除尘通风的设计方案.docx

通风与除尘课程设计学院：环境工程学院指导教师：郑万兵班级：建环092学生姓名：李开宇学号：武汉纺织大学二O一二年十二月三十日1 .序言32 .工业通风与除尘设计任务32.1 设计时间32.2 设i目和规定32.3 设计题目内容和规定43 .通风除尘系统设计53.1 通风除尘系统设计53.2 排风罩日勺设计53.3 风管的选择73273.4 三通确实定73.5 除尘器的选用83.6 除尘系统管道水力计算83. 6通风除尘系统日勺平常安全管理措施164. 计算成果分析175. Ff寸185.1 管内风速186.通风除尘系统图18参照文献181序言工业通风是通风工程0重要部分，其重要任务是，控制生产过程中产生0粉尘、有害气体、高温、高湿，发明良好的生产环境和保护大气。做好工业通风工作，首先可以改善生产车间及其周围日勺空气条件，防止职业病B¾产生、保护人民健康、提高劳动生产率；另首先可以保证生产正常运行，提高产品质量。伴随工业的不停发展，散发的工业有害物的种类和数量日益增长，大气污染已经成为了-一种全球性的问题。怎样做好工业通风，职业安全健康管理以及环境保护是我们安全工作人员0一项重要职责。本次课程设计为工业通风中B¾除尘系统设计，重要要将车间产生的大量水泥粉尘通过合理有效B¾除尘系统来净化空气，提高车间及其周围环境的空气质量。车间中的粉尘浓度抵达一定值也许会导致爆炸，严重影响人们的生产生活和社会的安定友好。因此需采用有效的通风措施在有害物产生地点把它们搜集起来，通过净化处理排至室外，使车间内有害物浓度低至国家卫生原则规定的最高容许浓度如下。通过本次设计，使同学们亲自动手进行通风除尘系统B设计及计算，切实体会通风除尘在工业生产中B¾重大作用，理论联络实践，培养同学们的动手能力以及合作能力。2工业通风与除尘设计任务2.1 设计时间设计时间为本学期第18T9周。2.2 设计目的和规定设计目的课程设计是课程教学中0一项重要内容，是教学计划中综合性较强0¾实践教学环节，它对协助学生全面牢固地掌握课堂教学内容、培养学生0实践和实际动手能力、提高学生全面素质具有很重要B¾意义。本次课程设计是在学习暖通空调的基础上，综合运用所学的理论知识，完毕通风系统设计，计算排风量，进行通风管道的水力计算，平衡并联管路时阻力,选择合适的风机等。其目的是通过课程设计使学生对工业通风知识有全面的掌握和应用，对工程设计有初步B认识，增强学生B识图、绘图能力培养学生综合运用通风与除尘理论知识、独立分析和处理工程实际问题B¾能力。设计规定(1)通过课程设计，规定学生对通风与除尘设计内容和过程有较全面地理解和掌握，熟悉有关通风问题的设计规范、规程、手册和工具书。(2)在教师指导下，独立完毕课程设计任务指导书规定的所有内容。问题分析与计算规定对的、文理通顺、方案合理、体现清晰，符合课程设计规定。2.3设计题目,内容和规定设计题目金属加工车间通风系统除尘设计设计内容根据金属加工车间的实际状况，搜集有关通风设计的资料和数据，应用所学的理论知识,对加工车间的通风系统进行合理设计，建立车间整体通风除尘系统,确定通风方式，通风管道尺寸及布置，选择排尘设备并设计设备主体，选择风机等。设计规定（1）搜集有关工业通风的资料和数据；（2）对通风除尘有关知识进行深入学习；（3）排尘柜（罩）的设计；（4）通风管路0设计及风量计算；（5）通风系统布置；（6）通风机B选择与安装位置；（7）除尘设备的选择与安装位置;3通风除尘系统设计3.1 通风除尘系统设计3.2 排风罩的设计假定排风罩设在工艺设备0上方，由于设备0限制，气流只能从侧面流入罩内。上吸式排风罩B¾尺寸及安装位置如图31所示。为了防止横吹气流日勺影响，规定H要尽量不不不大于或等于0.3a（罩口长边尺寸），排风罩尺寸可由如下公式求得。1.=KPHvxn/h式中P一排风罩口敞开面的周长，m；H一罩口至污染源0距离，m5匕一边缘控制点日勺控制风速，m/s；K一考虑沿高度速度分布不均匀的安全系数，一般取21.4。假设尘源尺寸为IOOO×600×800 (mm),图31取排风量为3500加/% ,令H=400mm,则罩口尺寸长边 A = 1.0 + 0.4 × 0.4 × 2 = 1.32m短边 B = 0. 6 + 0. 4 X0.4 × 2 = 0.92m在罩口安排有一挡板，则罩口周长P=1.32+0.92X2=3.16m根据公式将L=3500w3代入求得Vv=0.55ms控制点的控制风速裹N(I)污染物放散忸说½IO(ms)举例以轻微的速度放散郛相当平静的空攵巾以较低的初速故敬JW属平。的空气中以相当大的速贵放散H隰,或是放舐列空气运动达逋的区城以商速放放出K或比放Si到空气适动很迅速的区域1).23。.505lQ1-2.52.5-10槽内液体的蒸发I为体或则从做口容器中A啧傕室内喉醺断续陋陋倒有生居的干物伸到容海巾I三在小隋谏室内用高压力欧根.快显装置或袋撤往运输器上给料困削I富破电漆筒河理根据上表可知vv满足焊接时B最小控制点风速0.5ms同理当L=37003,L=400073?时求得日勺匕均不不大于0.5ms同样满足条件因此三个尘源处可用相似0矩形排风罩，该排风罩规格为1320X920(mm)扩张角取60°。3.3 风管选择风管材料的选择用作风管的材料有薄钢板、硬聚乙烯塑料板、胶合板、矿渣石膏板、砖及混凝土等。这里选用薄钢板，由于它的长处是易于工业化加工制作、安装以便、能承受较高温度。风管断面形状的选择风管断面形状有圆形和矩形两种。两者相比，在相似断面积时圆形风管的J阻力小、材料省、强度也大；圆形风管直径较小时比较轻易制造，保温亦以便。不过圆形风管管件0放样、制作较矩形风管困难；布置时不易与建筑、构造配合，明装时不易布置得美观。当风管中流速较高，风管直径较小时，一般使用圆形风管。因此此处选用圆形风管。3.4 弯头确实定布置管道时，应尽量取直线，减少弯头。圆形风管弯头0曲率半径一般应不不大于(1-2)倍管径。故此处取90。弯头R=L5D。由于管道中含尘气流对弯头的冲刷磨损，极易磨穿、漏风，影响正常的集尘效果，因此要对弯头加以耐磨设施。3.5 三通确实定三通内流速不同样的J两股气流汇合时aJ碰撞，以及气流速度变化时形成涡流时导致局部阻力0原因。为减小三通日勺局部阻力，应防止引射现象，还应注意支管和干管0连接，减小其夹角，因此支管与总管0¾夹角取=30。；同步，还应尽量使支管和干管内B¾流速保持相等。通弯头同样，三通管件也应加耐磨设施。3.6 除尘器的选用该车间粉尘0粒径为0.5lm,而袋式除尘器对1.0m0粉尘，效率高达98%99%O因此选用袋式除尘器。它的进口尺寸400x1100仍1,风机进口直径Z）=650mm,风机出口尺寸484X426mm。3.7 除尘系统管道水力计算对各管进行编号，标出管段长度和各排风点0排风量。见附图。选定最不利环路，本系统选择235除尘器一6一风机一7为最不利环路。根据各管道的风量及选定的流速，确定最不利环路上各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。根据表6-3（除尘风管的最小风速），输送具有金属粉尘的空气时，风管内最小风速为：垂直风管13ms,水平风管15zns考虑到袋式除尘器及风管漏风率按5%计算，管段6及7计算风量为(3500÷3700+4000)X1.05=11760ni)1h管段1根据L1=37003/力(LO3-、V1=16.7mis由附录6可查出管径和单位长度摩擦阻力。所选管径应尽量符合附录8B¾通风管道统一规格。DI=2S0mnRH=12.52/tn同理可查得管段1、3、5、6、7的管径及比摩阻，详细成果见表1(4)确定管段2、4的管径及单位长度摩擦阻力，见表1查附录7,确定各管段0局部阻力系数。管段1摩擦阻力APma=RmJ=12.5x29.5Pa=368.8Pa局部阻力设备排风罩J=0.1690。弯头(RO=L5)1个<=0.17合流三通(13)见图2在综合国内外所有的三通局部阻VlLlV3L3力系数中，发现用如下公式求得品=甘O5N2 M %V；+0.5当匕>匕时%(1)÷1÷1(v'0,5k(v'yo,5M式中匕一总管中0¾流速（，/S）匕一直通管中的流速（机/S）匕一旁支管中的流速（机/S）V3一合流三通日勺最合理流速（机/S）可按下式计算V3=%+£/COSQ将K=16.7ms,V2=13.8m5,匕=15.4ms,L1=3700m3,L2=4000m3,Z3=7700/力代入上式求得丫3=14.2机/sV3<因此继而求得务3（1）=-005,九=°32ZJ=O.16+0.17+0.32=0.65管内动压”,=jf¥=早xl67RZ=I67Pap.1=ZgPdl=0.65x167RZ=Io8.6Pa管段1的阻力p1=pwl+p21=(368.8+108.6)Pa=477.4Pa管段2pw2=zl22=6.9×9.2Pa=63.5Pa局部阻力设备排风罩=0.1660。弯头(RO=1.5)1个自=0.13合流三通(23)见图2(i)=-°°5Zq=O.16+0.13-0.05=0.24管内动压Pd2='近=x13.82RZ=II4Pap,2=ZgPI2=024xl14Pa=27.4Pa管段1的阻力p2=7zh2+pz2=(63.5+27.4)Pa=90.9Pa管段3摩擦阻力3，,3=HL=(72x3)Pa=2L6Pa局部阻力合流三通(35)见图3COSQV5 =德X64+部X68C。S30。1121120014.9"?/S+05=-5V(V)v,5(i)-÷05将V3=15.4mls,3匕=15.8ms%=15.8mis求得基=009,=0.11V=O.09管内动压Pd3=分=X15.42RZ=I42.3Pa2二3=>gPda=°.09xl42.3Pa=I2.8Pa管段3的阻力p3=Apm3+pz3=(21.6+12.8)Pa=34.4Pa管段4摩擦阻力=,4=(W.5×39.6)Pa=415.8Pa局部阻力设备排风罩4=0.1690。弯头(RD=.5)1个=0760。弯头(RlD=I5)1个J=O.13合流三通(45)见图3查得=0.11ZJ=O.16+0.17+0.13+0.11=0.57管内动压力4=分=x682RZ=I49.8Pap.4=22P4=057×149.8Pa=85.4Pa管段40阻力p4=4+p,4=(415.8+85.4)Pa=501.IPa管段5摩擦阻力¼w,5=h,5z5=(5.1×12.7)Pa=64.8Pa局部阻力90°弯头(RlD=T5)2个J=0.17除尘器进口变径管(渐扩管)除尘器进口尺寸4(X)ll(X)%m,变径管长度600根加,a - 26.6°tan=°味(X)=O§26004=0.7Zg=O.17+0.17+0.7=1.04管内动压5=分=导xl5.82RZ=I49.8Papr.5=jp5=1.04×149.8Pa=155.8Pa管段5B¾阻力p5=pzw5+p.5=(64.8+155.8)Pa=220.6Pa管段6=,6z6=(35×5)pa=175Pa局部阻力除尘器出口变径管（渐缩管）除尘器出口尺寸IOoOX3OOa三2,变径管长度L=500mmtana =1 1000-560 = Q44 2500a = 23.1°4=0.1090°弯头(RO=1.5)2个4=0.17x2=0.34风机进口变径管（渐扩管）根据设计经验，初步选择4-68No.6A机,风机的进口尺寸为D=650mm,变径管长度为300mm-=1.35a=17。J0.03F6560Zg=O.34+0.03+0.1=0.47管内动压pd=×1332Pa=106.IPaZSp.6=lp=0.47×106.IPa=49.9Pa管段60阻力p6=pm6+pz6=(17.5+49.9)Pa=67.4Pa管段75叫7=R,"7=(35xll)Pa=38.5Pa局部阻力风机I内出口尺寸为426x4846机D1=560mm乡x.562扩散角度按设计定为10° 0.1r7_4=iinFl.,0.42×0.48,带扩散管0¾伞形风帽(zA=0.5)=0.60ZJ=O.6+0.1=0.7管内动压=1y×13.32Ptz=106.1Papz7=yyp1=0.7×106.IPa=74.3Pa管段7的阻力A/?=7+A'z,7=(38.5+74.3)Pa=I12.8Pa表一管道水力计算表管段编号流量1.(W3/)长度1(ID)管径D(mm)流速V(ms)动压P(Pa)局部阻力系数局部阻力Z(P0)单位长度摩擦阻力R.(PJm)摩擦阻力IU(巴)摩擦阻力Kml+Z(P)1370029.328016.71670.65108.612.5368.8477.4240009.232013.81140.2427.46.963.590.9377003.042015.4142.30.0912.87.221.634.44350039.628015.8149.80.5785.410.5415.8501.151120012.750015.8149.81.04155.85.164.8220.6611760556013.3106.10.4749.93.517.567.47117601156013.3106.10.7074.33.538.5112.8除尘器1300对各并联管路进行阻力平衡节点A6=477.422=90.9，,一怨 477.490.9477.4= 81%>10%为使管段1、2抵达阻力平衡，要修改原设计管径，重新计算管段阻力，变化管段1B¾管径。根据公式(8-20),0.225= 32090.9【477.4,、0.225=220.2mm根据通风管道统一规格，取。;=220mm.时,=423Pav = 29.2 m/s其对应的阻力p； = 90.9<220W= 480.9p； - APi6480.9-477.4480.9= 0.73% <10%此时处在平衡状态。节点B4+A片=34.4+477.4=5ll.SPaA&=50LIE= 2.1%<10%+-511.8-501.1+=-511.8此处在平衡状态，符合规定。(6)计算系统的总阻力由于9=477.4Pq,p2=480.9Pap1<p2故核定为管道235除尘器一6一风机一7为主管线。该系统的总阻力P=Z(Rml+p2)=480.9+34.4+220.6+1300+67.4+112.8=2216.1选择风机风机风压Pf=K4P=1.2×2216.Pa=2659.3Ptz风机风量qvf=KgL=I.15X117606%=13524，%选用4-68NO.6A风机，其性能为pf=2900尸。)=19300噌风机转速：n=2900rmino配用丫132知2-6型电动机，电动机0功率为N=15KW3.8. 通风除尘系统的平常安全管理措施3.8.1. 平台、梯子及照明对常常检查维修的地点，应设安全通道。在检查维修处，如有危及安全的运动物体，均需设防护罩。人也许进入而又有坠落危险B开口处，应设有盖板或安全栏杆。除尘设备0内部应设36V检修照明灯，大、中型除尘器0平台、梯子、储灰仓及输灰装置处应设220V照明灯。照明灯的最低光照密度IOlx,合用光源为汞灯或钠灯。防雷及防静电此处除尘器在非防雷保护范围区域，设置防雷装置，并且设置设备和金属构造的接地以及管道B¾接地。防火防爆为了防止空气中的可燃物含量抵达爆炸极限，碰到电火花、金属碰撞引起的火花或其他货源而爆炸。虽然此处抛光车间里是布轮与金属接触，不会产生电火花，为了以防万一，还是应注意一下。袋式除尘器管理运行前应检查除尘器各个检查门与否关闭严密，各转动或传动部件与否润滑良好；处理热、湿0含尘气体时，除尘器开车前应先预热滤袋，使其超过露点温度，以免尘粒粘结在滤袋上。一般预热约515min0预热期间滤袋和风机需一直运转，而清灰机构不运行。预热完毕，则整个系统才可投入正常运行。如系统此外设有热风加热装置，则应先运行；运行时，要一直保持除尘器灰斗下面排灰装置运转。不合适将除尘器的下部决斗作贮灰用；定期检查除尘器压力损失与否符合设计规定，清灰机构运行与否正常；在停车后，清灰机构还需运行几分钟，以清除滤袋上0积尘；常常检查滤袋有无破损、脱落等现象，并立即处理。检查措施可采用：观测粉尘排放浓度，与否冒灰，检查滤袋洁净一侧，如发既有局部粉尘有明显粘结，一般表明对面滤袋有破损；检查滤袋出口花板有否积灰等；检查分室反吹的各除尘室，排风及进风阀门动作与否协调正常；注意脉冲阀动作与否正常，压缩空气压力与否符合规定；及时清理及运走除尘器排出的J粉尘；除尘系统应在所服务的工艺设备运行前开车，在其停止运行后停车。4计算成果分析通风管道的计算是在系统和设备布置，风管材料、各送排风点的位置和风量均已确定的基础上进行的。起重要目的J是，确定各管段的管径和阻力，保证系统内抵达规定0风量分派。在确定风管断面尺寸时，应当用附录6所列0通风管道统一规格，以利于工业化加工制作。风管断面尺寸确定后应当按照管内实际流速计算阻力。为保证各送、排风点抵达预期的风量，两并联支路的阻力必须保持平衡。对一般的通风系统，两支管的阻力应不超过15%；除尘系统应不超过10%。最终确定风机的型号和动力消耗。5附录5.1管内风速（ms）一般通风系统风管内的风速规定见表2,除尘通风管道内最低空气流速规定见表3。表2一般通风系统风管内0¾风速（ms）风管部位生产厂房机械通风民用及辅助建筑物钢板及塑料风管砖及混凝土风管自然通风机械通风干管6144120.51.058支管28260.50.725表3除尘通风管道内最低空气流速（ms）粉尘性质垂直管水平管粉尘性质垂直管水平管粉状H勺粘土和砂1113铁和钢（屑）1923耐火泥1417灰土、沙尘1618重矿物粉尘1416锯屑、创屑1214轻矿物粉尘1214大块干木屑1415干型砂Il13干微尘810煤灰IO12燃料粉尘14-1616-18湿土（2%如下水分）1518大块湿木屑1820铁和钢（尘末）1315谷物粉尘IO12棉絮8IO麻、短纤维粉尘、杂质812水泥粉尘8-1218-226.通风除尘系统图见附页参照文献1王汉青.通风工程.机械工业出版社，20232孙一坚.简要通风设计手册.中国建筑工业出版社，20233中华人民共和国建设部暖通空调制图原则（GB50114-2023）.中国计划出版社，20234国家建委建筑研究院.全国通用通风管道计算表.中国建筑工业出版社，1977