工业通风课程设计--某企业生产车间通风系统设计.doc

课 程 设 计课 程 工业通风 题 目 某企业生产车间通风系统设计 院 系 安全与环境工程学院 专业班级 学生姓名 学号 指导教师 完成时间 2012.12. 23 课程设计任务书学生： 专业： 安全工程 班级： I、课程设计(论文)题目：某企业生产车间通风系统设计II、课程设计原始资料(数据)：(1)某企业生产车间喷砂车间和焊接车间基本情况；(2)车间平面布局图；(3)简明通风设计手册；(4)暖通空调制图标准等。III、课 程 设计完成的主要内容：(1)喷砂车间喷砂室除尘系统设计；(1) 焊 接车间焊接平台通风除尘系统设计。IV、提交设计形式（设计说明书与图纸、计算等）及要求：提交一份某企业生产车间通风系统设计报告和设计图纸两张。要求语句通顺、层次清楚、推理逻辑性强，设计明确、可实施性强。报告要求用小四号宋体、A4纸型打印；图纸部分要求运用Auto CAD严格按照作图规范绘制，采用国际统一标准符号和单位制，并打印。日期： 自 2012年 12 月 9 日 至 2012年 12 月 23 日 指导教师： 摘 要 本次课程设计主要是设计生产车间通风除尘系统，了解业生产车间喷砂车间和焊接车间基本情况。通过我们所学的工业通风知识。为此车间设计一个合理，廉价，实用的通风系统。根据车间实际情況选择排风罩、风量、尺寸等数据；然后通过相关参数(风量、水力计算和阻力)的计算选择除尘器和风机的类型，绘制通风系统平面图和轴测图。 关键词 ：风量；尺寸；水力计算；阻力；除尘器；风机；ABSTRACT The curriculum design is mainly design production workshop ventilation dust removal system, an understanding of the production workshop sand workshop and welding workshop basic situation. Through what we have learned knowledge industrial ventilation. This workshop to design a reasonable, cheap, practical ventilation system. According to the practical situation to chose workshop exhaust hood, volume, size, etc data; Then through the related parameters (air, hydraulic calculation and resistance) calculation selection filter and fan type, drawing ventilation system plan and shaft mappingKeywords: air; Size; Hydraulic calculation; Resistance; Filter 目 录1 前言12 车间简介2 2.1喷砂车间的基本情况2 2.2 焊接车间的基本情况23喷砂车间除尘系统设计3 3.1 系统划分3 3.1.1 系统划分原则3 3.1.2 车间的系统划分3 3.2 排风罩的确定4 3.2.1 局部排风罩的设计原则4 3.2.2 局部排风罩的种类4 3.3除尘器的选用4 3.4风管6 3.4.1风管断面形状的选择6 3.4.2风管的材料6 3.5水力计算64 焊接车间的除尘系统设计10 4.1焊接工艺简述10 4.2.通风除尘10 4.2.1局部排烟10 4.2.2 焊接工部密闭除尘10 4.2.3全面通风换气10 4.2.4自然通风11 4.2.4机械通风115 结束语12参考文献13附录131 前言 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。随着工业生产的不断发展，散发的工业有害物日益增加。我国对工业通风除尘越来越重视。 本次课程设计主要是通过工业通风课程所学的知识，为某生产车间设计通风除尘系统，提出通风除尘系统的设计方案，并进行详细设计。通过针对某企业车间的颗粒物进行分析，设计出合理的通风除尘系统。控制工业污染的通风方法有：（1） 局部通风（2） 全面通风（3） 蒸发冷却降温通风（4） 事故通风2 车间简介2.1喷砂车间的基本情况 电镀是对基体金属的表面进行装饰、防护以及获得某些新的性能的一种工艺方法，已被工业各个部门广泛使用，对于电镀本身来说比较简单，但镀前的准备工作相当复杂，包括磨光、抛光、喷砂处理、除油、侵蚀等。其中喷砂是用净化的压缩空气将干砂流强烈地喷到金属制品表面上用以除掉表面上的毛刺、氧化皮及铸件表面的熔渣等杂质，在电镀生产中多用于铸件的镀前处理，它可以打掉翻砂遗留在铸件上的砂土和高含碳层，保证电镀工艺易于进行，喷砂一般在喷砂室内进行。该喷砂车间有两个大型喷砂机，尺寸为1200*1200*2000mm，平面布局如附图所示，所用材料为金刚砂，金刚砂应回收，作业时工人应两手伸入喷砂室内，一手拿工件，一手拿压缩空气管道和干砂管道，考虑到工作时含尘浓度高，会考虑喷砂室的密闭性。 2.2 焊接车间的基本情况该车间用三个焊接平台，平台尺寸为1000*1000*600mm，该车间采用co2气体保护焊，焊接过程中产生大量的金属氧化物、电焊烟尘、一氧化碳、氮氧化物、臭氧，焊接烟尘颗粒直径在0.1-1m之间，热源温度600。3喷砂车间除尘系统设计3.1 系统划分3.1.1 系统划分原则 当车间内不同地点有不同送风、排风要求，或者车间面积较大，送、排风点较多时，为便于进行管理，常分设多个系统。除个别情况外，通常是由一台风机与其联系在一起的管道设备构成一个系统。系统划分的原则是：1）空气处理要求相同、室内参数要求相同的，可划分一个系统。2）生产流程、运行班次和运行时间相同的，可划为一个系统。3）对以下情况应单独设置排风系统：（1）两种或两种以上的有害物质混合后能引起燃烧或爆炸；（2）两种有害物质混过后形成毒害更大或腐蚀性的混合物或化合物；（3）两种有害物质混合后易使蒸汽凝结并积聚粉尘；（4）散发剧毒物质的房间和设备；（5）建筑物内设有存储易燃易爆物质的单独房间或有防火防爆要求的单独房间。4) 除尘系统划分应符合下列要求：（1）同一生产流程、同时工作的扬尘点相距不远时，宜合设一个系统；（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，也可合设一个系统；（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。5) 如排风量大的排风点位于风机附近，不宜和远处排风量小的排风量小的排风点合为同一系统。增设该排风点后会增大系统总阻力。3.1.2 车间的系统划分 根据系统划分原则和喷砂室的布置，同时考虑经济和环境方面的因素，本设计中喷砂室空气处理量、室内参数要求、生产流程相同，扬尘点相距很近，故可合设一个系统，粉尘可由一个通风系统捕集排除。此通风系统由局部排风罩、风管、除尘器、风机组成。3.2 排风罩的确定3.2.1 局部排风罩的设计原则1）局部排风罩应尽可能靠近污染物发生源，使污染物局限于较小空间，尽可减小其吸气范围，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）与工艺密切相结合，使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。3.2.2 局部排风罩的种类按照工作原理不同，局部排风罩可分为以下几种形式：1）密闭罩；2）柜式排风罩（通柜式）；3）外部吸气罩（包括上吸式、侧吸式、下吸式用槽边排风罩等）；4）接受式排风罩；5）吹吸式排风罩。3.3除尘器的选用选择除尘器时必须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效率是完全不同的。 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、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的处理问题。金刚砂粉尘的粒径为0.51m，为达到较高的除尘效率，参考下表各种除尘器的性能和费用，由于袋式除尘器的阻力较小，在粒径0.51m 之间的除尘效率较高.为了达到高效率和经济实惠的目的，本设计中采用简易袋式除尘器。为了对比选择，在表1给出了各种除尘器的综合性能。表1 各种常用除尘器的综合性能除尘器名称适用的粒径范围（m）效率（）阻力（Pa）设备费运行费重力沉降室505050130少少惯性除尘器20505070300800少少旋风除尘器51560908001500少中水浴除尘器11080956001200少中下卧式旋风水膜除尘器595988001200中中冲激式除尘器59510001600中中上电除尘器0.51909850130大中上袋式除尘器0.51959910001500中上大文丘里除尘器0.519098400010000少大袋式除尘器是一种高效除尘器，它利用纤维织物的过滤作用进行除尘。对1.0m左右的粉尘，效率高达9899。它是利用棉、毛、人造纤维等加工的滤料进行过滤的。含尘气体进入滤袋之内，在滤袋内表面将尘粒分离捕集，净化后的空气透过滤袋从排气筒排出。含尘气体通过滤料时，随着它们深入滤料内部，使纤维间空间逐渐减小，最终形成附着在滤料表面的粉尘层（也称初层）。袋式除尘器的过滤作用主要是依靠这个初层及以后逐渐堆积起来的粉尘层进行的。这时的滤料只是起着形成初层和支持它的骨架作用。因此即使网孔较大的滤布，只要设计合理，对1m左右的尘粒也能达到较高的除尘效率。随着粉尘在滤袋上的积聚，滤袋两侧的压力增大，粉尘层内部的空隙变小，空气通过滤料孔眼时的流速增高。这样会把粘附在缝隙间的尘粒带走，使除尘器效率下降。另外阻力过大，会使滤袋易于损坏，通风系统风量下降。因此除尘器运行一段时间后，要及时进行清灰，清灰时不能破坏初层，以免效率下降。3.4风管3.4.1风管断面形状的选择 风管截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。尽管圆形风管管件的放养、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，但风管选择埋地布置，不存在上述问题。当风管中流速较高，风管直径较小时，通常采用圆形风管。例如除尘系统和高速空调系统都用圆形风管。所以，风管截面形状选择采用圆形风管。为最大限度地利用板材，实现风管制作、安装机械化、工厂化，所用管道应符合通风管道统一规格。3.4.2风管的材料风管的材料应根据使用要求和就地取材的原则选用。薄钢管是最常用的材料，有普通薄钢板和镀锌薄钢板两种。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。硬聚氯乙烯塑料板适用于有腐蚀作用的通风、空调系统。3.5水力计算通风管道的水力计算是在系统和设备布置、风管材料、各送排风点的位置和风量均已确定的基础上进行的。其主要目的是，确定各管段的管径（或断面尺寸）和阻力，保证系统内达到要求的风量分配。最后确定风机型号和动力消耗。风管水力计算的方法有假定流速法、压损平均法和静压复得法等集中，目前常用的是假定流速法，它的特点是，先按技术经济要求选定风管的流速，再根据风管的风量确定风管的断面尺寸和阻力。假定流速法的计算步骤和方法如下：1、绘制通风或空调系统轴测图，对各管道段进行编号，标注长度和风量；管段长度一般按两管件间中心线长度计算，不扣除关键（如弯头、三通）本身的长度。2、选定最不利环路，本系统选择1-除尘器-2-风机-3为最不利环路。确定合理的空气流速，风管内的空气流速对通风、空调系统的经济性有较大的影响。空气流速过高或过低都会造成一些不利的影响，因此，必需通过全面的技术经济比较选定合理的流速。根据表2:除尘风管的最小风速(m/s)查得，输送含有矿物粉尘的空气时，这里的矿物粉尘为金刚砂粉尘，风管内最小风速为：垂直风管风速为12 m/s;水平风管风速为18 m/s表2 除尘风管的最小风速（m/s）粉尘类别粉尘名称垂直风管水平风管矿物粉尘金刚砂、刚玉粉1519耐火材料的粉尘1417石灰石1416水泥1218湿土（含水2%以下）1416重矿矿物粉尘1416其他等等3、根据各管段的风量计选定的流速，确定最不利环路上各管段的断面尺寸，计算摩擦阻力和局部阻力。确定风管断面尺寸时，应采用附录8所列的通风管道统一规格，以利于工业化加工制作。风管断面尺寸确定后，应按管内实际流速计算阻力。阻力计算应从最不利环路（即阻力最大的环路）开始。袋式除尘器和静电式除尘器后风管内的风量应把漏风量和反吹风量计入。再正常运行条件下，除尘器的漏风率应不大于5%。在该除尘系统中，考虑到除尘器及风管的漏风，管段2及3的计算风量为40001.05=4200 m3/h。管段1根据L1=4000 m3/h（1.11）m3/s V1=19m/s 由工业通风（第四版 孙一坚主编）书中附录9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11的通风管道统一规格。 D1=270（管径） =16 Pa/m（单位长度摩擦阻力）同理可查得管段2、3、4的管径及比摩阻，具体结果见表3-8。4、查附录9，确定各管段的局部阻力系数。设备密闭罩 查文献10 局部阻力系数为：=1.0 90。弯头（R/D=2） 1个 =0.15除尘器进口变径管（渐扩管）进口尺寸300mm800mm ，变径管长度为500mm， =27.9查附录10得到 =0.8 则可得到局部阻力系数为：管段2设备密闭罩，将它看成是一个渐缩管，除尘器进口尺寸300800mm，变径管长度L=400mm,=30.9 =0.10 （据附录10可查得）风机进口渐扩管近似选出一台风机，风机进口直径D=500mm, 变径管长度L=300mm=7.6 =0.16 （据附录10可查得）管段3风机出口渐扩管风机出口尺寸410mm315mm, D3=320mm 0带扩散管的伞形风帽（h/D0=0.5）=0.606、 计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力。7、 计算结果见表3：8、 计算通风除尘系统总阻为P=（Rml+Z）=502.4+99.6+145+1200=1947Pa9、选择风机风机风量 Lf =1.15L=1.154200=4830 m3/h风机风压 Pf =1.15=1.151947a =2239.05Pa 表3 管道水力计算表管段编号流量（m/h(m/s)长度l(m)管径D(mm)流速v(m/s)动压Pd(Pa)局部阻力系数局部阻力Z（Pa)单位长度摩擦阻力摩擦阻力Rml(Pa)管段阻力Rml+Z(Pa)备注14000（1.11）5.027019216.61.95422.41680502.424200（1.16）3.0320151350.5675.682499.634200（1.16）8.0320151350.681864145除尘器12004 焊接车间的除尘系统设计4.1焊接工艺简述 焊接是现代化制造业的一种先进工作方法，被机械加工业大量使用。然而伴随焊接过程会产生大量的焊接烟尘和有害气体，污染工作环境，严重危害工人的身体健康。随着我国工业化的进程，焊接车间规模日趋大型化，焊接烟尘的危害日益突出，已成为整个行业的重点问题。4.2.通风除尘4.2.1局部排烟 局部排烟是直接从焊接点排除烟气，分为大风量低压系统，小风量真空吸引系统和移动式小型焊烟净化机组。大风量低压系统为多个焊点设排烟装置，集中处理排放。小风量真空吸引系统为焊枪与真空吸嘴一体，从焊接点有效排除烟气。烟气经净化后排入高空，该系统流速高、阻力大、配真空泵风、量小、使用灵活。4.3.2 焊接工部密闭除尘 即将焊接工部封闭在一个有限空间内抽风除尘，焊接烟尘不向外扩散。车间内能保持较好的工作环境，使封闭空间的焊接工人加强个人防护。4.2 3全面通风换气 当焊接车间焊接位置不固定，不能采用局部排风罩时，应设全面通风。全面通风是一种稀释通风，用室外清洁空气稀释室内有害物质后排至室外，全面通风效果的好坏取决于足够的通风量和合理的气流组织。全面通风排风量按焊条消耗量确定，但当缺乏此资料时，排风量可按每一个焊接点为3500m3/h进行计算。就解决焊接车间内的尘毒危害而言， 如果采用通风措施能满足焊接烟尘最高允许浓度的要求，则焊接作业产生的各种有害气体的浓度亦能降至最高容许浓度以下。 焊条的消耗量，如缺乏资料时，可大致按下列指标估算： 焊接建筑屋架时7kg/t8kg/t钢结构 焊接钢板时10kg/t15kg/t钢结构 焊接板式吊车时22kg/t钢结构 4.2.4自然通风 在屋面上设排风天窗或屋顶自然通风装置，外墙下部设进风门、窗、进排风有足够通风面积及调节风量装置，利用车间热压和室外风压全面通风换