.
安庆市电机公司电镀车间通风系统工程
设计说明书
专业班级：建环14-3班
姓名：谢进
学号： 425
指导老师：张永胜
设计日期： 2017年6月
指导教师评价
前言
工业通风影响车间的空气质量和工作效率,良好的通风可以提高产品质量，保证生产正常运行。而在工业生产活动中，工业通风的主要任务控制工业生产过程中产生的粉尘、颗粒物、有害气体、高温、高湿，创造良好的生产环境，保护大气空气质量。
随着近年来工业和科学技术的快速发展，工业上散发的污染物得种类和数量也是在与日俱增，而且对人的危害和对大自然的危害也越来越大，所以要维
持一个良好的环境，就必须控制污染物的释放和允许释放浓度，有效消除工业污染物。
在采用通风设置时，要考虑多方面因素，比如系统的负荷能力，通风除尘效率，能源的可持续发展，环境友好型能，建筑节能和建筑能耗，等等。
@
所以，在不同的工业生产中，根据工业污染物的性质和污染物散发途径，建筑结构特性，结合不同通风方法的除尘机理，设置除尘设备，把室内产生的污染物排至室外，另外，还有在通风系统上设置空气净化设备，把室内的污染物浓度吸收净化至大气允许排放标准浓度，保证室内外环境的空气不受污染，创造一个舒适美好的室内外环境。
1 概述
研究背景
在工业生产过程中，如何为环境创造一个清洁的空气环境（包括大气环境和室内空气环境），已经是21世纪人类生命科学的重要课题，作为改善环境的因素——通风除尘系统的设计越来越得到大家的重视。通风工程在我国实现四个现代化的进程当中，一方面起着改善居住建筑和生产车间的空气条件，保护人民健康、提高劳动生产率的重要作用，另一方面在许多工业部门又是保证生产正常进行，提高产品质量所必不可少的一个组成部分。工业通风的主要任务是，控制生产过程中产生的粉尘、有害气体、高温、高湿，创造良好的生产环境和保护大气环境。
研究目的
通过收集及利用现场资料进行制图、计算，根据操作区的有害气体与粉尘
浓度低于国家规定的允许值，进行送、排风及除尘系统的设计；并分析在电镀车间生产过程中散发的各种污染物（颗粒物、污染蒸汽和气体）以及余热和余湿，进行计算并加以控制，减少工业污染物对室内外空气环境的影响和破坏。
稀释室内有害气体浓度，改善操作区的环境为工作人员提供舒适的工作环境，消除对车间环境及设备的污染，提高工作人员的健康和舒适感。
2 车间概况
车间厂址及室外气象资料
|
公司选址在安徽省安庆市，位于安徽省西南部，长江下游北岸，皖河入江处，北纬29°47′～31°17′、东经115°46′～117°44′。长江流经市境200余公里。安庆地区属北亚热带湿润季风气候区，具有季风明显、四季分明、气候温和、雨量充沛、光照充足、无霜期长等气候特点，安庆的年平均气温约为17℃，冬季各月的平均气温均在5℃左右，并不算冷；夏季各月的平均温度在22-28℃左右，极端最高气温也未超过40℃，不算太热，无霜期在250天左右。
安庆降水充沛，年平均降水量1300mm-1500mm，主要集中在4-8月，占年降水总量的70%以上，特别是6-7月的梅雨期间，常有大到暴雨出现。具体见表2-1。
2-1室外气候参数表
地
区纬度（北纬）经度（东经）
年平
均气
温
年降水量
室外计算干
球温度（℃）
。
气
候
冬
季夏季
安
庆
29°47′--31°17′115°46′--117°44′
1
7℃
1300mm-1500mm
5
℃
22℃-28℃
》
北
亚
热
带
湿
润
季
风车间建筑结构资料
车间分为生产部和辅助部分。生产部分包括：准备部、喷砂部、抛光部、溶液配置室、电镀部等，辅助部分为发电室、生活间等。车间为单层电镀车间，建筑面积为平方米。
墙——普通红砖墙；墙厚度：240mm，墙内有20毫米厚的1：:25水泥砂浆抹面，外涮耐酸漆两遍。
屋顶——带有保温层的大块预制钢筋混凝土卷材屋顶；
窗——钢框玻璃，尺寸为×米；
地面——非保温水泥地坪；
外门——木制，尺寸为×米，带上亮子。
^
电镀车间容易对环境造成污染，应单独建造厂房，并且布置在当地风向的下风侧。
工艺过程
所有由厂内机械加工车间和热处理来的零件，首先要进行表面清理，其方
法有：机械处理和化学处理。
机械处理：体积较大的零件在喷砂室中去锈，体积较小的镀锌件在滚筒内用砂参石灰清除其上毛刺和氧化皮（湿法处理）。
化学处理：需要化学处理的零件，先在苛性碱溶液中去油，对氧化层很厚的零件，则需在酸液中腐蚀去锈直到锈层消失为止。
需要磷化处理的条件，经表面清理后用苏打水去油，在去油后进行磷化处理，处理后再在皂液和油中进行处理，以提高防腐力。零件经过表面处理后，在电镀前还要进行精细的电解去油和用淡的酸溶液去锈，然后进行电镀：镀锌：零件在氰化液槽中挂镀；
镀镍：零件在酸性溶液中镀镍，在镀镍前需在氰化液中镀铜；
#
镀锡：在碱性溶液中镀锡；
镀铬：在铬液中镀铬，镀后在回收槽洗去附在镀件上的电解液。
电镀后的零件均在冷水槽和热水槽内清洗，为使镀件光亮，可在抛光机上用布质轮对零件进行抛光。电解液的分析、配置和校正，均在溶液配制室内进行。
工作班制
本车间为两班工作制。
热源参数
2-2热源参数表
设备编号@
设备名称设备规格溶液温度
（℃）
溶液性
质
10，14热水槽800×600×70050'
*13化学去油槽1500×800×80080碱
50
18，40，32热水槽/
800×600×700
*20，21电解除油槽1000×600×80070碱
镀铬槽1000×600×80050酸《
*26
*27苏打槽600×500×700《
碱
70
*28磷化槽1000×800×800 90酸
600×500×70070
*30*
皂液槽
31油槽600×500×700120?
*41镀锡槽1000×800×80070碱查相关手册可得，冬季室外设计温度为-5℃，室内设计温度根据劳动强度的不同分别为：Ⅰ级18-21℃，Ⅱ级16-18℃，Ⅲ级14-16℃，Ⅳ级12-14℃。电镀车间准备部、喷砂部、抛光部、溶液配置室、电镀部、发电室均为16℃。
3 供暖通风计算
{
车间各工部室内热负荷计算
车间室内空气条件如下：
（1）温度：
冬季 14～18℃
夏季按工业车间卫生标准要求，不高于夏季室外通风计算温度３℃
（2）湿度：
冬季湿作业部分取相对湿度为65%，一般部分取50%。
夏季不作规定。
[
已知单位单位面积热负荷为K=10w/㎡℃，所以根据式子其中F--建筑面积，2
m；可分别计算，具体见表3-1
3-1 热负荷计算表
编号工部名称
房间面积
（㎡）
K
（W/㎡℃）
《
tn-tw
（℃）
Q
（W）
1002机房
10?
15
10065
1003溶液室6855；
1004
准备室13980
1005电镀部】
20610
1006抛光部6855 1007发电室13980 )
1008
喷砂室20610
总计|
92955
注：由于时间关系，负荷不详算，给定单位面积热负荷102
m
W℃，据此估算，实际应按采暖符合计算。
车间各工部冷风渗透量和大门侵入冷风量计算
据要求按维护结构耗热量的20－40％进行估算得，具体见表3-2。
3-2 冷风渗透耗热量表
，
工部编号维护结构耗
热量(W)
渗透量占
总耗热百分比
（%）
冷风渗透量
总的耗热量
100810800
30
…
3240
14040
100610800324014040
1007
…
122103663
15873
10047673
2302$
9975 1003767323029975 100521600648028080
总计7075621227
91983
，
注：由于时间关系不详算，冷风渗透耗热量和冷风侵入耗热量按维护结构耗热量的20－40％进行估算，实际应按采暖方法进行计算。
车间各工部电动设备、热槽散热量计算
电动机和工艺设备的散热量Qs可按下式进行计算：
N为电动机的总安装功率； 为电动机的效率；1n同时使用系数，一般取；
2
n安装系数，一般为；3n负荷系数，一般取。所以计算结果可得表3-3。
3-3 电动设备散热量表
设备名称
设备功率
（kW）￥散热量s
Q
（W）
抛光机
\
去毛滚筒
~
电动发电机
9
{
热槽散热量分为液体表面散热量和设备表面散热量。设备表面散热量：
()()...v F =?-+-12Q 1161034935t t
式中：v ～s
1t --设备外表面温度，℃
2t --室内计算温度，℃ F --设备外表面积,2m
液体表面散热量：（溶液温度为室温或者温度不定的忽略不计），具体计算结果如下表（表3-4）：
3-4 热槽散热量表
设备名称
:
溶液温
度（℃） 室内空气流速
（m/s ）
室内平
均计算
温
度
（℃） 设备外
表面积传热系
数
设备外
表面积
（㎡） 溶液表面
积
（㎡） 设备外表面积散热量
（kW ） 溶液表面积散热
量
（kW ） 】
总散热量（乘以台
数）（kW ）
热水槽 50 16
…
化学去
油槽
80
16
]
热水槽 50
'
16
电解除油槽 !
70
16
。
2
镀铬槽
50
16
·
苏打槽 70 16
-
磷化槽90
{
16
皂液槽
(
7016
>
油槽
12
016
$
镀
锡槽
7016
~
各工部电动设备、热槽总散热量由表3-5得出为 kw
3-5各工部电动设备、热槽散热量表（kW）
喷砂部
]
抛光部
发电室准备室溶液配置室电镀部
@
人体散热量
式中 Q--人体散热量，kJ/h；
--考虑不同性质的工作场所、成年男子、成年女子和儿童的比例不同的群集系数；
n--人数，个；
q--每个成年男子的散热量，kJ/h(取175 kJ/h)。
；
综上所述，本车间总设计热负荷为 kw。选用机械循环热水采暖系统，系统中设有水泵，热媒（≤110℃的热水）进行强制循环。考虑节省管材，采用单管上供下回式系统。因为车间为单层，不必考虑水力垂直失调现象，并且此系统施工方便，造价低，调节配件少。选用耐腐蚀的铸铁柱形散热器。根据式
由上式计算可得散热器片数和面积,热源以区域锅炉房供热，经济效益高。车间各工部散湿量计算
人体散湿量
式中Dτ--人体散湿量，kg/h；
nτ--计算时刻空调区内总人数；
φ--群集系数；
g--一名成年男子每小时的散湿量g/h
￥
热槽表面散湿量
式中'w
m--敞开热槽表面散湿量，Kg/s
ω--单位水面蒸发量，kg/(2
m·h)
A--蒸发表面面积，2
m
3-6 热槽表面散湿量表
设备名称数量设备规格;
溶液温度
（℃）
单位水面
蒸发量
kg/(m2·h)
蒸发表面面
积(m2）
敞开热槽表面散
湿量/个（Kg/s）
冷水槽2
800×600×7
0050
·
有色金属
腐蚀槽1
1500×800×
800
80
&
热水槽2
800×600×7
00
50】
黑色金属腐蚀槽1
1500×800×
800
室温
化学去油槽]
1
1500×800×
800
80
溶液配置
槽1
"
600×500×7
00
70
溶液配置
槽1
600×500×7
00
\
不定
酸洗槽2
1000×600×
800室温
.
热水槽3
800×600×7
0050
^
冷水槽7
800×600×7
00
, 电解除油
槽2
1000×600×
800
70
、
回收槽1
800×600×7
00
室温
镀铬槽
>
11000×600×
800
50
苏打槽1
·
600×500×7
00
70
磷化槽1
1000×800×
800 Vx=s { 90
皂液槽1
600×500×7
0070
>
油槽1
600×500×7
00120
~
镀镍槽1
1000×800×
800室温
—
镀铜槽11000×800×室温
800】
中和槽1
800×600×7
00
镀锌槽
，
11000×800×800
镀锡槽1
;
1000×800×
800
70
各工部的散湿量等于人员散湿量和设备散湿量之和，如下表
3-7 各工部总的散湿量表
车间各工部机械排风量计算
喷砂部排风量
喷砂室采用局部防尘密闭罩，排风的作用有两个：一是防止粉尘跑出；二是保证工作空间一定的可见性。排风量按下式计算：
式中L--密闭罩的排风量，m3/s；
1
L--物料下落时带入罩内的诱导空气量，m3/s；
|
L--从孔口或不严密缝隙吸入的空气量，m3/s；
2
L--因工艺需要鼓入罩内的空气量，m3/s；
3
L--在生产过程中因受热使空气膨胀或水分蒸发而增加的空气量，m3/s。
4
L取 m3/s，2L取 m3/s，3L只有少量设备如自带鼓风机的混砂机等才需
1
要考虑，本设备取 m3/s，在工艺过程发热量大、物料含水率高时才需要考虑，本设计忽略不计。故喷砂部总排风量L=（++）×数量=×2=3/s.
抛光部排风量
抛光的目的主要是为了去掉金属表面的污垢及加亮镀件，抛光轮的排气罩应采用外部吸气罩，排风量根据轮径采用以下式子计算：
式中a--与轮子材料有关的系数
d--抛光轮的直径
'
本设计中采用布质光轮时，排风量按每毫米轮径6m3/h计算，即a=6m3
/h·mm，布质光轮的直径d=200mm，因为抛光部有2台抛光机，每台抛光机有2个轮子，所以一共有4个抛光轮，故抛光部的总排风量为：
槽边排风罩排风量
a.单侧及双侧排风的选择：
槽宽B≤700mm宜采用单侧排风
B＞700mm宜采用双侧排风
B＞1200mm宜采用吹吸式排风罩
b.条缝式槽边排风罩的排风量
条缝式槽边排风罩有单侧和双侧，高截面和低截面之分，风量计算如下式：
、
高截面单侧排风
高截面双侧排风 低截面双侧排风 低截面单侧排风 式中 A 、B--长、槽宽
M 、x v --排风起始速度，m/s.
以有色金属为例做详细计算：
则
'2
=20.28m s L L ~
其他槽边排风罩的排风量同上，计算结果见表3-8。
3-8 槽边排风罩排风量表
设备编号 设备名称
控制风速
A×B
形式
总排风量 \
一侧排风量
'L (m 3
/s)
v(m/s)
L(m 2
/s )
*9
有色金属腐蚀槽
1500×800 高截面双侧
【
*12
黑色金属腐
蚀槽
1500×800 低截面双侧
*13
、
化学去油槽
1500×800 高截面双侧
*15 *16 溶液配制槽
?
600×500 高截面单侧
*18 *40
*32热水槽
<
800×600
低截面单侧
*17酸洗槽1000×600
(
高截面单侧
*20电解除油槽1000×600高截面单侧
】
*25回收槽800×600低截面单侧
》*26镀铬槽1000×600高截面单侧
！
*27
苏打槽600×500高截面单侧
*28
~
磷化槽
1000×800低截面双侧
*30皂液槽:
600×500高截面单侧
*34镀镍槽
￥
1000×800
高截面双侧
*35镀铜槽1000×800
，
低截面双侧
*36中和槽800×600高截面单侧
%
*38镀锌槽1000×800高截面双侧
…*41镀锡槽1000×800低截面双侧
、
3-9 各工部排风量汇总表
编号工部名称排风量m3/s 1003溶液配制室
1004
)
准备工部
1005电镀部
1006抛光室
&
1008
喷砂室
4 水力计算
除尘系统水力计算
以喷砂室为例，该工部有该工部有两台喷砂设备，产尘设备及传动设备留在罩外，便于观察和检修。局部密闭罩的容积小、排风量少、经济性好。根据前面计算的排风量结果，得每台喷砂机的排风量为1140 m3/h（ m3/s），由《简明通风设计手册》查得喷砂室的颗粒粒径大于10μm的可达85%左右，而旋风除尘器在处理粒径大于10μm的颗粒物时效率可达90%以上，所以选用旁路式旋风除尘器对颗粒物进行处理，除尘阻力△P=800Pa，采用圆形风管。
除尘系统水力计算步骤
1.对各管段进行编号，标出长度和管径，如图4-1.
-
4-1除尘系统图
2.选定最不利环路：1-3-除尘器-4-风机-5。
查通风设计手册得除尘管道内最低流速为：水平管14 m/s，垂直管12 m/s。
考虑到除尘器及风管漏风，管段4和5的计算风量为
。
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。
对管段1：根据，由相关手册查得管径和和单位长度摩擦阻力。所选管径应尽量符合通风管道统一规格。111709.5P a m D mm Rm ==、。同理可查得各管段的管径和比摩阻，具体结果见表4-1。
4-1 水力计算表
…
管段编号
流
量
[m3/h ]
长
度
l(m)
管
径
D(mm)
流
速
（m/s ）
动压P(Pa
) 局部
阻力系数∑§
局部阻力
Z
（Pa ）
#
单位长度摩擦阻力
Rm （Pa/m ）
摩擦阻力
Rml
（Pa /m ）
管段阻力Rml+Z(Pa)
1 1140
8 170
|
60
3 2280 <
4
220
\
4 2394 2 250
…
5 2394
5 250
!
2
!
1140
170
`
除尘器
^
800
4.确定管段2的管径和和单位长度摩擦阻力，见表4-1。
5.查课本，确定各管段的局部阻力系数。
管段1：该管上有等高条缝ζ=；设备密闭罩§=（对应接管动压），90°弯头（R/D=）2个，§=，∑§=。
—
管段2：90°弯头（R/D=）一个，§=。
同理可得其他管段，具体见表4-1。
6.计算各管段的沿程阻力和局部阻力，具体见表4-1。
7.对并联管段进行阻力平衡。
汇合点A ：△P 1=，△P 2=
121P P 163.28129.78
2.1%P 16
3.28
?-?-==? <10%
所以管段1、2的管径属于合格的范围。 8.计算系统的总阻力：
<
风机的选择
风机风量：
风机风压：
3=8251m h f L ，P 2018Pa f =，风机转速n=1600r/min 皮带传动，配用Y132S2-Z 型电动机，电动机功率N=。 槽边罩排风系统
槽边排风罩是外部吸气罩的一种特殊形式，专门用于各种工业槽，它是为了不影响工人操作而在槽边上高置的条缝型吸气口。
要求确定送风截面管形状、风管尺寸、有害气体处理设备型号、系统阻力和风机型号。
确定排风量、排风罩阻力
~
以准备工部有色金属槽为例详细计算，因为B ＞700mm ，采用双侧槽边排风
罩。圆形伞形罩通过的风量为其他设备穿过风量。根据国家设计标准，条缝式槽边罩的断面尺寸（E ×F ）共有三种，200mm ×200mm 、250mm ×250mm 、250mm ×200mm 。本题选用E ×F=250mm ×250mm 。
控制风速 0.3m s x V =
有色金属槽排风量 ()0.2
3220.55m s x L V AB B A == 每一侧排风量 '30.28m L =
假设条缝口风速 010m V = (一般取7~10m/s) 采用等高条缝，条缝口面积： '2000.028m f L V ==
条缝高度： 00=0.0281.50.019m=19mm h f A == 条缝式槽边排风口损失： ()01F 0.0280.250.250.4480.3f =?=>
！
为了保证条缝口上速度分布均匀，在每一侧分设两个罩子，设两根立管。
因此
条缝式槽边排风罩阻力 2
0P 2v ξρ?=
式中 ζ--局部阻力系数，ζ= v 0--条缝口上空气流速，m/s ρ--周围空气密度，kg/m 3 所以
净化装置采用DGS —B-3型玻璃钢酸雾净化塔，该设备具有阻力小，能耗省，噪声低，处理效率高，能处理氯化、氢氟化、氢、氨、硫酸雾、铬酸雾、氰氢酸、碱蒸汽、硫化氢等气体，经几年使用净化效率均在93%以上。