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1、-工业通风课程设计-第 17 页工业通风课程设计某企业加工车间通风除尘系统设计学生姓名： 学 号： 专 业： 班 级： 指导教师： 职称 完成时间： 2016年12月 摘 要为消除某企业加工车间的粉尘危害，本文以该车间为研究对象，将三个振动筛设为C1系统，将两个喷砂室设为C2系统，以多种通风设计资料书为参考，为两个系统设计、选择排风罩、除尘器以及管路，并分别对两个系统进行水力计算，保证两个系统阻力平衡，达到预期的功能。从而有效控制该车间的粉尘散发，保证职工的健康。关键词 ：加工车间；振动筛；喷砂室；除尘系统ABSTRACTIn this design,the five processing p
2、latform which is a part of an enterprises processing workshop is chosen as the subject,according to various of ventilation design data books,we design a set of dust removal system for the processing workshop by using the knowledge about ventiliation that we have learned.The dust removral system is d
3、esigned to control the dust pollution and the gas pollution produced from three vibrating screens working time and two Sandblasting rooms working time ,thus guaranteeing that the worker who work in the processing workshop have a healthily,safely,comfortable work environment.Key words ：processing wor
4、kshop; vibrating screeen; Sandblasting room ; dust removal system目 录1 前言12 车间简介23 系统划分34 加工车间通风除尘系统设计44.1 排风罩的选择及风量计算4 振动筛工作台排风罩的选用及风量计算4 喷砂室排风罩的选用及风量计算54.2 除尘器的选择6 振动筛除尘器的选择6 喷砂室除尘器的选择64.3 风管的确定8 风管的截面形状及管道定型化8 风管的材料8 风管的布置85 水力计算95.1 C1系统水力计算105.2 C2系统的水利计算166 总结21参考文献22附 录231 前言在工业生产过程中散发的各种污染物（颗
5、粒物、污染蒸气和气体）以及余湿和余热。如果不加控制，会使室内外环境空气受到污染和破坏，危害人类的身体健康、动植物的生长，影响生产过程的正常运行。因此，控制工业污染物对室内外空气环境的影响和破坏，是当前急需解决的问题。工业通风的设计是控制污染物的一种重要方法，是职业健康管理体系重要的组成部分。该加工车间的污染物主要产自振动筛及喷砂室。振动筛是利用振子激振所产生的往复旋型振动而工作的，由于振动筛工作时整个筛箱是振动的，其集尘罩为负压，运行过程中滤布被筛箱内部负压所吸，易使其滤布与其吊耳相互摩擦而产生一定的粉尘，而且加工物料进入料漏斗时落下弹起的过程中也会产生一定量的粉尘，从而降低加工车间的环境质量
6、，并且在一定程度上会缩短振动筛的使用寿命。另外，另外，喷砂室将净化的压缩空气将干砂流强烈地喷到金属制品表面上用以除掉表面上的毛刺、氧化皮及铸件表面的熔渣等杂质，在电镀生产中多用于铸件的镀前处理，它可以打掉翻砂遗留在铸件上的砂土和高含碳层，保证电镀工艺易于进行。在喷砂过程中，由于气流高速运动，若不加以控制，粉尘会在短时间内扩散到较大的范围，同时，由于喷砂室所选材料为金刚砂，其主要成分为硅，若让人长期吸入，会造成硅肺病。我在设计此套通风除尘系统时，充分考虑振动筛及喷砂室的工作特点，依据其工作特点选定适当、合理的排风罩类型，根据其工作台的尺寸大小确定排风罩的尺寸，计算风量大小；接着根据污染物特点选定
7、除尘器；然后用风管将系统中的设备或部件连接起来，合理布置网管、决定管道尺寸、材料等，从而达到适用、省工、省材的目的；最后通过水利计算选定系统风机。2 车间简介某加工车间设有1#、2#、3#、4#、5#工作台，高度均为1m，已知1#、2#、3#均是振动筛，其平面尺寸为E=900mm，l=600mm，筛内物质为粘土，粉尘散发速度为0.2m/s，周围气流干扰速度=0.2m/s，振动筛工作时会产生一定的污染粉尘，在空气中悬浮，在二次尘化作用下会扩大污染范围直至整个加工车间，增大了车间职工的职业患病机率；4#、5#为喷砂室，4#、5#喷砂室尺寸均为1.01.01.0m，所用材料为金刚砂，金刚砂应回收喷砂
8、时的高速气流已经周围的干扰气流会使污染物进一步在车间内散开，危害职工的健康。房间高8m，窗台高度为0.9m，窗户高度为5m。车间平面如图1所示：图1 车间平面图3 系统划分系统划分的原则是：（1）空气处理要求相同、室内参数要求相同的，可划分一个系统。（2）生产流程、运行班次和运行时间相同的，可划为一个系统。（3）对下列情况应单独设置排风系统：1）两种或两种以上的有害物质混合后能引起燃烧或爆炸；2）两种有害物质混合后能形成毒害更大或腐蚀性的混合物或化合物：3）两种有害物质混合后易使蒸汽凝结并积聚粉尘；4）散发剧毒物质的房间和设备；5）建筑物内设有存储易燃易爆物质的单独房间或有防火防爆要求的单独房
9、间。（4）除尘系统的划分应符合下列要求：1）同一生产流程、同时工作的扬尘点相距不远时，宜合设一个系统；2）同时工作但粉尘种类不同的扬尘点，当工艺允许不同粉尘混合回收或粉尘无回收价值时，也可合设一个系统；3）温湿度不同的含尘气体，当混合后可能导致风管内结露时，应分设系统。（5）如排风量大的排风点位于风机附近，不宜和远处排风量小的排风点合为同一系统。增设该排风点后会增大系统总阻力。根据系统划分原则，三个振动筛1#、2#和3#为一个生产流程，且扬尘点相距不远，因此可设为一个系统C1。由于4#和5#产生的含尘气体与其他三个工作台产生的含尘气体不同，为避免其混合后导致风管阻塞，所以4#和5#工作台另设为
10、一个系统C2。4 加工车间通风除尘系统设计4.1 排风罩的选择及风量计算局部排风罩是局部排风系统的重要组成部分。通过局部排风罩口的气流运动，可在污染物质散发地点直接捕集污染物或控制其在车间的扩散，保证室内工作区污染物浓度不超过国家标准的要求。设计完善的局部排风罩，用较小的排风量即可获得最佳的控制效果。设计局部排风罩时应遵循以下原则：（1）局部排风罩应尽可能靠近污染物发生源，使污染物局限于较小空间，尽可能减小其吸气范围，便于捕集和控制。（2）排风罩的吸气气流方向应尽可能与污染气流运动方向一致。（3）已被污染的吸入气流不允许通过人的呼吸区。设计时要充分考虑操作人员的位置和活动范围。（4）排风罩应力
11、求结构简单、造价低，便于制作安装和拆卸维修。（5）与工艺密切相结合，使局部排风罩的配置与生产工艺协调一致，力求不影响工艺操作。（6）要尽可能避免或减弱干扰气流,如穿堂风、送风气流等对吸气气流的影响。 振动筛工作台排风罩的选用及风量计算由于振动筛不易密闭，故我们应尽可能的将排风罩设在污染源附近，依靠找扣的抽吸作用，在污染物发散地点造成一定的气流运动，把污染物吸入罩内，所以我们选定外部吸气罩为C1系统的排风罩。振动筛尺寸E=900mm，l=600mm，筛内物质为粘土，粉尘散发速度为0.2m/s，周围气流干扰速度=0.2m/s。将外部吸气罩安置在污染源上方，为减少干扰气流的影响，H应尽可能小于或等于
12、0.3a；综合结构、速度分布、阻力三方面的因素，确定两短边之间的夹角（即扩张角）为60。根据，取，罩口尺寸：长边，短边罩口周长为：取控制速度，排风量为： 喷砂室排风罩的选用及风量计算由于喷砂室是一个相对密闭的空间，因此排风罩可以以喷砂室为基础来设计。在喷砂室上部设计进风口，下部设吸风口，气流流动方向自上而下，与工作时喷砂气流方向完全相同，使含有粉尘气体迅速下降，进入风管。排风罩尺寸的设计：由于喷砂室长、宽、高均为一米，因此下部吸风口的尺寸为a=0.5m,b=0.5m。上部进风口尺寸为a=0.2m,b=0.2m。除尘风量的确定：查论文资料，一般可按换气次数确定喷砂室除尘风量，即式中L-喷砂室除尘
13、风量，m3/h;n-每分钟换气次数，V-喷砂室体积，m3。其中n的取值由表1所示表1 喷砂室的换气次数建筑体积（m3）换气次数（1/min）喷砂室喷、抛丸室1-230252-520155-10161110-2012920107依图2，本文选n=30。4.2 除尘器的选择 振动筛除尘器的选择 振动筛在工作过程中主要产生污染物颗粒为粘土，而该粘土的粒径约为10-20mm，所以该系统采用旋风除尘器作为其净化装置。旋风除尘器结构简单、体积小，维护方便；其基本组成有筒体、锥体、排出管三部分。含尘气流由切线进入除尘器，沿外壁由上向下作螺旋形旋转运动，这股向下旋转的气流称为外涡旋。外涡旋到达锥体底部后，转而
14、向上，沿轴心向上旋转，最后经排出管排出。这股向上旋转的气流称为内涡旋。向下的外涡旋和向上的内涡旋，两者的旋转方向是相同的。气流作旋转运动时，尘粒在惯性离心力的推动下，要向外壁移动。到达外壁的尘粒在气流和重力的共同作用下沿壁面落入灰斗。根据振动筛C1系统的实际情况，C1系统的净化装置选择GQX-F/8型旋风式除尘器，它的具体参数如表2所示，结构图如图2所示。图2 XLP/A 型旋风除尘器 喷砂室除尘器的选择喷砂室在工作过程中主要产生金刚砂粉尘，由于金刚砂粉尘应当回收。为了同时达到回收粉尘和有效降低粉尘排放的目的，本文选用“旋风-布袋”两级组合除尘系统。其中第一级为旋风除尘器，并在其下方设置集尘漏
15、斗。第一级主要用来分离和回收颗粒较粗、浓度较大的粉尘。它既能分离颗粒较粗大的硅砂供喷砂使用, 又减轻了下一级除尘设备的负荷, 特别适合于捕集粒径大于的干燥粉尘及非粘结性粉尘、纤维性粉尘；第二级为袋式除尘器，袋式除尘器净化效率高, 性能稳定, 操作简便,适应性强, 适合于捕集非纤维性、非粘结性的工业粉尘。在本文中主要用于清除颗粒细、密度小的尘粒，防止其排到外界，危害职工健康。本文袋式除尘器选择HMC-32型号，其结构图如图3所示： 图3 HMC-32型袋式除尘器4.3 风管的确定通风系统中的风管把系统中的各种设备或部件连成了一个整体。合理选定风管中的气体流速，管路力求短、直，对提高系统的经济性有
16、很大帮助。 风管的截面形状及管道定型化风管截面形状有圆形和矩形两种。两者相比，在相同断面积时圆形风管的阻力小、材料省、强度也大；而且圆形风管直径较小时比较容易制造，保温亦方便。当风管中流速较高，风管直径比较小时，例如除尘系统和高速空调系统都采用圆形风管。本次课程设计车间属于除尘系统，管内流速较高，阻力较大，因此C1系统选择圆形风管。同样C2系统也选择圆形风管。为最大限度地利用板材，实现风管制作、安装机械化、工厂化，所用管道应符合通风管道统一规格。 风管的材料用作风管的材料有钢板、硬聚氯乙烯塑料板、胶合板、纤维板、矿渣石膏板、砖及混凝土等。风管材料应根据使用要求和就地取材的原则选用。实际生产中钢
17、管是最常用的材料，有普通薄钢板和镀锌薄钢板两种。它们的优点是易于工业化加工制作、安装方便、能承受较高温度。镀锌钢板具有一定的防腐性能，适用于空气湿度较高或室内潮湿的通风、空调系统，有净化要求的空调系统。除尘系统因为管壁磨损大，通常用厚度为3.0-5.0mm的钢板，能承受较大的冲击力。根据车间实际情况，风管材料要求耐磨损，阻力较小。故振动筛和喷砂室风管材料均选择钢板。 风管的布置风管布置应考虑以下因素：1）除尘系统的排风点不宜过多，以利各支管间阻力平衡。2）除尘风管应尽可能垂直或倾斜敷设，倾斜敷设时与水平夹角最好大于， 必须水平敷设或倾角小于30时，应采取措施，如加大流速、设清扫口等。 3）在除
18、尘系统小，为防止风管堵塞，风管直径不宜小于下列数值：排送细小粉尘 80mm；排送较粗粉尘 100mm；排送粗粉尘 130mm。4）排除含有剧毒物质的正压风管，不应穿过其他房间。5）风管上应设置必要的调节测量装置（如阀门、压力表、温度计、风量测定孔和采样孔等）或预留安装测量装置的接口。调节和测量装置应设在便于操作和观察的地点。6）风管的布置应力求顺直，避免复杂的局部管件。弯头、三通等管件要安排得当，与风管的连接要合理，以减少阻力和噪声。综合以上理论知识，再结合车间结构特点，我们将C1和C2系统的通风管道均见附图二（某企业加工车间通风除尘系统轴测图）。图4 CI系统轴测图图5 C2系统轴测图5 水
19、力计算5.1 C1系统水力计算（1）绘制通风系统轴测图，对各管段进行编号，标出各管段长度和各排风点的排风量。（2）选定最不利环路，此通风系统选择1-3-5-除尘器-6-风机-7为最不利环路。（3）根据各管段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1，输送含有粘土的空气时，风管内最小风速为，垂直风管为13m/s、水平风管为16m/s。表2 除尘风管最小风速（m/s）粉尘类型粉尘名称垂直风管水平风管矿物粉尘粘土1316石灰石1416水泥1218考虑到除尘器及风管的漏风，管道6、7的计算风量为：管段1根据、，由工业通风第四版附录9查出管径和单位长度摩擦阻力。所选
20、管径应尽量符合附录11的通风管道的统一规格。同理可查得管段4、5、6的管径及比摩阻，具体结果见表2。（4）确定管段2、3的管径及单位长度摩擦阻力，见表2。（5）查工业通风第四版附录7，确定各管段的局部阻力系数。1）管段1外部吸气罩，罩口形状为矩形。查文献得：弯头一个，合流三通（13）：查表得: 2）管段2 外部吸气罩，罩口形状为矩形。查文献得：弯头一个，合流三通（23） 查表得： 3）管段3合流三通（35） 查表得：4）管段4外部吸气罩，罩口形状为矩形。查文献得：弯头一个，合流三通（45） 查表得：5） 管段5弯头（）2个，除尘器进口渐扩管除尘器进口尺寸是，变径管长度为300mm。由6）管段6
21、弯头（）2个，除尘器出口渐缩管出口尺寸，变径管长度为300mm。查表得，风机进口渐扩管先近似拟选一台风机，风机进口尺寸，变径管长度。7） 管段7风机出口直径：，变径管长度查设计手册得：带扩散管的伞形风帽，（6）计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力，计算结果如表2所示。（7）对并联管路进行阻力平衡 1）汇合点A： 为了使1、2达到阻力平衡，改变4的管径，增大其阻力。 根据通风管道统一规格，取，其对应的阻力为：符合要求。 2）汇合点B：同理根据通风管道统一规格，取，其对应的阻力为：符合要求（8）计算系统的总阻力：（9）选择风机 风机风量 风机风压 选用T4-72型离心风机 风机转速皮带传动，配用型电
22、动机，电机功率为。表3 C1系统的除尘系统水力计算表管段编号流量(m/s)长度l(m)管径D(mm)流速v(m/s)动压Pd(Pa)局部阻力系数局部阻力Z（Pa)单位长度摩擦阻力摩擦阻力(Pa)管段阻力+Z(Pa)备注12.4614.542016153.60.3350.71.927.678.3阻力不平衡34.926.155016153.60.115.442439.4阻力不平衡57.38565016153.60.3655.33.316.571.867.75470013101.40.440.61.97.648.277.75970013101.40.660.81.917.978.722.467420
23、16153.60.8122.91.913.3136.242.46742016153.60.5686.91.913.399.31380122.2345096.15.2 C2系统的水利计算（1）对各管段进行编号，标出管段长度和各排风点的排风量。（2）选定最不利环路，本系统选择1-3-除尘器-4-风机-5为最不利环路。（3）根据各管段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3，输送含有金刚砂的空气时，风管内最小风速为，垂直风管为15m/s、水平风管为19m/s。表4 除尘风管最小风速（m/s）粉尘类型粉尘名称垂直风管水平风管矿物粉尘灰土、砂尘1618干细型砂17
24、20金刚砂、刚玉粉1519考虑到除尘器及风管的漏风，管道4及5的计算风量为：管段1根据、，由工业通风第四版附录9查出管径和单位长度摩擦阻力。所选管径应尽量符合附录11的通风管道的统一规格。同理可查得管段3、4、5的管径及比摩阻，具体结果见表4。（4）确定管段2的管径及单位长度摩擦阻力，见表4。（5）查工业通风第四版附录7，确定各管段的局部阻力系数。1）管段1带弯管的吸风口，查设计手册得： 弯头3个，合流三通（13），查表得:2）管段2带弯管的吸风口，查设计手册得： 弯头两个，合流三通（23），查表得:3）管段3除尘器进口渐扩管除尘器进口尺寸，变径管长度。查表得：4）管段4除尘器出口渐扩管除尘器
25、出口直径为，变径管长度。查表得： 弯头两个， 风机进口渐扩管 先近似选一台风机，风机进口尺寸直径为，变径长度5）管段5除尘器出口渐扩管除尘器出口直径为，变径管长度。查表得： 弯头两个， 风机进口渐扩管 先近似选一台风机，风机进口尺寸直径为，变径长度6）管段6风机出口直径：，变径管长度查设计手册得：带扩散管的伞形风帽，（6）计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力，计算结果如表4所示。（7）阻力平衡 对并联管路进行阻力平衡： 为了使管段1、2达到阻力平衡，改变2的管径，增大其阻力。 根据通风管道统一规格，取，其对应的阻力为： 此时仍大于百分之十，处于不平衡状态，如继续减小管径，取，同样不平衡。因此取，
26、在运行时再辅以阀门调节，消除不平衡。（8）计算系统总阻力（9）选择风机风机风量 风机风压 风机转速皮带传动，配用型电动机，电机功率为。表5 C2系统除尘系统水力计算表管段编号流量(m/s)长度l(m)管径D(mm)流速v(m/s)动压Pd(Pa)局部阻力系数局部阻力Z（Pa)单位长度摩擦阻力摩擦阻力(Pa)管段阻力+Z(Pa)备注10.523.317019216.61.21262.135710.5972.631225019216.60.53114.835280650.441.055280151350.9713114.929.8144.651.055280151350.9713114.929.8
27、144.661.059280151350.6819.51915020.51117019216.61.71370.49.585.5166.5阻力不平衡2160851.56 总结这次课程设计的过程中，我了解了理论知识运用于实践的各种困难，如：风管的合理布置、弯头的角度、除尘器的选择等等以前只是在题目中直接得到，现在我必须亲自查阅、研究、计算，从而得到一套完整的通风除尘系统，整个课程设计有我一人完成。尽管我设计的通风系统存在一定的缺陷，但是我尽我最大的努力减少存在的缺陷和问题。在这个过程，易玉枚老师耐心指导、跟进我们的课程设计，老师在我们的通风除尘系统课程设计思路遇阻时细心引导。在此，我由衷地对易玉
28、枚老师表示感谢。通过这次通风除尘系统的设计，我对通风除尘系统工程有了更深层次的了解。这次通风除尘的设计是对我个人能力的一次提升，不仅巩固了我的画图、课本知识，同时也提升了我学以致用的能力，希望以后还会有这样的机会。参考文献1 孙一坚. 工业通风M.北京：中国建筑工业出版社（第四版）, 2010.2 孙一坚. 简明通风设计手册M.北京：中国建筑工业出版社, 2006.3 中国有色工程设计研究总院. 采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003) S. 北京：中国计划出版社, 2004.4 中华人民共和国建设部. 暖通空调制图标准(GB50114-2001) S.北京：中国计划出版社, 2002.5 中华人民共和国建设部. 通风与空调工程施工质量验收规范(GB50243-2002) S. 北京：中国计划出版社, 2002.6 中华人民共和国国家标准. 排风罩的分类及技术条件GB-T16758-1997 S. 1997.7 张中河. 喷砂室回砂除尘系统的设计J. 建筑热能通风空调, 1990(1):43-48. 附 录附图一 某企业加工车间通风除尘系统平面图 附图二 某企业加工车间C1、C2通风除尘系统轴测图附图三 某企业加工车间C1、C2通风除尘系统剖面图