工業(yè)通風課程設計

某企業(yè)加工車間除塵系統設計1前言 錯誤!未定義書簽。2車間簡介 錯誤!未定義書簽。3拋光輪粉塵捕集與除塵系統設計 錯誤!未定義書簽。確定系統 錯誤!未定義書簽。排風罩的確定 錯誤!未定義書簽。風管的選擇及敷設 錯誤!未定義書簽。除塵器的選擇 錯誤!未定義書簽。拋光輪粉塵捕集系統的水力計算 錯誤!未定義書簽。4高溫爐粉塵捕集與除塵系統設計 錯誤!未定義書簽。高溫爐煙氣的相關特性與有關參數的修正 錯誤!未定義書簽。高溫爐熱源上部接受式排風罩的設計 錯誤!未定義書簽。高溫爐粉塵捕集與除塵系統設計系統的確定 錯誤!未定義書簽。5結論 錯誤!未定義書簽。參考文獻 錯誤!未定義書簽。附圖 錯誤!未定義書簽。1前言隨著經濟日益不斷的發(fā)展，我們的環(huán)保意識日益增強，同時伴隨著環(huán)境污染也原來越嚴重，特別是在工業(yè)生產過程中散發(fā)的各種有害物（粉塵、有害蒸汽和氣體）以及余熱和余濕，如果不加控制，會是室內外空氣環(huán)境受到污染和破壞，危害人類的健康、動植物的成長，影響生產過程的正常運行。為保障廣大職工和居民的身體健康，創(chuàng)造良好的勞動和生活環(huán)境和保護大氣環(huán)境，防塵工作、通風工程已成為企業(yè)生產不可或缺的一部分。通風除塵系統的設計，是整套通風除塵系統在實際運行中能否做到高效、節(jié)能的重點之所在，設計者在設計之初，必須對車間的粉塵情況、車間建筑結構、工作臺的布局進行充分了解，查清國家規(guī)定的工業(yè)衛(wèi)生要求，適當地選擇風管、風管管徑大小、除塵器、風機。而風管的布置，需結合車間的建筑結構，施工的難易程度進行。整套通風除塵系統的設計，應該本著“投入最少，運行消耗最小，施工最簡單、對職工影響最小”的原則，結合實際情況，以達到通風除塵系統的最優(yōu)化設計與運行。在我國通風工程一方面起著改善居住建筑和生產車間的空氣條件，保護人民健康、提高勞動生產率的重要作用；另一方面在許多工業(yè)部門又是保證生產正常進行，提高產品質量所不可缺少的一個組成部分。有些生產過程如原材料加工、食品生產、水泥等排出的粉塵都是生產的原料或成品，回收這些有用原料，具有很大的經濟意義。在這些部門，除塵設備既是環(huán)保設備又是生產設備。而且，通過工業(yè)防塵技術的實施，可以使生產工藝簡化，生產能耗降低；促進二次能源的回收；在保證防塵效果的同時，盡量減少處理風量，降低系統阻力，從而降低自身能耗。2車間簡介某企業(yè)加工車間如圖所示，有1#、2#、3#、4#、5#工作臺，高度均為，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，生產過程中產生高溫含塵煙氣，粒徑范圍約為，粒徑范圍爐內溫度為500°C，室溫為20°C，尺寸為*，房間高9m，窗臺高，窗戶高5山。其平面布局圖如下：圖1某車間平面布局圖該企業(yè)拋光生產車間產生的粉塵有：拋光粉劑、粉末、纖維質灰塵等（石棉粉塵）。此粉塵由于吸入人體后不能排出易造成矽肺、石棉肺或塵肺而車間內國家衛(wèi)生標準規(guī)定石棉粉塵及含有10%的石棉粉塵最高允許濃度為2mg/m3,因此需采取有效的通風措施在有害物產生地點直接把它們收集起來，經過凈化處理排至室外，使車間內有害物濃度不超過國家衛(wèi)生標準規(guī)定的最高允許濃度。該加工車間的4號和5號高爐產生的煙氣的含有污染性氣體，很容易吸入人的肺部對人體的健康產生嚴重的影響，，因此注意污染氣體的處理。3拋光輪粉塵捕集與除塵系統設計確定系統該車間的拋光設備和用于加溫和熱處理的高溫爐設備相距甚遠，并且拋光產生的較小的粒徑的粉塵與空氣充分接觸后，本來就具有易燃和易爆的特性，如果和高溫爐的煙氣作為一個系統在一個風管內則極易引起火災和爆炸事故，因此我們能將拋光輪的粉塵和高溫爐的煙氣處理分設為兩個不同的系統，針對處理的粒徑的不同采用不同的空氣凈化設備和風機。為了消除雨水對對除塵器和風管的影響，我們在排出管上加設風帽。拋光輪粉塵捕集與除塵系統流程如下:誘導氣流一接受罩一除塵風管一?處理設備 一風機一排出管（附風帽）排風罩的確定排風罩的大小和安裝位置利用在拋光過程中產生的誘導時產生的磨屑和大的粉塵顆粒產生的誘導氣流，我們把其接受罩安裝在拋光過程產生的污染氣流的前方，讓它直接進入罩內。為了減輕周圍的氣流對其的影響，在接受罩上設擋板，提高收集的效率，減少污染氣流的外泄。根據拋光輪的直徑200毫米，我們可設接受罩的高度為250x250毫米。安裝是考慮加工的方便我們設其距拋光輪100毫米。為了減少局部阻力。實現更加經濟的運行效果兼顧使實用和美觀，接受罩的角度為40度，其局部阻力系數為（矩形）。示意圖如下：圖2接受式排風罩的示意圖

排風罩的材質在工程實際的過程當中，排風罩的材料有很多料板，膠合板和普通的鋼板等。堅持經濟和效益相統為了排風罩經久耐用，對外表面采用鍍鋅的工藝z-t[[入排風罩的材質在工程實際的過程當中，排風罩的材料有很多料板，膠合板和普通的鋼板等。堅持經濟和效益相統為了排風罩經久耐用，對外表面采用鍍鋅的工藝z-t[[入r±±r左肝年.、有必要鍍鋅）。44PR7T曰.AA」zW4HEXIRm[十身.1~IL//'kj—I-11J1/I'J]'■-J11/Virnv I根據單個拋光輪風量的計算公式.上常見的有聚氯乙烯塑我們采用薄鋼板，于顆粒物的摩擦，則沒工藝采用的是布輪輪的的排風量的為_dqrT —A-、人式中.L 輪子有^關?布輪?A=6m3/11JTJ?ikum3/,占輪?A=4m3/O.ikTim3/AD^—拋拋光輪的百彳徑mmmm直徑為f毫》拋光輪中心標高米，可以計算出單拋光

=6ll|/3600=m3/s則單臺拋光機的排風量L=2?l=m3/s。風管的選擇及敷設在工程實際的過程中風管的截面形狀主要有圓形和矩形兩種。在相同的截面積時圓形風管的阻力小，材料省，強度也大，同時在安裝和制造方面，對于小直徑的圓形風管其制造比較容易，保溫亦方便（雖然本次設計對保溫的要求不是太高）。當然圓形風管的也有它的缺點比如不易和建筑物，結構配合，明裝時不易布置美觀。針對以上的分析，本次設計我們采用圓形的截面的風管。在敷設的形式上，因為廠房的主體已經完工，并且已經投產，采用暗裝必然耗時耗力，并且可能對廠房的主體結構有損害。為了安裝和檢修的方便，采用明裝的形式，具有安裝方便，檢修簡單，投資較少，方便經濟的原則。綜上所述，風管的截面選擇為圓心，材料為普通外鍍鋅薄鋼板，敷設的方式為明裝。除塵器的選擇根據工業(yè)通風課程的要求結合工程實際，除塵器的選擇要考慮一下的的要求：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。表1各除塵器的除塵效果分類表除塵器名稱適用的粒徑范圍（um）效率（%）阻力（Pa）設備費運行費重力沉降室>50<5050?130少少慣性除塵器20?5050?70300?800少少旋風除塵器5?1560?90800?1500少中水浴除塵器1?1080?95600?1200少中下臥式旋風水膜除塵器N595?98800?1200中中沖激式除塵器N5951000?1600中中上電除塵器?190?9850?130大中上袋式除塵器?195?991000?1500中上大文丘里除塵器?190?984000?10000少大查閱相關的專業(yè)資料可以得知拋光的石棉粉塵的粒徑變化的范圍比較大，甚至達到了為?um，為達到較高的除塵效率，考慮設備的安裝的方便性和運行的經濟性，選用旋風除塵器，其除塵器的消費比較高，沒有活動部件，使用時間長，運行較經濟。

拋光輪粉塵捕集系統的水力計算拋光輪粉塵捕集系統軸測圖圖3拋光輪粉塵捕集系統軸測圖確定合理的空氣流速風管內空氣的流速對除塵系統有較大的影響。風速過高會加快設備和除塵系統管道的磨損，加大管道的噪聲。流速過低會使粉塵堆積淤塞管道，因此必須合理的選擇空氣的流動。根據工程實際的經驗結合書本知識查閱相關的資料。確定當顆粒物為石棉粉塵時垂直風管的速度為12米/秒，水平風管的速度為18米/秒。在設計采用傾斜的設計，我們選擇在垂直風管的速度為12米/秒，在傾斜管道的速度為16米/秒，特別注意的是為了保證阻力平衡，在2#管段的風速為17米/秒。此外本次設計采用的旋風除塵器，其密封嚴格，不計反吹風量。主要管道組件及其相關參數合流四通在除塵工程中，四通分為吸入四通和壓出四通，本次設計我們采用的是吸入四通合流四通的示意圖如下：圖4合流四通表2合流四通的局部阻力系數V2/V1E100E20確定風管的斷面尺寸選擇1-4-5-6為最不利環(huán)路，根據《工業(yè)通風》（第四版，中國建筑工業(yè)出版社2010年3月）第243頁的附錄9“通風管道單位長度摩擦阻力線算圖”可以查得：1#和3#管道L=s,V=16m/s可以查得：D=220mm,R=;m2#管道L=m3/s，V=12m/s（考慮阻力平衡）可以查得D=250mm,R=;4#管道L=m3/s，V=18m/s可以查得D=360mm,R=;5#管道L=m3/s，V=12m/s可以查得D=450mm,R=;6#管道L=1,98m3/sjV=12m/sW以查得D=ISOirmijRrn=3.Spa;

摩擦阻力和局部阻力的計算摩擦阻力的計算:根據摩擦阻力的計算公式:\|'|||九」?：;則得出1#管道的摩擦嘔［.力為AP.=13.00X5.887=76.5314Pa同樣可以計算得出2#,3#,4#。5#,6#管道的摩擦阻力。局部阻力的計算1#管段"=球。佰.心苫X：卜二(J.1(i；n=9；「「二1.5;1.;叩已；了浜X： ??=0.17；」=1頃「?二一一.￥11".，日-頭x1s=0+22；合流四通t|-I=0-05；1#管道總的局部阻力系數為：；-二2#管段a=6甘傘形罩X1e=0.16;a=9(fr=L5d圓形彎頭X1『二0.17;合流四通￡2-4=0-175；2#管道總的局部阻力系數為：，?二3#管段和1#管段為對稱分布。并且所采用的管道構建一樣，則阻力相等"?二抵4#管段a=90I=1.5d圓形彎頭X1e=0+17：所采用的XLP/A除塵器的進口尺寸為280mm：?:560mm并且變徑管的長度為250mm，根據公式:：H-|'I(560：H-|'I(560-360J0.4■■二10.,7查的:-「一'4#管道總的局部阻力系數為：；-二5#管段■■=90。r=：,冗*I.TT%X2 =（）.IL5#管道總的局部阻力系數為：；二6#管道帶擴散管的傘形罩：?：1"W6#管道總的局部阻力系數為：；-二總結上文，繪成水利計算表：表3拋光臺粉塵捕集與除塵系統設計水利計算表編流量：n'/s長度m管徑mm流速m/s動壓Pa局部阻力系數局部阻力Pa單位長度摩擦阻力Pa摩擦阻力Pa管Pa段阻力備注12201622201717阻力平衡322016445018545012645012除塵器7008） 阻力平衡計算：對匯合點AAPi二168.998Pa涓二155.322PaW;-?。海灰淮胍?I.，:.”：'、' ?-.r. I1'""' ：＜11I頃阻力平衡9） 計算系統的總阻力：對于XLP/型風機，當其流速為17-18米/秒時其阻力高達1400帕，但是同時能保證較好的處理效果。WV弟I一二）--一，?,，.".,?，+及，：廠」+ =1泌,dKR10）選擇風機風機風量：LL二L -「二加①方：'.風機風壓：P-1l.-\H一I"IE：_。1 二門"一匕選擇風機，其風量為5730-10580.：'|,其配套的電動機為Y132W-2型功率，R=2900轉/min，傳動方式為萬向軸連。4高溫爐粉塵捕集與除塵系統設計高溫爐煙氣的相關特性與有關參數的修正在除塵工程的實際過程中，把溫度大于150頊|［：.煙氣稱為高溫煙氣，與常規(guī)的煙氣的性質相比，其不同主要表現在煙氣的密度，體積，黏度和氣體分子的變化上，其次表現為煙氣的露點和爆炸極限的不同。密度根據理想氣體的狀態(tài)方程：式中：P氣體的密度（千克/立方米）P-氣體的壓力（帕斯卡）T-氣體的摩爾溫度（開氏）R-氣體的摩爾常數入果壓力不變，氣體的密度與溫度變化成反比。查閱《除塵工程設計手冊.可以得知：t=500L_‘時|.：?二kg/m-3t=20L時i.：m-3其運動黏度為：t=500?匚時u h?門t=20.匚時u匚『「認%根據修比摩擦阻溫度修正公式：二「1一"高溫煙氣露點與爆炸特性的考慮高溫爐煙氣的成分中，一般含有so和so,在高溫的條件下so易轉化為so，在2 3 2 3煙氣的溫度下降到露點一下時，會對為采取防護設備的不同金屬管件產生腐蝕。查閱相關的技術資料結合工程實際，可以得知水蒸氣在煙氣的比例一般不超過5%,so3濃度一般不大于m3.根據含有H2O和so3的氣體露點溫度列線圖，在溫度標尺

上可以得到此條件下的露點溫度為161匚。因此除塵器的溫度應該保持在161。及其以上。煙氣量為Qg（m3/h）的溫度由tg】降到tg2所放出的熱量為:仙二二：?「項"一，）”-煙氣放出的熱量kj/h:?:廠煙氣量||：，1.1 :「煙氣在f札頃?時的平均摩爾熱容kj.■-一，..-S、頃煙氣冷卻前后的溫度匚此外查得空氣在200。為kj"? ■，在U. -可以計算出：煙二2°4""103木300"29-：-'12/丁。。：= ?1Xl：；:ki-h對于普通的通風用的薄鋼板。我們構建如下的模型：假設在整個管道內溫度均大于200?匚，則我們去其中間值350V僅考慮高溫煙氣的主要成分-空氣，對于其他的空氣污染物因其含量太少，不以考慮根據相關公式4二 -L.）H'l':c-為空氣的質量比熱為hL-管道或車間流通的風量風量管道或車間流通的風量「

八-空氣在某溫度時的密度（注意在t=350Ll時為11:;■s li為溫度差則可以計算得出:Q=***330*3600二..??'1h<"'h因此不會出現露點，無需進行額外的保溫措施。溫度的修正如果在工程實際中存在較大的溫度差異的，必須進行比摩阻的修正，參照《工業(yè)通風》的有關理論，其具體的修正情況如下：Kul：i-扇-"'in.-,（pa/m）1<|-為溫度修正系數，其計算公式為1“ *式中t為實際的空氣溫度，匚K-為環(huán)境空氣壓力修正系數，其計算公式為k.= 式中B為實際環(huán)境的空氣壓力kpa對于我們要進行粉塵捕集和除塵系統設計的高溫爐來說，其環(huán)境壓力與外界相差不大，因此無需修正。高溫爐熱源上部接受式排風罩的設計排風罩大小，安裝高度以及風量的確定熱源上部的熱射流主要有兩種形式，一種是生產設備本身散發(fā)的熱射流，還有高溫設備因為溫度的差異iyu外界的對流散熱形成的。當熱物體與周圍的空氣有較大的溫差時，通過對流散熱把熱量傳給空氣，周圍的空氣受熱上升，形成熱射流。通過在工程實際可以發(fā)現么在熱源的表面，一般在距熱源的（）B（B-熱源直徑，m），射流發(fā)生收縮，在收縮斷面上的流速最大，隨后煙氣開始擴散。一般根據下面所述的公式對其進行計算；生產設備收縮斷面的直徑：!-'■+B虛擬點到罩口的距離：z=H+1.生T二L：X…賣X1二二如IIH-熱源到計算斷面的距離，mB-熱源的水平投影的直徑，m因此：甚二+B二一?］一一i||收縮斷面的直徑I-?.，?■:a."/i.'：'=ad-為熱源的水平投影的面積熱源的對流散熱量為" "l，v=「.|X- 1匕’i...； ::.I--熱源的黃流,放熱面-積5\r.-熱源表面與周圍空氣的溫度差（nC）a-對流放熱系數（j,5”?tT??本次設計H/B=，則滿足H/B=的范圍，可以采用在不同的高度上的熱射流的流量為：L"l."W （廣，.；）1 H. 1，.‘=0.C1x「.：兩尸x2.=0.252mJy接受罩的風量取’二二"."I?叩』空二寸L4.+ST，:, .弓.■-I：'.| .三一".；式中f’為擴大面積f’二.、‘［一m'接受罩傾角.以及相關參數的確定以高效。經濟和兼顧美觀安裝方便的原則為依據，選擇傘形罩的傾角口E，查的其局部阻力系數為。為了減少局部氣流對接受罩的影響，同時不影響工藝操作，將需要操作者觀察的一面敞開，其余三面用擋板，考慮接受罩的安裝高度為1米，將擋板設計為II 一II。綜上所述，接受罩的大小為I—項.山，,5I頊.5；以一F"白"y.仕％一二，擋板采用自然冷卻。高溫爐粉塵捕集與除塵系統設計系統的確定高溫爐除塵系統軸測圖除塵系統的確定：高溫爐粉塵捕集與除塵系統流程如下:誘導氣流接受罩—除塵風管一?旋風水膜除塵器一風機一排出管（附風帽）除塵系統軸測圖圖5高溫爐粉塵捕集與除塵系統軸測圖風管的確定在工程實際的過程當中，排風罩的材料有很多，在市場上常見的有聚氯乙烯塑料板，膠合板和普通的鋼板等。堅持經濟和效益相統一的原則，我們采用薄鋼板，因為溫度較高，除塵風管不易生銹，因此不采用鍍鋅工藝。通風除塵系統的水力計算1）合理確定空氣的流速風管內空氣的流速對除塵系統有較大的影響。風速過高會加快設備和除塵系統管道的磨損，加大管道的噪聲。流速過低會使粉塵堆積淤塞管道，因此必須合理的選擇空氣的流動。根據工程實際的經驗結合書本知識查閱相關的資料。確定當顆粒物為石棉粉塵時垂直風管的速度為12米/秒，水平風管的速度為14米/秒.具體到本次設計，1#，3#管道為13m/s，4#為13m/s為13m/s，5#,6#管道為12m/s.2）計算摩擦阻力選定最不利環(huán)路。本系統確定1-3-除塵器-4-風機-5為最不利環(huán)路。根據各段的風量以及選定的流速，查閱線算圖，得出管徑和比摩阻的，然后通過修正，確定最終的單位長度摩擦阻力，并整理成下表。2X10圖6通風管道單位長度摩擦阻力線算圖4XWIXJC4&XIOJfiXIO11X10]2X10圖6通風管道單位長度摩擦阻力線算圖4XWIXJC4&XIOJfiXIO11X10]OXIfi48XW1JxiO*axio4表4高溫爐粉塵捕集與除塵系統單位長度摩擦阻力和管徑確定表編號管長m流量『衣流速m/s比摩阻％管徑mm修正系數摩擦阻％1131602131603141122041272505127250局部阻力的計算：1#管道:□=6(/傘形罩X1e=0.16;■I= ；=1.&強|.舊寇土X：『二0.18；a=150“r=1.5d圓形彎頭XIe=Cl225：?二OM,?二0.5圓形三通e=0+252#管道:與1#管道對稱分布，采取的管件形式一樣，則局部阻力系數與其相同3#管道：:.=90I=1.5d圓形彎頭X3?二0.r；除塵器進口尺寸280mm，變徑管長度100mm，，可以算出:??=〔［一：4#管道：除塵器出口尺寸國"mm，變徑管長度100mm， 1:頃一I優(yōu)*宥*可以查得□-二一一宣，從而查得；=a=90