通風(fēng)除塵課程設(shè)計(jì)

1、通風(fēng)與除塵課程設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 環(huán)境工程學(xué)院 指導(dǎo)教師： 鄭萬(wàn)兵 班 級(jí)： 建環(huán)092 學(xué)生姓名： 李開(kāi)宇 學(xué) 號(hào)： 0905061071 武 漢 紡 織 大 學(xué)二一二年十二月三十日目 錄1. 前言32. 工業(yè)通風(fēng)與除塵設(shè)計(jì)任務(wù)32.1 設(shè)計(jì)時(shí)間32.2 設(shè)計(jì)目的和要求32.3 設(shè)計(jì)題目?jī)?nèi)容和要求43. 通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)53.1 通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)53.2 排風(fēng)罩的設(shè)計(jì)53.1 風(fēng)管的選擇73.2 彎頭的確定73.3 三通的確定73.4 除塵器的選用83.5 除塵系統(tǒng)管道水力計(jì)算83.6通風(fēng)除塵系統(tǒng)的日常安全管理措施164.計(jì)算結(jié)果分析175.附錄185.1管內(nèi)風(fēng)速186.通風(fēng)除塵系統(tǒng)圖18參考文

2、獻(xiàn)181前言工業(yè)通風(fēng)是通風(fēng)工程的重要部分，其主要任務(wù)是，控制生產(chǎn)過(guò)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。做好工業(yè)通風(fēng)工作，一方面能夠改善生產(chǎn)車(chē)間及其周?chē)目諝鈼l件，防止職業(yè)病的產(chǎn)生、保護(hù)人民健康、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；另一方面可以保證生產(chǎn)正常運(yùn)行，提高產(chǎn)品質(zhì)量。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，散發(fā)的工業(yè)有害物的種類和數(shù)量日益增加，大氣污染已經(jīng)成為了一個(gè)全球性的問(wèn)題。如何做好工業(yè)通風(fēng)，職業(yè)安全健康管理以及環(huán)境保護(hù)是我們安全工作人員的一項(xiàng)重要職責(zé)。此次課程設(shè)計(jì)為工業(yè)通風(fēng)中的除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要要將車(chē)間產(chǎn)生的大量水泥粉塵通過(guò)合理有效的除塵系統(tǒng)來(lái)凈化空氣，提高車(chē)間及其周?chē)h(huán)境的空氣質(zhì)量。車(chē)間

3、中的粉塵濃度達(dá)到一定值可能會(huì)造成爆炸，嚴(yán)重影響人們的生產(chǎn)生活和社會(huì)的安定和諧。因此需采取有效的通風(fēng)措施在有害物產(chǎn)生地點(diǎn)把它們收集起來(lái)，經(jīng)過(guò)凈化處理排至室外，使車(chē)間內(nèi)有害物濃度低至國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高允許濃度以下。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使同學(xué)們親自動(dòng)手進(jìn)行通風(fēng)除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算，切實(shí)體會(huì)通風(fēng)除塵在工業(yè)生產(chǎn)中的重大作用，理論聯(lián)系實(shí)踐，培養(yǎng)同學(xué)們的動(dòng)手能力以及合作能力。2工業(yè)通風(fēng)與除塵設(shè)計(jì)任務(wù)2.1設(shè)計(jì)時(shí)間設(shè)計(jì)時(shí)間為本學(xué)期第18-19周。2.2設(shè)計(jì)目的和要求設(shè)計(jì)目的課程設(shè)計(jì)是課程教學(xué)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是教學(xué)計(jì)劃中綜合性較強(qiáng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，它對(duì)幫助學(xué)生全面牢固地掌握課堂教學(xué)內(nèi)容、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和實(shí)際動(dòng)手能

4、力、提高學(xué)生全面素質(zhì)具有很重要的意義。本次課程設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)暖通空調(diào)的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)，完成通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，計(jì)算排風(fēng)量，進(jìn)行通風(fēng)管道的水力計(jì)算，平衡并聯(lián)管路的阻力，選擇合適的風(fēng)機(jī)等。其目的是通過(guò)課程設(shè)計(jì)使學(xué)生對(duì)工業(yè)通風(fēng)知識(shí)有全面的掌握和應(yīng)用，對(duì)工程設(shè)計(jì)有初步的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的識(shí)圖、繪圖能力培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用通風(fēng)與除塵理論知識(shí)、獨(dú)立分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。設(shè)計(jì)要求（1）通過(guò)課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生對(duì)通風(fēng)與除塵設(shè)計(jì)內(nèi)容和過(guò)程有較全面地了解和掌握，熟悉有關(guān)通風(fēng)問(wèn)題的設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程、手冊(cè)和工具書(shū)。（2）在教師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)指導(dǎo)書(shū)規(guī)定的全部?jī)?nèi)容。問(wèn)題分析與計(jì)算要求正確、文理通順、方

5、案合理、表達(dá)清晰，符合課程設(shè)計(jì)要求。2.3設(shè)計(jì)題目.內(nèi)容和要求設(shè)計(jì)題目 金屬加工車(chē)間通風(fēng)系統(tǒng)除塵設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容根據(jù)金屬加工車(chē)間的實(shí)際情況，搜集有關(guān)通風(fēng)設(shè)計(jì)的資料和數(shù)據(jù)，應(yīng)用所學(xué)的理論知識(shí)，對(duì)加工車(chē)間的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，建立車(chē)間整體通風(fēng)除塵系統(tǒng)，確定通風(fēng)方式，通風(fēng)管道尺寸及布置，選擇排塵設(shè)備并設(shè)計(jì)設(shè)備主體，選擇風(fēng)機(jī)等。設(shè)計(jì)要求（1） 搜集有關(guān)工業(yè)通風(fēng)的資料和數(shù)據(jù)；（2） 對(duì)通風(fēng)除塵有關(guān)知識(shí)進(jìn)行深入學(xué)習(xí)；（3） 排塵柜（罩）的設(shè)計(jì)；（4） 通風(fēng)管路的設(shè)計(jì)及風(fēng)量計(jì)算；（5） 通風(fēng)系統(tǒng)布置；（6） 通風(fēng)機(jī)的選擇與安裝位置；（7） 除塵設(shè)備的選擇與安裝位置；3通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)3

6、.2 排風(fēng)罩的設(shè)計(jì)假定排風(fēng)罩設(shè)在工藝設(shè)備的上方，由于設(shè)備的限制，氣流只能從側(cè)面流入罩內(nèi)。上吸式排風(fēng)罩的尺寸及安裝位置如圖3-1所示。為了避免橫吹氣流的影響，要求H要盡可能小于或等于0.3a（罩口長(zhǎng)邊尺寸），排風(fēng)罩尺寸可由以下公式求得。 式中 P 排風(fēng)罩口敞開(kāi)面的周長(zhǎng)，m；H罩口至污染源的距離， m ；邊緣控制點(diǎn)的控制風(fēng)速，m/s；K考慮沿高度速度分布不均勻的安全系數(shù)，通常取k=1.4。圖3-1假設(shè)塵源尺寸為1000×600×800（mm），取排風(fēng)量為3500，令H=400mm,則 罩口尺寸 長(zhǎng)邊A = 1.0 + 0.4 × 0.4 × 2 = 1.32

7、m 短邊B = 0.6 + 0.4 × 0.4 × 2 = 0.92m在罩口安排有一擋板，則罩口周長(zhǎng) P = 1.32 + 0.92 × 2 = 3.16m根據(jù)公式將L=3500代入求得=0.55m/s根據(jù)上表可知滿足焊接時(shí)的最小控制點(diǎn)風(fēng)速0.5m/s同理當(dāng)L=3700，L=4000時(shí)求得的均大于0.5m/s同樣滿足條件所以三個(gè)塵源處可用相同的矩形排風(fēng)罩，該排風(fēng)罩規(guī)格為1320×920（mm）擴(kuò)張角取60°。3.3 風(fēng)管選擇風(fēng)管材料的選擇用作風(fēng)管的材料有薄鋼板、硬聚乙烯塑料板、膠合板、礦渣石膏板、磚及混凝土等。這里選用薄鋼板，因?yàn)樗膬?yōu)點(diǎn)是易于

8、工業(yè)化加工制作、安裝方便、能承受較高溫度。 風(fēng)管斷面形狀的選擇風(fēng)管斷面形狀有圓形和矩形兩種。兩者相比，在相同斷面積時(shí)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(shí)比較容易制造，保溫亦方便。但是圓形風(fēng)管管件的放樣、制作較矩形風(fēng)管困難；布置時(shí)不易與建筑、結(jié)構(gòu)配合，明裝時(shí)不易布置得美觀。當(dāng)風(fēng)管中流速較高，風(fēng)管直徑較小時(shí)，通常使用圓形風(fēng)管。所以此處選用圓形風(fēng)管。3.4彎頭的確定布置管道時(shí)，應(yīng)盡量取直線，減少?gòu)濐^。圓形風(fēng)管彎頭的曲率半徑一般應(yīng)大于（12）倍管徑。故此處取彎頭R=1.5D。由于管道中含塵氣流對(duì)彎頭的沖刷磨損，極易磨穿、漏風(fēng)，影響正常的集塵效果，因此要對(duì)彎頭加以耐磨設(shè)施。3.5三通的

9、確定三通內(nèi)流速不同的兩股氣流匯合時(shí)的碰撞，以及氣流速度改變時(shí)形成渦流時(shí)造成局部阻力的原因。為減小三通的局部阻力，應(yīng)避免引射現(xiàn)象，還應(yīng)注意支管和干管的連接，減小其夾角，所以支管與總管的夾角?。煌瑫r(shí)，還應(yīng)盡量使支管和干管內(nèi)的流速保持相等。通彎頭一樣，三通管件也應(yīng)加耐磨設(shè)施。3.6除塵器的選用 該車(chē)間粉塵的粒徑為0.51m，而袋式除塵器對(duì)1.0m的粉塵，效率高達(dá)。所以選用袋式除塵器。它的進(jìn)口尺寸，風(fēng)機(jī)進(jìn)口直徑,風(fēng)機(jī)出口尺寸。3.7除塵系統(tǒng)管道水力計(jì)算 對(duì)各管進(jìn)行編號(hào)，標(biāo)出管段長(zhǎng)度和各排風(fēng)點(diǎn)的排風(fēng)量。見(jiàn)附圖。 選定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)選擇235除塵器6風(fēng)機(jī)7為最不利環(huán)路。 根據(jù)各管道的風(fēng)量及選定的流速，

10、確定最不利環(huán)路上各管段的斷面尺寸和單位長(zhǎng)度摩擦阻力。根據(jù)表6-3（除塵風(fēng)管的最小風(fēng)速），輸送含有金屬粉塵的空氣時(shí)，風(fēng)管內(nèi)最小風(fēng)速為：垂直風(fēng)管13，水平風(fēng)管15考慮到袋式除塵器及風(fēng)管漏風(fēng)率按5%計(jì)算，管段6及7計(jì)算風(fēng)量為（3500+3700+4000）×1.05=11760 管段1根據(jù)（1.03）、 由附錄6可查出管徑和單位長(zhǎng)度摩擦阻力。所選管徑應(yīng)盡量符合附錄8的通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格。 同理可查得管段1、3、5、6、7的管徑及比摩阻，具體結(jié)果見(jiàn)表1 確定管段2、4的管徑及單位長(zhǎng)度摩擦阻力，見(jiàn)表15 查附錄7，確定各管段的局部阻力系數(shù)。管段1摩擦阻力Pa=368.8Pa局部阻力設(shè)備排風(fēng)罩 彎

11、頭（.5）1個(gè) 合流三通（13） 見(jiàn)圖2在綜合國(guó)內(nèi)外所有的三通局部阻力系數(shù)中，發(fā)現(xiàn)用以下公式求得的在一定范圍內(nèi)一致性較好，與其他各國(guó)數(shù)據(jù)也頗吻合。 當(dāng)時(shí) 圖2 當(dāng)時(shí) 式中 總管中的流速（） 直通管中的流速（） 旁支管中的流速（） 合流三通的最合理流速（）可按下式計(jì)算 將=16.7，=13.8，=15.4，代入上式 求得 所以繼而求得， 管內(nèi)動(dòng)壓 Pa=108.6Pa管段1的阻力 Pa=477.4Pa 管段2摩擦阻力Pa=63.5Pa局部阻力 設(shè)備排風(fēng)罩 彎頭（.5）1個(gè) 合流三通（23）見(jiàn)圖2 管內(nèi)動(dòng)壓 Pa=27.4Pa管段1的阻力 Pa=90.9Pa 管段3 摩擦阻力Pa=21.6Pa局部

12、阻力合流三通（35）見(jiàn)圖3 14.9將， 求得， 管內(nèi)動(dòng)壓 Pa=12.8Pa管段3的阻力 Pa=34.4Pa管段4 摩擦阻力Pa=415.8Pa局部阻力 設(shè)備排風(fēng)罩 彎頭（）1個(gè) 彎頭（）1個(gè) 合流三通（45）見(jiàn)圖3 查得 管內(nèi)動(dòng)壓 PaPa =85.4Pa管段4的阻力 Pa=501.1Pa 管段5摩擦阻力Pa=64.8Pa局部阻力 彎頭（）2個(gè) 除塵器進(jìn)口變徑管（漸擴(kuò)管）除塵器進(jìn)口尺寸，變徑管長(zhǎng)度， 管內(nèi)動(dòng)壓 PaPa =155.8Pa管段5的阻力 Pa=220.6Pa 管段6摩擦阻力Pa=17.5Pa局部阻力除塵器出口變徑管（漸縮管）除塵器出口尺寸，變徑管長(zhǎng)度, 0彎頭（）2個(gè) 風(fēng)機(jī)進(jìn)口

13、變徑管（漸擴(kuò)管）根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，初步選擇4-68No.6A風(fēng)機(jī),風(fēng)機(jī)的進(jìn)口尺寸為D=650mm ，變徑管長(zhǎng)度為300mm 管內(nèi)動(dòng)壓 PaPa =49.9Pa管段6的阻力 Pa=67.4Pa 管段7 摩擦阻力Pa=38.5Pa局部阻力風(fēng)機(jī)的出口尺寸為 擴(kuò)散角度按設(shè)計(jì)定為 帶擴(kuò)散管的傘形風(fēng)帽（） 管內(nèi)動(dòng)壓 PaPa =74.3Pa管段7的阻力 Pa=112.8Pa表一 管道水力計(jì)算表管段編號(hào)流量L（）長(zhǎng)度l（m）管徑D（mm）流速V（m/s）動(dòng)壓P(Pa) 局部阻力系數(shù)局部阻力Z（Pa）單位長(zhǎng)度摩擦阻力Rm(Pa/m)摩擦阻力Rml(Pa)摩擦阻力Rml+Z(Pa)1370029.328016.71

14、670.65108.612.5368.8477.4240009.232013.81140.2427.46.963.590.9377003.042015.4142.30.0912.87.221.634.44350039.628015.8149.80.5785.410.5415.8501.151120012.750015.8149.81.04155.85.164.8220.6611760556013.3106.10.4749.93.517.567.47117601156013.3106.10.7074.33.538.5112.8除塵器13005 對(duì)各并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡節(jié)點(diǎn)A 為使管段1、2達(dá)到阻

15、力平衡，要修改原設(shè)計(jì)管徑，重新計(jì)算管段阻力，改變管段1的管徑。 根據(jù)公式（8-20），根據(jù)通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格，取。 m/s其對(duì)應(yīng)的阻力此時(shí)處于平衡狀態(tài)。 節(jié)點(diǎn)B此處于平衡狀態(tài)，符合要求。6 計(jì)算系統(tǒng)的總阻力由于， 故核定為管道235除塵器6風(fēng)機(jī)7為主管線。該系統(tǒng)的總阻力 選擇風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)風(fēng)壓 風(fēng)機(jī)風(fēng)量 選用4-68No.6A風(fēng)機(jī)，其性能為 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速：n=2900r/min。 配用型電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的功率為3.8. 通風(fēng)除塵系統(tǒng)的日常安全管理措施3.8.1. 平臺(tái)、梯子及照明對(duì)經(jīng)常檢查維修的地點(diǎn)，應(yīng)設(shè)安全通道。在檢查維修處，如有危及安全的運(yùn)動(dòng)物體，均需設(shè)防護(hù)罩。人可能進(jìn)入而又有墜落危險(xiǎn)的開(kāi)口處，應(yīng)設(shè)有蓋

16、板或安全欄桿。 除塵設(shè)備的內(nèi)部應(yīng)設(shè)36V檢修照明燈，大、中型除塵器的平臺(tái)、梯子、儲(chǔ)灰倉(cāng)及輸灰裝置處應(yīng)設(shè)220V照明燈。照明燈的最低光照密度10lx，適用光源為汞燈或鈉燈。 防雷及防靜電 此處除塵器在非防雷保護(hù)范圍區(qū)域，設(shè)立防雷裝置，并且設(shè)置設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)的接地以及管道的接地。 防火防爆為了防止空氣中的可燃物含量達(dá)到爆炸極限，遇到電火花、金屬碰撞引起的火花或其它貨源而爆炸。雖然此處拋光車(chē)間里是布輪與金屬接觸，不會(huì)產(chǎn)生電火花，為了以防萬(wàn)一，還是應(yīng)注意一下。 袋式除塵器管理運(yùn)行前應(yīng)檢查除塵器各個(gè)檢查門(mén)是否關(guān)閉嚴(yán)密，各轉(zhuǎn)動(dòng)或傳動(dòng)部件是否潤(rùn)滑良好；處理熱、濕的含塵氣體時(shí)，除塵器開(kāi)車(chē)前應(yīng)先預(yù)熱濾袋，使其超

17、過(guò)露點(diǎn)溫度，以免塵粒粘結(jié)在濾袋上。一般預(yù)熱約515min。預(yù)熱期間濾袋和風(fēng)機(jī)需一直運(yùn)轉(zhuǎn)，而清灰機(jī)構(gòu)不運(yùn)行。預(yù)熱完成，則整個(gè)系統(tǒng)才可投入正常運(yùn)行。如系統(tǒng)另外設(shè)有熱風(fēng)加熱裝置，則應(yīng)先運(yùn)行；運(yùn)行時(shí)，要始終保持除塵器灰斗下面排灰裝置運(yùn)轉(zhuǎn)。不宜將除塵器的下部決斗作貯灰用；定期檢查除塵器壓力損失是否符合設(shè)計(jì)要求，清灰機(jī)構(gòu)運(yùn)行是否正常；在停車(chē)后，清灰機(jī)構(gòu)還需運(yùn)行幾分鐘，以清除濾袋上的積塵；經(jīng)常檢查濾袋有無(wú)破損、脫落等現(xiàn)象，并立即解決。檢查方法可采取：觀察粉塵排放濃度，是否冒灰，檢查濾袋干凈一側(cè)，如發(fā)現(xiàn)有局部粉塵有明顯粘結(jié)，通常表明對(duì)面濾袋有破損；檢查濾袋出口花板有否積灰等；檢查分室反吹的各除塵室，排風(fēng)及進(jìn)風(fēng)

18、閥門(mén)動(dòng)作是否協(xié)調(diào)正常；注意脈沖閥動(dòng)作是否正常，壓縮空氣壓力是否符合要求；及時(shí)清理及運(yùn)走除塵器排出的粉塵；除塵系統(tǒng)應(yīng)在所服務(wù)的工藝設(shè)備運(yùn)行前開(kāi)車(chē)，在其停止運(yùn)行后停車(chē)。4.計(jì)算結(jié)果分析通風(fēng)管道的計(jì)算是在系統(tǒng)和設(shè)備布置，風(fēng)管材料、各送排風(fēng)點(diǎn)的位置和風(fēng)量均已確定的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。起主要目的是，確定各管段的管徑和阻力，保證系統(tǒng)內(nèi)達(dá)到要求的風(fēng)量分配。在確定風(fēng)管斷面尺寸時(shí)，應(yīng)該用附錄6所列的通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格，以利于工業(yè)化加工制作。風(fēng)管斷面尺寸確定后應(yīng)該按照管內(nèi)實(shí)際流速計(jì)算阻力。 為保證各送、排風(fēng)點(diǎn)達(dá)到預(yù)期的風(fēng)量，兩并聯(lián)支路的阻力必須保持平衡。對(duì)一般的通風(fēng)系統(tǒng)，兩支管的阻力應(yīng)不超過(guò)15%；除塵系統(tǒng)應(yīng)不超過(guò)10%。最后確定風(fēng)機(jī)的型號(hào)和動(dòng)力消耗。5附錄5.1管內(nèi)風(fēng)速（m/s）一般通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速要求見(jiàn)表2，除塵通風(fēng)管道內(nèi)最低空氣流速要求見(jiàn)表3。表2 一般通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速（m/s）風(fēng)管部位生產(chǎn)廠房機(jī)械通風(fēng)民用及輔助建筑物鋼板及塑料風(fēng)管磚及混凝土風(fēng)管自然通風(fēng)機(jī)械通風(fēng)干管6144120.51.058支管28260.50.725表3 除塵通風(fēng)管道內(nèi)最低空氣流速（m/s）粉塵性質(zhì)垂直管水平管粉塵性質(zhì)垂直管水平管粉狀的粘土和砂1113鐵和鋼（屑）1923耐火泥1417灰土、沙塵1618重礦物粉塵14