通风与除尘课程设计指导书.doc

工业通风与除尘课程设计指导书（安全工程专业用）东北大学安全工程研究所二零零四年工业通风与除尘课程设计指导书一、 车间的粉尘产生情况1. 产尘设备了解产生粉尘的设备或工艺过程，列出产尘设备名称、型号规格及数量。弄清产生粉尘的情况。2. 粉尘特性粉尘的种类、物理性质、游离二氧化硅的含量，以及粉尘的分散度。3. 产尘强度粉尘的产生量（g/s）或排尘空气的含尘浓度（mg/m3）。二、 划分除尘系统1. 除尘系统形式的选择根据工艺流程和设备的配置、厂房条件和除尘抽风量的大小以及粉尘的性质，可分别设计就地除尘系统、分散除尘系统和集中除尘系统。（1） 就地除尘系统将除尘器直接坐落在产尘设备上，就地捕集和回收粉尘。这种系统布置紧凑、简单、维护管理方便。如直接坐落在矿仓上的除尘机组和皮带运输机转运点的就地除尘机组就属此类。（2） 分散除尘系统当全厂产尘点比较分散，且厂房内有安装除尘系统的位置时，可将相近的几个抽风点合设一个除尘系统。这种系统的除尘器和风机安装在产尘设备附近，管道较短，布置简单，系统阻力容易平衡。（3） 集中除尘系统产尘点比较集中，有条件设置大型装置时，可将一个车间或相邻几个车间的产尘点全部集中于一个除尘系统。这种系统处理风量大，可集中维护管理，粉尘回收容易实现机械化，但由于管网长、复杂，阻力不宜平衡，初运行调试困难。2. 划分除尘系统的原则采用分散或集中除尘系统时，应按下列原则划分系统：（1） 同一生产流程、同时工作的产尘点相距不大时，可划为同一系统。（2） 一个系统的抽风点不宜超过56个，采用集合管时，最多不宜超过20个。（3） 同时工作但粉尘种类不同的产尘点，当工艺允许不同的粉尘混合回收或粉尘无回收价值时，也可合设一个系统。（4） 属下列情况者，不应合为一个系统：凡不同的粉尘混合后能引起着火燃烧或爆炸危险者；不同温度、湿度的含尘气体混合后可能引起管道结露者。三、 排尘罩的设计及风量计算1. 排尘罩的确定根据生产设备的产尘情况、生产工艺和生产操作等方面的要求，选择设置适用的排尘罩，如外部吸气罩或防尘密闭罩等。排尘罩的尺寸及生产设备的外形尺寸可参考有关资料确定。2. 防尘密闭罩抽风口的位置排风口位置应根据生产设备的工作特点及含尘气流运动规律确定。（1） 选择抽风口的位置时，要能有效地控制含尘气流，使之不致从密闭罩逸出，同时要避免吸出大量粉料。如对破碎筛分和运输设备，抽风点应避开含尘气流中心，以防抽出大量粉料。（2） 抽风口不宜靠近敞开的孔洞（操作孔、观察孔、出料口等），以免抽进与除尘无关的空气。皮带机受料点抽风口后面必须设遮尘帘。（3） 处理或输送热物料时，抽风口应设在密闭罩顶部，或给料点与受料点均设。（4） 抽风口的位置应不影响操作和检修。（5） 与密闭罩相连的一段管道最好垂直敷设，以防蹦入物料造成堵塞。3. 抽风口的风速抽风口的平均风速不宜过高,以免抽出粉料.。一般对局部密闭罩和轻、干、细物料，抽风口平均风速应取较低值。采用局部密闭罩时，抽风口平均风速可按下列数值采取：对筛落的极细粉尘 v=0.40.6m/s对粉碎或磨碎的细粉 v2.0m/s对粗颗粒粉尘 v3.0m/s对于不能设密闭罩而用敞口罩控制粉尘时，罩口风速应按外部吸气罩要求确定，具体设计可参见教材和有关资料。4. 抽风口的形式防尘密闭罩和抽风口之间应有一段变径管（也称为抽风罩），以保证抽风口的风速适当，抽风口的面积应根据抽风口的风速计算，抽风口的面积为：F=L1/v , m2 式中：L1密闭罩的排风量，v抽风口的风速，确定变径管的形状（抽风口可为方形、长方形和圆形）和尺寸，收缩角尽量不大于60度。当从大容积密闭罩和矿仓吸风时，一般无抽出粉料的可能，可不设变径管，将风管直接接在密闭罩或矿仓上。说明书中附密闭罩和变径管的示意图。5. 排尘罩的排风量各种排尘罩的排风量计算见教材及有关资料。常用生产设备的防尘密闭罩排风量可由设计资料中直接选用。6. 排尘系统的总排风量排尘系统的总排风量。一般按其全部排风点同时工作计算。非同时工作的排风点的排风量较大时，系统的总排风量可按同时工作排风点计算，并应附加各非同时工作排风点排风量的1520%，但在各间歇排风点上必须设阀门。除尘系统的总排风量L： 式中 -该除尘系统各排尘罩的排风量，m3/s。参考资料：钢铁设计资料334352页，有色设计资料7389页，除尘设计资料41181页。四、 除尘器的选择1. 除尘系统的净化效率净化效率为：式中：除尘系统入口空气含尘浓度，；除尘系统出口空气含尘浓度，。可参考设计手册的数据确定或设计题目给定。可根据粉尘性质查环境空气质量标准。2. 除尘器的风量，式中：系统的总风量，。 ，考虑漏风的备用系数。3. 确定除尘器的类型选择除尘器类型时应考虑的因素如下：（1）含尘气体的物理、化学性质，如化学成分、腐蚀性、温度、湿度、含尘浓度以及气体量和它的波动范围等。（2）粉尘的物理、化学性质，如化学成分、密度、分散度、腐蚀性、吸水性、比电阻、粘结性、纤维性和爆炸性等。（3）对净化后排出气体的容许含尘浓度、温度和湿度等要求。（4） 粉尘的回收价值和回收利用形式。（5） 除尘器的投资费用。（6） 除尘器的运行费用（包括水电和能量消耗）以及维护管理的繁简程度。（7） 其他具体情况，如材料来源、布置除尘器的位置、水源、电源、污水处理情况以及维护管理水平等。4. 选择除尘器的型号及规格（1）据已确定的除尘器类型、净化效率及风量选择除尘器的型号和规格。如果净化效率很高（即入口粉尘浓度很高），可选用二级除尘。（2）计算除尘器的效率，选择除尘器后应验算除尘器的效率能否满足要求。除尘器的效率可根据除尘器的分级效率及粉尘的分散度计算。 式中：除尘器的分级效率；除尘器入口的粉尘分散度。如果选用二级除尘时，二级除尘的总效率为： 式中：、分别为一、二级除尘器的效率。（3）列出除尘器的名称、型号和规格、适用的风量及阻力，还要查出进风口、出风口和外形尺寸。5. 简单说明除下粉尘的处理原则五、 通风除尘系统布置1. 初选通风机根据除尘系统的总排风量及估计的风压值初步选定通风机，查出风机进风口和出风口等的尺寸、电动机传动方式及尺寸。2. 布置设备和管道确定除尘器和通风机的位置，确定除尘管道的布置，确定通风除尘管道的材料和断面形状。除尘系统布置时应考虑下列各项：（1） 除尘系统的风机一般应布置在除尘器之后（抽出式），以减轻粉尘对风机的磨损。当风机布置在除尘器之前时（压入式），应选用排尘风机。（2） 湿式除尘系统的通风机底部应有排除积水的措施。（3） 风管宜垂直或倾斜敷设。倾斜敷设时，与水平面的夹角宜大于45。水平敷设时，应采取防止积尘的措施，如控制管内风速以防止粉尘沉降等（4） 对粉尘和和水气共生的尘源，应尽量将除尘器直接配置在抽风罩上方，使粉尘、水气通过垂直管道进入除尘器。当必须采用水平管时，风管应向除尘器进口构成不小于10的坡，并在风管上设检查孔，以便冲洗管内粘结的粉尘。（5） 支管应从主管的上面或侧面连接。三通管的夹角一般采用30-45为宜。（6） 弯管、三通等部分附件，以及水平和倾斜风管的端部或侧面，应设置密闭清扫口。（7） 通过磨琢性强且浓度高的粉尘的风管（尤其是弯头外侧管壁），要采取耐磨措施。（8） 对于多抽风点的除尘系统，应在各支管上装设风量调节装置，如插板阀、蝶阀和调节瓣、调节套等。（9） 除尘系统的排风管应高出屋面1.5m。如排风管影响临跨时，还应视具体情况加高。当排风管的排风口设置风帽后会影响气体顺利地向高空扩散，甚至使粉尘下压，污染低空空气时，排风管可不设风帽，而采用防雨排风管，防雨排风管可参阅有关手册。（10） 除尘管道一般应明设。当采用地下风道时，可用混凝土或砖砌筑，内表面用沙浆抹平，并在风道的适当位置上设清扫口。（11） 在除尘器和风机的出入口，以及各抽风支管的直管段气流平稳处，应设置测量孔，以测量风量、风压、温度或进行取样。（12） 除尘系统设计中应考虑留有一定的检修平面和空间、安装孔洞、吊装设施、走台、梯子、人孔和照明设施等，为施工、操作、检修创造必要条件。（13） 设备和管道穿过平台时，须预留孔洞，孔洞四周设高50mm的防水凸台，孔洞比管道直径大20-50mm。（14） 除尘管道断面应采用圆形的，其最小直径不应小于80mm，管道壁厚应比一般的送风系统厚些，粉尘冲刷的部位（如弯管）还应加厚。直径为600mm以下的钢制风管，管壁最小厚度可参考表1。表1 管道壁厚选择表粉尘性质管件管径 mm200200-400400-600硬度不大的粉尘，如砂轮、铸造、煤焦碳、粘土等直管异形管1.52.51.52.52.03.0硬度较大的粉尘，如矿石、石英、烧结矿灰渣等直管异形管2.03.02.03.02.53.5（15） 除尘系统的管道和异形管，均采用连焊缝焊制，不得漏气。为了装卸和清理积灰方便，异形管和一定长度的直观，应设法兰连接。法兰间应衬以3-5mm的衬垫。当气温小于70时衬垫材料可用胶皮、干性油煮过后并涂了铅油的厚纸或橡胶石棉板；当温度大于70时可采用石棉绳。（16） 除尘器后的管道断面可适当增大，管道尺寸可按风速8-10m/s选用。（17） 管道应设支、吊架。3. 确定除尘系统的有关部件系统的有关部件有：弯头、三通、变径管、方圆接头、软接头、风帽、风量调节阀、测量孔和清扫检查孔等。（1） 三通的长度尺寸可查标准三通尺寸表。（2） 风帽、调节阀、测量孔、清扫检查孔可查有关手册。（3） 其他管件自行设计。4. 通风除尘系统布置图说明书中附通风除尘系统布置示意图，比例为1：100的平面图和剖面图（轴测图附在第六节中），图中除尘管道用粗实线单线，排尘罩、产尘设备、除尘器、通风机和电动机等用细实线绘图。进行通风除尘系统布置设计时，可以考虑几种布置方案，最后选定一种最优方案。六、 通风除尘系统阻力计算1. 绘制通风除尘系统轴侧图比例约为1：100，图中管道用粗实线，其他部件和设备用细实线绘制，图中标出管段编号、风量、长度及管径。2. 进行系统阻力计算计算方法见教材及参考资料。各局部阻力构件应有形状尺寸示意图及局部阻力数值，也可列表表示。阻力计算步骤及结果列表表示。3. 并联支管阻力平衡可以进行管径阻力平衡计算，也可以采用风量调节阀调节。4. 系统总阻力的确定计算系统的总阻力。七、 通风机的选择1. 计算选用通风机的风量及风压风机的风量：，式中：系统的总风量，； 风量备用系数，取。风机的风压： ，式中：系统的总阻力，； 风压备用系数，取。如果气体为非标准状态，选择通风机的风量及风压应进行参数换算，计算方法见教材。2. 选择通风机（1） 根据气体的性质确定风机的类型。如有防腐、防爆等问题时，选择专用风机。（2） 选择通风机的型号规格。根据选择风机需要的风量和风压的数值，查通风机样本上性能表或曲线图，选出风量和风压略大于计算出的风量和风压值的通风机。 列出通风机的名称、型号规格、传动方式、旋转方向、出口位置、转数以及电动机的功率。（3） 通风机及电动机的尺寸。查出通风机进风口和出风口的尺寸、外形尺寸，电动机的尺寸。 如果采用三角皮带传动，需进行三角皮带传动计算，以确定二皮带轮的距离，计算方法见有关的设计手册。3. 确定通风机的工况选用的通风机的风量和风压一般很难与需要的风量和风压完全一致，因此选择通风机后应确定通风机的工况。绘制通风机的风压特性曲线和管网阻力特性曲线，二曲线的交点为风机的工况。八、 绘制通风除尘系统施工图图幅采用1号图纸。有条件可用AutoCAD进行绘图。通风除尘系统图的内容包括：平面图、剖面图、轴测图、设备和部件明细表、文字说明。1. 平面图和剖面图，比例为1：50（或按实际情况确定）。通风除尘系统平面图和剖面图分别表达通风除尘管道、设备的平面布置情况和高度方向的布置情况及有关尺寸。在平面图和剖面图中，管道用粗线、主要设备（如通风机、除尘器等）用中粗线、次要设备和房屋建筑的轮廓线用细线来画，剖面图的地面线用粗线画。调节阀、测量孔和检查孔等可用图例符号示意表示。平剖面图中，需要注明的尺寸有：建筑定位轴线间距、墙厚、地面及其它主要标高、设备和管道的定位尺寸（即他们与建筑定位轴线或墙面的距离）及标高，部分管件（如变径管）的尺寸、管道的截面尺寸。直线管段的长度一般不注尺寸。2. 轴测图通风除尘系统轴测图表达通风除尘管道在空间的复杂交叉情况，反映整个系统的概貌。轴测图（斜等测图）的三个轴的比例为1：1：1，其中y轴的方向可据具体情况而确定。轴测图中，管道用特粗线单线表示除尘器、通风机和吸尘器的外形轮廓用细线表示，调节阀、测量孔和检查孔等用图例符号表示。不画房屋建筑的轮廓线。轴测图中应标出各吸风口的风流方向和风量，出风口的风流方向，注明管道的截面尺寸和管道标高，管道有坡度时应注明坡度方向和坡度。标出设备和个部