某加工車間通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)說明書課程設(shè)計(jì)說明書( (計(jì)算書、論文計(jì)算書、論文) )題 目 某加工車間通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì) 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(jí) 安全工程（1）班 學(xué) 生 姓 名 劉 博 學(xué) 號(hào) 1142054117 設(shè) 計(jì) 地 點(diǎn) 指 導(dǎo) 教 師 李 改 設(shè)計(jì)起止時(shí)間：2014 年 5 月 12 日至 2014 年 5 月 25 日成績(jī)目 錄1.1.前言前言.1 12 2. .車間簡(jiǎn)介車間簡(jiǎn)介.2 22.1 拋光間的基本情況.22.2 設(shè)計(jì)相關(guān)說明.23.3.生產(chǎn)車間除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)車間除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì).4 43.1 通風(fēng)除塵系統(tǒng)各部件的選擇.43.1.1 系統(tǒng)

2、劃分 .43.1.2 排風(fēng)罩的選擇 .43.1.3 風(fēng)管的設(shè)計(jì) .53.1.4 除塵器的選擇 .63.2 系統(tǒng)組合.93.3 通風(fēng)除塵系統(tǒng)的阻力計(jì)算.10 3.3.1 風(fēng)量的計(jì)算.10 3.3.2 系統(tǒng)的水力計(jì)算 .104 4. .結(jié)束語結(jié)束語.1616參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).1616工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)劉博01.1.前言前言 在工業(yè)生產(chǎn)過程中會(huì)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(huì)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(dòng)植物生長(zhǎng)，影響生產(chǎn)過程的正常運(yùn)行。因此控制工業(yè)有害物對(duì)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

3、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(shí)各種工業(yè)有害物對(duì)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(huì)產(chǎn)生大量的粉塵。粉塵對(duì)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(duì)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(shí)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

4、性強(qiáng)的金屬粉塵進(jìn)入人體后會(huì)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(zhǎng)期空氣污染，同時(shí)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(huì)和空氣中的二氧化硫聯(lián)合作用，加劇對(duì)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(zhǎng)發(fā)育。粉塵對(duì)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

5、如煤塵、鋁塵和谷物粉塵在一定條件下會(huì)發(fā)生爆炸，造成經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)劉博12.2.車間簡(jiǎn)介車間簡(jiǎn)介2.12.1 拋光間的基本情況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(tái)，已知 1#是磨削機(jī)，尺寸為 0.5m0.5m，工作臺(tái)高度 0.92m，磨削機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的粉塵主要成分是石棉粉塵；2#、3#為拋光機(jī)，每臺(tái)拋光機(jī)有一個(gè)拋光輪，拋光機(jī)工作時(shí)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 1。2.22.2 設(shè)計(jì)相關(guān)說明設(shè)計(jì)相關(guān)說明2.2.1 磨削機(jī)磨削機(jī)尺寸為 0.5m0.5m，排風(fēng)罩可以采用側(cè)吸罩，布置

6、在工作臺(tái)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(tái)上的側(cè)吸罩（圓形吸氣口）計(jì)算?？刂骑L(fēng)速在 0.55 之間選取。2.2.2 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(jì)算一般按拋光輪的直徑 d 計(jì)算：l=kd m3/h式中：k每毫米輪徑的排風(fēng)量，m3/h。對(duì)于氈輪：k=4；對(duì)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)生粉塵排風(fēng)罩風(fēng)管除塵器風(fēng)機(jī)排放工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)劉博23020圖 1：生產(chǎn)車間平面圖圖

7、2：生產(chǎn)車間剖視圖工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)劉博33.3.生產(chǎn)車間除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)車間除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.13.1 通風(fēng)除塵系統(tǒng)各部件的選擇通風(fēng)除塵系統(tǒng)各部件的選擇3.1.1 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；又根據(jù)車間的布置，考慮到經(jīng)濟(jì)方面的問題，本設(shè)計(jì)中車間所產(chǎn)生的粉塵由一個(gè)通風(fēng)除塵系統(tǒng)捕集排除，此通風(fēng)除塵系統(tǒng)由三個(gè)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(shí)粉塵的運(yùn)動(dòng)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(dòng)

8、，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(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。設(shè)計(jì)局部排風(fēng)罩時(shí)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(dòng)方向一致。3）排風(fēng)罩應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)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。工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)劉博4圖 3-1 工作臺(tái)面、拋光輪及側(cè)吸罩簡(jiǎn)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(shí)產(chǎn)生的損傷層。因?yàn)閽伖?/p>

9、輪的轉(zhuǎn)動(dòng)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(jì)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(jì)計(jì)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(jì)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

10、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(shí)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(shí)比較容易制造，保溫亦方便。但工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)劉博5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。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(dòng)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

11、據(jù)使用要求和就地取材的原則選用。本設(shè)計(jì)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 1.53.0mm 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(jiān)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(jì)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(shí)必須全面考慮各種因素的影響，如處理風(fēng)

12、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(duì)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(shí)，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(shí)，必須同時(shí)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(shí)的參考。工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)劉博6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（m）效率（）阻力（pa）設(shè)備費(fèi)運(yùn)行費(fèi)重力沉降室505050130少

13、少慣性除塵器20505070300800少少旋風(fēng)除塵器51560908001500少中水浴除塵器11080956001200少中下臥式旋風(fēng)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少大石棉粉塵的粒徑一般為 0.51m，為達(dá)到較高的除塵效率，本設(shè)計(jì)中采用脈沖噴吹清灰袋式除塵器，阻力較小，為 p =1200 pa。c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(duì)1.0m 的粉塵，效率高達(dá) 9899。它是利用棉、毛

14、、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，凈化工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)劉博7后的空氣透過濾袋從排氣筒排出。含塵氣體通過濾料時(shí)，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(gè)初層及以后逐漸堆積起來的粉塵層進(jìn)行的。這時(shí)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(jì)合理，對(duì) 1m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(shí)的流速增高。這樣會(huì)把粘附在縫隙間的塵粒帶走，使除塵器效率下降。另外阻

15、力過大，會(huì)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(shí)間后，要及時(shí)進(jìn)行清灰，清灰時(shí)不能破壞初層，以免效率下降。工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)劉博83.23.2 系統(tǒng)組合系統(tǒng)組合通風(fēng)管道路線的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖：除塵器風(fēng)機(jī)通風(fēng)除塵系統(tǒng)的系統(tǒng)圖l=7.1ml=12.2ml=2.4ml=4ml=1ml=4ml=6.5mab工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)劉博93.33.3 通風(fēng)除塵系統(tǒng)的阻力計(jì)算通風(fēng)除塵系統(tǒng)的阻力計(jì)算3.3.1 風(fēng)量的計(jì)算1）磨削機(jī)風(fēng)量計(jì)算 取 x=0.5m 、 vx=2m/s 有法蘭邊，故： l=0.75（5*0.52+0.5*0.2）*21200 m3/h2) 拋光機(jī)風(fēng)量計(jì)算 排風(fēng)量的計(jì)算一般按拋光輪的直徑

16、d 計(jì)算： l=kd m3/h式中：k與輪子材料有關(guān)的系數(shù)（布輪：k=6m3/hmm）把一個(gè)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=kd=6200=1200 m3/h=0.33 m3/s3.3.2 系統(tǒng)的水力計(jì)算 計(jì)算過程如下：1）對(duì)各管段進(jìn)行編號(hào)，標(biāo)出管段長(zhǎng)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(zhǎng)度摩擦阻力。查有關(guān)資料，輸送石棉粉塵的空氣時(shí)，風(fēng)管內(nèi)最小風(fēng)速為，垂直風(fēng)管12m/s、水平風(fēng)管 18m/s。考慮到除塵器及風(fēng)管漏風(fēng)，管段

17、6 及 7 的計(jì)算風(fēng)量為：36001.05=3780 m3/h=1.05 m3/s管段 1根據(jù) l1=1200 m3/h(0.33 m3/s)、v1=18 m/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。d1=160 mm, rml=35 pa/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。工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)劉博104）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(jì)算表（1）管段 1吸收罩漸縮管 =0.190彎頭（r/d=1.5）一個(gè)，=0.17直流三通（13） （見圖 3-4）根據(jù)

18、=30 ； 321222322313231fff 106. 1220160220160ddddffff 53. 0)220160(232ff5 . 0)24001200(32ll管段編號(hào)流量（m3/h/m3/s）長(zhǎng)度l（m）管徑d（mm）流速v（m/s）動(dòng)壓pd（pa）局部阻力系數(shù)（）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)1130018194.40.7

19、136.081414150.086(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)0.33416018194.40.4587.4835140227.48阻力不平衡2(1200)0.33200185074(1200)0.3314018234.5除塵器1200工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)劉博11查得 =0.5313=0.1+0.17+0.53=0.8圖 3-4 合流三通（1） 管段 2吸收

20、罩漸縮管 =0.190彎頭（r/d=1.5）一個(gè)，=0.1760彎頭（r/d=1.5）一個(gè)，=0.15合流三通（23） （見圖 3-4）：= 0.1323=0.1+0.17+0.15+0.2=0.55（2） 管段 3直流三通（35） （見圖 3-5）根據(jù) =30；543222542535453fff1300160300220ddddffff 28. 0)300160(254ff33. 0)36001200(54ll查得 =0.235工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)劉博12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(gè)，=0.15合流三通（45） （見圖 3-5） ：

21、=0.245=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(zhǎng)度 500mm,tg=5 . 050030080021）（=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(zhǎng)度 400mm,tg=6 . 040032080021）（=31 =0.1風(fēng)機(jī)進(jìn)口漸擴(kuò)管先近似選出一臺(tái)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)進(jìn)口直徑 d =500mm，變徑管長(zhǎng)度 l=300mm1 tg= 44. 2)320500(260ff3 . 030032050021）（=16.7 =0.17=0.1+0.17=0.27(

22、7)管段 7風(fēng)機(jī)出口漸擴(kuò)管風(fēng)機(jī)出口尺寸 410*315mm d =320mm7工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)劉博13 =062. 0129. 008. 07出ff帶擴(kuò)散管的傘形風(fēng)帽(h/=0.5) ： = 0.600d=0.606）計(jì)算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力。計(jì)算結(jié)果見表 3-3.7）對(duì)并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡。（1） 匯合點(diǎn) ap =404.02 pa p =533.92 pa1210 2492.53302.40492.533212ppp 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。 mm17002.40492.533160ppdd225. 0225. 02222根

23、據(jù)通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格，取=200mm。其對(duì)應(yīng)的阻力2d pa 50720016092.533225. 0 2p10 不符合要求2050702.404507212 ppp此時(shí)仍處于不平衡狀態(tài)。因此取 mm ，在運(yùn)行時(shí)再輔以閥門調(diào)節(jié)，消200d2除不平衡。（2） 匯合點(diǎn) bp +p =404.02+82.08=486.1 pa p =227.48 pa1341031431)(ppppp531 .48648.2271 .486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。工業(yè)通風(fēng)課程設(shè)計(jì)劉博14d =d160mm44225. 044pp87.1341 .48648.227225. 0根據(jù)通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格，取 d =140mm。其對(duì)應(yīng)的阻力 4 pa 5 .23414016048.227225. 0 4p