工業(yè)通風(fēng) 劉博

成績2000.J**ANHUIXINHUAUNIVERSITY課程設(shè)計說明書（計算書、論文）題目某加工車間通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計2000.J**ANHUIXINHUAUNIVERSITY課程名稱工業(yè)通風(fēng)與防塵院（系）土木與環(huán)境工程學(xué)院專業(yè)班級_安全工程（1）班學(xué)生姓名_劉博學(xué)號1142054117設(shè)計地點(diǎn)指導(dǎo)教師_李改設(shè)計起止時間：2014年5月12日至2014年5月25日TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1.前言1\o"CurrentDocument"車間簡介2\o"CurrentDocument"2.1拋光間的基本情況2\o"CurrentDocument"2設(shè)計相關(guān)說明2\o"CurrentDocument"生產(chǎn)車間除塵系統(tǒng)設(shè)計4\o"CurrentDocument"1通風(fēng)除塵系統(tǒng)各部件的選擇43.1.1系統(tǒng)劃分43.1.2排風(fēng)罩的選擇43.1.3風(fēng)管的設(shè)計53.1.4除塵器的選擇63.2系統(tǒng)組合錯誤!未定義書簽。\o"CurrentDocument"3.3通風(fēng)除塵系統(tǒng)的阻力計算103.3.1風(fēng)量的計算103.3.2系統(tǒng)的水力計算錯誤!未定義書簽。結(jié)束語錯誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn)錯誤!未定義書簽。1.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，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。要控制有害物的擴(kuò)散改善車間環(huán)境和防止大氣污染，首先必須了解工業(yè)有害物產(chǎn)生的原因和散發(fā)的機(jī)理，認(rèn)識各種工業(yè)有害物對人體及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害，明確室內(nèi)外環(huán)境要求達(dá)到的控制目標(biāo)（衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn)），提出改善空氣環(huán)境的有效措施。粉塵是占有害物質(zhì)的大多數(shù)，粉塵是指粒徑大小不等，能在空氣中浮游的固體微粒。粉塵的來源很廣，冶金、機(jī)械、建材、輕工、電力等許多工業(yè)生產(chǎn)部門都會產(chǎn)生大量的粉塵。粉塵對人體有很大的危害性，主要通過呼吸道進(jìn)入人體,其次是經(jīng)皮膚進(jìn)入人體，通過消化道進(jìn)入人體的情況較少。粉塵對人體健康的危害同粉塵的性質(zhì)、粒徑大小、濃度、與人體持續(xù)接觸的時間、車間的氣象條件和進(jìn)入人體的粉塵量等有關(guān)。粉塵化學(xué)性質(zhì)是危害人體的主要因素。有些毒性強(qiáng)的金屬粉塵進(jìn)入人體后會引起中毒以至死亡，一般粉塵進(jìn)入人體肺部后可能引起各種塵肺病。粉塵粒徑的大小是危害人體的另一重要因素。粉塵粒徑小，粒子在空氣中不易沉降，也難于被捕捉，造成長期空氣污染，同時易于隨空氣吸入人的呼吸道深部。粉塵粒徑小其化學(xué)活性增大，表面活性也增大，加劇了人體生理效應(yīng)的發(fā)生與發(fā)展。再有粉塵的表面可以吸附空氣中的有害氣體、液體以及細(xì)菌病毒等微生物，它是污染物質(zhì)的媒介物，還會和空氣中的二氧化硫聯(lián)合作用，加劇對人體的危害。粉塵還能大量吸收太陽紫外線短波部分，嚴(yán)重影響兒童的生長發(fā)育。粉塵對生產(chǎn)的影響主要是降低產(chǎn)品質(zhì)量和機(jī)器工作精度；還使光照度和能見度降低，影響室內(nèi)作業(yè)的視野；有些粉塵如煤塵、鋁塵和谷物粉塵在一定條件下會發(fā)生爆炸，造成經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。車間簡介2.1拋光間的基本情況某企業(yè)加工車間如附圖1、2所示，有1#、2#、3#工作臺，已知1#是磨削機(jī),尺寸為0.5m0.5m,工作臺高度0.92m,磨削機(jī)工作時產(chǎn)生的粉塵主要成分是石棉粉塵；2#、3#為拋光機(jī)，每臺拋光機(jī)有一個拋光輪，拋光機(jī)工作時產(chǎn)生粉塵，粉塵的成分有：拋光粉劑、粉末、纖維質(zhì)灰塵（石棉粉塵）。車間具體平面尺寸見圖lo2.2設(shè)計相關(guān)說明2.2.1磨削機(jī)磨削機(jī)尺寸為0.5mX0.5m,排風(fēng)罩可以采用側(cè)吸罩，布置在工作臺上，設(shè)置法蘭邊，罩口寬0.5m,高0.2m,排風(fēng)量可以按工作臺上的側(cè)吸罩（圓形吸氣口）計算?？刂骑L(fēng)速在0.5-5之間選取。2.2拋光機(jī)拋光的目的主要是為了去掉金屬表面的污垢及加亮鍍件。相關(guān)資料如下：排風(fēng)量的計算一般按拋光輪的直徑D計算：L=K-Dm3/h式中：K—每毫米輪徑的排風(fēng)量，m3/ho對于氈輪：K=4；對于布輪：K=6：D—拋光輪直徑，mm。拋光輪為布輪，其直徑為D=200mm,拋光輪工作原理同砂輪，拋光輪的排風(fēng)罩應(yīng)采用側(cè)吸罩或密閉罩。拋光車間除塵系統(tǒng)工藝流程應(yīng)如下：打磨拋光產(chǎn)生粉塵一排風(fēng)罩f風(fēng)管f除塵器f風(fēng)機(jī)f排放圖1:生產(chǎn)車間平面圖圖2：生產(chǎn)車間剖視圖生產(chǎn)車間除塵系統(tǒng)設(shè)計3.1通風(fēng)除塵系統(tǒng)各部件的選擇1.1系統(tǒng)劃分根據(jù)系統(tǒng)劃分的原則，拋光車間和磨削車間的空氣處理要求相同、室內(nèi)參數(shù)要求相同，粉塵種類相同；乂根據(jù)車間的布置，考慮到經(jīng)濟(jì)方面的問題，本設(shè)計中車間所產(chǎn)生的粉塵由一個通風(fēng)除塵系統(tǒng)捕集排除，此通風(fēng)除塵系統(tǒng)由三個排氣罩并聯(lián)、風(fēng)管、除塵器、風(fēng)機(jī)和風(fēng)帽組成。3.1.2排風(fēng)罩的選擇根據(jù)車間的布置，及拋光機(jī)和磨削機(jī)運(yùn)行時粉塵的運(yùn)動方向基本一致，除塵系統(tǒng)中采用局部排風(fēng)罩捕集粉塵。局部排風(fēng)罩是局部排風(fēng)系統(tǒng)的重要組成部分。通過局部排風(fēng)罩口的氣流運(yùn)動，可在有害物散發(fā)地點(diǎn)直接捕集有害物或控制其在車間的擴(kuò)散，保證室內(nèi)工作區(qū)有害物不超過國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。設(shè)計局部排風(fēng)罩時應(yīng)遵循以下原則：1）局部排風(fēng)罩應(yīng)盡可能包圍或靠近有害物發(fā)生源，使有害物局限于較小的空間，盡可能減小其吸氣范圍，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(yùn)動方向一致。3）排風(fēng)罩應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單、造價低，便于制作安裝和拆卸維修。4）和工藝密切配合，使局部排風(fēng)罩的配置與生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)一致，力求不影響工藝操作。

圖3-11作臺而、拋光輪及側(cè)吸罩簡圖（側(cè)視圖與主視圖）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。因為拋光輪的轉(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，為充分捕集打磨拋光所產(chǎn)生的粉塵，拋光輪的排氣罩應(yīng)采用側(cè)吸罩，排氣罩口尺寸為300*300（高），與拋光罩相接，如圖3-1所示。3.1.3風(fēng)管的設(shè)計風(fēng)管的布置通風(fēng)管道是通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分。設(shè)計計算的目的是，在保證要求的風(fēng)量分配的前提下，合理確定風(fēng)管布置和尺寸，使系統(tǒng)的初投資和運(yùn)行費(fèi)用綜合最優(yōu)。通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計直接影響到通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的使用效果和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。在此系統(tǒng)中風(fēng)管的布置應(yīng)遵循以下原則：1）除塵系統(tǒng)的排風(fēng)點(diǎn)不宜過多，以利各支管間阻力平衡；2）除塵風(fēng)管應(yīng)盡可能垂直或傾斜敷設(shè)；3）風(fēng)管的布置應(yīng)力求順直，避免復(fù)雜的管件。彎頭、三通等管件要安排得當(dāng)，與風(fēng)管的連接要合理，以減少阻力和噪聲。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，在相同斷面積時圓形風(fēng)管的阻力小、材料省、強(qiáng)度大，且風(fēng)管直徑較小時比較容易制造，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，布置時不易與建筑、結(jié)構(gòu)配合，明裝時不易布置得美觀。除塵系統(tǒng)風(fēng)管中流速較高，風(fēng)管直徑較小，采用圓形風(fēng)管。風(fēng)管材料的選擇用作風(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、磚及混泥土等。需要經(jīng)常移動的風(fēng)管，則大多用柔性材料制成各種軟管，如塑料軟管、橡膠軟管及金屬軟管等。風(fēng)管材料應(yīng)根據(jù)使用要求和就地取材的原則選用。本設(shè)計中采用鍍鋅板作為風(fēng)管材料，它易于工業(yè)化加工制作、安裝方便、能承受較高的溫度，而且為免拋光織物局部磨損太快，拋光過程中要不斷添加微粉懸浮液，使拋光織物保持一定濕度，鍍鋅薄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(fēng)系統(tǒng)。除塵系統(tǒng)因管壁磨損大，通常采厚度為1.5?3.Omm的鋼板。排風(fēng)口位置的確定根據(jù)由工業(yè)通風(fēng)（第四版孫一堅主編）書中規(guī)定，在一般情況下，通風(fēng)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(shè)計里面排風(fēng)口設(shè)在高度為6.5m的傘形風(fēng)帽上。3.1.4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(fēng)量、除塵效率、阻力、一次投資、維護(hù)管理等。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。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(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。4）氣體的溫度和性質(zhì)。5）選擇除塵器時，必須同時考慮除塵器除下的處理問題。各種常用除塵器的綜合性能在表3-2中列出，可作為選擇時的參考。

表3-2各種常用除塵器的綜合性能除塵器名稱適用的粒徑范圍(Pm)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)水膜除塵器W595?98800?1200中中沖激式除塵器W5951000?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少大石棉粉塵的粒徑一般為0.5?lUm,為達(dá)到較高的除塵效率，本設(shè)計中采用脈沖噴吹清灰袋式除塵器，阻力較小，為Pa。袋式除塵器是一種高效除塵器，它利用纖維織物的過濾作用進(jìn)行除塵。對l.Omn的粉塵，效率高達(dá)98%?99%。它是利用棉、毛、人造纖維等加工的濾料進(jìn)行過濾的。含塵氣體進(jìn)入濾袋之內(nèi)，在濾袋內(nèi)表面將塵粒分離捕集，凈化后的空氣透過濾袋從排氣筒排出。含塵氣體通過濾料時，隨著它們深入濾料內(nèi)部，使纖維間空間逐漸減小，最終形成附著在濾料表面的粉塵層（也稱初層）。袋式除塵器的過濾作用主要是依靠這個初層及以后逐漸堆積起來的粉塵層進(jìn)行的。這時的濾料只是起著形成初層和支持它的骨架作用。因此即使網(wǎng)孔較大的濾布，只要設(shè)計合理，對1Um左右的塵粒也能達(dá)到較高的除塵效率。隨著粉塵在濾袋上的積聚，濾袋兩側(cè)的壓力增大，粉塵層內(nèi)部的空隙變小，空氣通過濾料孔眼時的流速增高。這樣會把粘附在縫隙間的塵粒帶走，使除塵器效率下降。另外阻力過大，會使濾袋易于損壞，通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量下降。因此除塵器運(yùn)行一段時間后，要及時進(jìn)行清灰，清灰時不能破壞初層，以免效率下降。3.2系統(tǒng)組合通風(fēng)管道路線的設(shè)計簡圖:風(fēng)機(jī)⑥l=4m②l=12.2m除塵器通風(fēng)除塵系統(tǒng)的系統(tǒng)圖3.3通風(fēng)除塵系統(tǒng)的阻力計算3.3.1風(fēng)量的計算1）磨削機(jī)風(fēng)量計算取x=0.5m、vs=2m/s有法蘭邊，故：L=0.75（5*0.52+0.5*0.2）*2=1200m3/h2）拋光機(jī)風(fēng)量計算排風(fēng)量的計算一般按拋光輪的直徑D計算：L=K-Dm3/h式中：K——與輪子材料有關(guān)的系數(shù)（布輪：K=6m3/h-mm）把一個拋光車間的粉塵捕集并排出室外，使之達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)所需要的最大風(fēng)量為：L=K?D=6X200=1200m3/h=0.33m3/s3.3.2系統(tǒng)的水力計算計算過程如下：1）對各管段進(jìn)行編號，標(biāo)出管段長度和各排風(fēng)點(diǎn)的風(fēng)量。2）選定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)選擇1-3-5-除塵器-6-風(fēng)機(jī)-7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。查有關(guān)資料，輸送石棉粉塵的空氣時，風(fēng)管內(nèi)最小風(fēng)速為，垂直風(fēng)管12m/s、水平風(fēng)管18m/so考慮到除塵器及風(fēng)管漏風(fēng)，管段6及7的計算風(fēng)量為：3600X1.05=3780m3/h=l.05m3/s管段1根據(jù)L=1200m3/h（0.33m3/s）.V1=18m/s,由有關(guān)資料查出管徑和比摩阻。所選管徑應(yīng)盡量符合通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格。Di=160mm,Roi=35Pa/m同理可查得管段3、5、6、7的管徑及比摩阻，具體結(jié)果見表3-3。

4）確定管段2、4的管徑及比摩阻，見表3-3。5）查附錄，確定各管段的局部阻力系數(shù)。表3-3管道水力計算表管段編號流量(m3/h/m3/s)長度1(m)管徑D(nun)流速v(m/s)動壓Pd(Pa)局部阻力系數(shù)（￡4）局部阻力Z（Pa）比摩阻Rm(Pa/m)摩擦阻力Rml（Pa）管段阻力Rml+Z(Pa)備注1(1200)0.337.116018194.40.8155.5235248.5404.023(2400)0.662.422018194.40.238.881843.282.085(3600)1130018194.40.7136.081414150.086(3780)1.0543201286.40.2723.3352043.337(3780)1.056.53201286.40.651.84532.584.342(1200)0.3312.216018194.40.55106.9235427533.92阻力不平衡4(1200)0.33116018194.40.4587.4835140227.48阻力不平衡2(1200)0.33200185074(1200)0.3314018234.5除塵器1200（1）管段1吸收罩漸縮管4=0.190°彎頭(R/D=1.5)一個，I=0.17直流三通（1-3）（見圖3-4）D.—IFF人3人3160)2=0.53160220160220=1.06^1a=30J理)L.2400=0.5查得，3二0?53Z&=0.1+0.17+0.53=0.8圖3-4圖3-4合流三通（1）管段2吸收罩漸縮管4=0.190°彎頭（R/D=1.5）一個，&=0.1760°彎頭（R/D=1.5）一個，&=0.15合流三通（2-3）（見圖3-4）：&,3=0.13Z&=0.1+0.17+0.15+0.2=0.55管段3直流三通(3-*5)(見圖3-5)旦+互」21"^[^^<220?fl60f根據(jù)F5F5[dJ[dJboo)UOO)a=30°:=>f3+f4?f5=（尚28L4_=（尚28L4_1200Z7-(36OO)=0.33查得8”=0?2圖3-5合流三通（3）管段4吸收罩漸縮管&=0.160°彎頭（R/D=1.5）一個,&=0.15合流三通（4-5）（見圖3-5）:E45=0.2Z&=0.1+0.15+0.2=0.45（4）管段5除塵器進(jìn)口變徑管（漸擴(kuò)管）除塵器進(jìn)口尺寸300*800mm,變徑管長度500mm,tga'8°°~3°0）=0.52500a=26.5°&=0.7（5）管段6除塵器出口變徑管（漸縮管）除塵器出口尺寸300*800mm,變徑管長度400mm,tga'8°°~320）=0.62400a=31°4=0.1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D]W00mm,變徑管長度l=300mm500、，1(500-320)八"—)-=2.44tga==0.332072300a=16.7°&=0.17Z&=0.1+0.17=0.27(7)管段7風(fēng)機(jī)出口漸擴(kuò)管風(fēng)機(jī)出口尺寸410*315mmD廣320mm%0.08==U.ozs一UF出0.129帶擴(kuò)散管的傘形風(fēng)帽(h/Do=O.5):&=0.60￡&=0.606）計算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力。計算結(jié)果見表3-3.7）對并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡。（1）匯合點(diǎn)AAP.=404.02PaAP.-533.92PaA■△『△4=533.92-404.02=24%〉］。％△R533.92為使管段2阻力與管段1的阻力達(dá)到平衡，改變管段2的管徑，減小其阻力。/\0.225,、0"5nfAPJ』533.92）D「=DJ——-=16（/a1/0mmAP；）\404.02）根據(jù)通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格，取D>200mmo其對應(yīng)的阻力費(fèi)'=533.92（些］=507Pa（200）竺蘭=507-404.02=20%〉］。％不符合要求\P：507此時仍處于不平衡狀態(tài)。因此取D2=200mm,在運(yùn)行時再輔以閥門調(diào)節(jié)，消除不平衡。（2）匯合點(diǎn)B△P】+△P3=404.02+82.08=486.1Pa△P」=227.48Pa皿+M)—M=486.1-227.48=53%〉io%M+M486.1為使管段4阻力與管段1、3總阻力達(dá)到平衡，改變管段4的管徑，增大其阻力。D0僵「皿留二5根據(jù)通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格，取D>140mmo其對應(yīng)的阻力f16