工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計

1、課程設(shè)計課題名稱某企業(yè)加工車間除塵系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)名稱安全工程所在班級安本 0904學(xué)生姓名盧雯靜學(xué)生學(xué)號09601240416指導(dǎo)教師劉美英湖南工學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書安全與環(huán)境工程系 安全工程 專業(yè)學(xué)生姓名：盧雯靜學(xué)號： 09601240416 專業(yè)：安全工程1. 設(shè)計題目：某企業(yè)加工車間除塵系統(tǒng)設(shè)計2. 設(shè)計期限：自 2018 年 12 月 5 日開始至 2018 年 12 月 18 日完成3. 設(shè)計原始資料： <1）某企業(yè)加工車間平面布局； <2）拋光機(jī)基本情況； <3）高溫爐基本情況； <4）拋光機(jī)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

2、風(fēng)量的計算 b5E2RGbCAP1/164. 設(shè)計完成的主要內(nèi)容： <1）拋光機(jī)粉塵捕集與除塵系統(tǒng)設(shè)計； <2）高溫爐車間的通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計； <3）加工車間除塵系統(tǒng)平面圖、軸測圖 p1EanqFDPw5. 提交設(shè)計 <設(shè)計說明書與圖紙等）及要求：提交某企業(yè)加工車間通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計說明書一份和設(shè)計圖紙一張。要求語句通順、層次清楚、推理邏輯性強(qiáng)，設(shè)計改進(jìn)明確、可實(shí)施性強(qiáng)。報告要求用小四號宋體、A4 紙型打印；圖紙部分要求運(yùn)用 Auto CAD 嚴(yán)格按照作圖規(guī)范繪制，采用國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)符號和單位制，并打印。 DXDiTa9E3d6.發(fā)題日期： 2018 年 12 月 1 日指導(dǎo)老

3、師 <簽名）：學(xué)生<簽名）：目錄1前言 12 車間簡介 23 某車間除塵系統(tǒng)設(shè)計33.1 系統(tǒng)劃分 33.2 排風(fēng)罩的選擇33.3 通風(fēng)管道的設(shè)計33.3.1 風(fēng)管敷設(shè)形式 33.3.2 風(fēng)管斷面形狀的選擇43.3.3 風(fēng)管材料的選擇43.4 除塵器的選擇43.5 排風(fēng)口位置的選定54 通風(fēng)管道水力計算64.1 拋光車間通風(fēng)管道水力計算64.2 高溫爐通風(fēng)管道水力計算105 結(jié)束語 14參考文獻(xiàn) 15附圖 152/161 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

4、，影響生產(chǎn)過程的正常運(yùn)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)是當(dāng)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(hù)人民健康、提高勞動生產(chǎn)率，通風(fēng)工程在工業(yè)生產(chǎn)中就顯得極為必要。通風(fēng)工程在內(nèi)容上基本上可分為工業(yè)通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)兩部分。工業(yè)通風(fēng)的主要任務(wù)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(hù)大氣環(huán)境。 RTCrpUDGiT課程設(shè)計是理論和實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動手能力的有效途徑。本次工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計，要求通過給出的某車間生產(chǎn)簡況、相關(guān)參數(shù)和圖紙，運(yùn)用所學(xué)知識，查閱相關(guān)資料，自主設(shè)計出合理可行的通風(fēng)除塵系統(tǒng)方案。以此來培養(yǎng)學(xué)

5、生運(yùn)用工業(yè)通風(fēng)與除塵及相關(guān)學(xué)科的理論和技術(shù)解決本專業(yè)工業(yè)衛(wèi)生方面的實(shí)際問題，提高學(xué)生在現(xiàn)場收集及利用資料進(jìn)行制圖、計算的綜合能力。 5PCzVD7HxA2 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(jī)，每臺拋光機(jī)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 500，室溫為 20，尺寸為 1.0m*1.0m，房間高 9m，窗臺高 1.0m，窗戶高 5m。

6、jLBHrnAILg1/16圖 1車間平面圖圖 2 A-A剖視圖3某車間除塵系統(tǒng)設(shè)計3.1 系統(tǒng)劃分由于拋光間和高溫爐有不同的排風(fēng)要求，生產(chǎn)流程、運(yùn)行班次和運(yùn)行時間也不相同，因此該車間應(yīng)劃分為兩個獨(dú)立的通風(fēng)除塵系統(tǒng)：拋光間通風(fēng)除塵系統(tǒng)和高溫爐通風(fēng)除塵系統(tǒng)。xHAQX74J0X2/163.2 排風(fēng)罩的選擇排風(fēng)罩的設(shè)計原則，是要盡量用最小的排風(fēng)量獲得最佳的排風(fēng)效果。拋光機(jī)操作的關(guān)鍵是要設(shè)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?yàn)閽伖廨喌霓D(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(dǎo)氣流?？蓪⑴棚L(fēng)罩設(shè)在污染氣流前方，讓它直接進(jìn)入

7、罩內(nèi)。因此拋光輪的排氣罩應(yīng)采用接受式側(cè)排氣罩，排氣罩口尺寸為 300mm*300mm。LDAYtRyKfE高溫爐產(chǎn)生高溫?zé)煔鈺游廴疚镆黄鹣蛏线\(yùn)動，因此可以采用熱源上部接受式排風(fēng)罩，安在高溫爐上部0.6m 處<即 H=0.6m）。因?yàn)?H<1.5，為低懸罩。由于易受橫向氣流影響，排風(fēng)罩尺寸可按下式計算：Zzz6ZB2Ltk矩形：A=a+0.5HB=b+0.5H由此得出高溫爐上部接受罩罩口尺寸為1300mm*1300mm。3.3 通風(fēng)管道的設(shè)計3.3.1 風(fēng)管敷設(shè)形式除塵風(fēng)管應(yīng)盡該可能垂直或傾斜敷設(shè)，傾斜敷設(shè)時與水平面夾角最好大于45o，如必須水平敷設(shè)或傾角小于30o時，應(yīng)采取措施

8、，如加大流速、設(shè)清掃口等。風(fēng)管布置應(yīng)力求順直，避免復(fù)雜的局部管件。彎頭、三通等管件要安排得當(dāng)，與風(fēng)管連接要合理，以減少阻力和噪聲。 dvzfvkwMI1本次課程設(shè)計風(fēng)管彎頭多為90o彎頭。拋光車間有三個拋光機(jī)，因此為三條風(fēng)管匯合，采用四通管件。高溫爐通風(fēng)系統(tǒng)采用圓形三通。rqyn14ZNXI3.3.2 風(fēng)管斷面形狀的選擇風(fēng)管截面形狀有圓形和矩形兩種。兩者相比，在相同斷面積時圓形風(fēng)管的阻力小、材料省、強(qiáng)度也大；圓形風(fēng)管直徑較小時比較容易制造，保溫亦方便。 EmxvxOtOco當(dāng)風(fēng)管中流速較高，風(fēng)管直徑較小時，例如除塵系統(tǒng)和高速空調(diào)系統(tǒng)都用3/16圓形風(fēng)管。當(dāng)風(fēng)管斷面尺寸大時，為了充分利用建筑空間

9、，通常采用矩形風(fēng)管。例如民用建筑空調(diào)系統(tǒng)都采用矩形風(fēng)管。 SixE2yXPq5綜上所述，結(jié)合該車間實(shí)際情況，本次設(shè)計均采用圓形風(fēng)管。3.3.3 風(fēng)管材料的選擇風(fēng)管材料應(yīng)根據(jù)使用的要求和就地取材的原則選用。用作風(fēng)管的材料有薄鋼板、硬聚氯乙烯塑料板、膠合板、纖維板，礦渣石膏板，磚及混凝土等。鋼板是最常用的材料，有普通鋼板和鍍鋅鋼板兩種。其優(yōu)點(diǎn)是易于工業(yè)化加工制作、安裝方便、能承受較高溫度。6ewMyirQFL一般通風(fēng)系統(tǒng)采用厚度為0.501.5mm的鋼板。本次設(shè)計即選用這種鋼板。3.4 除塵器的選擇選擇除塵器時應(yīng)全面考慮各種因素的影響，如處理風(fēng)量、除塵效率、阻力、一次投資、維護(hù)管理等。表1，表2

10、給出了各種除塵器的綜合性能。kavU42VRUs選擇除塵器時還應(yīng)特別考慮以下因素：1）選用的除塵器必須滿足排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排空濃度。2）粉塵的性質(zhì)和粒徑分布。粉塵的性質(zhì)對除塵器的性能具有較大的影響，不同的除塵器對不同粒徑的粉塵除塵效率是不同的，所以選擇除塵器時首先必須了解處理粉塵的粒徑分布和各種除塵器的分級效率。y6v3ALoS893）氣體的含塵濃度。氣體的含塵濃度較高時，在電除塵器或袋式除塵器前應(yīng)設(shè)置低阻力的初凈化設(shè)備，去除粗大塵粒，有利于它們更好地發(fā)揮作用。M2ub6vSTnP4）氣體的溫度和性質(zhì)，對于高溫和高濕的氣體不宜采用袋式除塵器。5）選擇除塵器時，必須同時考慮除塵器除下顆粒物的處理問

11、題。表 1 各種常用除塵器的綜合性能表除塵器名稱適用的粒徑范圍 (um>效率 <）阻力 <Pa）設(shè)備費(fèi)運(yùn)行費(fèi)重力沉降室 50 5050 130少少慣性除塵器20 5050 70300 800少少旋風(fēng)除塵器5 1560 90800 1500少中水浴除塵器1 1080 95600 1200少中下臥式旋風(fēng)水膜 595 98800 1200中中4/16除塵器沖激式除塵器 5951000 1600中中上電除塵器0.5 190 9850 130大中上袋式除塵器0.5 195 991000 1500中上大文丘里除塵器0.5 190 984000 10000少大表 2除塵器的分級效率除塵器名

12、稱全效率不同粒徑下的分級效率(%><%）0 55 1010 2020 44 44帶擋板的沉降室58.67.522438099簡單的旋風(fēng)65.31233578291長椎體旋風(fēng)84.240799299.5100電除塵器97.09094.59799.5100噴淋塔94.5729698100100文丘里除塵器 <99.59999.5100100100 P=7.5kPa ）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1200Pa。0YujCfmUCw高溫

13、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500，因此考慮旋風(fēng)除塵器。本次設(shè)計采用XLP/A-5.4型旋風(fēng)除塵器，阻力700Pa。eUts8ZQVRd3.5 排風(fēng)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(kuò)散稀釋，可以在風(fēng)管上設(shè)置風(fēng)帽以防止雨水進(jìn)入風(fēng)管。sQsAEJkW5T一般情況下，通風(fēng)用排氣立管出口至少應(yīng)高出屋面0.50m。廠房高 9m，因此排氣立管應(yīng)至少為9.5m。4通風(fēng)管道水力計算4.1 拋光車間通風(fēng)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(jī)排風(fēng)量的計算：一般按拋光輪的直徑D 計算：L=A ?Dm3/h5/1

14、6式中： A 與輪子材料有關(guān)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=200mm，每臺拋光機(jī)有兩個拋光輪。因此，拋光機(jī)的風(fēng)量 L=2AD=2 × 6× 200=2400 m3/h=0.67m3/s 用假定流速法進(jìn)行通風(fēng)管道的水力計算如下 :<1）繪制通風(fēng)系統(tǒng)軸測圖，對各管段進(jìn)行編號，標(biāo)注長度和各排風(fēng)點(diǎn)的排風(fēng)量。<2）選定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)選擇1-4-除塵器 -5-風(fēng)機(jī) -6 為最不利環(huán)路。<3）根據(jù)各管段的風(fēng)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

15、含有石棉粉塵的空氣時，風(fēng)管內(nèi)最小風(fēng)速為，垂直風(fēng)管為 12m/s、水平風(fēng)管為 18m/s。GMsIasNXkA考慮到除塵器及風(fēng)管漏風(fēng)，管段5 及 6 的計算風(fēng)量為L=<2400 ×3）×1.05=7560 m3/h=2.1m3/s。TIrRGchYzg管段 1 根據(jù) L1=2400 m3/h<0.67 m3/s）、 v1=18m/s，由圖 3 查出管徑和單位長度摩擦阻力。所選管徑應(yīng)盡量符合通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格。即D1=220mmRm1=18Pa/m7EqZcWLZNX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

16、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(fēng)管最小風(fēng)速 <m/s）粉塵類型粉塵名稱垂直風(fēng)管水平風(fēng)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 <木工磨床粉塵、煙草灰）810其他粉塵煤塵1113焦炭粉塵1418谷物粉塵10126/16圖 3 通風(fēng)管道單位長度摩擦阻力線算圖1）管段 1矩形傘形罩 =40o， =0.1390°彎頭 <R/D=1.5）兩個， =0.17×2=0.34135

17、6;彎頭 <R/D=1.5）一個， =0.21四通 <1-4），如圖 4。圖 4 合流四通根據(jù) V2/V1=1 查表可知 =0.2所以 =0.13+0.34+0.21+0.2=0.887/162）管段 490°彎頭 <R/D=1.5）兩個， =0.17 × 2=0.34除塵器進(jìn)口漸擴(kuò)管：進(jìn)口尺寸390× 400mm，變徑管長度為60mm。tg0.17 ，10o，=1.38 。所以 =0.025。所以 =0.34+0.025=0.3653）管段 5除塵器出口漸縮管：出口尺寸505× 400mm 0.9，所以 =0.0190°彎頭

18、 <R/D=1.5）兩個， =0.17×2=0.34風(fēng)機(jī)進(jìn)口漸擴(kuò)管：先近似選出一臺風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)進(jìn)口直徑為 550mm，變徑管長度 100mm。tg0.35，20o，1.31， =0.063所以 =0.01+0.34+0.063=0.4134）管段 6風(fēng)機(jī)出口漸擴(kuò)管：出口尺寸385×440mm，=1.06， 0帶擴(kuò)散管的傘形風(fēng)帽 <）， =0.60所以 =0.65）管段 2管段 2 與管段 1 一樣，故 =0.886）管段 3矩形傘形罩 =40o， =0.1390°彎頭 <R/D=1.5）兩個， =0.17×2=0.34四通 <3-4

19、），如圖 4 和表 4， =0所以 =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。<7）對并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡8/16匯合點(diǎn)：，為使管段 1、2、3 達(dá)成平衡，改變管段3 的管徑，增大其阻力。根據(jù)式子調(diào)整后的管徑， mm；原設(shè)計的管徑， mm；原設(shè)計的支管阻力，Pa。要求達(dá)到的支管阻力，Pa。符合風(fēng)管統(tǒng)一規(guī)格，其對應(yīng)的阻力為：此時處于平衡狀態(tài)。<8）計算系統(tǒng)的總阻力=315.07+146.96+48.48+82.24+1200=1792.75Pa表 5拋光間管道水力計算表管風(fēng)量長度管徑流速動壓局部局部阻比摩擦管段阻段Dd阻力摩&l

20、t;m3/hLvP力 Z阻力力備注編<<Pa系數(shù)阻）<m）m/s<Pa）m(Pa>號） m PR12400822018194.40.88171.0718144315.0747200838018194.40.36570.969.576146.965756044801286.40.41335.683.212.848.48675609.54801286.40.651.843.230.482.2422400822018194.40.88171.0718144315.0732400422018194.40.4791.371872163.37阻力不平衡319029313.23

21、9/16除塵器1200<9）選擇風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)風(fēng)量風(fēng)機(jī)風(fēng)壓選用 C4-73-11No.4.5 型風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=3150r/min 皮帶傳動配用 Y160M1-2型電動機(jī)，電動機(jī)功率N=11kW4.2 高溫爐通風(fēng)管道水力計算高溫爐排風(fēng)量的計算：H=0.6m ，熱源截面積1 × 1m ，罩口尺寸1.3×1.3m。Z=H+1.26B=0.6+1.26× 1=1.86m收縮斷面熱射流流量所以總風(fēng)量用假定流速法進(jìn)行通風(fēng)管道的水力計算如下:<1）繪制通風(fēng)系統(tǒng)軸測圖，對各管段進(jìn)行編號，標(biāo)注長度和各排風(fēng)點(diǎn)的排風(fēng)量。<2）選定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)選擇1-3-除塵器 -

22、4-風(fēng)機(jī) -5 為最不利環(huán)路。<3）根據(jù)各管段的風(fēng)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 可知輸送含有煤塵的空氣時，風(fēng)管內(nèi)最小風(fēng)速為，垂直風(fēng)管為11m/s、水平風(fēng)管為 13m/s。 lzq7IGf02E旋風(fēng)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(fēng)。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(yīng)盡量符合通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格。即D1=240mmRm1=9Pa/m。對比摩阻進(jìn)行溫度修正：zvpgeqJ1hk10/16同理可查的管道3、4、 5 的管徑及進(jìn)行溫

23、度修正后的比摩阻，結(jié)果見水力計算表 7。<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7。<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 =60o， =0.1690°彎頭 <R/D=1.5）兩個， =0.17×2=0.34圓形三通 <1-3）：如圖 5。圖 5圓形三通由 L3/L=0.5 查得， =0.03所以 =0.16+0.34+0.03=0.532）管段 390°彎頭 <R/D=1.5）兩個， =0.17×2=0.34除塵器進(jìn)口漸縮管：進(jìn)口尺寸140× 400mm， =0.32 =

24、0.34+0.32=0.663）管段 4除塵器出口漸擴(kuò)管：出口直徑320mm，變徑管長 150mm =23.5o=0.62590°彎頭 <R/D=1.5）三個， =0.17×3=0.51風(fēng)機(jī)進(jìn)口漸擴(kuò)管：先近似選出一臺風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)進(jìn)口直徑為550mm，變徑管11/16長度 100mm。，=26.5o，0.12 =0.625+0.51+0.12=1.2554）管段 5風(fēng)機(jī)出口漸縮管：出口尺寸385×440mm， =0.045帶擴(kuò)散管的傘形風(fēng)帽 <）， =0.60 =0.045+0.6=0.6455）管段 2管段 2 與管段 1 一樣，故 =0.53<6

25、）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7。常溫下 <20）空氣密度為 1.2kg/m3，高溫爐內(nèi) <500）空氣密度按下式計算：所以高溫爐內(nèi)空氣密度。表 7 高溫爐通風(fēng)管道水力計算管風(fēng)量長度管徑流速動壓局部阻局部阻段比摩摩擦阻管段阻<m3/hL<m<V<m/Pd<Pa力系數(shù)力編阻 Rm力 Pm力(Pa>）s） Z<Pa）號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70012/16<7）對并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡圓形三通匯合點(diǎn)：由于管段