1、工业通风与除尘课程设计 所在学院 建筑工程学院 专 业 安全工程 班 级 安全 112 班 姓 名 丁沐涛 学 号 119044037 指导老师 韩云龙 年 月 日 工业通风与除尘课程设计 0 摘要 喷涂车间在进行生产的过程中，散发的粉尘如果不加以控制，会使室内空 气受到污染和破坏，危害职工健康，影响生产的正常进行。因此有效地控制生 产过程中的粉尘对室内空气的影响和破坏是个非常重要的问题。工业通风就是 研究这方面问题的一门技术。本设计为喷涂车间的铝粉处理的通风除尘系统设 计。首先根据铝粉粒径的大小和性质选择合适的集气罩和除尘器。然后根据规 范和要求进行管道布置。根据工艺计算集气罩尺寸和排风量。
2、确定管径并进行 水力计算。最后选择风机型号和功率。 关键词：喷涂；通风；除尘；设计；水力计算 Abstract In the production process of spray workshop,if not control the emission dust,it can make indoor air environment pollution and destraction ,harmful to workshealth,affect the normal production.Therefore,effective control of production process of
3、harmful effect of indoor air and damage is a very important problem.Industrial ventilation is studying this issue of a technology.The design is a ventilation and dust removal system design of aluminum powder treatment in spray workshop.Firstly,select the Appropriate hood and duster,according to the
4、nature and size of the aluminum powder.Secondly,finish piping layout according to the requirement and standard.Calculate the size of the hood and air volume according to the craftwork.Determine the Pipe diameter and conduct the hydraulic calculation .Select the type and power of the fan at last. Key
5、words:spray；ventilation；dust removal；design；hydraulic calculation 工业通风与除尘课程设计 1 目录 摘 要 1 1.前 言 3 2.基础资 料 3 2.1 课程设计题 目 3 2.2 课程设计资 料 3 3.通风系统的确 定 3 3.1 确定防尘方 法 3 工业通风与除尘课程设计 2 3.2 计算风量和确定构件材 料4 3.2.1 计算集气罩吸风量和系统通风 量4 3.2.2 风管的确 定 4 3.2.3 局部构件的确 定5 3.3 选择除尘 器 5 4.通风管道的水力计 算 5 5.设计心 得 11 6.参考文 献 12 7.
6、附录 1 系统轴测 工业通风与除尘课程设计 3 图 13 8.附录 2 平面布置 图 14 1.前言 通风工程在我国实现四个现代化的进程中，一方面起着改善居民建筑和生 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，提高产品质量所不可缺少的一个组成部 分。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。它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。 本设计为喷涂车间除尘系统，粉尘主要危
7、害有：飘逸在大气中的粉尘往往 含有许多有毒成分，如铬，锰，镉，铅，汞，砷等。当人体吸入粉尘后，小于 5m 的微粒，极易深入肺部，引起中毒性肺炎或矽肺，有时还会引起肺癌。沉 积在肺部的污染物一旦被溶解，就会直接侵入血液，引起血液中毒，未被溶解 的污染物，也可能被细胞所吸收，导致细胞结构的破坏。此外，粉尘还会沾污 建筑物，使有价值的古代建筑遭受腐蚀。降落在植物叶面的粉尘会阻碍光合作 用，抑制其生长。 2.基础资料 2.1 课程设计题目 工业通风与除尘课程设计 4 喷涂车间通风除尘系统设计 2.2 课程设计资料 某喷涂车间于小型工件上喷涂铝粉，粉尘粒径约为 10um，气体含尘浓度为 2g/m3，而要
8、求排放粉尘浓度小于 100mg/m3。操作台共 3 台，每台间距 2m，拟 采用上吸气式集气罩，已知操作台面句罩口 H=0.5m，控制风速取为 Vx=0.4m/s。操作台面可视为污染源散发面，长为 1m，宽为 0.8m，高为 1.2m， 车间长 18m，宽为 12m，高为 5m。车间内大气参数按 20时查表。 3.通风系统的确定 3.1 确定防尘方法 由于粉尘粒径约为 10um，容易被人吸入，短期大量接触会刺激呼吸道粘膜 和 眼睛，长期吸入会使肺部纤维化而造成尘肺病，因此对其设置除尘设备是有必 要的。因为有三台操作台，间距 2m，局部集气罩采用上吸式集气罩。 排风罩的设计应遵循的原则： (1)
9、尽可能靠近污染物发生源减小吸气范围，便于捕集和控制 (2)吸气气流方向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)排风罩应尽量结构简单，造价低，便于拆卸维修 (5)配 置 应 与 生 产 工 艺 协 调 (6)避免横向干扰气流 3.2 计算风量和确定构件材料 3.2.1 计算集气罩吸风量和系统通风量 集气罩吸风量 L=KPHVx 已知 H=0.5m Vx=0.4m/s 操作台尺寸 a=1m b=0.8m K 通常取 1.4 集气罩尺寸为 长边 A=a+0.4H2=1.0+0.40.52=1.4m 短边 B=b+0.4H2=0.8+0.40.52=1.2m
10、工业通风与除尘课程设计 5 P=(A+B) 2=(1.4+1.2) 2=5.2m L=1.45.20.50.4=1.456m3/s 因为共有 3 个工作台，所以系统通风总量 L =3L=31.456=4.368m3/s=15724.8m3/h 所以除尘器选用型号为 DS/A-109 的袋式除尘器 【1】 3.2.2 风管的确定 （1）风管断面形状的确定 风管断面形状有圆形和矩形两种。由于圆形断面的风管阻力小，强度大， 所以本设计采用圆形断面。 （2）风管材料的选择 一般通风系统采用 0.51.5mm 的钢板，由于粉尘中含有大量铝粉，会对 管壁产生磨损，且铝粉喷涂不会对管道造成腐蚀，所以本设计采
11、用 1.5mm 的普 通钢板来作为风管的制作材料。 3.2.3 局部构件的确定 （1）弯头的确定 布置管道时，应尽量取直线，减少弯头。圆形风管弯头的曲率半径一般大 于 12 倍管径。由于管道内有大量铝粉冲刷磨损，因此要对弯头加以耐磨处理。 （2）三通的确定 三通内流速不同的两股气流的碰撞，以及气流速度改变时形成涡流是造成 局部阻力的原因。为减小三通的局部阻力，应避免射流现象，还应注意支管与 干管的连接，减小支管和干管之间的夹角，本设计采用 30夹角。 3.3 选择除尘器 已知进入除尘器的粉尘浓度 C1=2g/m3，要求排放浓度 C2=100mg/m3，所 以可以得出除尘器的最低除尘效率 =（C
12、 1-C2）/C 1=(2-0.1)/2=0.95 由于粉尘空气动力学当量直径为 10um，且除尘效率要求比较高，所以重力沉 降和惯性除尘器，以及旋风除尘器都很难满足除尘要求，本设计采用的是袋式 工业通风与除尘课程设计 6 除尘器，所以除尘器选用型号为 DS/A-109 的袋式除尘器 【1】 4.通风管道的水力计算 （1） 对各管段进行编号，标出各段长度和各排风点的排风量。 （2） 选择最不利环路，本系统选择 1246除尘器7风机8 为 最不利环路。 （3） 根据各段的风量及选定的流速，去顶最不利环路上各管段的断面尺 寸和单位长度摩擦阻力。 根据孙一坚的工业通风第四版（以下简称工业通风 ） ，
13、表 6-4 输 送含铝粉等金属粉尘的空气时，风管内最小风速为，垂直风管为 13m/s，水平风管为 15m/s。 除尘管道最低风速 考虑到除尘器及风管漏风（漏风率为 5%） ，管段 7 及 8 的计算风为 4.36836001.05=16511.04m3/h 工业通风与除尘课程设计 7 管段 1 根据 L1=1.456m3/s V1=13m/s，由工业通风附录 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 的通风管道统一规格。 D1=360mm，Rm1=5.5Pa/m 同理，管段 2 D2=360mm，Rm2=5.5Pa/m 管段 4 D4=500mm，Rm4=5Pa/m 管段
14、 6 D6=630mm，Rm6=3.5Pa/m 管段 7 D7=670mm，Rm7=2.5Pa/m 管段 8 D8=670mm，Rm7=2.5Pa/m （4） 确定管道 3 及 5 的管径及比摩阻 工业通风与除尘课程设计 8 管段 3 及 5 与管段 1 相同，因此 D3=D5=D1=360mm，Rm3=Rm5=Rm1=5.5Pa/m （5）查工业通风 【1】 附录 10，确定各管段的局部阻力系数。 管段 1 上吸气式集气罩 =0.25（ =90） 90弯头（R/D=1.5）:1 个，=0.17 =0.25+0.17=0.42 管段 2 v2F2 直流三通（24） v4F4 根据 F2+F3F
15、4 =30 F3/F4=(360/500)2=0.5184 L3/L4=1.456/2.912=0.5 查得 13=0.53 管段 3 v3F3 上吸气式集气罩 =0.25（ =90） 60弯头（R/D=1.25) ：1 个，=0.15 直流三通（34 ） 34=0.14 =0.25+0.15+0.14=0.54 管段 4 直流三通（46 ） F4+F5 F6 F5/F6=(360/630)2=0.3265 L5/L6=2.912/4.368=0.67 v4F4 v6F6 查得 46=-0.3 管段 5 上吸气式集气罩 =0.25（ =90） v5F5 60弯头（R/D=1.5)：1 个，=0
16、.15 直流三通（56） 56=0.6 =0.25+0.15+0.6=1.0 工业通风与除尘课程设计 9 管段 6 除尘器进口变径管（渐缩管） 除尘器进口尺寸为 300mm800mm =0.10（45 时） =0.10 管段 7 除尘器出口变径管（渐扩管） 除尘器出口尺寸为 300mm800mm，变径管长度 160mm tg= =0.406160782）（ =22.1 =0.6 90弯头：(R/D=1.5)2 个 =20.17=0.34 风机进口渐缩管 =0.10（ 45时） =0.6+0.34+0.1=1.04 管段 8 风机出口渐扩管 风机出口尺寸：410mm315mm D8=650mm
17、F8/F 出 =0.331/0.129=2.5 =0.1（=10） 带扩散管的伞形风帽 h/D0=0.5 =0.60 =0.1+0.6=0.7 （6）计算隔断的沿程摩擦阻力和局部阻力。计算结果见下表： 管道水力计算表 管段 编号 流量 m3/h(m3/s) 长度 l（m ） 管径 D（mm ） 流速 v（m/s ） 动压 P4（P a） 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） 管段阻 力 Rml+Z （Pa ） 备注 1 5241.6（1 .456） 1 360 14.3 123.2 0.42 51.7 5.5 5.5
18、57.2 2 5241.6（1 .456） 3.5 360 14.3 123.2 0.53 65.3 5.5 19.25 84.55 工业通风与除尘课程设计 10 4 10483.2（ 2.912） 3 500 14.8 132 -0.3 -39.6 5 15 -24.6 6 15724.8（ 4.368） 4 630 14 118.1 0.1 11.8 3.5 14 25.8 7 16511.04 （4.586） 3 670 13 101.8 1.04 105.9 2.5 7.5 113.4 8 16511.04 （4.586） 5 670 13 101.8 0.7 71.26 2.5 12
19、.5 83.76 3 5241.6（1 .456） 1 360 14.3 123.2 0.54 66.5 5.5 5.5 72 阻力 不平 衡 5 5241.6（1 .456） 1 360 14.3 123.2 1.0 123.2 5.5 5.5 128.7 3 5241.6（1 .456） 1 300 20.6 143.6 除尘器 1200 （7）对并联管路进行阻力平衡 1) 汇合点 A P1+P2=57.2 +84.55=141.75 P3=72 = =491021375.142 为使管段 2、 3 达到阻力平衡，改变管段 3 的管径，增大器阻力。 D3=D3( )0.225 =360(
20、)0.225=308mmP75.142 根据通风管道统一规格，取 3=300mm，其对应阻力为：D 工业通风与除尘课程设计 11 =72( )0.225=75Pa3P06 = =472 375.14 此时任处于不平衡状态。如取 D3=280mm，同样处于不平衡状态。因 此取 D3=300mm，在运行时在辅以阀门调节，消除不平衡。 2) 汇合点 B P1+P2+P4=57.2+84.55-24.6=117.15Pa P5=141Pa = =8.91054217.1285 符合要求 （8）计算系统的总阻力 P=(Rml+Z)=57.2+84.55-24.6+25.8+113.4+83.76+120
21、0=1540Pa （9）选择风机 风机风量 Lf=1.15L=1.1516511.04=18987.7m3/h 风机风压 Pf=1.15P=1.151540=1771Pa 选用 C6-48No10C 离心通风机 【2 】 Lf=25610m3/h Pf=1787Pa 风机转速 n=1000r/min 皮带传动（三角带） 配用 Y180L-4 型电动机，电动机功率 N=22kW。 5.设计心得 此次设计花费近两周的时间，历经了各种困难的问题，终于完成了。设计 最繁琐的管道设计需要有足够的耐心和细心，不能够急于求成，一旦失去耐心， 错误便会趁虚而入。平时学习工业通风，做几个题目就可以应付，可是轮到自 己设计，发现有很多的方面是平日学习里的不足。这次设计还有一些不足和错 误恳请老师批评指正。 工业通风与除尘课程设计 12 参考文献 1工业通风第四版，孙一坚，北京；中国建筑工业出版社，2010 2通风除尘设备设计手册 ，胡传鼎，化学工业出版社 工业通风与除尘课程设计 13
