)侵入耗熱量。采用外門附加的方法計算，冷風(fēng)侵入耗熱量=外門基本耗熱量×外門附加率公共建筑工業(yè)廠房中，其外門附加率為500%。4.5工作工況下圍護結(jié)構(gòu)耗熱量及其修正以電爐變壓器室為例。1）圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量計算取定tn=15,耗熱量包括基本耗熱量和附加耗熱量，計算全部列于附表1-1中，所得電爐變壓器室、電氣間圍護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量q1=3789.20(w)。2）冷風(fēng)滲透耗熱量按百分數(shù)法計算，根據(jù)建筑物的特點，查文獻7表中選取百分率為40%。q=40%×3789.20=1515.68（w）3）冷風(fēng)侵入耗熱量按短時間開

28、啟的外門計算，取外門基本耗熱量的80%計，n=1。q3=1255.5×0.8=1004.4（w）則，電爐變壓器室、電氣間的總耗熱量為6309.28w。4.6工藝設(shè)備散熱量(1)熔煉工段工頻感應(yīng)電爐的散熱量q=860ncos （4-4）式中 n感應(yīng)電爐額定功率，kw；感應(yīng)電路的總效率，% ，根據(jù)工藝資料采??；cos補償后的功率因數(shù)，一般為0.90.95。當工頻感應(yīng)電爐裝有排煙罩時，散入室內(nèi)的熱量為其總散熱量的30%根據(jù)式（4-4）q=860×125×(1-80%)cos0.9×30%=6449.2(kw) (2)澆注工段的散熱量澆注金屬與落砂在同一房間進行

29、時，金屬自澆注溫度冷卻至是溫室時的全部熱量，一部分熱量由水分蒸發(fā)時吸收外，其余全部散入車間內(nèi)（如果落砂后的舊砂是運出室外或運至其他房間處理，而舊砂運出溫度又比室溫高時，還應(yīng)減去舊砂帶走的熱量），每澆注一噸金屬的散熱量為：q=(q1-q2)-×1000 kw/噸 （4-5）式中 q1澆注金屬在熔化溫度時的含熱量，kw/噸q2鑄件落砂后在離開本工段時的含熱量，kw/噸g每澆注一噸金屬所需的型砂重量，公斤d1澆注前型砂的含濕量，公斤/公斤d2落砂后型砂含濕量，公斤/公斤t落砂時型砂的溫度，t室內(nèi)溫度，根據(jù)式（4-5）得，q=(273000-195000)-=7125(kw)(3)電動設(shè)備散

30、熱量清理工段，砂處理工段的電動設(shè)備有拋丸機，破碎機，所有設(shè)備的工藝設(shè)備都在室內(nèi)，電動設(shè)備散熱量公式為： （4-6）式中 q電動設(shè)備發(fā)熱量，w，n電動設(shè)備安裝功率（額定功率），kw電動機效率，可由產(chǎn)品樣本查的電機容量利用系數(shù)，是電動機最大實效功率與安裝功率之比，可用以反映安裝功率的利用程度，一般可取0.7-0.9電動機負荷系數(shù)，定義為電動機每小時平均時耗功率與機器設(shè)計時最大實耗功率之比，一般可取0.5-0.8同時使用系數(shù)，定義為室內(nèi)電動機同時使用的安裝功率與總安裝功率之比，一般取0.5-1.0根據(jù)式(4-6),計算電動設(shè)備的散熱量以清理工段的橡膠履帶拋丸清理機為例計算電動設(shè)備的散熱量由設(shè)備參數(shù)知

31、，橡膠履帶拋丸清理機電動設(shè)備安裝功率n=24.3kw，電動機效率=80%，=0.7，=0.6，=0.8則每臺橡膠履帶拋丸清理機電動設(shè)備的散熱量為：(4)照明設(shè)備散熱量q=1000nnn （4-7）式中 q散熱量，w；n燈具安裝功率，kw；n同時使用系數(shù)，視不同場所使用情況而定；n鎮(zhèn)流器散熱系數(shù)：鎮(zhèn)流器裝在室內(nèi)時取1.2，裝在頂棚時取1.0；n安裝系數(shù)，明裝時為1.0；暗裝且燈罩上部穿有小孔時利用自然通風(fēng)散熱于頂棚內(nèi)時，取0.50.6;暗裝而罩上無孔時，視頂篷內(nèi)情況取0.60.8；則根據(jù)式（4-7）得， q=1000×1.0×1.2×1.0×100=120

32、（kw） (5)人員散熱量q=nq （4-8）式中 q人體散熱量，kj/h考慮不同性質(zhì)的工作場所，成年男子，成年女子和兒童的比例不同的群集系數(shù)，取=1.0n人數(shù)，個q每個成年男子的散熱量，kj/h.取q=1465kj/h.則根據(jù)式(4-8)得， q=1.0×50×1465=73250(kj/h)數(shù)據(jù)匯總:表4-3 車間電動設(shè)備的散熱量匯總設(shè)備名稱臺數(shù)散熱量（w/臺）總散熱量w橡膠履帶拋丸清理機4102064082415gn金屬履帶拋丸機131503150顎式破碎機3630018900混砂機11260012600射芯機165833.3393333.28造型機167561209

33、65 局部排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計 局部排風(fēng)，在集中產(chǎn)生有害物的局部地點, 設(shè)置捕集裝置, 將有害物排走, 以控制有害物向室內(nèi)擴散。這是防毒, 排塵最有效的通風(fēng)方法。局部排風(fēng)需要的風(fēng)量小，效果好。而全面排風(fēng)對整個車間進行通風(fēng)換氣，用新鮮空氣把整個車間有害物濃度稀釋到最高允許濃度以下，且把污染空氣排至室外，通風(fēng)量大，且控制效果差，易造成大氣二次污染。車間宜處于負壓，冬季，有大量的局部排風(fēng)，送風(fēng)系統(tǒng)向室內(nèi)送暖風(fēng)，其余風(fēng)量由室外冷空氣從各門窗縫隙滲入，故不會出現(xiàn)有害物向外擴散現(xiàn)象。夏季，機械送風(fēng)系統(tǒng)關(guān)閉，門窗全打開，形成靠熱壓作用的自然通風(fēng)，并在有害物發(fā)生點進行局部排風(fēng)（局部除塵），降低并抑制了有害物在車間的擴

34、散。排風(fēng)系統(tǒng)（除塵系統(tǒng)）設(shè)計原則：1）風(fēng)機一般應(yīng)布置在凈化器后，以減輕磨損或腐蝕；2）風(fēng)管宜垂直或傾斜敷設(shè)，傾斜敷設(shè)應(yīng)與水平面夾角大于45°，水平敷設(shè)應(yīng)采取防積塵措施（這條針對粉塵）；3）濕式除塵器系統(tǒng)的通風(fēng)機底部應(yīng)有排除積水的措施；4）支管應(yīng)從主管的上面或側(cè)面連接，三通管一般采用30°45°為宜；5）通過腐蝕性強且濃度較高的粉塵管道，尤其是彎頭外側(cè)管壁，宜采取耐磨措施；6）排風(fēng)管應(yīng)高出屋面1.52m，若排風(fēng)影響鄰跨時，應(yīng)視具體情況加高；7) 除塵管道一般明裝，在適當位置設(shè)置密閉清掃孔；8) 風(fēng)管一般采用圓形斷面，一般鋼板制作，壁厚1.52.0mm;9) 計算所需

35、風(fēng)量、風(fēng)壓時，應(yīng)考慮一定的附加，一般風(fēng)量附加1015%，風(fēng)壓附加1520%。10) 排氣、除塵系統(tǒng)的吸氣點不能過多，一般不超過10個，以利于各支管間阻力平衡。支架的設(shè)置要求：1) 支架間距。如果設(shè)計沒有規(guī)定，對于不保溫的水平風(fēng)管，直徑或邊長400mm,支吊架間距4m;直徑或大邊長400mm,間距3m。風(fēng)管垂直安裝時，間距4m，每根立管上應(yīng)不少于兩個固定件。對于保溫風(fēng)管，由于所用材料的不同，風(fēng)管支架間隔要設(shè)計確定，一般為2.53m。2) 標高。矩形風(fēng)管從管底算起；圓形風(fēng)管從管中心算去。3）坡度。當輸送空氣的濕度較大時，風(fēng)管應(yīng)有1%5%的坡度。此時，支架隨風(fēng)管的坡度、坡向要求設(shè)置。4）對于相同管徑

36、的支架，等距離排列，間距應(yīng)200mm。5）風(fēng)管與通風(fēng)機連接處，應(yīng)獨立設(shè)置支吊架，以免設(shè)備承受風(fēng)管重量。5.1 排風(fēng)量確定此車間為鑄造車間，在型砂配制、制型、落砂、清砂等過程，都可使粉塵飛揚，特別是用噴砂工藝修整鑄件時，粉塵濃度很高，所用的石英危害較大。在機械加工過程中，對金屬零件的磨光與拋光過程可產(chǎn)生金屬和礦物性粉塵。所以各工部采用局部排風(fēng)，在需要排風(fēng)部位加局部排風(fēng)罩即可。局部排風(fēng)罩的主要形式有：密閉罩，柜式排風(fēng)罩，外部吸氣罩，熱源上部接受式排風(fēng)罩，吹吸式排風(fēng)罩。密閉罩，是將污染源密閉起來，使有害物的擴散在一個密閉空間里。利用抽風(fēng)機在罩內(nèi)形成一定的負壓，罩外空氣經(jīng)過某些孔口或縫隙進入密閉罩，就

37、可以有效的防止有害物向外逸出。柜式排風(fēng)罩，實質(zhì)上也是密閉罩，是密閉罩的一種特殊形式，只有一面敞開或開著的工作孔。散發(fā)有害物的工藝裝置置于柜內(nèi)，操作過程在柜內(nèi)完成。為了防止有害物的逸出，必須保證柜式排風(fēng)罩的開口處的吸入風(fēng)速達到時有害物排走的要求。外部吸氣罩，在距有害物有一段距離是將有害物抽走，適用于生產(chǎn)條件的限制，不能將污染源密閉時。外部排風(fēng)罩應(yīng)盡量靠近污染源。熱源上部接受式排風(fēng)罩，在工業(yè)車間內(nèi)，污染源不僅散發(fā)粉塵及有害氣體，還有大量的熱的產(chǎn)生。吹吸式排風(fēng)罩，由于條件限制，必須離污染源較遠時，在污染源處造成所需的控制風(fēng)速就比較困難，只有用很大的排風(fēng)量才能獲得。此時，可以利用空氣射流將有害物吹向排

38、風(fēng)口而被排走。局部排風(fēng)罩的設(shè)計原則：(1）局部排風(fēng)罩應(yīng)盡可能包圍或靠近有害物，使有害物源局限于較小的局部空間。應(yīng)盡可能減小吸氣范圍，便于捕集和控制。(2）排風(fēng)罩的吸氣氣流方向應(yīng)盡可能與污染氣流運動方向一致。(3）已被污染的吸入氣流不允許通過人的呼吸區(qū)。設(shè)計時要充分考慮操作人員的位置和活動范圍。(4）排風(fēng)罩應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單，造價低，便于安裝和維護。(5）局部排風(fēng)罩的配置應(yīng)與生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)一致，力求不影響工藝操作。(6）要盡可能避免和減弱干擾氣流和穿堂風(fēng)，送風(fēng)氣流等對吸氣氣流的影響。 熔煉工段主要產(chǎn)生大量的煙塵和熱，在爐口設(shè)置熱源上部接受式排風(fēng)罩。清理工段主要產(chǎn)生揚塵，橡膠履帶拋丸機和q320a履帶拋

39、丸清理機采用傘形排風(fēng)罩；顎式破碎機采用局部密閉罩；混砂機采用整體密閉罩。澆注工段主要產(chǎn)生大量的熱，采用移動式排風(fēng)罩，可以大大較少排風(fēng)量。熱源上部接受式排風(fēng)罩排風(fēng)量的計算接受罩罩口尺寸按下式計算： 低懸圓形罩 d=d+0.5h （5-1） 低懸矩形罩 a=a+0.5h （5-2） b=b+0.5h （5-3）式中 d罩口的直徑（m）； a,b罩口的長和寬（m）； d熱源水平投影直徑（m）； a,b熱源水平投影的長和寬（m）。 高懸罩 d=dz+0.8h （5-4） 低懸罩排風(fēng)量按下式計算 （5-5）式中 qv0 熱源上部熱射流起始流量（/s）； v罩口擴大面積上空氣的吸入速度（m/s），通常取v

40、=0.50.75m/s; f罩口擴大的面積，即罩口面積減去熱射流的斷面面積（）。高懸罩排風(fēng)量按下式計算 （5-6）式中 qv,z罩口所在斷面上的熱射流流量(/s) 熱源上部熱射流起始流量,計算式為 （5-7）式中 qv0熱射流流量（/s）； q對流散熱量（kj/s）； h熱源定性尺寸（m），對垂直熱表面是指其高度，對于水平面則是該投影的短邊尺寸； ap在熱源頂部熱射流的橫斷面積()。熱射流流量qv,z(/s） （5-8）式中 q熱源對流散熱量（kj/s）； z假想點熱源至計算斷面的有效距離（m），由下式計算 z=h+2b （5-9）式中 h熱源至計算斷面的距離（m）；b熱源水平投影直徑或長邊尺

41、寸（m）。 對流散熱量q （5-10）式中 f熱源的對流散熱面積（）； t熱源表面與周圍空氣的溫度差（）； a表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)kj/(·s·)。表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) （5-11）式中 a系數(shù)，對于水平散熱面，a=1.7×10-3；對于垂直散熱面，a=1.13×10-3。根據(jù)接受罩安裝的h的不同可以分為兩類，為低懸罩， 為高懸罩。密閉罩排風(fēng)量計算，本設(shè)計采用截面風(fēng)速法 (5-12)式中 qv所需排風(fēng)量（/s）；a密閉罩截面積（）；v垂直于密閉罩面的平均風(fēng)速（m/s）。排風(fēng)罩排風(fēng)量計算 ，控制風(fēng)速法 (5-13)式中 qv吸氣口排風(fēng)量（/s）； f吸氣口的面積（）；v0

42、罩口平均風(fēng)速（m/s）。5.1.1熔煉工部排風(fēng)量計算本工段的主要任務(wù)是提供澆注用的鐵水。熔煉過程中產(chǎn)生大量的煙塵和熱。工頻感應(yīng)電爐主要產(chǎn)生的危害物油蒸汽，金屬氧化物，粉塵及煙氣。熔煉工段的設(shè)備為3t中頻感應(yīng)電爐，其型號gyl125a，給其爐口設(shè)置接受式排風(fēng)罩，選用圓形排風(fēng)罩。在爐上方0.5m處安裝接受罩， 因安裝高度h<1.5,該接受罩屬低懸罩確定熱源的對流散熱量q=1.7 =11.33( kj/s)熱源頂部的熱射流起始流量qv=0.381(qa確定罩口直徑 d=d+0.5h=(0.4+0.5)m=0.65m取=0.75m/s排風(fēng)罩排風(fēng)量此工段共有四臺工頻感應(yīng)電爐，則總通風(fēng)量為25920

43、/h。5.1.2清理工段排風(fēng)量計算查得q3210a 橡膠履帶拋丸清理機的除塵風(fēng)量為3500/h，清理工段共有四臺q3210a 橡膠履帶拋丸清理機，則總排風(fēng)量為14000/h。5.1.3砂處理工段排風(fēng)量計算q326金屬履帶拋丸清理機的除塵風(fēng)量為2200/h。pef-250×400型號的顎式破碎機，根據(jù)工藝資料，破碎機的加料方式為滑槽給料。此時，加料口的粉塵較大，設(shè)置局部密閉排風(fēng)罩。顎式破碎機下部排料至受料設(shè)備的卸料點也會產(chǎn)生粉塵，而排料至輸送帶的物料落差1m,直接給料。這時，顎式破碎機的加料口產(chǎn)生的粉塵不大，可只做密閉罩，不設(shè)排風(fēng)裝置。查鑄造車間通風(fēng)除塵技術(shù)可得顎式破碎機下部的排風(fēng)量為

44、1200/h。混砂機在受料時，產(chǎn)生粉塵很多。同時一般的混砂工藝是加料后先干混數(shù)分鐘，再加水濕混。在干混過程中，由于輾輪的輾混，攪拌也會產(chǎn)生大量的粉塵。所以給混砂機設(shè)置整體密閉罩加排風(fēng)。為了觀察輾輪進展情況和選取型砂試樣，給密閉罩的側(cè)面留取操作門。根據(jù)式(5-12)得， 混砂機所需的排風(fēng)量q=3600×0.25×3.26=2934(/h)5.1.4制芯、澆注和造型工段排風(fēng)量計算制芯采用普通的射芯機，芯砂中含有一定的水分，所以產(chǎn)生粉塵不多，產(chǎn)生有害氣體也不多，故不許設(shè)置排風(fēng)。鑄件澆注和冷卻過程有co和大量熱產(chǎn)生，在澆注生產(chǎn)線的澆注段上設(shè)置移動式排風(fēng)罩。根據(jù)文獻8式（4-16）得

45、， =2500(m3/h)5.1.5輔助建筑排風(fēng)量計算更衣室，電氣間，砂處理電控室，型砂實驗室由于設(shè)備不詳，所以利用換氣次數(shù)法計算其排風(fēng)量。l=nvf （5-14）式中 l全面通風(fēng)量，/h；n換氣次數(shù)，1/h；vf通風(fēng)房間體積，。更衣室排風(fēng)量l=10×402.2=4022(/h)電氣間排風(fēng)量 l=3×3542.4=10627.2(/h)砂處理電控室的排風(fēng)量l=3.0×911.4=2734.2(/h)型砂實驗室排風(fēng)量 l=3×304.2=912.6(/h)各工部排風(fēng)量的匯總：表5-1 各工部局部機械排風(fēng)量匯總表工段名稱設(shè)備名稱個數(shù)每個設(shè)備排風(fēng)量（/h）排風(fēng)

46、罩個數(shù)排風(fēng)罩形式熔煉工段3t工頻感應(yīng)電爐468404接受式排風(fēng)罩清理工段橡膠履帶拋丸清理機435004傘形排風(fēng)罩砂處理工段15gn金屬履帶拋丸機顎式破碎機混砂機131220012002934161傘形排風(fēng)罩局部密閉罩整體密閉罩澆注工段澆注輸送器250016移動式排風(fēng)罩5.2排風(fēng)系統(tǒng)（除塵系統(tǒng)）劃分 除塵系統(tǒng)的劃分要合理，可以將同時工作，相同生產(chǎn)流程，粉塵性質(zhì)相同而且相互距離不大的設(shè)備合為一個系統(tǒng)。便于操作管理，粉塵的收集和節(jié)省費用。 當同時工作，但粉塵性質(zhì)不相同時，如果允許不同性質(zhì)的粉塵混合收集時，也可合為一個系統(tǒng)。 當粉塵混合后能有爆炸危險或能引起燃燒時，則必須單獨設(shè)立除塵系統(tǒng)。本設(shè)計中，熔

47、煉工段產(chǎn)生大量的煙塵，熱量，所以單獨設(shè)置除塵系統(tǒng)。清理工段與砂處理工段的設(shè)備產(chǎn)生的大多都是粉塵，所以合并為一個除塵系統(tǒng)。電爐變壓器室，電氣間主要產(chǎn)生的是余熱，劃分為一個排風(fēng)系統(tǒng)。澆注工段產(chǎn)生co和大量的熱，單獨設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)，為了達到更好的通風(fēng)效果，將其劃分為四個排風(fēng)系統(tǒng)。更衣室，砂處理電控室，型砂實驗室相互距離不大，且都不產(chǎn)生有害物，所以劃分為一個排風(fēng)系統(tǒng)。5.3凈化設(shè)備（除塵器或凈化塔等）選擇及計算熔煉過程中會產(chǎn)生大量的煙塵和熱，并且熔煉過程中會加入有色金屬，會產(chǎn)生金屬氧化性粉塵和有害氣體。清理工段拋丸機，破碎機，混砂機在運轉(zhuǎn)中會產(chǎn)生大量的粉塵。如果對這些有害物不加治理，將會嚴重污染車間空氣

48、和大氣環(huán)境，損害工作人員的身體健康。所以必須經(jīng)過凈化處理，達到國家對有害物規(guī)定的排放標準時排入大氣。凈化設(shè)備的選擇依據(jù)： （1）處理的氣體量。 （2）氣體的性質(zhì)：包括氣體的成分、溫度、濕度、密度、黏度、露點、毒性、腐蝕性、爆炸性、氣體量和其波動范圍等物理、化學(xué)性質(zhì)。 （3）粉塵的性質(zhì)：含有成分、密度、濃度、粒徑分布、比電阻、腐蝕性、潤濕性、吸水性、黏附性、纖維性和爆炸性等物理、化學(xué)性質(zhì)。 （4）凈化要求：凈化效率，壓力損失，廢氣排放標準和環(huán)境質(zhì)量標準等。 （5）裝置的經(jīng)濟性：設(shè)備占用空間，投資，和運行費用，維護操作方便和回收綜合利用的情況等。在工程中，通常以凈化效率為主來選擇裝置。 （5-15

49、）式中 c0n凈化裝置出口的含塵濃度，（g/）; cin凈化裝置進口的含塵濃度，（g/）。以熔煉工段為例: c=210mg/,c=30mg/凈化效率： 本設(shè)計選用lmf-系列脈沖袋式除塵器，它占地面積小、處理風(fēng)量大，并能有效的進行組合，針對特大處理風(fēng)量場合更為適用。主要針對高含塵濃度及含濕高濃度粉塵的場合應(yīng)用。在系統(tǒng)前段不必加裝旋風(fēng)除塵器作為初級處理，可直接進入本除塵器，即節(jié)約了設(shè)備費用，亦降低了運行成本。除塵設(shè)備選型見表5-2.表5-2 凈化設(shè)備規(guī)格表型號過濾面積袋數(shù)處理風(fēng)量（m3/h）耗氣量 （m3/h）設(shè)備阻力（mmhg）lmf-4a-320160160300000.751.5100200lmf-3a-240240240220000.751.51002005.4排風(fēng)系統(tǒng)（除塵系統(tǒng)）水力計算 以c-1系統(tǒng)為例圖5-1 c-1系統(tǒng)的系統(tǒng)圖 圖5-1 c-1系統(tǒng)圖（1）繪制系統(tǒng)軸測圖，對各管段編號。（2）選定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)選擇1-2-3-4-5-6-7-除塵器-風(fēng)機