某车间通风除尘设计
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概述 对橡胶车间的通风除尘系统进行设计， 减少橡胶车间粉尘、二氧化硫等职业 病危害因素对工人的危害已达到预防职业病的目的。 特别指出风机和风罩的选 用和设计对通风除尘效果的影响，并通过具体改造项目加以说明。
二、 车间简介 2.1 车间通风问题 在胶料混炼过程中， 为了有效地控制炭黑粉尘和其它粉尘向室内扩散，避免 污染作业环境， 应在产生粉尘的设备上安装局部排风设备， 通过除尘设备将粉 尘过滤后排人人气。 在有烟气、 热气的地方也需安装通风罩， 通过风机将其排 出室外或烟囱， 改善操作的作业环境，保护工人的身心健康。 在除尘、通风设计过程中， 选择合适规格的除尘器和风机是除尘、 通风能否达 到设计要求的关键， 同时决定投资的规模和今后使用、维修的费用．由于通 风、除尘系统的效果好坏没有质的好坏， 只有量上的区别， 再加上测试手段的 滞后，许多设计、使用单位对该项工作没有足够的认识， 以及缺乏相关专业 的技术人员，造成许多橡胶厂使 Jf1 的通风、除尘系统存在一些缺陷和不足． 造 成除尘通风系统效果差和能量的浪费．这些缺陷归纳起来有： A、 风罩的设计、安装不合理； B、 风机风压和风量的选择与系统不匹配，多数用户虽采用风机功率很火，但 通风、除尘效果远没有达到应有的要求，造成能量 和投资的浪费； C风管直径和布置不合理； D除尘器和除尘风机不匹配； E、除尘器的维护不及时.主要是脉冲阀、脉冲控制仪维修不及时，造成清灰 不彻底，引起设备阻力增大， 部分滤袋过滤风速增大， 大大缩短滤袋的使用寿 命。滤袋不能按其使用寿命进行更换， 透气性能下降，风量下降， 达不到应有 的除尘效果。 2.2 已采取的除尘措施 (1) 270L密炼机通风系统 1台密炼机的胶片冷却系统挂胶部分， 已安装有全封闭的除尘罩， 采用2台 30kw风机通风。全风压1.395-1.104kpa,流量38556-53996m/h。风罩为胶片冷 却装置顶部钱闭罩，计算风罩断面风速169m/s，远大于1m/s的最高要求。从现 场实际效果也可以感觉到风量太大。 挤出压片出口风罩与胶片运输带共用一台11kw风机，全压1.511-0.947kpa,风 量12.98-24918kmA3/h,两个风罩基本无通风效果。 (2) 密炼机通风系统 2台370L密炼机的胶片冷却系统挂胶部分没有安装全封闭的除尘罩， 采用主风 管开若干风口通风。每台采用2台15kw风机通风。全风压3.187kpa,流量 7728-15455m/h。 每台密炼机的三个风罩采用一台55kw风机，转速1450r/min，全压 3.202-2.532kpa，流量 40.441-56.065kmA3/h. 三、 橡胶车间除尘系统设计
3.1 除尘方案的选择 该橡胶车间为小型车间， 主要产尘点为密炼机附近， 在塑炼混炼的过程产尘， 属于同一生产设备和同一生产工艺， 因此， 选用分散除尘系统较好。 由于该 橡胶车间炭黑粉尘磨损性较大， 为了降低通风机的磨损程度， 因此， 选用负 压除尘系统。
3.2 炼胶车间集气罩设计 在炼胶车间二楼有四台密炼机在三楼有四个炭黑投料口分别给这四台密炼机 加炭黑，每台密炼机有一个炭黑投料口， 以四个炭黑投料口及密炼机的四个 投料口为研究对象， 为其加集气罩。 三楼的炭黑投料口为半径0.6m的圆形开放式投料口，在工人投料过程中会使炭 黑粉尘四处飞散， 因此需要加设吸尘罩， 为了方便工人投料， 应设侧吸罩。 根据实际情况， 侧吸罩的尺寸设为 0.8m*0.4m， 罩口至控制点的距离设为 1m。 为了减少排风量， 应在罩口四周增设法兰边 150mm-200m，m 一般情况下， 法兰边宽度为150mm-200mm因此，设法兰边的宽度为200mm 集气罩的扩张角对罩口的速度分布及罩内压力损失有较大影响， 而在a =30。 -60。时，压力损失最小，设计外部集气吸尘罩时， 其扩张角a应小于或等 于60。。根据炼胶车间的实际情况，应选择扩张角为 60。的侧吸罩。 二楼的密炼机投料口为0.8m*0.8m的方形开放式投料口，炭黑经由气力输送管 道送入此投料口为了防止粉尘四处飞散此处应设密闭罩。根据投料口的尺寸， 设计密闭罩的长、宽、高为 0.8m*0.8m*0.6m.
3.3 侧吸罩的风量计算 对于侧吸罩一般采用控制风速法指在罩口前污染物扩散方向的任意点上均能 使污染物吸人气流流人罩内并将其捕集所必需的最小吸气速度来确定排风量， 其关键是确定控制点至罩口的距离与控制风速。 (1 )确定控制点至罩口距离 在不妨碍工艺操作的前提下， 罩口应尽可能靠近污染物发生源。尽可能避免
横向气流的干 扰。所以取1m (2) 确定控制点控制风速 控制风速值与工艺过程和室内气流运动情况有关， 一般通过实测求得。如果缺 乏现场实测数据可参考表1确定。 污染物放散情况 最小控制风速m/s 举例 轻微的速度放散到 空气中 0.25-0.5 槽内液体的蒸发
以较低的初速放散到 尚属平静的空气中 0.5-1.0 喷漆室内喷漆
以相当大的速度放散 出来 1-2.5 往运输漆上给料
以咼速放散出来 2.5-10 磨削，重破碎 工人在投料过程中炭黑粉尘从投料口外逸速度较小， 因此控制风速应在 0.25-0.5m/s,因此控制风速取0.25m/s. (3) 计算风量 炼胶车间所设计的侧吸罩为自由悬挂， 有法兰边的集气罩，因此侧吸罩排风 量公式为： Q=0.75(10xA2+F)Vx 式中：Q-吸气罩的排风量，mA3/h; x- 控制点至罩口的距离，m; F- 罩口面积，口八2; Vx- 控制风速，m/s. 因此侧吸罩的排风量为： Q=0.75* (10*1八2+0.8*0.4)*0.25=6966mA3/h.
3.4密闭罩排风量的计算 将产尘发生源密闭后， 还必须从密闭罩内抽吸一定量的空气使罩内维持一定 的负压，以防污染物逸出罩外污染车间环境。 为了保证罩内造成一定的负压， 必须满足密闭罩内进气和排气量的总平衡。 其排气量Q3等于被吸入罩内的空气量Q1和污染源气体量Q2即Q3二Q1+Q2但是, 理论上计算Q1和Q2是困难的，一般是按经验公式或计算表格来计算密面罩的排 风量。计算法如下： 按产生污染物气体与缝隙面积计算排风量：
Q3=3600+KEA+Q2 式中：K-安全系数，一般取K=1.05-1.1; V- 通过缝隙或孔口的速度，一般取 1-4m/s; 艺A-密闭罩开启孔及缝隙的总面积，m^2; Q2 、Q3-污染源气量和总排气量，m^3/h. 其中根据实际情况K取 1.1,v取3m/s，密闭罩开启孔及缝隙的总面积 艺A为 0.16mA2。污染源气量Q=1000mA3/h因此，密闭罩排气量： Q3=3600*1.1*3*0.16+1000=2900.8mA3/h.
3.5 集气罩总风量计算 该炼胶车间三楼有四个炭黑投料口， 共设四个侧吸罩， 二楼四台密炼机有四 个投料口，共设四个密闭罩， 因此，集气罩总风量为： Q=4*6966+4*2900.8=39467.2mA3/h.
3.6 除尘器的选择 现代工业中， 应用最多的一类除尘器即为袋式除尘器， 就数量而言袋式除尘 器应用占除尘器总量的 60%以上； 按处理气体量而言，占到 70%以上。袋式除 尘器应用多的原因， 在于其除尘效率高， 能满足严格的环保要求； 运行稳 定， 适应能力强， 每小时可以处理气量从几百万立方米到数十万立方米并适 用于许多工矿企业除尘工程的净化设备。 炼胶车间需要处理的粉尘主要为炭黑 粉尘， 环保要求较高， 并且需要处理的气量也很大， 为了使炼胶车间的除尘 效輔高， 最好选用袋式除尘器。 (1) 过滤风速的选取 过滤风速的大小取决于含尘气体的性状、织物的类别以及粉尘的性质， 一般按除尘器样本推荐的数据及使用者的实践经验选取。 多数反吹风袋式除尘 器的过滤风速在 0.6-1.3m/s 之间， 脉冲袋式除尘器的过滤风速在 1.2-2m/s 左 右，玻璃纤维袋式除尘器的过滤风速约为 0.5-0.8m/s. 根据表格“ 袋式除尘器的过滤风速”可知， 炭黑、氧化硅白炭黑； 铅锌的 升华物以及其他气体中由于冷凝和化学反应形成的气溶胶； 去污粉； 奶粉； 活性炭由水泥窖排出的水泥等粉尘以脉冲喷吹得淸灰方式除尘时， 过滤风速 一般为 0.8-1.2m/min。 在炼胶车间中粉尘主要为炭黑粉尘，并选用脉冲喷吹袋式除尘器， 所以过滤 风速选为 1m/min。 (2) 过滤面积的确定 根据集气罩的总排风量可以确定除尘器处理气体量为 Q=39343.36mA3/h。 总过滤面积： 根据通过除尘器的总气量和选定的过滤速度， 按下式计算总过 滤面积： S=S1+S2=Q/60V+S2 式中：S-总过滤面积 51- 滤袋工作部分的过滤面积,mA2; 52- 滤袋淸灰部分的过滤面积，m^2; Q- 通过除尘器的总气体量，mA3/h V- 过滤速度， m/min 其中，可以确定 S2=103.93mA2=1m/min所以，S1=761.72mA2 （3） 单条滤袋面积 由于在滤袋加工过程中因滤袋要固定在花板或短管， 有的还要吊起来固定在 袋帽上所以滤袋两端需要双层缝制甚至多层缝制； 双层缝制的这部分因阻力 加大已无过滤的作用， 同时有的滤袋中间还要固定环， 这部分也没有过滤作 用， 所以单条滤袋面积公式为： Sj=Dn L-Sx 式中： Sj- 滤袋净过滤面积， mA2; D- 滤袋直径， m; L- 滤袋长度， m; Sx- 滤袋未能起过滤作用的面积， mA2. 其中，D=0.18m,L=2.5m,S=0.1mA2,所以单条滤袋面积 =0.18*3.14*2.5-0.1=1.3mA2.
（4） 滤袋条数的确定 滤袋条数的计算公式： N=A/n dL 式中：N-滤条袋数 d- 滤袋直径，一般取 120-300mm; A- 过滤总面积， mA2; L-滤袋长度 其中滤袋直径取180mm滤袋长度L取2.5m,A=761.72mA2,所以L=539条 （5） 除尘室尺寸的确定 共设个 6除尘室， 双排布置，每排三个除尘室， 每个除尘室安装 90条滤袋。 除尘室为矩形布置： 横向：10个滤袋；纵向：9个滤袋相邻滤袋间隔50mm即相邻两滤袋中心距为 230mm. 长度 L=10*0.18+9*0.05=2.25m , 取L=2.3m; 宽度 D=9*0.18+9*0.05=2.07m,取D=2.1m 相邻两组通道宽度为600mm除尘室距外壳的距离为300mm 整个除尘器长度为 L1=2.3*3+2*0.6+2*0.3=8.7m, 宽度为 D=2*2.1+ 0.6+0.3*2=5.4m.
