鑄造車間通風除畢業(yè)設計方案

1、摘要本設計為西安市紅旗鑄造車間的通風除塵設計。結合工程，查閱相關的資料，確定室 內(nèi)外的相關參數(shù)，校核圍護結構的最小熱阻，計算建筑物的圍護結構耗熱量及建筑內(nèi)的 電動設備的散熱量。根據(jù)暖通規(guī)范的要求，提出了通風除塵系統(tǒng)的設計方案，并進 行管道布置。根據(jù)工藝選擇排風罩罩口形式的，并計算排風量。確定管道斷面形式及尺 寸，進行水力計算，選擇凈化設備和風機的型號。選擇風管的管材及其安裝方式。最后 進行夏季校核關鍵詞 : 熱負荷，通風，除塵，水力計算ABSTRACTAThe design for the red flag foundry in xian is completed dnd ventilatio

2、n dust removal are desig ned. Comb ined with engin eeri ng and accessde releva nt in formati on, the related is determ ined pheked.The heat comsuptio n of the palisade structure of the buili ng and the heat of the electric equipment are calculated. According to standards,the ventilation dust removal

3、 system desig n scheme, and pip ing layout is puts forword. Accord ing to the tech no logy choice is decided , the exhaust air is calculate. Pipe section mode and dimensions,by the hydraulic calculatio n is decidarameters of room in side and outside. The palisade structure minimum thermal resista ne

4、e is ced, purificati on equipme nt and fan models is choosed. The pipes and the installation way duct is chossed.Keywords: heating load , ventilation, dust removal、八前言隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展， 工業(yè)有害物的散發(fā)量日益增加， 環(huán)境污染問題越來越 嚴重。嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞給經(jīng)濟社會發(fā)展帶來了負面影響。工業(yè)生產(chǎn)過程伴隨 著數(shù)以億噸計的有害物排放， 這些有害物如果不進行處理， 會嚴重污染室內(nèi)外空氣環(huán)境， 對人民身體健康造成極大的

5、危害，特別是 工礦企業(yè)。所以 有效的通風與除塵，不僅可以 稀釋或排除生產(chǎn)過程產(chǎn)生的毒害、爆炸氣體及其粉塵，給作業(yè)場所送入足夠數(shù)量和質(zhì)量 的空氣，而且可以調(diào)節(jié)作業(yè)場所的溫度、濕度，為作業(yè)人員提供舒適的作業(yè)環(huán)境，提高 工作效率，減少人身、財產(chǎn)損失。本設計為西安市紅旗鑄造廠的通風除塵設計， 建筑面積為 6266.34 平方米。 該建筑主 體兩層，一層為清理工部和砂處理工部，二層主要為熔煉工部和造型工部。在設計中，參考了相關書籍，力求將工程的要求與理論知識相結合，在實踐中不斷的 改進。設計時，根據(jù)通風除塵設計的基本方法和步驟，嚴格按照設計手冊，并盡可能使 經(jīng)濟技術通風效果來確定設計方案，最終解決工程實

6、際問題。由于本人知識水平有限，缺乏實踐經(jīng)驗，故設計中有需要加以改進的地方，還請老師 批評指正。目錄1 基本資料 . 11.1 地區(qū)資料 . 11.2 氣象資料 . 11.2.1 室外氣象資料 11.2.2 室內(nèi)氣象資料 11.3 工藝資料 . 11.3.1 工作班制 11.3.2 工藝流程 11.3.3 有害物介紹 21.3.4 車間主要設備表 21.4 土建資料 . 31.4.1 門窗規(guī)格 31.4.2 墻體結構 31.4.3 屋頂結構 41.4.4 地面結構 42 建筑圍護結構熱阻校核 . 52.1 外墻（低限）熱阻校核 52.2 屋頂（低限）熱阻校核 63 供暖通風方案確定 . 83.1

7、 供暖通風系統(tǒng)方案確定 . 83.2 排風系統(tǒng)方案確定 . 83.3 送風系統(tǒng)方案確定 . 94 熱負荷及散熱量計算 . 114.1 圍護結構的基本耗熱量 114.2 圍護結構的附加耗熱量 124.2.1 朝向修正耗熱量 124.2.2 風力附加耗熱量 124.2.3 高度附加耗熱量 124.3 冷風滲透耗熱量 134.4 冷風侵入耗熱量 134.5 工作工況下圍護結構耗熱量及其修正 134.6 工藝設備散熱量 145 局部排風系統(tǒng)設計 . 175.1 排風量確定 . 185.1.1 熔煉工部排風量計算 215.1.2 清理工段排風量計算 225.1.3 砂處理工段排風量計算 225.1.4

8、制芯、澆注和造型工段排風量計算 225.1.5 輔助建筑排風量計算 235.2 排風系統(tǒng)（除塵系統(tǒng)）劃分 245.3 凈化設備（除塵器或凈化塔等）選擇及計算 245.4 排風系統(tǒng)（除塵系統(tǒng)）水力計算 266 送風系統(tǒng)設計 . 306.1 風熱平衡計算 306.2 送風管道選擇及送風小室設備 336.2.1 管道材料的選擇 336.2.2 支架的設置 346.2.3 送風小室計算 . 346.3 送風系統(tǒng)水力計算 376.4 局部送風 397. 夏季車間熱風平衡校核 . 43致 謝. 48附 錄. 49基本資料1.1 地區(qū)資料本工程為西安市紅旗精密鑄造廠的通風除塵設計緯度：北緯34018 / 經(jīng)

9、度：東經(jīng)108O56 / 海拔：396.9m大氣壓力 夏季： 95.95KPa 冬季： 97.87KPa1.2 氣象資料1.2.1 室外氣象資料冬季供暖溫度：-5 C冬季通風溫度：-C冬季室外風向：ENE,1.7m/s夏季通風溫度：30.7 C 夏季空氣調(diào)節(jié)溫度：35.2 C1.2.2 室內(nèi)氣象資料查文獻 5表 2-11-2 ：熔煉工段：12C造型、制芯工段：15C澆注工段：14 C清理工段：14 C砂處理工段：15 C落砂工段：12C1.3 工藝資料1.3.1 工作班制 每天三班平行工作制，三班內(nèi)均進行造型、澆注、落砂各項工作。 全年工作天數(shù)： 360天1.3.2 工藝流程 鑄造工藝可分為三

10、個基本部分，即鑄造金屬準備、鑄型準備和鑄件處理。 鑄造金屬是指鑄造生產(chǎn)中用于澆注鑄件的金屬材料，它是以一種金屬元素為主要成 分，并加入其他金屬或非金屬元素而組成的合金，習慣上稱為鑄造合金，主要有鑄鐵、 鑄鋼和鑄造有色合金。金屬熔煉不僅僅是單純的熔化，還包括冶煉過程，使?jié)策M鑄型的 金屬，在溫度、化學成分和純凈度方面都符合預期要求。為此，在熔煉過程中要進行以 控制質(zhì)量為目的的各種檢查測試，液態(tài)金屬在達到各項規(guī)定指標后方能允許澆注。鑄型準備包括造型材料準備和造型造芯兩大項工作。 砂型鑄造中用來造型造芯的各種原材料，如鑄造砂、型砂粘結劑和其他輔料，以及由它們配制成的型砂、芯砂、涂料等 統(tǒng)稱為造型材料造

11、型材料準備的任務是按照鑄件的要求、金屬的性質(zhì)，選擇合適的原砂、粘結劑和輔料，然后按一定的比例把它們混合成具有一定性能的型砂和芯砂。鑄件自澆注冷卻的鑄型中取出后，有澆口、冒口及金屬毛刺披縫，砂型鑄造的鑄件還 粘附著砂子，因此必須經(jīng)過清理工序。有些鑄件因特殊要求，還要經(jīng)鑄件后處理，如熱 處理、整形、防銹處理、粗加工等。133有害物介紹鑄造車間在生產(chǎn)過程中散發(fā)出大量的粉塵， 有害氣體等對勞動者有害的物質(zhì)。 鑄造車 間產(chǎn)生的有害物質(zhì)種類很多，大致可以分為生產(chǎn)性粉塵和生產(chǎn)性有害物。生產(chǎn)性粉塵是 指在生產(chǎn)過程中形成的，能較長時間漂浮在生產(chǎn)環(huán)境空氣中的固體顆粒；生產(chǎn)性有害物 是指生產(chǎn)過程中產(chǎn)生有毒的物質(zhì)。在

12、鑄造車間，污染源及產(chǎn)生的污染物種類、散發(fā)量， 根據(jù)各自的工藝特點、使用條件等的不同而有所差異。鑄造車間各工段產(chǎn)生有害物的具 體情況見下表1-1 0表1-1鑄造車間各個工段產(chǎn)生的散發(fā)物序號工段作業(yè)散發(fā)物種類1熔煉工段感應電爐粉塵、油蒸汽2造型澆注和落砂造型砂粉塵蒸汽澆注金屬氧化物蒸汽煙氣3清理工段落砂粉塵水蒸氣煙噴丸粉塵4砂處理工段砂處理系統(tǒng)細粉制芯丄段混砂細粉粉塵5制芯細砂粉塵粉塵車間主要設備表表1-2車間主要設備表工段名稱設備名稱型號規(guī)格數(shù)量熔煉工段3t工頻感應電爐GYL125A N=125kw2電爐變壓器室變壓器SJ2-10/102清理工段橡膠履帶拋丸清理機Q3210AN=24.3KW13

13、00*1210*3450(mm)415GN金屬履帶拋丸機Q326N=7.5KW1300*1210*3450(mm)1砂處理工段顎式破碎機PEF-250*400 N=15KW1108*1142*1392(mm)3混砂機S1114N=30KW2028X1882X1607(mm)1制芯丄段射芯機N=30KW16造型工段造型機Z143WN=1.8KW161.4土建資料門窗規(guī)格門窗規(guī)格見表1-3表1-3門窗規(guī)格表門窗編號門窗材質(zhì)門窗尺寸（m）門窗傳熱系數(shù)（W/ m2 K）M-1單層鋼門5 X 34.65M-2單層鋼門1.5 X 2.14.65C-1單層金屬窗3.6X 26.4C-2單層金屬窗4.5X 2

14、6.4C-3單層金屬窗1.5X 26.4C-4單層金屬窗1.2X 26.4C-5單層金屬窗2.1 X 26.4墻體結構空心磚墻，厚370mm內(nèi)表面水泥砂漿抹面厚20mm外表面保溫砂漿抹面厚 20mm,墻體傳熱系數(shù)K=1.08 （W/mK）1.4.3 屋頂結構20mm水泥砂漿找平面，60mm粒狀高爐熔渣保溫層，25mm大型預制板，屋面?zhèn)鳠?系數(shù) K=1.38（K）1.4.4 地面結構采用不保溫的貼土地面。2建筑圍護結構熱阻校核在設置供暖的建筑物中，要求圍護結構具有一定的保溫性能。所以選用的傳熱系數(shù)要最大限度的滿足其使用要求，衛(wèi)生要求和經(jīng)濟要求。圍護結構的內(nèi)表面溫度n應滿足下以要求：內(nèi)表面不結露；

15、內(nèi)表面溫度過低，即使在相同的室內(nèi)空氣溫度下，人體輻 射熱過多，會產(chǎn)生不舒適的寒冷感。能滿足上述要求的就是圍護結構的最小傳熱阻。Rom in，Rn川弋 /w(2-1)也ty式中Romin 圍護結構的最小傳熱阻，川C /W厶ty 供暖室內(nèi)計算溫度tn與圍護結構內(nèi)表面溫度n的允許溫差，C ；tw,e冬季圍護結構的室外計算溫度，C。多層均質(zhì)材料結構的熱惰性指標 D值計算公式：nnD八 DiRiSi(2-2 )i -1i 呂式中Ri各層材料的傳熱熱阻，m2 -C /wS 各層材料的蓄熱系數(shù)，W/( mC )2.1外墻(低限)熱阻校核圍護結構材料熱物理性參數(shù)查文獻7附錄2.11)確定外墻傳熱系數(shù)查文獻7表

16、2.3和2.4得，外墻內(nèi)表面換熱系數(shù) 力=8.7W/( m2 -C ),外墻外表面換 熱系數(shù)aw=23 W/( mC )。根據(jù)文獻8(2.7 )公式得外墻傳熱系數(shù)為：1 1b 1+ Z / + 1人aw.2an10.020.370.021*08W/(m C)8.70.930.580.2923外墻實際熱阻為Ro =丄 =0.926( k 1.08m2 C/W)2) 計算外墻最小傳熱阻根據(jù)(2-2),計算該外墻的熱惰性指標Do33 C：0.290.370.02Dn .sRjSn j ： Sj = 泊 11.267.924.44=5.6 ： 6vV i0.930.580.29查文獻7表2.15，該墻

17、屬于U類圍護結構，則tw,e =0.6tw0.4tp,min =0.6 (® 0.4 (-12.3) =-7.92C)查文獻7表2.14，二ty =6C，外墻的最小熱阻為根據(jù)(2-1)tn _ tw ,e '0.1 1 52.R0,min = (15 + 7.92)江 1 匯=0.4 3* C /W )=ty6R>R,min，該外墻滿足保溫要求。2.2屋頂(低限)熱阻校核屋頂結構材料熱物理性參數(shù)查文獻7附錄2.11)確定屋頂傳熱系數(shù)查文獻7表2.3和2.4得，屋頂內(nèi)表面換熱系數(shù)系數(shù) aw=23 W/( m2 C) o根據(jù)文獻7(2.7 )公式得屋頂傳熱系數(shù)為：K11丄

18、丄an' iaw&=8.7W/( m2 C ),屋頂外表面換熱.210.060.02 0.0251i r r r 8.7 0.140.930.1523= 1.38W/(m2 C) 1外墻實際熱阻為1 1R。k 1.382)計算外墻最小傳熱阻根據(jù)(2-2),計算該外墻的熱惰性指標Do丄芒0 290 370 02D =H RS：=無一LSi = 029 x 11.26江 7.92 +4.44= 5.6 c 6心心0.930.580.292= 0.724(m * C/W)查文獻7表2.15，該屋面屬于U類圍護結構，則tw,e =0.6tw +0.4tp,min =0.6"5

19、)+0.4 ( -12.3) =-7.92 (C)再查文獻7表2.14，二ty=6C，外墻的最小熱阻為根據(jù)(2-1 )R°,min =僅代n _tw,e)= (15 + 7.92)漢 1 x= 0.33m C /W )ty8R>R,min，該屋面滿足保溫要求。3 供暖通風方案確定通風房間的氣流組織主要方式有：上送上排、下送上排和中間送上下排。氣流組織的確定原則 :1) 送風口應接近人員操作的地點，或者送風沿著最短的線路到達人員作業(yè)地帶，保證 送風先經(jīng)過人員操作地點，后經(jīng)污染區(qū)排至室外。2) 排風口應盡可能靠近有害物源或有害物濃度高的區(qū)域， 把有害物迅速排至室外必要 時進行凈化處

20、理。3) 在整個房間內(nèi)，應使進風氣流均勻分布，盡量減少渦流區(qū)3.1 供暖通風系統(tǒng)方案確定由于鑄造車間在熔煉和澆注時，會產(chǎn)生大量的熱。所以鑄造車間不設置采暖系統(tǒng)，利 用送風系統(tǒng)承擔全部熱負荷和補風量。對于輔助部分如一層更衣室，砂處理電控室，二 層實驗室等采用送風系統(tǒng)承擔補風量，冬季送熱風，夏季利用室內(nèi)空調(diào)進行降溫。二層 更衣室，制樣間，氣體儲存室，光譜室，金相硬度室利用窗式換氣扇承擔補風量，并利 用空調(diào)對室內(nèi)溫度進行調(diào)節(jié) .。3.2 排風系統(tǒng)方案確定凡是在散發(fā)有害物 (有害蒸氣、氣體、粉塵 )的場合 , 為了防治有害物污染室內(nèi)空氣 , 必須結合工藝過程設計局部排風系統(tǒng)。對于作業(yè)地帶有害物的濃度

21、, 不應高于最高允許濃度 , 否則亦應該設置局部排風系 統(tǒng)進行處理。排風系統(tǒng)的設置 ,首先要以不妨礙工藝設備的生產(chǎn)操作為前提 , 然后再具體 考慮局部排風的措施 . 排風系統(tǒng)中排風罩的形式對排風效果的好壞起決定作用 , 因此 , 必 須配合工藝設備確定適宜的罩口形式及形狀。排風系統(tǒng)的設計 ,必須以造價低 , 排風量小和能最大限度地排除所散發(fā)的有害物為原 則, 只有在自然排風不能排除有害物或技術上經(jīng)濟上不合理時 , 則考慮采用機械排風系 統(tǒng)。局部排風系統(tǒng)的劃分原則： 當兩種或兩種以上的氣體混合后 , 如不會達到爆炸或燃燒的濃度極限時 , 則可以 合并為一個排風系統(tǒng) , 此時不選用防爆通風機 不同

22、的生產(chǎn)流程以及不同時使用的生產(chǎn)設備 , 視設備的數(shù)量以及管線的長短 , 確定 是否組合成一個系統(tǒng)或者設立單獨系統(tǒng)。凡散發(fā)劇毒性或易燃爆氣體的設備和場所的均 應設立單獨的排風系統(tǒng)。宜將同時運轉、生產(chǎn)流程相同、粉塵性質(zhì)相同而且相互距離不 大的揚塵設備的吸風點合為一個系統(tǒng)。 對于易凝結的蒸汽、高溫氣體與顆粒狀粉塵，為防止風管堵塞或兩種不同有害物相 混合時，可引起爆炸，燃燒，結聚凝塊，或形成毒性較強的有害物，均不能合并為一個 排風系統(tǒng)。 溫度高于80C的氣體，蒸汽和相對濕度在85%以上的氣體，屬于高溫高濕性氣體， 此類排風系統(tǒng)應單獨設置，不允許與排除一般氣體的排風系統(tǒng)合并。因此，我將熔煉工部單獨設為一

23、個系統(tǒng)（C-1）,熔煉工部的熔煉變壓器室、電氣間為 一個系統(tǒng)（ P-1 ） , 清理工部和砂處理工部劃分為一個系統(tǒng) （C-2） ，澆注工部劃分為 2 個 系統(tǒng)（ P-3， P-4） . 一層更衣室、砂處理電控室和型砂實驗室劃分為一個系統(tǒng) （P-2） 。3.3 送風系統(tǒng)方案確定自然通風是依靠室內(nèi)外溫差所形成的熱壓， 或者室外風力作用在建筑物上所形成的壓 差，使室內(nèi)外的空氣進行交換，從而改善室內(nèi)的空氣環(huán)境。因為自然通風不需設動力裝 置，對于產(chǎn)生大量余熱的車間是一種經(jīng)濟及有效的通風方式。不足的是，自然進入室內(nèi) 的空氣無法預先處理。另外，自然通風的換氣量一般受室外氣象條件的影響，通風效果 不穩(wěn)定。機械

24、送風借助于通風機所產(chǎn)生的動力而使空氣流動， 其風機的風量和壓力可根據(jù)需要 來選擇。因此，機械送風能保證送風量，并可控制空氣流向和流速，也可按所要求的空 氣環(huán)境，對送風進行處理。鑄造車間產(chǎn)生有害氣體和大量的熱， 自然通風的通風效果不穩(wěn)定， 所以采用機械送風， 可以確保良好的工作環(huán)境。電爐變壓器室設備過熱時會引起出力下降，為了防止出現(xiàn)故障，采用下部送風方式。 電氣間，采用上部送風方式。型砂實驗室，砂處理電控室，熔煉監(jiān)控室都靠近熱輻射大 的作業(yè)地點，并且室內(nèi)電氣設備較多，采用下部送風方式。澆注工段在澆注時會產(chǎn)生大 量的熱，所以在其工作崗位設置局部送風系統(tǒng)。對于二層男女廁所，制樣間等對溫度要 求不高的

25、房間，給窗戶上設排風機。熔煉工部控制室，給其屋頂設風機，簡單，便宜， 但其對降溫效果作用不大。因此，給其室內(nèi)加設空調(diào)裝置。4熱負荷及散熱量計算所謂熱負荷是指維持室內(nèi)一定熱濕環(huán)境所需要的在單位時間向室內(nèi)補充的熱量。所謂 得熱量是指進入建筑物的總量，它們以導熱、對流、輻射、空氣間熱交換等方式進入建 筑，比如太陽輻射的外擾作用的熱量，室內(nèi)人員，設備等的內(nèi)擾作用的熱量。計算工廠 設備的散熱量，可以合理的設計房間熱負荷，節(jié)省能源。供暖系統(tǒng)設計熱負荷應根據(jù)房間得、失熱量的平衡進行計算，即房間設計熱負荷=房間失熱量總和-房間得熱量總和房間的失熱量包括：1）圍護結構的傳熱耗熱量Q;2）加熱由門、窗縫隙滲入室內(nèi)

26、的冷空氣的耗熱量 Q;3） 加熱由門，孔洞和其他相鄰房間浸入的冷空氣的耗熱量Q3;4）加熱由外部運入的冷物料和運輸工具的耗熱量 Q;5）水分蒸發(fā)的耗熱量Q;6）加熱由于通風進入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量 Q6;7）通過其他途徑散失的熱量Q7;房間的得熱量包括：1）太陽輻射進入房間的熱量Q8;2）非供暖系統(tǒng)的熱管道和其他熱表面的散熱量 Q9;3）熱物料的散熱量Qo；4）生產(chǎn)車間最小負荷班的工藝設備散熱量 Qi；5）通過其他途徑獲得的熱量Q2.對于產(chǎn)熱量很大的工業(yè)廠房來說，熱負荷的計算不只考慮圍護結構的傳熱耗熱量，冷 風滲透耗熱量，冷風浸入耗熱量，以及太陽輻射的熱量，更要考慮其在生產(chǎn)過程中設備 的散熱量

27、。在設計計算中，太陽輻射的熱量 Q8可對Q按照比例修正得到。4.1圍護結構的基本耗熱量(4-1 )q =KF（tn -tw）a 式中 q '圍護結構的基本耗熱量，W;K圍護結構的傳熱系數(shù)，w/( m2 T );F圍護結構的面積，m2 ；tn冬季室內(nèi)計算溫度，°C；tw 供暖室外計算溫度，C； a圍護結構的溫差修正系數(shù)。整個建筑物的基本耗熱量 Q'等于各個部分圍護結構的基本耗熱量 q'的總和。Q1 '=二 q '=二 KF (tn - tw)(4-2 )4.2圍護結構的附加耗熱量在實際中，氣象條件和建筑物的結構特點都會影響基本耗熱量使其發(fā)生變化，

28、此時需 對基本耗熱量加以修正，這些修正耗熱量稱為圍護結構附加耗熱量。附加耗熱量主要有 朝向修正，風力附加和高度附加耗熱量。朝向修正耗熱量朝向修正耗熱量是太陽輻射對建筑物圍護耗熱量的修正。表4-1本設計朝向修正率朝向修正率朝向修正率北0西-5%東-5%南20%風力附加耗熱量暖通規(guī)范規(guī)定：在一般情況下不必考慮風力附加。高度附加耗熱量暖通規(guī)范規(guī)定：民用建筑和工業(yè)輔助建筑物(除樓梯間)的高度附加率，當房高超過4m時，每增加1m，附加圍護結構基本耗熱量和其他修正耗熱量總和的2%,但總附加率不超過15%。所以，建筑物的總耗熱量等于圍護結構的基本耗熱量和朝向修正、風力附加、高度附加耗熱量的總和，則Qi =

29、Qi j +Qix =(1 + Xg)aKF (tn tw )(1 + Xch + x f)(4 3)式中Xch 朝向修正率,% ；Xf風力附加率，% Xg高度附加率，%4.3冷風滲透耗熱量在室內(nèi)外風壓和熱壓壓差的作用下， 室外的冷空氣通過門窗等的縫隙滲入室內(nèi)，被加熱后又逸出室外。把冷空氣加熱到室內(nèi)溫度所耗的熱量稱為冷風滲透耗熱量。計算冷風 滲透耗熱量常用的方法有縫隙法，換氣次數(shù)法和百分數(shù)法。根據(jù)各自的特點，本設計采 用百分數(shù)法計算冷風滲透耗熱量。根據(jù)建筑物結構特點，本設計滲透耗熱量占圍護結構總耗熱量的百分率取40%。4.4冷風侵入耗熱量冬季在風壓和熱壓的共同作用下，當外門開啟時，會有大量的冷

30、空氣進入室內(nèi)，把將這 部分冷空氣加熱到室溫時所消耗的熱量稱為冷風侵入耗熱量。采用外門附加的方法計算，冷風侵入耗熱量=外門基本耗熱量x外門附加率公共建筑工業(yè)廠房中，其外門附加率為 500%4.5工作工況下圍護結構耗熱量及其修正以電爐變壓器室為例。1) 圍護結構基本耗熱量計算取定tn=15C,耗熱量包括基本耗熱量和附加耗熱量，計算全部列于附表1-1中，所得電爐變壓器室、電氣間圍護結構傳熱耗熱量Q' =3789.20(W)。2) 冷風滲透耗熱量按百分數(shù)法計算，根據(jù)建筑物的特點，查文獻7表中選取百分率為40%Q2 ' =40%< 3789.20=1515.68 (W3) 冷風侵入

31、耗熱量按短時間開啟的外門計算，取外門基本耗熱量的80%+， n=1。Q' =1255.5 X 0.8=1004.4 (W貝U,電爐變壓器室、電氣間的總耗熱量為 6309.28W。4.6工藝設備散熱量(1) 熔煉工段工頻感應電爐的散熱量Q=860N 1cos( 4-4)式中N e感應電爐額定功率，KV；感應電路的總效率，%，根據(jù)工藝資料采取；cos一補償后的功率因數(shù)，一般為 0.90.95。當工頻感應電爐裝有排煙罩時，散入室內(nèi)的熱量為其總散熱量的30%根據(jù)式(4-4)Q=860X 125X (1-80%)cos0.9 X 30%=6449.2(KW)(2) 澆注工段的散熱量澆注金屬與落砂

32、在同一房間進行時，金屬自澆注溫度冷卻至是溫室時的全部熱量，一部 分熱量由水分蒸發(fā)時吸收外，其余全部散入車間內(nèi)(如果落砂后的舊砂是運出室外或運 至其他房間處理，而舊砂運出溫度又比室溫高時，還應減去舊砂帶走的熱量)，每澆注-噸金屬的散熱量為：Q=(Q-Q2)- 605g d d2 -0.175gt-tn lx 1000 KW/ 噸(4-5)式中Q 1澆注金屬在熔化溫度時的含熱量，KW噸Q鑄件落砂后在離開本工段時的含熱量，KW噸 g每澆注一噸金屬所需的型砂重量，公斤 d1澆注前型砂的含濕量，公斤/公斤 d2落砂后型砂含濕量，公斤/公斤t落砂時型砂的溫度，Ct n 室內(nèi)溫度，°C根據(jù)式(4-

33、5)得，Q=(273000-195000)- 605 4.5 0.055-0.02 -0.175 4.5 (45-14)1000 =7125(KW)(3) 電動設備散熱量清理工段，砂處理工段的電動設備有拋丸機，破碎機，所有設備的工藝設備都在室內(nèi)， 電動設備散熱量公式為：NQ =1000 i 2 3( 4-6)式中 Q 電動設備發(fā)熱量，WN電動設備安裝功率(額定功率)，KW電動機效率，可由產(chǎn)品樣本查的i電機容量利用系數(shù)，是電動機最大實效功率與安裝功率之比，可用以反映 安裝功率的利用程度，一般可取 2 電動機負荷系數(shù)，定義為電動機每小時平均時耗功率與機器設計時最大實 耗功率之比，一般可取3 同時使

34、用系數(shù)，定義為室內(nèi)電動機同時使用的安裝功率與總安裝功率之比， 一般取 根據(jù)式(4-6),計算電動設備的散熱量以清理工段的橡膠履帶拋丸清理機為例計算電動設備的散熱量由設備參數(shù)知，橡膠履帶拋丸清理機電動設備安裝功率N=24.3kw,電動機效率 =80%i=0.7，2=0.6，3=0.8則每臺橡膠履帶拋丸清理機電動設備的散熱量為：Q =1000 i 2 3N24 3= 1000 0.7 0.6 0.810206(W)80%(4) 照明設備散熱量Q=1000n n2n3N( 4-7)式中 Q 散熱量，WN燈具安裝功率，KWn1 同時使用系數(shù)，視不同場所使用情況而定；n 2 鎮(zhèn)流器散熱系數(shù)：鎮(zhèn)流器裝在室

35、內(nèi)時取1.2，裝在頂棚時取1.0 ；n3 安裝系數(shù)，明裝時為1.0 ;暗裝且燈罩上部穿有小孔時、利用自然通風散熱于頂棚內(nèi)時，取0.50.6;暗裝而罩上無孔時，視頂篷內(nèi)情況取0.60.8 ;則根據(jù)式(4-7)得， Q=1000 X 1.0 X 1.2 X 1.0 X 100=120 (KW(5) 人員散熱量Q=nq(4-8)式中 Q 人體散熱量，KJ/h一考慮不同性質(zhì)的工作場所，成年男子，成年女子和兒童的比例不同的群集系數(shù)，取 =1.0n人數(shù)，個q每個成年男子的散熱量，KJ/h.取q=1465KJ/h.則根據(jù)式(4-8)得， Q=1.0 X 50 X 1465=73250(KJ/h)數(shù)據(jù)匯總：表

36、4-3車間電動設備的散熱量匯總設備名稱臺數(shù)散熱量(W/臺)總散熱量W橡膠履帶拋丸清理機4102064082415GN金屬履帶拋丸機131503150顎式破碎機3630018900混砂機11260012600射芯機165833.3393333.28造型機16756120965 局部排風系統(tǒng)設計 局部排風，在集中產(chǎn)生有害物的局部地點 , 設置捕集裝置 , 將有害物排走 , 以控制有 害物向室內(nèi)擴散。這是防毒 , 排塵最有效的通風方法。局部排風需要的風量小，效果好。 而全面排風對整個車間進行通風換氣，用新鮮空氣把整個車間有害物濃度稀釋到最高允 許濃度以下，且把污染空氣排至室外，通風量大，且控制效果差

37、，易造成大氣二次污染。車間宜處于負壓，冬季，有大量的局部排風，送風系統(tǒng)向室內(nèi)送暖風，其余風量由室 外冷空氣從各門窗縫隙滲入，故不會出現(xiàn)有害物向外擴散現(xiàn)象。夏季，機械送風系統(tǒng)關 閉，門窗全打開，形成靠熱壓作用的自然通風，并在有害物發(fā)生點進行局部排風（局部 除塵），降低并抑制了有害物在車間的擴散。排風系統(tǒng)（除塵系統(tǒng)）設計原則：1）風機一般應布置在凈化器后，以減輕磨損或腐蝕；2）風管宜垂直或傾斜敷設，傾斜敷設應與水平面夾角大于45°，水平敷設應采取防積塵措施（這條針對粉塵） ；3）濕式除塵器系統(tǒng)的通風機底部應有排除積水的措施；4）支管應從主管的上面或側面連接，三通管一般采用30°

38、45°為宜；5）通過腐蝕性強且濃度較高的粉塵管道，尤其是彎頭外側管壁，宜采取耐磨措施；6）排風管應高出屋面1.52m，若排風影響鄰跨時，應視具體情況加高；7）除塵管道一般明裝，在適當位置設置密閉清掃孔；8）風管一般采用圓形斷面，一般鋼板制作，壁厚 1.52.0mm;9）計算所需風量、風壓時，應考慮一定的附加， 一般風量附加 1015%，風壓附加 1520%。10）排氣、除塵系統(tǒng)的吸氣點不能過多，一般不超過 10 個，以利于各支管間阻力平衡。 支架的設置要求：1）支架間距。如果設計沒有規(guī)定，對于不保溫的水平風管，直徑或邊長w 400mm,支吊架 間距w 4m;直徑或大邊長 400mm,

39、間距w 3m。風管垂直安裝時，間距w 4m，每根立管上 應不少于兩個固定件。對于保溫風管，由于所用材料的不同，風管支架間隔要設計確定，一般為2.53m。2）標高。矩形風管從管底算起；圓形風管從管中心算去。3）坡度。當輸送空氣的濕度較大時，風管應有 1%5%的坡度。此時，支架隨風管的坡 度、坡向要求設置。4）對于相同管徑的支架，等距離排列，間距應 200mm。5）風管與通風機連接處，應獨立設置支吊架，以免設備承受風管重量。5.1 排風量確定此車間為鑄造車間， 在型砂配制、制型、落砂、清砂等過程，都可使粉塵飛揚，特別 是用噴砂工藝修整鑄件時，粉塵濃度很高，所用的石英危害較大。在機械加工過程中， 對

40、金屬零件的磨光與拋光過程可產(chǎn)生金屬和礦物性粉塵。所以各工部 采用局部排風，在 需要排風部位加局部排風罩即可。 局部排風罩的主要形式有：密閉罩，柜式排風罩，外部吸氣罩，熱源上部接受式排風罩， 吹吸式排風罩。密閉罩，是將污染源密閉起來，使有害物的擴散在一個密閉空間里。利用抽風機在罩 內(nèi)形成一定的負壓，罩外空氣經(jīng)過某些孔口或縫隙進入密閉罩，就可以有效的防止有害 物向外逸出。柜式排風罩，實質(zhì)上也是密閉罩，是密閉罩的一種特殊形式，只有一面敞開或開著的 工作孔。散發(fā)有害物的工藝裝置置于柜內(nèi)，操作過程在柜內(nèi)完成。為了防止有害物的逸 出，必須保證柜式排風罩的開口處的吸入風速達到時有害物排走的要求。外部吸氣罩，

41、在距有害物有一段距離是將有害物抽走，適用于生產(chǎn)條件的限制，不能 將污染源密閉時。外部排風罩應盡量靠近污染源。熱源上部接受式排風罩，在工業(yè)車間內(nèi)，污染源不僅散發(fā)粉塵及有害氣體，還有大量 的熱的產(chǎn)生。吹吸式排風罩，由于條件限制，必須離污染源較遠時，在污染源處造成所需的控制風 速就比較困難，只有用很大的排風量才能獲得。此時，可以利用空氣射流將有害物吹向 排風口而被排走。局部排風罩的設計原則： （1）局部排風罩應盡可能包圍或靠近有害物，使有害物源局限于較小的局部空間。應盡 可能減小吸氣范圍，便于捕集和控制。(2 )排風罩的吸氣氣流方向應盡可能與污染氣流運動方向一致。(3 )已被污染的吸入氣流不允許通過

42、人的呼吸區(qū)。設計時要充分考慮操作人員的位置和 活動范圍。(4 )排風罩應力求結構簡單，造價低，便于安裝和維護。(5 )局部排風罩的配置應與生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)一致，力求不影響工藝操作。(6 )要盡可能避免和減弱干擾氣流和穿堂風，送風氣流等對吸氣氣流的影響。熔煉工段主要產(chǎn)生大量的煙塵和熱， 在爐口設置熱源上部接受式排風罩。 清理工段主 要產(chǎn)生揚塵，橡膠履帶拋丸機和 Q320A履帶拋丸清理機采用傘形排風罩；顎式破碎機采 用局部密閉罩；混砂機采用整體密閉罩。澆注工段主要產(chǎn)生大量的熱，采用移動式排風 罩，可以大大較少排風量。熱源上部接受式排風罩排風量的計算接受罩罩口尺寸按下式計算：低懸圓形罩D=d+0.5H(

43、5-1 )低懸矩形罩A=a+0.5H(5-2)B=b+0.5H(5-3)式中 D罩口的直徑(m ；A,B罩口的長和寬(m；d熱源水平投影直徑(m ；a,b熱源水平投影的長和寬(m。高懸罩D=dz+0.8H(5-4)低懸罩排風量按下式計算/ /qv 二 qv。v f(5-5)式中 qv0熱源上部熱射流起始流量(? /s )；V'罩口擴大面積上空氣的吸入速度(m/s),通常取V =0.5 /7.75m/s;F'罩口擴大的面積，即罩口面積減去熱射流的斷面面積(卅)。高懸罩排風量按下式計算q qv,zv/ f '( 5-6) 式中 q v,z 罩口所在斷面上的熱射流流量（？ /

44、s） 熱源上部熱射流起始流量，計算式為1qv 0.381 QhAp 空（5-7）式中 q vo熱射流流量（？ /s）；Q 對流散熱量（KJ/S）；h熱源定性尺寸（m，對垂直熱表面是指其高度，對于水平面則是該投影的短邊尺寸；Ap在熱源頂部熱射流的橫斷面積（？）。熱射流流量qv,z（? /s）1qv,z =7.26 10J3z1'47Q3（ 5-8）式中Q 熱源對流散熱量（KJ/S）；z假想點熱源至計算斷面的有效距離（m，由下式計算Z=H+2B（ 5-9）式中h 熱源至計算斷面的距離（m ；B熱源水平投影直徑或長邊尺寸（m）o 對流散熱量QQ=aF：t（5-10 ；式中 F 熱源的對流散熱

45、面積（m2；; t熱源表面與周圍空氣的溫度差C）； a表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)KJ/（ m S-C ） 0表面?zhèn)鳠嵯禂?shù):二At1 3（5-11 ）式中A 系數(shù)，對于水平散熱面，A=1.7X 10-3;對于垂直散熱面，A=1.13X 10-3。根據(jù)接受罩安裝的H的不同可以分為兩類，H乞1.5.片為低懸罩，H 1.5 A為高懸 罩。密閉罩排風量計算，本設計采用截面風速法qv =3600A（5-12）式中q v所需排風量（m2 /s ）;A密閉罩截面積（m）；V垂直于密閉罩面的平均風速（m/s） 排風罩排風量計算，控制風速法qv = oF式中 q v吸氣口排風量（m2/s ）;F吸氣口的面積（m）；Vo罩口平均

46、風速（m/s）。(5-13)熔煉工部排風量計算本工段的主要任務是提供澆注用的鐵水。熔煉過程中產(chǎn)生大量的煙塵和熱。工頻感應 電爐主要產(chǎn)生的危害物油蒸汽，金屬氧化物，粉塵及煙氣。熔煉工段的設備為3t中頻感應電爐，其型號GYL125A給其爐口設置接受式排風罩, 選用圓形排風罩。在爐上方0.5m處安裝接受罩，1.5：瓦=1.5匯匸匯0.42 上=05亦因安裝高度H<1.5.厲,該接受罩屬低懸罩確定熱源的對流散熱量4 3 .3q= otFt =1.7 匯 10 At F-42I=1.7 101250 -14 3 二 0.4=11.33（ KJ/S）熱源頂部的熱射流起始流量1qv°=0.3

47、81(QA；h)3-= 0.38 匯 11.33 匯0.42 20.4133=0.32(m /s)確定罩口直徑D=d+0.5H=(0.4+0.50.5)m=0.65m取.=0.75m/s排風罩排風量.65)=丿 0.32+0.75 xQv 二 qv0 vF=1.79(m3/s)2此工段共有四臺工頻感應電爐，則總通風量為25920? /h。清理工段排風量計算查得Q3210A橡膠履帶拋丸清理機 的除塵風量為 3500 ? /h，清理工段共有四臺 Q3210A橡膠履帶拋丸清理機，則總排風量為 14000? /h。砂處理工段排風量計算Q326金屬履帶拋丸清理機的除塵風量為 2200? /h。PEF-2

48、50X 400型號的顎式破碎機，根據(jù)工藝資料，破碎機的加料方式為滑槽給料。此 時，加料口的粉塵較大，設置局部密閉排風罩。顎式破碎機下部排料至受料設備的卸料 點也會產(chǎn)生粉塵，而排料至輸送帶的物料落差v1m,直接給料。這時，顎式破碎機的加料口產(chǎn)生的粉塵不大，可只做密閉罩，不設排風裝置。查鑄造車間通風除塵技術可得 顎式破碎機下部的排風量為1200 ? /h。混砂機在受料時，產(chǎn)生粉塵很多。同時一般的混砂工藝是加料后先干混數(shù)分鐘，再加 水濕混。在干混過程中，由于輾輪的輾混，攪拌也會產(chǎn)生大量的粉塵。所以給混砂機設 置整體密閉罩加排風。為了觀察輾輪進展情況和選取型砂試樣，給密閉罩的側面留取操 作門。根據(jù)式(

49、5-12)得，混砂機所需的排風量q v =3600X 0.25 X 3.26=2934( ? /h)制芯、澆注和造型工段排風量計算制芯采用普通的射芯機，芯砂中含有一定的水分，所以產(chǎn)生粉塵不多，產(chǎn)生有害氣體也不多，故不許設置排風。鑄件澆注和冷卻過程有CO和大量熱產(chǎn)生，在澆注生產(chǎn)線的澆注段上設置移動式排風罩。根據(jù)文獻8式(4-16)得，222 兀疋0323q(10x F)Vx -(10 1.06) 0.5 =0.69(m / s)43=2500(m /h)輔助建筑排風量計算更衣室，電氣間，砂處理電控室，型砂實驗室由于設備不詳，所以利用換氣次數(shù)法計算其排風量。L=nV( 5-14)式中 L 全面通風

50、量，？ /h ；n換氣次數(shù)，1/h ；X通風房間體積，？。更衣室排風量L=10X 402.2=4022( ? /h)電氣間排風量L=3 X 3542.4=10627.2( ? /h)砂處理電控室的排風量L=3.0 X 911.4=2734.2( ? /h)型砂實驗室排風量L=3 X 304.2=912.6( ? /h)各工部排風量的匯總：表5-1各工部局部機械排風量匯總表工段名稱設備名稱個數(shù)每個設備排風量（? /h）排風罩個數(shù)排風罩形式熔煉工段3t工頻感應電爐468404接受式排風罩清理工段橡膠履帶拋丸清理機435004傘形排風罩15GN金屬履帶拋丸機122001傘形排風罩砂處理工段顎式破碎機

51、312006局部密閉罩混砂機129341整體密閉罩澆注工段澆注輸送器250016移動式排風罩5.2排風系統(tǒng)（除塵系統(tǒng)）劃分除塵系統(tǒng)的劃分要合理，可以將同時工作，相同生產(chǎn)流程，粉塵性質(zhì)相同而且相互距 離不大的設備合為一個系統(tǒng)。便于操作管理，粉塵的收集和節(jié)省費用。當同時工作，但粉塵性質(zhì)不相同時，如果允許不同性質(zhì)的粉塵混合收集時，也可合為 一個系統(tǒng)。當粉塵混合后能有爆炸危險或能引起燃燒時，則必須單獨設立除塵系統(tǒng)。本設計中，熔煉工段產(chǎn)生大量的煙塵，熱量，所以單獨設置除塵系統(tǒng)。清理工段與砂處理工段的設備產(chǎn)生的大多都是粉塵，所以合并為一個除塵系統(tǒng)。電爐變壓器室，電氣 間主要產(chǎn)生的是余熱，劃分為一個排風系統(tǒng)

52、。澆注工段產(chǎn)生CO和大量的熱，單獨設置排風系統(tǒng)，為了達到更好的通風效果，將其劃分為四個排風系統(tǒng)。更衣室，砂處理電控 室，型砂實驗室相互距離不大，且都不產(chǎn)生有害物，所以劃分為一個排風系統(tǒng)。5.3凈化設備（除塵器或凈化塔等）選擇及計算熔煉過程中會產(chǎn)生大量的煙塵和熱，并且熔煉過程中會加入有色金屬，會產(chǎn)生金屬氧 化性粉塵和有害氣體。清理工段拋丸機，破碎機，混砂機在運轉中會產(chǎn)生大量的粉塵。 如果對這些有害物不加治理，將會嚴重污染車間空氣和大氣環(huán)境，損害工作人員的身體 健康。所以必須經(jīng)過凈化處理，達到國家對有害物規(guī)定的排放標準時排入大氣。凈化設備的選擇依據(jù):（1）處理的氣體量。（2）氣體的性質(zhì)：包括氣體的

53、成分、溫度、濕度、密度、黏度、露點、毒性、腐蝕性、 爆炸性、氣體量和其波動范圍等物理、化學性質(zhì)。（3）粉塵的性質(zhì)：含有成分、密度、濃度、粒徑分布、比電阻、腐蝕性、潤濕性、吸 水性、黏附性、纖維性和爆炸性等物理、化學性質(zhì)。（4）凈化要求：凈化效率，壓力損失，廢氣排放標準和環(huán)境質(zhì)量標準等。（5）裝置的經(jīng)濟性：設備占用空間，投資，和運行費用，維護操作方便和回收綜合利 用的情況等。在工程中，通常以凈化效率為主來選擇裝置。C0NGnX100%(5-15)式中 Con凈化裝置出口的含塵濃度，（g/?） Cin凈化裝置進口的含塵濃度，（g/?） 以熔煉工段為例：C=210mg/? ,C 0=30mg/?凈化效率：C -C0210-30100% 100% =86%C210本設計選用LMF-系列脈沖袋式除塵器，它占地面積小、處理風量大，并能有效的進 行組合，針對特大處理風量場合更為適用。主要針對高含塵濃度及含濕高濃度粉塵的場 合應用。在系統(tǒng)前段不必加裝旋風除塵器作為初級處理，可直接進入本除塵器，即節(jié)約 了設備費用，亦降低