某综合车间局部通风除尘系统设计DY.doc
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某综合车间局部通风除尘系统设计
目录
1引言 1
2第一工作区的通风除尘系统设计计算 3
2.1各设备排风罩的排风量计算 3
2.1.1焊接平台1排风量计算 3
2.1.2焊接平台2排风量计算 4
2.1.3焊接平台3排风量计算 4
2.1.4加热炉排风量计算 5
2.2系统排风量及阻力计算 5
2.2.1通风除尘系统布置简图 5
2.2.2管段阻力计算 5
2.3管道压力平衡核算 10
2.4选择通风机和除尘器 12
3第二工作区的通风除尘系统设计计算 13
3.1各设备排风罩的排风量计算 13
3.1.2镀铬1排风量计算 13
3.1.3镀铬2排风量计算 13
3.1.4镀铬3排风量计算 13
3.1.5酸洗排风量计算 14
3.2系统排风量及阻力计算 14
3.2.1通风除尘系统布置简图 14
3.2.2管段阻力计算 14
3.2.3管道阻力平衡校核 19
3.3风机的选择 20
3.4管道计算汇总 20
参考文献 21
I
某综合车间局部通风除尘系统设计
1引言
工业通风就是利用技术手段将车间内被生产活动所污染的空气排走，把新鲜的或经专门处理的清洁空气送入车间内。
它起着改善车间生产环境，保证工人从事生产所必需的劳动条件，保护工人身体健康的作用，是控制工业毒物，防尘，防毒，防暑降温工作中积极有效的技术措施之一。
工业通风分为自然通风，机械通风，全面通风和局部通风。
自然通风是靠外界风力和室内外空气的温差及进排气口高度差造成的热压使空气流动的一种通风方式。
依据这种自然形成的动力实现空气的交换，能够经济地得到所要求的通风效果。
在冶炼、轧钢、铸造、锻造、热处理等高温车间已得到广泛的应用。
机械通风是利用通风机产生的压力，使新鲜空气进入车间，污浊空气排出车间。
机械通风能对空气进行加热、冷却。
加湿、净化处理，用管道将相应的设备连接起来组成一个机械通风系统。
全面通风是在车间内全面地进行通风换气，以维持整个车间工作范围内空气环境的卫生要求。
适用于有害物扩散不能控制在车间内的一定范围的场合，或污染源不能固定的场合。
全面通风就是用新鲜空气冲淡车间内污染空气，使工作地点的空气中有害物的含量不超过卫生标准规定的最高允许浓度。
局部通风是在车间工作地点某些范围建立良好空气环境，或在有害物扩散前将其从产生源抽出排走。
局部通风可以是局部送风或局部排风。
局部通风所需的投资比全面通风小，取得的效果也比全面通风好。
使用通风设施应能保证车间有良好的气象条件，使工人得到最适宜的空气环境和足够的换气量；应能消除车间内有害气体、蒸气、雾及粉尘，使其浓度保持在卫生标准规定的最高允许浓度以下；从车间排出的污染空气必须经过净化处理，否则不得再次流入车间，更不能影响周围居民的环境。
通风设备应不防碍工人操作，便于管理维修。
根据“预防为主”的方针和我国宪法中有关国家保护环境资源和自然资源，防止污染和其他公害以及改善劳动条件、加强劳动保护的规定，使工业企业的设计符合卫生要求．保障人民身体健康，我国于1979年颁布了《工业企业设计卫生标准》。
在标准中对车间卫生做了具体规定，给出了车间空气中有害物质的最高允许浓度，以及工作地点的夏季温度规定，并规定了居住区大气中有害物质的最高允许浓度。
1973年颁布的《工业“三废”排放试行标准》，对常见的13类有害物质的排放量或排放浓度作了规定。
要达到标准中规定的要求，保证从事生产的劳动条件和人类居住环境的生活条件，工业通风是最有效的技术手段之一。
2第一工作区的通风除尘系统设计计算
2.1各设备排风罩的排风量计算
第一工作区各设备工艺的参数如表2.1所示。
表2.1第一工作区各设备工艺的参数表
编号
设备工艺
尺寸（mm）
排风罩形式
有害物成分
设计参数
1
焊接平台
1000×800×600
侧吸罩
焊烟
有害物距罩口0.4m
热源温度600℃
2
焊接平台
1000×800×600
侧吸罩
焊烟
有害物距罩口0.4m
热源温度600℃
3
焊接平台
1100×900×600
矩形伞型罩
焊烟
有害物距罩口0.7m
热源温度600℃
4
加热炉
1500×1000×1500
矩形伞型罩
余热、烟尘
有害物距罩口1.5m
热源温度900℃
2.1.1焊接平台1排风量计算
设备1为焊接平台，尺寸：
，有害物的成分为焊烟，采用侧吸罩。
侧吸罩为外部吸气罩的一种，它的作用：
由于工作条件的限制，生产设备不能密闭时，将其设置于有害源附近，依靠罩口的抽吸作用，在有害物散发地点造成一定的气流运动，把有害物吸入罩内。
本次设计中采用工作台上有法兰形式的侧吸罩，由于有害物距罩口0.4m，故设吸气口面积尺寸为根据污染物放散情况选取最小控制风速，把该罩想象为400×400的假想罩
a/b=400/400=1.0
x/b=400/400=1.0
由《工业通风》图3-23查得
vx/vb=0.13
所以，罩口平均风速
则实际排风量
（2.1）
2.1.2焊接平台2排风量计算
设备2为焊接平台，尺寸：
，采用侧吸罩。
设备2参数同设备1，所以设备2的排风量计算同设备1，
2.1.3焊接平台3排风量计算
设备3为焊接平台，其尺寸为。
排风罩形式为矩形伞型罩，热源的温度为，有害物距罩口的距离为,其中
其中，A为热源的水平投影面积，单位为.
由于>，所以接受罩选择为低悬罩。
对于设备热源的对流散热量通过公式计算得：
（2.2）
式中F——热源的对流放热面积，m;
——热源表面与周围空气温差，℃；
α——对流放热系数，
α=A（2.3）
式中A——系数，水平散热面A=1.7；垂直散热面A=1.13。
代入数据得：
Q==。
室内温度设为20℃在H/B=0.9～7.4的范围内，在不同高度上热射的流量可通过公式得：
（2.4）式中——热源的对流散热量，；
（2.5）
——热源至计算断面距离，；
——热源水平投影的直径或长边尺寸，。
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，横向气流影响较大的场合，按下式确定：
（2.6）
（2.7）
通过计算可得矩形伞型罩的排风量：
。
2.1.4加热炉排风量计算
设备4为焊接平台，尺寸：
，有害物的成分为余热、烟尘，
，所以采用低悬罩进行排风。
这样该罩的排风量计算方法与2.1.3中相同，由公式2.2，2.3，2.4，2.5，2.6，2.7可计算得此排风罩的排风量
2.2系统排风量及阻力计算
2.2.1通风除尘系统布置简图
图2.1第一工作区通风除尘系统布置简图
2.2.2管段阻力计算
1.风速及管径的计算
管段1风速及管径计算如下：
已知；
确定管道直径D=（2.8）
代入数据计算得：
查附录6查出管径和单位长度摩擦阻力，查附录8的通风管道径规格选取管道直径。
最后确定
将代入公式（2.8）中得出
同理可计算得其他风速及管径计算列于表2.2
表2.2风速及管径计算汇总表
项目
管道
通风量
L（m3/s）
管径
D（mm）
管道长度（m）
单位长度摩擦
阻力Rm（Pa/m）
实际风速
V′（m/s）
1
0.31
150
1.5
30
17.56
2
0.31
150
4
30
17.56
3
0.608
180
4
23
23.9
4
0.96
250
4
19
19.57
5
0.62
200
1
24
19.75
6
1.228
280
4.5
15
20.79
7
2.188
380
6
7
19.3
8
2.188
380
6
7
19.3
9
2.188
380
6
7
19.3
2.阻力计算此部分计算所需数据见表2.2
（1）管段1阻力的计算
已知
侧吸罩（查表）
弯头一个，查表
直流三通根据α=30°
查得ζ
动压ρ取
摩擦阻力
局部阻力
（2）管段2阻力的计算
已知
侧吸罩
弯头一个，查表
直流三通根据α=30°
查得ζ
动压ρ取
摩擦阻力
局部阻力
（3）管段3阻力的计算：
（4）管段4阻力计算：
（5）管段5阻力计算：
（6）管段6阻力计算：
（7）管段7阻力计算：
弯头三个
除尘器
动压
局部阻力
（8）管段8阻力计算：
弯头两个
动压
摩擦阻力
局部阻力
（9）管段9阻力计算：
摩擦阻力
阻力计算归纳到表2.3中
表2.3各管段阻力情况
管段号
摩擦阻力
局部阻力
总阻力
1
45
86.95
131.95
2
120
86.95
206.95
3
92
294.75
386.75
4
76
221
297
5
24
0
24
6
67.5
-77.8
-10.3
7
42
198.87
240.87
8
42
79.55
121.55
9
42
140.2
182.2
2.3管道压力平衡核算
（1）节点A压力平衡计算:
为使1、2管达到阻力平衡，改变管1的管径，增大其阻力。
根据管径规格取。
校核：
（2）节点B压力平衡计算
为使两管达到阻力平衡，改变管1-5的管径，增大其阻力。
根据管径统一规格取
校核：
故合适，取。
（3）节点C压力平衡计算:
故符合要求。
将以上数据归纳到表2.4中
表2.4第一工作区计算结果汇总
项目
管道
通风量
L（m3/s）
管径
D（mm）
管道长度（m）
单位长度摩擦
阻力Rm（Pa/m）
实际风速
V′（m/s）
总阻力
1
0.31
150
1.5
30
17.56
131.95
2
0.31
150
4
30
17.56
206.95
3
0.608
180
4
23
23.9
386.75
4
0.96
250
4
19
19.57
297
5
0.62
200
1
24
19.75
24
6
1.228
280
4.5
15
20.79
-10.3
7
2.188
380
6
7
19.3
240.87
8
2.188
380
6
7
19.3
121.55
9
2.188
380
6
7
19.3
182.2
2.4选择通风机和除尘器
（1）除尘器的选择
本系统的主要有害物为矿物粉尘、烟尘、金属粉尘，按照要求选取袋式除尘器，，从上部排风根据风量2.188选择DS/A型袋式除尘器，Ds／A型袋式除尘器采用负压、内滤；在滤袋上部用机械振动方式清灰，自动进行，下部灰斗处进风，型号DS/A—8*7滤袋数为56，过滤面积56，处理风量（）6700~10000，效率为99.5%。
（2）风机的选择
风机风量：
=2.188×（1+0.15）=2.22
其中是为了考虑系统漏风所附加的安全系数一般取0.15。
风机风压：
其中是为考虑管道计算误差及系统漏风等因素所采用的安全系数，除尘管道一般取取0.15~0.2。
根据风压和风量选用4-72-11N08C型通风机,选取的转速2900rpm,功率15Kw,重量125Kg.
3第二工作区的通风除尘系统设计计算
3.1各设备排风罩的排风量计算
第一工作区各设备工艺的参数如表3.1所示。
表3.1第二工作区各设备工艺的参数表
编号
设备工艺
尺寸（mm）
排风罩形式
有害物成分
设计参数
5
镀铬
600×600
（工作口）
通风柜
氢氟酸蒸汽
顶部接管标高1.6m
常温
6
镀铬
600×600
（工作口）
通风柜
氢氟酸蒸汽
顶部接管标高1.6m
常温
7
镀铬
600×600
（工作口）
通风柜
氢氟酸蒸汽
顶部接管标高1.6m
常温
8
酸洗
1000×800×1200
槽边排风罩
25%盐酸
温度60℃
3.1.2镀铬1排风量计算
设备5为镀铬，尺寸：
有害物的成分为氢氟酸蒸汽，采用通风柜进行通风。
因为在常温下进行，故为冷过程通风柜。
根据公式：
（3.1）
根据公式3.1，
3.1.3镀铬2排风量计算
设备6同设备5，其排风量为：
3.1.4镀铬3排风量计算
设备7同设备4，其排风量为：
3.1.5酸洗排风量计算
设备8为酸洗工艺，有害物成分为25%盐酸，采用槽边排风罩。
油污B=1000>700，所以选用双侧高截面排风罩，选择防腐材料制作。
（3.2）
3.2系统排风量及阻力计算
3.2.1通风除尘系统布置简图
图3.1第二工作区通风除尘系统布置简图
3.2.2管段阻力计算
在第二工作区内，设除尘风管垂直管最小风速，水平管最小风速，空气密度。
1.管段1阻力计算：
2.管段2阻力计算：
各管件局部阻力系数：
通风柜ξ=0.1，120º弯头（R/d=1.5）ξ=0.2,合流三通支管ξ=0.14，
，故局部阻力
3.管段3阻力计算：
4.管段4阻力计算：
5.管段5阻力计算：
6.管段6阻力计算：
7.管段7阻力计算：
8.管段8阻力计算：
3.2.3管道阻力平衡校核
1.节点A阻力平衡校核:
为使1、2管达到阻力平衡，改变管2的管径，增大其阻力。
根据管径规格取。
校核：
故合适，取
2.节点B阻力平衡校核:
为使两管达到阻力平衡，改变管3的管径，增大其阻力。
根据管径统一规格取
校核：
故合适，取。
3.节点C阻力平衡校核:
符合要求。
3.3风机的选择
本系统由于污染物为氢氟酸和25%的盐酸，所以只选用风机进行通风即可。
本系统风量为11907，所以
所以选择C6-48N08通风机和Y160M-4型电动机。
3.4管道计算汇总
表3.3第二工作区管道水力计算表
管段编号
流量
长度l（m）
管径D
（mm）
流速V
（m/s）
单位长度摩擦阻力Rm
（Pa/m）
管段阻力
（Pa）
1
0.63
8
300
8.9
4
54.4
2
0.63
4.75
260
8.9
4
40
3
0.63
4.75
240
8.9
4
107.8
4
0.87
7.2
340
9.6
3.3
120.56
5
1.26
3
380
11.1
4.3
38.8
6
1.88
1.6
450
11.8
3
34.2
7
3.15
5.5
630
10
1.7
65.75
8
3.31
8
670
9.4
1.5
43.8
参考文献
[1]张殿印,王纯.除尘工程设计手册.北京:
化学工业出版社,2003.6
[2]常华.尘毒治理技术.沈阳:
航空工业出版社,1995
[3]陆跃庆.供暖通风设计手册.北京:
中国建筑工业出版社,1997
[4]谭天佑.工业通风除尘技术.北京:
中国建筑工业出版社,1984
[5]孙一坚.工业通风.北京:
中国建筑工业出版社,2005
[6]贾永康.工业通风与空调工程施工技术.北京:
机械工业出版社,2005
[7]严兴中.工业防尘手册.北京:
冶金工业出版社,1992
[8]李家瑞.工业企业环境保护手册.北京:
冶金工业出版社,1993
第21页
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