工业通风课程设计

课程设计课题名称某企业加工车间除尘系统设计专业名称所在班级学生姓名学生学号指导教师目录1.前言 (2)2.车间简介 (3)2.1抛光车间 (3)2.2高温炉车间 (4)3.生产车间除尘系统设计 (5)3.1系统划分 (5)3.2风管材料及断面形状的选择 (5)3.3排风口位置的确定 (6)3.4排风罩的选择设计 (6)3.5除尘器的选择 (7)4.水利计算 (12)4.1高温炉车间通风管道路线的设计计算 (12)4.1.1 通风管道路线的设计 (12)4.1.2 通风管道的水力计算 (13)4.1.3风机的选择 (15)4.2抛光车间通风管道路线的设计计算 (16)4.2.1 通风管道路线的设计 (16)4.2.2 通风管道的水力计算 (17)4.2.3风机的选择 (19)5.结束语 (1)参考文献 (1)1.前言在工业生产过程中会散发各种有害物质（粉尘、有害蒸气和气体）以及余热和余湿，如果不加以控制会使室内、外空气环境受到污染和破坏，危害人体的健康、动植物生长，影响生产过程的正常运行。

因此控制工业有害物对室内外空气环境的影响和破环是当前急需解决的问题。

为了控制工业污染物的产生和扩散，改善车间空气环境和防止大气污染，我们必须了解工业污染物产生的原因和散发的机理；认识各种工业污染物对人提及工农业产生的危害；明确室内外环境空气要求达到的卫生标准和排放标准规定的控制目标；阐明改善环境空气条件的综合措施。

某企业生产车间在工作的过程中，其抛光车间会产生粉尘，主要成分有抛光粉剂、粉末、纤维质粉尘等；高温炉车间内的高温炉在工作时，则产生较多的高温含尘烟气。

这些颗粒物和高温含尘烟气如不尽早除去，则会通过呼吸道等途径进入工作人员体内，引起尘肺病，严重危害人体健康。

同时，颗粒物控制不严对生产也会产生很大影响，它会降低产品的质量和机械工作精度，颗粒物还会使光照度和能见度降低，影响室内作业的视野。

未经处理的含尘气体若任意排放，将污染大气，危害周围生活区人身健康，影响农业生产。

因此含尘气体必须净化处理，达到排放标准才允许排入大气。

此次课程设计针对某企业生产车间内产生的颗粒物，对其进行分析，设计出合理的通风除尘系统，把车间内的有害气体捕集起来，经过净化处理达到标准后排至室外，使车间内有害物浓度不超过国家卫生标准规定的最高允许浓度，使操作人员在生产过程中有一个清洁的空气环境。

同时，通过此次设计，加深同学们对工业通风课程内容的理解,提高同学们将理论应用于实际的能力,行成一种系统的思维.2.车间简介某企业生产车间有1个抛光间，1个高温炉车间。

各部分尺寸如图1和图2标注所示.2.1抛光车间抛光间有3个高度均为1.2m的工作台，每个工作台上有一台抛光机，每台抛光机有2个抛光轮，抛光轮为布轮，其直径为D=200mm，抛光轮中心标高1.4m，工作原理同砂轮。

抛光间产生粉尘，粉尘的主要成分有抛光粉剂、粉末、纤维质灰尘等（石棉粉尘）。

图1 生产车间平面图2.2高温炉车间高温炉间有2个高温炉，高温炉在工作时，会产生较多的高温含尘烟气，粒径范围为0.010-20um，炉内温度为500℃，室温为20℃，尺寸为1.0m*1.0m.图2 生产车间剖视图3.生产车间除尘系统设计3.1系统划分除尘系统划分原则:（1）同一生产流程、同时工作的扬尘点相距不远时，宜设为同一系统；（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，也可和设一个系统；（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。

根据以上系统划分原则，由于高温炉车间产生的是高温烟气,而抛光车间产生的主要是石棉粉尘,粉尘种类不同.生产流程也不一定相同，且车间由一条过道隔开扬尘点相距较远，要求的风量也不一样，因此应该设为两个系统。

进行抛光的三个工作点对空气处理要求相同，室内参数要求相同，而且这三个工作台是同一生产流程，运行班次和运行时间相同，因此可以划分为同一系统，由一台风机与其联系在一起的管道及设备构成一个系统。

高温炉车间也同理构成一个系统。

3.2 风管材料及断面形状的选择风管的材料应根据使用要求和就地取材的原则选用。

钢板是最常用的材料，有普通钢板和镀锌钢板两种。

他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。

除尘系统因关闭磨损大，通常用厚度为3.0～5.0㎜的钢板，一般通风系统采用0.5～1.5mm的薄钢板。

在抛光和高温炉车间内，空气湿度不大，因此选用做除尘系统的风管采用3.0～5.0㎜的普通钢板。

风管断面形状有矩形和圆形两种.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;圆形风管直径较小时、容易制造且保温亦很方便。

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。

因此，本通风管道设计中也采用圆形断面。

3.3排风口位置的确定在一般的情况下通风用排气立管出口应至少高出屋面0.5m 。

通风排气中的有害物质必须经大气扩散稀释时，排风口应位于建筑物气流负压区和正压区以上，高约（1.3～2.0）H 。

此生产车间的高度为9.4m,考虑到含尘气体的扩散及风管的省材，排风口高度为9.9米。

为了防止雨、雪等进入排风管或利用室外空气流速形成风压以加强排风能力，排风末端应装伞形风帽。

3.4 排风罩的选择设计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，可在有害物散发地点直接捕集有害物或控制其在车间的扩散，经过净化处理后排出室外,保证室内工作区有害物不超过国家卫生标准的要求。

排风罩按工作原理的不同可分为密闭罩、柜式排风罩（通风柜）、外部吸气罩（包括上吸式、侧吸式、下吸式及槽边排风罩等）、接受式排风罩、吹吸式排风罩。

选择合适的排风罩用较小的排风量就可以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包围或靠近有害物发生源，使有害物局限于较小的空间，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。

(4)排风罩应力求结构简单、造价低，便于制作安装和拆卸维修。

(5)和工艺密切配合，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的影响。

高温炉车间内高温炉工作时，其产生的高温烟气会产生向上的热射流,故排风罩宜采用上部接受罩（见图3），把从高温炉散发的高温烟气都往上吸入罩内。

由于一般在距离热源表面(1.0-2.0)B(B-热源直径,m)处(通常在1.5B 以下)射流发生收缩.因此该高温炉的上部接受罩口设在距离工作台面1.5m 高的位置,为低悬罩.由于低悬罩位于收缩断面附近,罩口断面上的热射流横断面积一般是小于(或等于)热源的平面尺寸.在横向气流影响较小的场合,排风口尺寸应比热源尺寸扩大150-200mm.所以此排风罩口尺寸设为1200mm ×1200mm ，风量为30.56/m s 。

抛光车间中抛光轮在工作时，产生的粉尘运动方向主要是沿工作台的切线方向，故应采用接受式侧吸排风罩，把排风罩设在工作台污染源的附近，依靠罩口的抽吸作用，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，为了排风罩的除尘效率,将含粉尘气体全部吸入罩内，可在抛光轮上方加一块活动挡板（见图4）。

抛光轮为布轮，其直径为200mmD=，与轮子材料有关的系数为，排风量 L=2*A*D=2400mm.因为抛光轮直径为D=200mm，抛光轮=/6mA⋅hmm3中心标高1.4m,所以排风罩口尺寸可设300mm×300mm。

对于矩形断面的罩，选择的其扩张角α不同时，排风罩的局部阻力系数也不同。

综合结构、速度分布、阻力三方面的因素，α应尽可能地小于或等于 60°，当α=30°～60°时，阻力最小。

查文献得，矩形断面的排风罩其扩张角α为60°时，局部阻力系数较小，故设计排风罩时，设计其扩张角为60°。

图3 高温炉车间上部接受罩图4 抛光车间接受式侧吸排风罩3.5 除尘器的选择除尘器是将粉尘从含尘气流中分离出来的设备，根据其除尘机理的不同,通常将除尘设备分为四大类：机械除尘器、过滤式除尘器、湿式除尘器、电除尘器。

选择除尘器时应全面考虑各种因素的影响，如处理风量、除尘效率、阻力、一次投资、维护管理，及除尘器的除尘效率、阻力、经济性、占地面积、劳动条件等。

还应特别考虑以下因素：（1）选用的除尘器必须满足排放标准规定的排空浓度。

（2）粉尘的性质和粒径分布。

粉尘的性质对除尘器的性能具有较大的影响，不同的除尘器对不同粒径的粉尘除尘效率是不同的，所以选择除尘器时首先必须了解处理粉尘的粒径分布和各种除尘器的分级效率。

（3）气体的含尘浓度。

气体的含尘浓度较高时，在电除尘器或袋式除尘器前应设置低阻力的初净化设备，去除粗大尘粒，有利于它们更好地发挥作用。

（4）气体的温度和性质，对于高温和高湿的气体不宜采用袋式除尘器。

（5）选择除尘器时，必须同时考虑除尘器除下粉尘的处理问题。

各种常用除尘器的综合性能如表1中列出，可作为选择时的参考表1 除尘器的综合性能 除尘器名称 适用的粒径范围（μm ）效率（％） 阻力（Pa ） 设备费 运行费重力沉降室＞50 ＜50 50～130 少 少 惯性除尘器20～50 50～70 300～800 少 少 旋风除尘器5～15 60～90 800～1500 少 中 水浴除尘器1～10 80～95 600～1200 少 中下 卧式旋风水膜除尘器≥5 95～98 800～1200 中 中 冲激式除尘器≥5 95 1000～1600 中 中上 电除尘器0.5～1 90～98 50～130 大 中上 袋式除尘器0.5～1 95～99 1000～1500 中上 大 文丘里除尘器 0.5～1 90～98 4000～10000 少 大 袋式除尘器是利用含尘气流通过滤料时将颗粒物分离捕集的装置.是一种干法高效除尘器,可以沙、砾、焦炭等颗粒物为滤料的颗粒层除尘器，主要用于高温烟气除尘. 高温炉车间因其会产生较多的高温烟气，故用预附层袋式除尘器。

根据管道内风L=2×0.56×1.05=1.176 m/s 选择LHF-060型袋式除尘器，其各参数性能如图5，图6。

图5 LHF-060型袋式除尘器性能参数图6 LHF-060型袋式除尘器外形尺寸参数旋风除尘器是一种利用气流在旋转过程中作用在粉粒上的惯性离心力,使尘粒从气流中分离的设备,它结构简单、体积小、维护方便.对5.0μm-15μm 的粉尘，效率高达60％～90％。