某企業(yè)車間通風系統(tǒng)設計

1、課題名稱專業(yè)名稱安全工程所在班級安本0701班學生姓名陳宇飛學生學號扌旨導教師易燦南老師湖南工學院課程設計任務書安全與環(huán)境工程系系安全工程專業(yè)學生姓名：陳宇飛學號：610070136專業(yè)：安全工程1. 設計題目：某企業(yè)車間通風系統(tǒng)設計2. 設計期限：自2009年12月_10_日開始至2009年12月衛(wèi)日完成3. 設計原始資料：拋光車間粉塵成分有：拋光粉劑、粉末、纖維質(zhì)灰塵等（石棉粉塵）排風量一般按拋光輪的直徑D計算：L=AXD;拋光輪為布輪，直徑D=200mm,工作原理同砂輪，拋光輪中心標高1.2m:拋光輪的排氣罩采用接受式側(cè)排罩，排氣罩口尺寸為300*300（高）。發(fā)電機室有兩臺直流發(fā)電機，

2、散熱量20kw。4. 設計完成的主要內(nèi)容：根據(jù)所給的資料以及車間平面圖，過對該企業(yè)拋光車間所產(chǎn)生的粉塵和發(fā)電機室產(chǎn)生的大量余熱，提出針對于該車間通風除塵系統(tǒng)的設計方案和機械排風方案。包括系統(tǒng)設計圖、管道設計、系統(tǒng)管道各段的局部阻力計算、阻力平衡計算、總阻計算，排余熱系統(tǒng)設計等，另外必須畫出所設計系統(tǒng)的平面圖和軸測圖。5. 提交設計（設計說明書與圖紙等）及要求：作圖規(guī)范（通風系統(tǒng)軸測圖一張（3號圖紙）以及平面圖一張（2號圖紙），圖例符號符合國家統(tǒng)一標準；選擇計算公式正確,計算程序清晰；單位符合國家統(tǒng)一標準；作圖用標準統(tǒng)一的中望CAD作圖；提交課程設計任務書一份；設計書一律采用小4仿宋字體A4紙型

3、打印。6.發(fā)題日期：2009年12月皿日指導老師（簽名）：易燦南學生（簽名）：陳宇飛目錄1.前言12. 車間的情況簡介23. 拋光車間通風除塵系統(tǒng)設計33.1拋光車間產(chǎn)生的粉塵及危害33.2通風除塵系統(tǒng)劃分33.3接受式側(cè)排氣罩風量的計算43.4風管設置53.4.1風管斷面形狀53.4.2風管材料53.5除塵器的選擇53.6排風口位置的確定53.7通風管道計算63.7.1風管路線設計63.7.2風管的水力計算73.8風機選擇133.9配套電機選擇134. 發(fā)電機室余熱排除系統(tǒng)設計144.1發(fā)電機室產(chǎn)生余熱及影響144.2排除余熱系統(tǒng)設計145結(jié)束語156. 參考文獻167.附錄161. 前言人

4、類在生產(chǎn)與生活的過程中，需要有一個清潔的空氣環(huán)境（包括大氣環(huán)境和室內(nèi)空氣環(huán)境）。但是，許多生產(chǎn)過程中如水泥、耐火材料、有色金屬冶煉、鑄造等都會散發(fā)大量粉塵，如果任意向大氣排放，將會污染大氣，危害人民健康，因此含塵氣流必須經(jīng)過通風除塵系統(tǒng)進行凈化處理，達到排放標準才允許排入大氣。而這學期我們做過的可燃易燃粉塵爆炸事故模擬裝置實驗中，我們更加可以深切地了解到，在人們生產(chǎn)活動中，對于某些產(chǎn)生超標粉塵量的生產(chǎn)場所，必須設計完善合理的通風除塵系統(tǒng)，確保生產(chǎn)車間空氣質(zhì)量達標，保障企業(yè)生產(chǎn)者的健康。在此次課程設計里主要包括兩個方面的內(nèi)容，第一，生產(chǎn)工藝的要求使車間產(chǎn)生大量的粉塵所以要求設計合理有效的通風除塵

5、系統(tǒng)來凈化空氣質(zhì)量；第二方面，發(fā)電機室散發(fā)大量的熱量對機器和人體造成影響所以要求設計排除余熱系統(tǒng)來保證車間內(nèi)熱量平衡。在該課程設計中，該企業(yè)拋光生產(chǎn)車間產(chǎn)生的粉塵有：拋光粉劑、粉末、纖維質(zhì)灰塵等（石棉粉塵）。車間職工長期工作在此吸入大量粉塵不能排出易造成矽肺、石棉肺或塵肺等疾病。因此需采取有效的通風措施在有害物產(chǎn)生地點直接把它們收集起來，經(jīng)過凈化處理排至室外，使車間內(nèi)有害物濃度不超過國家衛(wèi)生標準規(guī)定的最高允許濃度。同時，針對發(fā)電機散發(fā)熱量的已知數(shù)據(jù)和實際條件來設計排除余熱系統(tǒng)。通過此次設計，使同學們親自動手進行通風除塵系統(tǒng)的設計及計算，切實體會通風除塵在工業(yè)生產(chǎn)中的重大作用。2. 車間的情況簡

6、介5黑IV.丘mraciQ軟谿呼葩1:100Ji1ilOO圖2-1車間平面圖該企業(yè)拋光生產(chǎn)車間如圖所示，整體廠房的長為19.2m，寬為14.4m，高為6m。廠房一邊設置分成3個拋光車間和1個發(fā)電機室，每個廠房的寬為4.8m，長為6m，高為6m。每個拋光車間內(nèi)均設有一臺拋光機，拋光機由一個拋光輪組成。拋光輪的中心標高是1.2m,距墻1.5m.拋光車間產(chǎn)生粉塵，粉塵的成分有：拋光粉劑、粉末、纖維質(zhì)粉塵等，尤其以石棉粉塵為主。拋光的主要目的是為了去掉金屬表面的污垢及加亮鍍件。由于拋光車間產(chǎn)生的粉塵對人體的健康有危害,所以必須根據(jù)車間的具體情況來設計合理高效的通風除塵系統(tǒng)。車間發(fā)電室有兩臺直流發(fā)電機，

7、發(fā)電機室內(nèi)直流發(fā)電機產(chǎn)生很大熱量，散熱量為20kw.所以夏季必須采用機械排風清除余熱，且應保證室溫不超過40工（夏季室外平均溫度定為32疋）。中間空著2.4m*19.2m*6m的空間,另一邊為19.2m*6m*6m的電鍍區(qū)車間。3. 拋光車間通風除塵系統(tǒng)設計3.1 拋光車間產(chǎn)生的粉塵及危害根據(jù)已知資料,拋光車間產(chǎn)生的粉塵成分有：拋光粉劑、粉末、纖維質(zhì)粉塵等，尤其以石棉粉塵為主。粉塵對人體的危害同粉塵的性質(zhì)、粒徑大小和進入人體的量有關(guān)。粉塵的化學性質(zhì)是危害人體的主要因素。因為化學性質(zhì)決定它在體內(nèi)參與和干擾生化過程的程度和進度，從而決定危害的性質(zhì)和大小。有些毒性強的金屬粉塵（鉻、錳、鉻、鉛等）進入

8、人體后，會引起中毒以致死亡。粉塵大多都能直接對肺部產(chǎn)生危害。一般粉塵進入人體肺部后，可能引起各種塵肺病。有些非金屬粉塵如該車間產(chǎn)生的石棉性粉塵由于吸入人體后不能排除，將變成矽肺、石棉肺或塵肺。粉塵粒徑的大小也是危害人體的另一個重要因素。粉塵粒徑小在空氣中不易沉降，也難于被捕集，造成長期空氣污染，同時易于隨空氣吸入人的呼吸道深部。粉塵的表面還可以吸附空氣中的有害氣體、液體及細菌病毒等微生物，是污染物質(zhì)的媒介物。該車間生產(chǎn)的粉塵為粒徑0.51pm的粉塵，此粉塵能進入人體的肺泡，如果在肺泡內(nèi)沉淀下來將使肺泡成為吸收有害物的主要地點，而且被肺泡吸收后不經(jīng)肝臟的排毒作用，直接被血液及淋巴液輸送至全身，將

9、對人體產(chǎn)生很大的危害.若工人在該車間工作時間越長久，粉塵通過呼吸道、皮膚、消化道進入人體的量就越多對人體的影響就越大。同時，粉塵對生產(chǎn)的影響主要是降低產(chǎn)品質(zhì)量和機器的工作精度；還使光照度和能見度降低，影響室內(nèi)作業(yè)的操作。3.2 通風除塵系統(tǒng)劃分根據(jù)圖紙可知,三個拋光車間的室內(nèi)設備布置室內(nèi)條件相同,因此空氣處理、通風除塵要求和室內(nèi)參數(shù)也一致,根據(jù)劃分同一系統(tǒng)的原則，同時為了方便應用,這里可以設計成由一臺風機與其聯(lián)系在一起的管道及設備構(gòu)成的系統(tǒng)。整個系統(tǒng)設備分為：三個接受式側(cè)排氣罩，相關(guān)風管，一個袋式除塵器，一個風機和相配套的電機等。3.3 接受式側(cè)排氣罩風量的計算根據(jù)原始資料,排氣罩排風量的計算

10、一般按拋光輪的直徑計算:L=A*D式中：A與輪子材料有關(guān)的系數(shù)布輪：A=6m3/hmm氈輪：A=4m3/hmmD拋光輪直徑mm所以，當直徑為D=200mm，拋光輪為布輪A取6m3/hmm時，L=A*D=6m3/hmm*200mm=1200mm采用接受式側(cè)排氣罩，罩口尺寸為300*300（高），拋光輪距離外墻有1.5m，所設計位置如圖所示。圖3-1拋光機排氣罩設計位置簡圖3.4 風管設置3.4.1 風管斷面形狀風管斷面形狀有矩形和圓形兩種，兩者相比，在相同斷面積時圓形風管的阻力小、材料省、強度也大、直徑比較小、容易制造且保溫亦很方便。當風管中流速較高，風管直徑比較小時，例如除塵系統(tǒng)和高速空調(diào)系統(tǒng)

11、都采用圓形風管。因此，本通風管道設計中也采用圓形斷面。3.4.2風管材料風管的材料應根據(jù)使用要求和就地取材的原則選用。薄鋼板是最常用的材料，有普通薄鋼板和鍍鋅薄鋼板兩種。他們的優(yōu)點是易于工業(yè)化加工制作、安裝方便、能承受較高溫度。鍍鋅鋼板具有一定的防腐性能，適用于空氣濕度較高或室內(nèi)潮濕的通風、空調(diào)系統(tǒng)，有凈化要求的空調(diào)系統(tǒng)。一般通風系統(tǒng)采用0.51.5mm的薄鋼板。3.5 除塵器的選擇為防止大氣污染，當排出空氣中有害物量超過排放標準時，必須采用凈化設備，達到標準后排入大氣。凈化設備有各類除塵器和空氣過濾器等。除塵器的選型一般參照處理粉塵量、粉塵的分散度和密度、粉塵粘附性、比電阻等。袋式除塵器對于

12、1.0um的粉塵，除塵效率達到98%99%。因此此設計采用脈沖清灰袋式除塵器，阻力為1500Pa.3.6 排風口位置的確定根據(jù)由工業(yè)通風（第三版孫一堅主編）書中規(guī)定，在一般情況下，通風排氣立管出口至少高出屋面0.5m，車間的高度為6m,所以，該設計里面排風口設在高度為6.5m的傘形風帽上。3.7通風管道計算3.7.1風管路線設計如圖3-2所示，因為拋光機中心標高為1.2m，所以，設計管道在連接拋光機后直接以高出地面1.2m的距離水平連出室外，然后依舊在高度為1.2m的水平距離上挨著墻面連接到主管道上，其他兩個拋光機的通風管道依次類推。這樣，既可減少不必要的彎道采取直線線路，盡量避免采用過多的彎

13、道減小阻力，另一方面，盡可能縮短管道的長度，降低管道的材料成本，達到既經(jīng)濟又高效率的效果。(G1圖3-2通風系統(tǒng)設計簡圖3.7.2 風管的水力計算1. 對圖中的各管段進行編號，標出管段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1-3-5-除塵器-6-風機-7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。在正常運行條件下，除塵器的漏風率不應大于5%，考慮到除塵器及風管漏風，管段6及7的計算風量為3600x1.05=3780ms/h。填入下總表3-2。4根據(jù)下表，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12m/s、水

14、平風管18m/s。表3-1除塵風管的最小風速粉塵類別粉塵名稱垂直風管水平風管纖木屑、刨花1214維干燥粗刨花、大塊干木屑1416粉潮濕粗刨花、大塊濕木屑1820塵棉絮810麻1113石棉粉塵1218管段1根據(jù)L1=1200m3/h(0.33m3/s)V1=18m/s（號管道水平放置）由工業(yè)通風（第三版孫一堅主編）書中附錄6可查出管徑和單位長度摩擦阻力所選管徑應盡量符合附錄8的通風管道統(tǒng)一規(guī)格。D1=160mmR=28Pa/mm1同理根據(jù)管道3、4、5、6、7的管徑及比摩阻，具體結(jié)果見下表3-2.5. 確定管段2、4的管徑及比摩阻,計算出摩擦阻力。具體結(jié)果見下表3-2。6. 根據(jù)附錄7確定各管段

15、的局部阻力系數(shù)，計算出局部阻力。1）管段1：產(chǎn)生局部阻力的有3個地方接受罩（漸縮管）a=30°q=0.1090度彎頭（R/D=1.5）1個0=0.17三通（1-3）如圖三通圖1所示三通圖(D丫+方'3丿(160¥+(220丿二1.062沁1nF+F沁Fa=30°123二0.53L=空=0.5L0.673查表得勺=0.53Zg1=0.10+0.17+0.53=0.8（2）管段2產(chǎn)生局部阻力的有兩個地方接受罩（漸縮管）a=30°E1=0.1060度彎頭（R/D=1.5）1個E2=0.13三通（23）見三通圖1a=30°查表£3=0

16、.14Zg2=0.10+0.13+0.14=0.37（3）管段3產(chǎn)生局部阻力的有1個地方三通（3-5）如圖三通圖2所示a=30°(D2345(160丫<250丿二1.184=0.40965、5丿查表得到E=0.61（4）管段4產(chǎn)生局部阻力的有3個地方接受罩（漸縮管）a=30°q=0.1060度彎頭(R/D=1.5)1個0=0.13三通（4-5）見圖三通圖2a=30°查表得到E3=0.20ZE4=0.10+0.13+0.20=0.43（5）管段5產(chǎn)生局部阻力的有1個地方除塵器進口變徑管（漸擴管）進口尺寸300mmx800mm變徑管長度為500mmtana二丄&

17、#176;0-250）=06875a=34.5°查表得到£5=0.82400（6）管段6產(chǎn)生局部阻力的有4個地方除塵器出口變徑管（漸縮管）進口尺寸300mmx800mm變徑管長度為500mmtana二1°0-28°)=a=33°£1=0.12400風機進口漸擴管先選出一臺風機，進口直徑D=500mm長度為300mm二3.19F=D°6丿tana二1-280)=°372°300a=20°查表得到£2=0.62290度。彎頭(R/D=1.5)2個£3=0.17x2=0.34Zg6

18、=0.10+0.6+0.34=1.04(7) 管段7產(chǎn)生局部阻力的有2個地方風機出口漸擴管出口尺寸410x315mmtana二1°10-320)=°°7a=5.14°查表得至U£=0250°帶擴散管的傘形風帽(h/D=0.5)£=0.600Zg7=0+0.6=0.67. 對并聯(lián)管路進行阻力平衡(1)匯合點AP1=331.9PaP2=144.8PaAP-AP12AP1331.9-144.8331.9二56.4%>10%不平衡為使管段1、2達到阻力平衡，改變管段2的管徑，增大其阻力根據(jù)公式有芻)0.225AP=160(14

19、4.8)0.225=132.8mm331.9根據(jù)通風管道統(tǒng)一規(guī)格，取d"=140mm2"160AP=144.8()0.225=149Pa2140耳gdv+-dv趣zke%0IA%olhG63IzyHv丄wdv+-dv)£CN.6HH寸d<ed-rCNmsH30+2h<+<8壯、如LJ(CN)。趣件K-蚩Tnpv羽理廠EM舞ttElh面eeosh-q15E?ss%0IA&9I.6EE6寸16二£>QvQv。趣件K-蚩Tnpv羽理廠EM舞ttElh面WEE03H-Q15E?ssI.ey%0I人£998.991I.說q

20、w+b含(含+Qv)、ULL/廿ed8.99匚更0(引)e.62HdVsL=eeeosh玄、sliwndV-3(才)QJ'Q管段編號流量m3/hm3/s1200(0.33)2400(0.67)3600(1.00)3780(1.05)長度6.34.82.41.5mm1602202502803780(1.05)1200(0.33)1200(0.33)6.5320160160表3-2管道水力計算表m/s18181818122020PdPa194.4194.4194.4194.486.4240240局部阻力系數(shù)0.80.610.81.040.60.370.43局部阻Pa155.5118.615

21、5.5202.251.8488.8103.2單位長度比摩阻Pa/m281714133636摩擦阻力Pa176.81.633.619.532.57272管道阻力Rl+zmPa331.9200.2189.1221.784.34144.8159.2備注阻力不平阻力不平21301494120166.8除塵器1500（注：管道為了增大阻力，促進阻力平衡，故流速調(diào)節(jié)為20m/s）3.8風機選擇通風除塵系統(tǒng)總阻力為P=Z（Rm|+Z）=331.9+200.2+189.1+221.7+84.34+1500=2534.2Pa考慮到風管、設備的漏風及阻力計算的不精確，應該按下式來計算風壓風量選擇風機:P=KApP

22、a（k風壓附加系數(shù)這里取1.15）fppL二KLm3/h（.風量附加系數(shù)這里取1.15）fpl風機風量Lf=1.15L=1.15x3780=4347ms/h風機風壓Pf=1.15ap=1.15x2534.2Pa=2914.3Pa查閱風機手冊根據(jù)以上所求，風機風量Lf為4347m3/h,風機風壓Pf2914.3Pa,參考風機手冊選取Y5-48型4號離心風機，風機轉(zhuǎn)速3550r/min皮帶傳動.3.9配套電機選擇根據(jù)所選取的風機型號，查閱風機手冊其配套電機為Y132S1-2型，功率為5.5kw.4. 發(fā)電機室余熱排除系統(tǒng)設計4.1發(fā)電機室產(chǎn)生余熱及影響隨著生活水平的提高，人們對于自身健康、舒適直接

23、有關(guān)的周圍空氣環(huán)境也有了更高的要求，在分析了粉塵、有害氣體對人體影響以后，另外一個重要的條件就是室內(nèi)余熱的問題。對人體最適宜的空氣環(huán)境，除了一定的空氣清潔度外，還要求空氣具有一定的溫度，相對濕度和流動速度。因此，在生產(chǎn)車間內(nèi)必須防止和排除生產(chǎn)中散發(fā)的大量熱量。在某些散發(fā)大量熱量的高溫車間，如鑄造、鍛造、軋鋼、煉焦、冶煉車間都具有輻射強度大，空氣溫度高和相對濕度低的特征。根據(jù)衛(wèi)生標準的規(guī)定，一般車間內(nèi)工作地點的夏季空氣溫度，應按車間內(nèi)外溫差計算，不得超過表4-1的規(guī)定。表4-1車間內(nèi)工作地點的夏季空氣溫度夏季通風室外計算溫度（°C）22及以下232425262728293233及以上工作地點與室外溫差（°C）1098765432根據(jù)車間平面布局圖，在廠房里第一個車間就是發(fā)電機室，根據(jù)已知條件，車間發(fā)電室有兩臺直流發(fā)電機，而作為車間內(nèi)主要的散熱設備之一，發(fā)電機產(chǎn)生很大熱量，散熱量為20kw.工作時間車間夏天溫度最高達到40度左右,空氣流通不好;另外，持續(xù)的高溫、悶熱，導致員工流失率高，勞動強度大，產(chǎn)品質(zhì)量下降對工作者的身體健康、機器設備的壽命和工作效率將會造成影響。所以夏季必須采用機械排風清除余熱