工業(yè)通風課程設計某企業(yè)加工車間除塵系統(tǒng)設計

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 學生姓名 學生學號 指導教師 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： 學號： 專業(yè)： 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)拋光生產車間平面布局；（2）拋光輪局部排風罩風量；（3）高溫爐溫度、含塵煙氣粒徑；（4）相關參考書籍。（實用通風設計手冊，工業(yè)通風第四版；網絡搜索資料，如離心通風機的選取等）4. 設計完成的主要內容：（1）拋光輪粉塵捕集與除塵系統(tǒng)設計；（2）高溫爐車

2、間的粉塵補集和除塵系統(tǒng)設計。5. 提交設計（設計說明書與圖紙等）及要求：提交一份某企業(yè)車間通風系統(tǒng)設計報告和設計圖紙一張。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?。粓D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)一標準符號和單位制，并打印。6. 發(fā)題日期：2010年 12 月 1 日 指導老師（簽名）： 學 生（簽名）： 目 錄1前言12車間簡介23通風除塵系統(tǒng)方案確定及主要材料的選擇33.1系統(tǒng)確立的要求33.2風管的選擇43.3彎頭的選擇44拋光車間通風系統(tǒng)的設計與計算54.1排風罩的選擇54.2除塵器的選擇54.3

3、風量計算74.4管道水力計算74.5對并聯(lián)管路進行阻力平衡94.6計算系統(tǒng)的總阻力104.7選擇風機105高溫爐車間通風除塵系統(tǒng)設計與計算125.1排風罩確定125.2除塵器確定125.3風量計算125.4管道水力計算135.5對并聯(lián)管路進行阻力平衡165.6計算系統(tǒng)總阻力165.7選擇風機166 結束語18參考文獻19附圖201前言在工業(yè)生產過程中散發(fā)的各種污染物（顆粒物、污染蒸氣和氣體）以及余熱和余濕，如果不加控制，會使室內外環(huán)境空氣受到污染和破壞，危害人類的健康、動植物生長，影響生產過程的正常運行。因此，控制工業(yè)污染物對室內外空氣環(huán)境的影響和破壞，是當前急需解決的問題。而工業(yè)通風的主要任

4、務是，控制生產過程中產生的粉塵、有害氣體、高溫、高濕，創(chuàng)造良好的生產環(huán)境和保護大氣環(huán)境。因此，我們應該搞好勞動保護和環(huán)境保護，為廣大人民群眾創(chuàng)造良好的勞動和生活環(huán)境。工業(yè)有害物不僅會危害室內空氣環(huán)境，如不加控制地排入大氣，會造成大氣污染，在更廣闊范圍內破壞大氣環(huán)境。因此我們要采取防治工業(yè)有害物的綜合措施，其中采用通風措施控制有害物就是其中的措施之一，通過工藝設備和工藝操作方法的改革，如果仍有有害物散入室內，應采取局部通風或全面通風措施，使車間空氣中的有害物濃度不超過衛(wèi)生標準的規(guī)定，通風排氣中的有害物濃度達到排放標準。采用局部通風時，要盡量把產塵、產毒工藝設備密閉起來，以最小的風量獲得最好的效果

5、?？倛D布置、建筑和工藝設計應與通風措施密切配合，進行綜合防治。用通風方法改善車間的空氣環(huán)境，就是在局部地點或整個車間把不符合衛(wèi)生標準的污濁空氣排至室外，把新鮮空氣或經過凈化符合衛(wèi)生要求的空氣送入室內。防止工業(yè)有害物污染室內空氣最有效的方法是，在有害物產生的地點直接把他們捕集起來，經過凈化處理，排至室外。使車間的環(huán)境保持潔，使員工處于一個安全舒適健康的環(huán)境中工作。2車間簡介某企業(yè)生產車間如圖1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，拋光間產生粉塵，粉塵的成分有：拋光粉劑、粉末、纖維質灰塵等（石棉粉塵）。4#、5#為高溫爐，生

6、產過程中產生高溫含塵煙氣，粒徑范圍約為0.010-20um，粒徑范圍爐內溫度為500，室溫為20，尺寸為1.0m*1.0m，房間高9m，窗臺高1.0m，窗戶高5.0m。圖1 車間平面圖 拋光的目的主要是為了去掉金屬表面的污垢及加亮鍍件。拋光車間打磨拋光鋅合金制品產生的粉塵主要為：鋅塵、布塵、砂塵、石臘塵等及一定的油污，如防塵措施不夠完善，均可能有大量粉塵外逸，污染生產環(huán)境。高溫爐車間在工作時，會產生高溫含塵煙氣。 在生產過程中工業(yè)有害物危害人體主要的途徑是經呼吸道進入人體，其次是經皮膚進入人體，通過消化道進入人體的較少。 有些毒性強的金屬粉塵進入人體后，會引起中毒以至死亡。此外，它們都能直接對

7、肺部產生危害。有些非金屬粉塵如石棉、炭黑等，由于吸入人體后不能排除將變成石棉肺或塵肺。 粒徑大于5m的粒子容易被呼吸道阻留，粒徑為25m的微粒大都阻留在氣管和支氣管；粒徑小于2m的微粒能進入人體的肺泡。如果在肺泡沉淀下來，由于肺泡壁板薄、總表面積大，有含碳酸液體的潤濕，再加上周圍毛細血管很多，使其成為吸收有害物的主要地點。從上述分析可以看出，2m以下的粉塵對人體危害較大，而拋光車間的粉塵粒徑為0.51m，所以有必要除塵。3通風除塵系統(tǒng)方案確定及主要材料的選擇3.1系統(tǒng)確立的要求 當車間內不同地點有不同的送、排風要求，或車間面積較大，送、排風點較多時，為便于運行管理，常分設多個送、排風系統(tǒng)。除個

8、別情況外，通常是由一臺風機與其聯(lián)系在一起的管道及設備構成一個系統(tǒng)。系統(tǒng)劃分的原則：1）空氣處理要求相同、室內參數(shù)要求相同的，可劃為同一系統(tǒng)。2）生產流程、運行班次和運行時間相同的，可劃為同一系統(tǒng)。3）對以下情況應單獨設置排風系統(tǒng)：（1）兩種或兩種以上的有害物質混合后能引起燃燒或爆炸；（2）兩種有害物質混合后能形成毒害更大或腐蝕性的混合物或化合物；（3）兩種有害物質混合后易使蒸汽凝結并積聚粉塵；（4）散發(fā)劇毒物質的房間和設備；（5）建筑物內設有存儲易燃燒易爆物質的單獨房間或有防火防爆要求的單獨房間。4）除塵系統(tǒng)的劃分應符合下列要求：（1）同一生產流程、同時工作的揚塵點相距不遠時，宜合設一個系統(tǒng)；

9、（2）同時工作但粉塵種類不同的揚塵點，當工藝允許不同粉塵混合會收獲粉塵無回收價值時，也可合設一個系統(tǒng)；（3）溫濕度不同的含塵氣體，當混合后可能導致風管內結露時，應分設系統(tǒng)。再根據(jù)企業(yè)廠房平面分布圖，確定該生產車間需要有兩套通風除塵系統(tǒng)，即三個拋光臺用一個通風除塵系統(tǒng)和兩個高溫爐車間用一個通風除塵系統(tǒng)。風管布置直接關系到通風空調系統(tǒng)的總體布局。風管布置應注意下列問題：1）車間通風除塵系統(tǒng)各個排風點，為了利于各支管間阻力平衡，系統(tǒng)各支路應該選用最合理的匯合點，避免出現(xiàn)支路阻力過大難以平衡的情況。2）在系統(tǒng)允許的情況下除塵風管應盡可能垂直鋪設，減少水平風管。3）在除塵器系統(tǒng)中為利于阻力平衡以及防止風

10、管阻塞，要合理確定風管直徑與最小風速,如表1所示。4）風管的布置應力求順直，避免復雜的局部管件。彎頭、三通、四通等管件要安排得當，與風管的連接要合理，以減少阻力和噪聲。該拋光車間在廠房建設時已考慮管道埋地情況，所以在本系統(tǒng)中，部分管道埋地鋪設。5）通風排氣立管出口高出屋面0.5m。表1 除塵風管的最小風速（m/s）粉塵類別粉塵名稱垂直風管水平風管纖維粉塵干鋸末、小刨屑、紡織塵1012木屑、刨花1214干燥粗刨花、大塊干木屑1416棉絮810麻1113石棉粉塵1218其他粉塵煤塵1113焦煤粉塵1418谷物粉塵10123.2風管的選擇用作風管的材料有薄鋼板、硬聚乙烯塑料板、膠合板、礦渣石膏板、磚

11、及混凝土等。這里選用薄鋼板，因為它的優(yōu)點是易于工業(yè)化加工制作、安裝方便、能承受較高溫度。風管系統(tǒng)的進口處是各種形式的集氣吸塵罩。它能改善排放粉塵有害物的工藝和工作環(huán)境，盡量減少粉塵排放及危害?？紤]到產塵特點、擴散規(guī)律、設備允許密閉程度及工人的操作方式等因素，為使罩內氣流均勻，一般適宜用圓形傘形罩。在保證對塵源的控制效果的前提下，應盡可能考慮減少排風罩的阻力消耗。風管斷面形狀有圓形和矩形兩種。兩種相比，在相同斷面積時圓形風管的阻力小、材料省、強度也大；圓形風管直徑較小時比較容易制造，保溫亦方便。當風管中流速較高，風管直徑較小時，宜采用圓形風管。3.3彎頭的選擇布置管道時，應盡量取直線，減少彎頭。

12、圓形風管彎頭的曲率半徑一般應大于（12）倍管徑。故此處取、彎頭。由于管道中含塵氣流對彎頭的沖刷磨損，極易磨穿、漏風，影響正常的集塵效果，因此要對彎頭加以耐磨設施。4拋光車間通風系統(tǒng)的設計與計算4.1排風罩的選擇該車間為拋光車間，所以選用接受式側排風罩，如圖2，拋光機運行時誘導氣流運動，帶動粉塵運動直接進入排風罩內。圖2 接受式側排風罩接受式側排風罩的斷面應不小于罩口處污染氣流的尺寸。4.2除塵器的選擇選擇除塵器時必須全面考慮各種因素的影響，如處理風量、除塵效率、阻力、一次投資、維護管理等。還應特別考慮以下因素：1）選用的除塵器必須滿足排放標準規(guī)定的排空濃度。2）粉塵的性質和粒徑分布。粉塵的性質

13、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效率是完全不同的。3）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設置低阻力的初凈化設備，去除粗大塵粒，有利于它們更好地發(fā)揮作用。4）氣體的溫度和性質。對于高溫、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的處理問題。石棉粉塵的粒徑為0.51m，為達到較高的除塵效率，參考下表各種除塵器的性能和費用，由于袋式除塵器的阻力較小，在粒徑0.51m 之間的除塵效率較高。為了達到高效率和經濟實惠的目的，本設計中采用簡易袋式除塵器。為了對比選擇，給出了各種除塵器的綜合性能如表2所示。表2 各種常用除塵器

14、的綜合性能表除塵器名稱適用的粒徑范圍（m）效率（）阻力（Pa）設備費運行費重力沉降室505050130少少慣性除塵器20505070300800少少旋風除塵器51560908001500少中水浴除塵器11080956001200少中下臥式旋風水膜除塵器595988001200中中沖激式除塵器59510001600中中上電除塵器0.51909850130大中上袋式除塵器0.51959910001500中上大文丘里除塵器0.519098400010000少大拋光機在運行過程中產生：拋光粉劑、粉末、纖維質灰塵等（石棉粉塵），綜合考慮選用MW-11A型袋式除塵器如表3所示。表3 MW30-11A型袋式

15、除塵器的參數(shù)（單位：mm）高（mm）大?。╩m）高度（mm）11023入口700*2703485出口9425袋式除塵器工作原理：袋式除塵器的氣體凈化方式為外濾式，含塵氣體由進口處氣流均布裝置均勻進入各單元過濾室。氣流通過阻流加導流型氣流分布裝置的適當導流和自然流向分布，從側面及下部全方面均勻進入袋室，整個過濾室內氣流分布均勻；含塵氣體中的顆粒粉塵在進風道內通過自然沉降分離后直接落入灰斗，其余粉塵在煙氣導流裝置的引導下，隨氣流進入中箱體過濾區(qū)，吸附在濾袋外表面。過濾后的潔凈氣體透過濾袋經上箱、排風管排出。隨著過濾工況的進行，當濾袋表面積塵達到一定量時，由清灰控制裝置（定時控制）按設定程序打開電磁

16、脈沖閥噴吹，壓縮氣體以極短促的時間順序通過各個脈沖閥經噴吹管上的噴嘴誘導數(shù)倍于噴射氣量的空氣進入濾袋，形成空氣波，使濾袋由袋口至底部產生急劇的膨脹和沖擊振動，造成很強的清灰作用，抖落濾袋上的粉塵。落入灰斗中的粉塵經由輸灰設施集中送出。4.3風量計算資料中每個拋光臺都有一臺拋光機，拋光機有兩個拋光輪，拋光輪為布輪，其直徑為D=200，拋光輪的排氣罩應采用接受式排氣罩，工作原理見圖3-2。一般按拋光輪的直徑D計算：L=A×D。 式中：A與輪子材料有關的系數(shù) 布輪：A=6 m3/hmm 氈輪：A=4 m3/hmm D拋光輪直徑200mm L=A×D =200×6=120

17、0 m3/h因為有兩個拋光輪，由此可知風管的流速為2400 m3/h。4.4管道水力計算1）對(附錄2)中拋光間軸測圖的各管段進行編號，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1-4-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。根據(jù)表1，輸送含有石棉粉塵的空氣時，風管內最小風速為，垂直風管12m/s、水平風管18m/s?？紤]到除塵器及風管漏風，管5及管6的計算風量為。管段1根據(jù)、，由工業(yè)通風（第四版 孫一堅主編）書中附錄9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11的通風管道統(tǒng)一規(guī)格。

18、同理可查的管徑3、4、5、6的管徑及比摩阻，具體結果見（表5）。4）確定管段2的管徑及比摩阻，具體結果見（表5）。5）根據(jù)附錄2，拋光間軸測圖確定各管段的局部阻力系數(shù)。管段1矩形傘形罩：，；90°彎頭兩個：；120°彎頭一個：；合流四通（14）如圖3所示。 圖3 合流四通圖表4 合流吸入四通局部阻力系數(shù)表V2/V10.60.81.01.21.41.610.40.350.20.1002-1.8-0.700.10.250.3530.40.80.20.100根據(jù)表4 查得 ；管段2矩形傘形罩：，；90°彎頭兩個：；合流四通（24）：；管段3矩形傘形罩：，；90°

19、;彎頭兩個：；120°彎頭一個：；合流四通（34）查表4得 ；管段490°彎頭兩個：；除塵器進口漸擴管：除塵器入口變徑270*700mm，變徑管長度430mm，四號管管徑為340mm， ，； 管段5除塵器出口漸縮管：除塵器出口直徑為560mm,變徑管長度500mm，五號管管徑為450mm。 90°彎頭兩個： 風機進口漸擴管：近似選一臺風機，取進口直徑D=512mm，變徑管長300mm，五號管管徑為450mm。 ， ； 管段6風機出口漸擴管：風機出口尺寸315*360mm，變徑管管長為300mm，六號管管徑為450mm。, ；帶擴的傘形風帽, ；具體關于水力計算的數(shù)

20、據(jù)見表5。4.5對并聯(lián)管路進行阻力平衡匯合點A：,，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：；根據(jù)通風管道統(tǒng)一規(guī)格，取，其對應阻力為：此時匯合點A達到平衡狀態(tài)。4.6計算系統(tǒng)的總阻力4.7選擇風機風機風量 風機風壓 選用型離心風機： 風機轉速，電機直聯(lián)傳動；配用型電動機，電動機功率N=7.5KW。表5 管道水力計算表管段編號流量m3/h（m3/s）長度l（m）管徑D流 速v(m/s)動 壓P4(Pa)局部阻力系數(shù)局部阻力Z(Pa)單位長度比摩阻Rm(Pa/m)摩擦阻力Rml(Pa)管道阻力Rml+z(Pa)備注12400（0.67）821018194.40.891

21、731713630932400（0.67）821018194.40.891731713630947200（2.00）7.285340202400.94225.612.591316.657560（2.10）9.72545014117.60.4654.14.846.68100.867560（2.10）9.545014117.60.6475.34.845.6120.922400（0.67）3.565200202400.512023.583.8203.8阻力不平衡22400（0.67）18020325.56阻力平衡除塵器12005高溫爐車間通風除塵系統(tǒng)設計與計算5.1排風罩確定高溫爐在工作時，會產生高

22、溫含塵煙氣。高溫爐的排風罩宜采用上部吸氣矩形傘形罩，由于橫向氣流影響較大，罩口離工作臺高度設定為500mm，罩口尺寸按下式計算：，所以該接受罩為低懸罩；排風罩口尺寸為1250*1250mm（低）,=60°。5.2除塵器確定高溫爐在工作時，會產生高溫含塵煙氣0.010-20um，該通風除塵系統(tǒng)選用CLS-D634水膜除塵器。具體參數(shù)如表6所示。 表6 CLS-D634水膜除塵器的參數(shù)（單位：mm） 高（mm）大?。╩m）高度（mm）3627入口228*392691出口228*39234315.3風量計算熱源對流散熱量為：Q=熱射流收縮斷面上的流量為： 取排風罩排風量為： 5.4管道水力

23、計算經計算，高溫爐排風量： 1）對(附錄2)高溫爐車間軸測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-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力。根據(jù)表1，輸送含有高溫煙氣的空氣時，風管內最小風速為，垂直風管11m/s、水平風管13m/s。管段1根據(jù)， ，由工業(yè)通風（第四版 孫一堅主編）書中附錄9可查出管徑、單位長度摩擦阻力，所選管徑應盡量符合附錄11的通風管道統(tǒng)一規(guī)格。 同理可查得管徑3、4、5、的管徑及比摩阻，具體結果見（表8）；4）確定管段2的管徑及比摩阻，具體結果

24、見（表8）；5）根據(jù)附錄確定各管段的局部阻力系數(shù)：管段1矩形傘罩：，；90°彎頭一個：；圖4 圓形三通圓形三通如圖4所示： ， ； 管段2矩形傘罩：；90°彎頭一個：；圓形三通（圖4）： , ；管段390°彎頭兩個：；除塵器進口漸擴管：進口尺寸392*228mm，變徑管長度400mm，三號管管徑為280mm； ，；管段4：除塵器出口漸縮管：出口尺寸：392*228mm，變徑長度：，四號管管徑為340mm； ，；90°彎頭兩個：；風機入口漸擴管：（近似選擇一臺風機，取進口直徑為462mm），變徑管長度為400mm，四號管管徑為340mm， ； ；管段5風機

25、出口漸縮管：出口尺寸280*320mm，變徑管長度，五號管管徑為340mm； ， ；傘形風帽（）：；6）計算各管段動壓及比摩阻(1）動壓氣體在時的密度，；(2）比摩阻溫度修正： ，；密度、黏度修正：；可查表得知(工業(yè)通風附錄九）。計算得各管段動壓及比摩阻如表7所示：表7 管道動壓及比摩阻管段動 壓Pd Pa比摩阻Rmo Pa/m比摩阻Rm Pa/m135.49101.4235.49101.4341.168.31.16425.414.20.6525.414.20.6計算各管段的水力計算數(shù)據(jù)如表8所示。5.5對并聯(lián)管路進行阻力平衡匯合點A: ， 此時，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。5.6計算系統(tǒng)總阻力5.7選擇風機風機風量 ，風機風壓 ，選用離心風機： 風機轉速，電機直聯(lián)傳動；配用型電動機，電動機功率。表8 管道水力計算表管段編號流量m3/hM3/s長度lm管徑D流 速vm/s動 壓PdPa局部阻力系數(shù)局部阻力ZPa單位長度比摩阻RmPa/m摩擦阻力RmlPa管道阻力Rml+zPa備注11620(0.45)5.42101335.490.3612.81.47.5620.433240(0.9)7.7392801441.160.416.51.16925.543392(0.94)4.2313401125.410.4912.50.62.51553392(0.94)9.53401125.410.6