工业通风课程设计.docx

工业通风课程设计学号:学生姓名:指导老师:学院:年 月 日一、 概述1.1设计背景1.1.1工艺通风与除尘设计的相关主要参考书目 工业通风除尘工程设计手册简明通风设计手册1.1.2粉尘的危害(1)对人体健康的危害：尘肺病、眼病、皮肤病(2)爆炸危害：煤尘、纺织粉尘、面粉尘爆炸 (3)对能见度的影响：沙尘暴(4)对建筑物、植物、动物的影响：污染腐蚀 (5)对设备、产品的影响：磨损设备、出次品(6)对大气环境质量的影响：粉尘浓度超标(7)粉尘对人体的危害对人危害的途径：呼吸（呼吸道）、接触（皮肤）和食用（消化道）。对人体的损害： 损坏呼吸系统； 损坏神经系统和脑细胞； 对眼睛的伤害；导致角膜感觉丧失、角膜混浊等 对皮肤的伤害，如皮囊炎。1.1.3工业通风与除尘设计的有关规定及设计原则设计过程中必须注意若干基本原则，要能实现本身的目的，起功能与形式都应符合各种需要。同时又能合理地进行生产，产品价格符合经济的原则。工业通风的设计过程在遵循基本的设计规范之外，应当遵循的三项基本原则，即以人为本的原则、系统化原则、环保原则，再设计中体现重视人的生命健康安全及保证排放的污染物浓度在环境标准以内。二、生产车间厂房的基本概况及车间布置1.2.1污染源分布情况某工厂厂房平面布置及有害物分布如图1所示，该厂房高为8m，风管采用钢板制作，排除各种有害物，大气温度为常温。a处有一个污染源，需要安设排风罩，其尺寸为200400mm的矩形外部吸气罩（四周无边），为了能够有效地排出此污染物，要求在距罩口600mm处造成=0.25m/s的吸入速度，其局部阻力系数为（对应接管动压）在b处有一浸漆槽，槽面尺寸为600800mm，为排除有机溶剂蒸气，在槽上方设排风罩，罩口至浸漆槽面距离h=300mm，罩的一边设有固定挡板。 在c处有一个振动筛，如图2所示，振动筛的平面尺寸为e=800mm，l=650mm，粉状物料手工投向筛上时的发散速度为=0.25m/s,周围干扰气流速度=0.2m/s,为了排除粉尘在其旁边按以尺寸为650400mm的侧吸罩c，其局部阻力系数为（对应接管动压）。根据以上条件设计出其通风系统图，并对该系统进行水力计算，画出压能图，并选择风机。abc风机除尘器6m8m10m8m6m3m4m图11.2.2通风系统设计原则和设计方案（1）设计要求:包括排风罩、管道、除尘器、风机和电机等部分组成，管道采用除尘风管，除尘器选用脉冲式喷吹清灰袋式除尘器（阻力为1500pa）。（2）设计方案：由于该厂房只有两个车间，且面积较大，厂房较高，车间以一道墙相隔，为节省费用，在两间车间中间墙壁上开一个洞，只设计一个通风系统，abc顺次并联相接。此方案占地面积小，便于维护修理。二车间排除有害物总需风量的计算2.1.a区域所需要的排风量 矩形外部吸气罩，长a=400mm，宽b=200mm, x=600mm，见图2。 a/b=400/200=2.0 x/b=600/200=3.0 由39页表3-23得： /v0=0.037 罩口上平均风速为 ： =/0.037=0.25/0.037=6.76m/s 罩口排风量 =3600v0f=36006.760.20.4=1946.88 m3/h=0.5408m/s0.2m0.1m图22.2.b区域所需要的排风量 b处为上部接收罩，见图3。浸漆槽面，槽内液体蒸发，取控制点控制风速=0.25m/s1.04m0.8m120300.3m0.3m图3 罩口尺寸 长边a=0.8+0.80.3=1.04m 短边b=0.6+0.80.3=0.84m 设其长边设有挡板，罩口周长p=1.04+0.842=2.72m 排风量 l2=kphvx=1.42.720.30.25=0.2856m3/s2.3.c区域所需要的排风量如图4所示，0.4m0.2m图4侧吸罩罩口尺寸取650400mm，罩口法兰边全宽为=800mm，u=0，h=0污染气体发生量 =0.650.80.25=0.13 从文献3得，极限流量比kk=1.5f3e-1.4+2.51.7+0.2(he)1.5-0.20.3(ue)2.0+1.0根据下安全系数表：（p45）表3-5 安全系数表干扰气流速度m/s安全系数m00.1550.150.3080.300.45100.450.6015干扰速度为0.20,取安全系数m=8 c处排风量l3=l01+mkk=1.482m3/s2.4通风除尘系统的设计系统总排风量l总=l1+l2+l3=0.5048+0.2856+1.482=2.2724m3/scba正视图8m241.1m1m3.4m6除尘器2.9m风机图53570.2m1=1=10.2m4m2.1m1.4m10m8m除尘器cba风机平面图2.2m8m 图6 三、除尘系统管道水力计算3.1编号 对各管进行编号，标出管段长度和各排风点的排风量。见正视图其中l1=14.5m, l2=6.1m, l3=10m, l4=6.5m, l5=14.8, l6=9.2m l7=8m3.2选定最不利环路 本系统选择135除尘器6风机7为最不利环路。3.3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。 根据表6-4（除尘风管的最小风速）a输送含有轻矿物粉尘的空气时，风管内最小风速为：垂直风管12m/s，水平风管14m/sb输送含有钢铁物粉尘的空气时，风管内最小风速为：垂直风管13m/s，水平风管15m/sc输送含有重矿物粉尘的空气时，风管内最小风速为：垂直风管14m/s，水平风管16m/s 考虑到除尘器及风管漏风，管段6及7计算风量为2.27241.05=2.3863m3/s管段1根据（0.5408） m/s 由附录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=220mm rm1=11.13pa/m管段3根据 (2975.04m3/h) m/s 由附录6可查出 rm3=7.35pa/m管段5根据l5=2.2727m3/s (8181.72m3/h) 由附录9可查出 rm5=4.61pa/m管段6根据l6=2.3863m3/s(8590.68m3/h) 14m/s 由附录9可查出d6=450mm rm6=5.07pa/m管段7根据l7=2.3863m3/s (8590.68m3/h) v7=14m/s 由附录9可查出 d7=450mm rm7=5.07pa/m确定管段2、4的管径及单位长度摩擦阻力管段2根据 (1028.16m3/h) v2=13m/s 由附录9可查出 d2=160mm rm2=16.60pa/m管段4根据 (5335.2m3/h) v4= 14m/s 由附录9可查出 rm2=6.3pa/m3.4确定局部阻力系数 查附录7，确定各管段的局部阻力系数。管段1设备外部吸气罩弯头（）一个 直流三通（13）见直流三通图1根据 直流三通示意图 1 查得 管段2 设备接受罩 直流三通（23）见直流三通图 1 查得 管段3 直流三通（35）见直流三通图2 查得 直流三通示意图 2 管段4 设备侧吸罩 弯头（）1个 合流三通（45）见直流三通图2 查得 管段5除尘器进口变径管（渐缩管）除尘器进口尺寸，变径管长度， 弯头（）2个 管段6除尘器出口变径管（渐扩管）除尘器进口尺寸，变径管长度, 弯头（） 2个 风机进口渐扩管先近似选出一台风机，风机进口直径, 变径管长度 管段7 风机出口突扩管风机出口尺寸 带扩散管的伞形风帽（） 3.5计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力表2 管道水力计算表管段编号流量（m3/h)长度l(m)管径d(mm)流速v(m/s)动压p(pa)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)摩擦阻力rml+z(pa)备注11246014.5522014126.421.55216.211.13161.9378.132126.910.028014126.421.763.27.3573.5136.757454.913.745014126.420.84106.24.6163.2169.467827.611.945014126.420.4658.25.0760.3118.577827.69.04501492.880.6055.75.0745.6101.32880.85.941601392.880.2538.316.6098.6136.9阻力不平衡4532806.53601492.881.70157.96.341.0198.9阻力不平衡2880.812014393.5645328028014571.84除尘器15003.6对各并联管路进行阻力平衡汇合点a 为使管段1、2达到阻力平衡，改变管段2的管径，增大其阻力。根据公式（6-16），根据通风管道统一规格，取。其对应的阻力符合要求 汇合点b为使管段2、4达到阻力平衡，改变管段4的管径，增大其阻力。根据公式（6-16），根据通风管道统一规格，取。其对应的阻力符合要求3.7计算系统的总阻力3.8选择风机风机风量 风机风压 选用型号的离心式通风机，序号为5，内效率为89.8%，内功率为10.86kw，所需功率为12.49kw。风机转速为2900r/min配用型号的电动机，电动机功率15kw，选择除尘器根据风量和压力损失选择，风量7454.8941.05=7827.64 压力损失1500pa选择型号mc-60(外形尺寸为长宽高=220014003646mm)四、设备的选型4.1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。4.2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。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。4.3风管弯头的选择布置管道时，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。4.4三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。五、管道的压力分布选择最不利环路135除尘器6风机75.1确定各点压力点1 点2=-126.42-(174.6+216.18)=-517.2pa=-252.84-(174.6+216.18)=-643.62pa点3=-517.2-（90+63.21）-670.41pa=-643.62-（90+63.21）=-796.83pa点4 除尘器进口=-670.41-(64.39+106.21)=-841pa=-796.83-(64.39+106.2)=-965.42pa点5 除尘器出口为除尘器的阻力损失点6 风机进口=-2341-（52.8+58.15）=-2451.95pa=-2467.42-（52.8+58.15）=-2578.37pa点8 风管出口点7 风机出口=231.34pa=138.46pa12345678-126.42-517.2-670.41-841-2341-2451.95231.34148.61-252.84-643.62-796.83-965.42-2467.42-2578.37138.4655.73表3 压力分布表点1 点2=-126.42-(174.6+216.18)=-517.2pa=-252.84-(174.6+216.18)=-643.62pa点3=-517.2-（90+63.21）-670.41pa=-643.62-（90+63.21）=-796.83pa点4 除尘器进口=-670.41-(64.39+106.21)=-841pa=-796.83-(64.39+106.2)=-965.42pa点5 除尘器出口为除尘器的阻力损失点6 风机进口=-2341-（52.8+58.15）=-2451.95pa=-2467.42-（52.8+58.15）=-2578.37pa点8 风管出口点7 风机出口=231.34pa=138.46pa12345678-126.42-517.2-670.41-841-2341-2451.95231.34148.61-252.84-643.62-796.83-965.42-2467.42-2578.37138.4655.73表3 压力分布表15除尘器6730-252.84pa126.42pa-24