通风课程设计说明-某水泥厂通风除尘系统设计.doc

通风工程课程设计说明书院系： 能源与建筑环境工程学院 专业： 建筑环境与设备工程专业 班 级:0414121学 号:041412105姓 名: 指导老师: 能源与建筑环境工程学院2015年6月目录第一章总论3一、课程设计目的和任务31、设计目的：32、设计任务：3二、课程设计题目3三、课程设计资料3四、课程设计内容4第二章通风除尘系统设计4一、设计内容4二、风管的选择51、风管材料的选择：52、风管断面形状的选择53、弯头的确定54、三通的确定55、除尘器的选用67、选择风机14结束语15参考文献15附表1 管道水力计算表16第一章总论一、课程设计目的和任务1、设计目的：通风工程课程设计是工业通风课程设计中的重要实践性环节，而工业通风是通风工程的重要部分，其主要任务是，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。做好工业通风工作，一方面能够改善生产车间及其周围的空气条件，防止职业病的产生、保护人民健康、提高劳动生产率；另一方面可以保证生产正常运行，提高产品质量。随着工业的不断发展，散发的工业有害物的种类和数量日益增加，大气污染已经成为了一个全球性的问题。如何做好工业通风，职业安全健康管理以及环境保护是我们安全工作人员的一项重要职责。通过本课程设计教学所要达到的目的是：1）、复习和巩固已学的通风工程知识，并在课程设计中进行综合应用，提高学生的计算和设计能力；2）、进一步熟悉通风工程的基本原理、设计方法，重点是熟练掌握除尘系统的设计、计算、绘制工程图、实用技术资料、编写设计说明书的能力；3）、为后续课程设计和毕业设计奠定基础2、设计任务：本课程设计的任务是：每个学生应该完成设计说明书一份和一张a3图幅的除尘系统轴测图，要求投影原理正确并符合制图相关标准。二、课程设计题目某水泥厂通风除尘系统设计三、课程设计资料如下页图所示为某水泥厂的除尘系统。采用矩形伞形排风罩排尘，风管用钢板制作（粗糙度k0.15mm），输送含有铁矿粉尘的含尘气体，气体温度为20。该系统采用zc-1型回转反吹风扁袋除尘器，除尘器含尘气流进出口尺寸为318mm552mm，除尘器阻力pc=1100pa。对该系统进行水力计算，确定该系统的风管断面尺寸和阻力并选择风机和电机。四、课程设计内容（1）绘制系统轴测图，对各管段进行编号，标出管段长度和各排风点的排风量。（2）选定最不利环路。（3）根据各管段的风量及选定的流速，确定各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。（4）计算各管段的摩擦阻力和局部阻力。（5）校核节点处各支管的阻力平衡。（6）计算系统总阻力。（7）选择风机和电机。第二章通风除尘系统设计一、设计内容 （1）绘制系统轴测图，对各管段进行编号，标出管段长度和各排风点的排风量。（2）选定最不利环路。 （3）根据各管段的风量及选定的流速，确定各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。（4）计算各管段的摩擦阻力和局部阻力。（5）校核节点处各支管的阻力平衡。（6）计算系统总阻力。 （7）排风罩设计（排风罩的形式确定、排风量计算）； （8）选择风机和电机。通风机风量、风压、功率、效率的确定）；二、风管的选择1、风管材料的选择：用作风管的材料有薄钢板、硬聚乙烯塑料板、胶合板、矿渣石膏板、砖及混凝土等。这里选用薄钢板，因为它的优点是易于工业化加工制作、安装方便、能承受较高温度。2、风管断面形状的选择风管断面形状有圆形和矩形两种。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比较容易制造，保温亦方便。但是圆形风管管件的放样、制作较矩形风管困难；布置时不易与建筑、结构配合，明装时不易布置得美观。当风管中流速较高，风管直径较小时，通常使用圆形风管。所以此处选用圆形风管。3、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应大于（12）倍管径。故此处取弯头。由于管道中含尘气流对弯头的冲刷磨损，极易磨穿、漏风，影响正常的集尘效果，因此要对弯头加以耐磨设施。4、三通的确定 三通内流速不同的两股气流汇合时的碰撞，以及气流速度改变时形成涡流时造成局部阻力的原因。为减小三通的局部阻力，应避免引射现象，还应注意支管和干管的连接，减小其夹角，所以支管与总管的夹角取；同时，还应尽量使支管和干管内的流速保持相等。通弯头一样，三通管件也应加耐磨设施5、除尘器的选用该系统采用cls800型水膜除尘器，除尘器含尘气流进口尺寸为318mm552mm，除尘器阻力pc=900pa。cls型水膜除尘器适用于清除空气中不起水化作用之粉尘，当含尘小于2克立方米时，可直接采用，当大于2克立方米时，可作为第二级除尘。cls型水膜除尘器主要由蜗型管，喷咀，进水管组，外园壳，支座等组成。该除尘器有两种形式，x型：用于通风机前，y型：用于通风机后。6、除尘系统管道水力计算1)、绘制系统轴测图绘制轴测系统图对各管进行编号，标出管段长度和各排风点的排风量2)、选择最不利环路选定最不利环路，本系统选择12-3-4除尘器-56风机7-8为最不利环路。3)、根据各管道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根据各管道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根据表8-5（除尘风管的最小风速），输送含有铁矿粉尘的含尘气体，风管内最小风速为：垂直风管14，水平风管16管段12：根据（0.5）、由附录6可查出管径和单位长度摩擦阻力。所选管径应尽量符合附录6的通风管道统一规格。 d1-2=199.5mm管径取整，令，有附录4查得管内实际流速16.08m/s，单位长度摩擦阻力rm,1-2=15.58管段23：根据=3700（1.028）、=16m/s，求出管径。所选管径应尽量符合通风管道统一规格。 d2-3=286.05mm管径取整，令，有附录4查得管内实际流速12.86m/s，单位长度摩擦阻力rm,2-3=5.67管段34：根据=7300、=16m/s，求出管径。所选管径应尽量符合通风管道统一规格。 d3-4=401.8mm管径取整，令，有附录4查得管内实际流速16.22m/s，单位长度摩擦阻力rm,3-4=6.74管段56：根据=7300、=14m/s，求出管径。所选管径应尽量符合通风管道统一规格。d5-6=429.5mm管径取整，令，有附录4查得管内实际流速12.81m/s，单位长度摩擦阻力rm,5-6=3.71管段78：根据qv,7-8=7300、=14m/s求出管径。所选管径应尽量符合通风管道统一规格。d7-8=429.5mm管径取整，令d7-8=450mm，有附录4查得管内实际流速12.81m/s，单位长度摩擦阻力rm,7-8=3.71。管段92：根据qv,9-2=1900、=16m/s，求出管径。所选管径应尽量符合通风管道统一规格。d9-2=204.99mm管径取整，令d9-2=220mm，有附录4查得管内实际流速14.01m/s，单位长度摩擦阻力rm,9-2=10.62。管段103：根据qv,10-3=3600、=16m/s，求出管径。所选管径应尽量符合通风管道统一规格。d10-3=282.17mm管径取整，令d10-3=280mm，有附录4查得管内实际流速16.36m/s，单位长度摩擦阻力rm,10-3=10.62。具体结果见附表4)、计算各管段的摩擦阻力和局部阻力。管段12摩擦阻力：pm,1-2=rm,1-2l1-2=15.585.5 pa=85.69pa局部阻力：矩形伞形罩查附录5得弯头（）2个 直流三通（12）见图1当时，f1-2=f9-2=(0.20)2=0.031m2;f2-3=(0.280)20.062m2根据，查得，管内动压：管段1-2的阻力：管段92摩擦阻力：pm,9-2=rm,9-2l9-2=10.625.4 pa=57.34pa局部阻力：矩形伞形罩弯头（）2个 直流三通（92）见图1查得管段9-2的阻力：管段2-3摩擦阻力：pm,2-3=rm,2-3l2-3=5.675.5pa=31.18pa局部阻力：直流三通（23）见图2根据，查得 ， 管段23的阻力：管段103：摩擦阻力：局部阻力：矩形伞形罩，查附录5，90弯头（r/d=1）2个，直流三通（）管段103的阻力：管段34：摩擦阻力：局部阻力：除尘器进口变径管（渐扩管）除尘器进口尺寸，变径管长度360mm，tan2=1.13ab-d12360=1.13318552-40012360=0.102得:管段34的阻力管段5-6：摩擦阻力局部阻力:90弯头（r/d=1）2个，除尘器出口变径管（渐缩管） 除尘器出口尺寸318mm552mm，变径管长度300mm，tan=， =0.6098.46=59.07pa管段5-6的阻力=+=(23.0+59.07)pa=82.07pa管段7-8摩擦阻力局部阻力根据设计经验，初步选择4-68-no.6.3c风机，风机出口尺寸420mm480mm，扩散角度按设计定为10，带扩散管的伞形风帽（h/d0=0.5），=0.7098.46pa=68.92pa管段7-8的阻力=+=（44.52+68.92）pa=113.44p5)校核节点处各支管的阻力平衡1）节点2：=261pa=144.48pa（-）/=44.64%10%为使管段1-2、9-2达到阻力平衡，要修改原设计管径，重新计算管段阻力。根据式（8-20），改变管段1-2的管径 d1-2=d1-2（/）0.225=200（261/144.48）0.225=228.46根据通风管道统一规格，取d1-2=220根据=1800m3/h（0.5m3/s）、d1-2=220mm，由附录4查得管内实际流速v1-2=12.14，动压pd,1-2=88.43pa查附录4，rm,1-2=7.63pa/m摩擦阻力：= rml1-2=7.635.5pa=41.96pa局部阻力：直流三通（12）部分当时，f1-2=0.041m2，f9-2=0.038m2，f2-3=0.080m2根据f1-2+f9-2f2-3，=0.5，=0.5查得三通局部阻力系数大致不变，其余管件局部阻力系数亦不变，则。管内动压pd,1-2=88.43pa=pd，1-2=1.1388.43=99.92pa=+=(41.97+88.43)pa=130.40pa重新校核阻力平衡=9.7%10%此时认为节点2已处于平衡状态。在有些时候，如果调解管径仍达不到之路平衡的要求，可以通过调节风管上设置的阀门和调节风管长度等手段调节管内气流阻力。2）节点3：=91.70pa， =102.43pa， =144.48pap9-2-3-p10-3p9-2-3=56.6%10%符合要求。为使管段10-3、9-2-3达到阻力平衡，要修改原设计管径，重新计算管段阻力。根据式（8-20），改变管段10-3的管径d10-3=d10-3(p10-3p9-2-3）0.225=280（102.43/236.18）0.225=232.02根据通风管道统一规格，取d10-3=240根据=3600m3/h（1.0m3/s）、d10-3=240mm，由附录4查得管内实际流速v10-3=22.29，动压pd,1-2=298.11pa查附录4，rm,10-3=23.41pa/m摩擦阻力:= rml1-2=23.415.5pa=128.76pa查得三通局部阻力系数大致不变，其余管件局部阻力系数亦不变，则局部阻力:矩形伞形罩查附录5，90弯头（r/d=1）2个，直流三通（）p9-2-3-p10-3p9-2-3=236.18-236.08236.18=0.042%10%此时认为节点3已处于平衡状态因为风管10-3的阻力小于风管（1-3）的阻力，所以已选定的管道就是最不利环路，即1234除尘器56风机78为主管线该系统的总阻力:=+=1385.77、选择风机由式（8-22），风机风压：pf=kp=1.20*1385.74=1663由式（8-23），风机风量：qv，f=kqqv=1.15*14350=16503选用4-68 no.6,3c风机，其性能为qv，f=17398m3/h pf=2200pa风机转速；n=2000r/min配用y160m2-2型电动机，电动机功率n=15kw。结束语通过本次设计，使我对通风工程又有了一些新的了解，并对以前学过的知识有了进一步的巩固，现总结如下： 1首先这次设计采用计算机出图，是我对以前所学的cad制图有了进一步的巩固和了解，通过这次设计使我能较为熟练地掌握这门技术；2使我对通风工程的了解又更进一步，特别是对管道的选取有了更深的认识。3最后，通过本次的设计，也使我学到了一些新的知识，比如:风机和电机的选择。当然，通过本次设计，也锻炼了我查阅有关资料的能力，从中获得了很多宝贵的知识,从而为将来的学习工作打下实践基础。参考文献1、王汉青 主编通风工程 机械工业出版社 2、陆耀庆主编实用供热通风空调设计手册 北京：中国建筑工业出版社 19933、采暖通风与空气调节设计规范（gbj1987） 北京：中国计划出版社2001 4、张治江主编供热通风与空调工程设计资料大全吉林科学技术出版社 19965、孙一