铸造车间通风除尘设计毕业论文.doc

铸造车间通风除尘设计毕业论文目 录1 基本资料11.1 地区资料11.2 气象资料11.2.1室外气象资料11.2.2室内气象资料11.3 工艺资料11.3.1工作班制11.3.2工艺流程11.3.3有害物介绍21.3.4车间主要设备表21.4 土建资料31.4.1门窗规格31.4.2墙体结构31.4.3屋顶结构41.4.4地面结构42 建筑围护结构热阻校核52.1外墙（低限）热阻校核52.2屋顶（低限）热阻校核63 供暖通风方案确定83.1 供暖通风系统方案确定83.2 排风系统方案确定83.3 送风系统方案确定94 热负荷及散热量计算114.1围护结构的基本耗热量114.2围护结构的附加耗热量124.2.1朝向修正耗热量124.2.2风力附加耗热量124.2.3高度附加耗热量124.3冷风渗透耗热量134.4冷风侵入耗热量134.5工作工况下围护结构耗热量及其修正134.6工艺设备散热量145 局部排风系统设计175.1 排风量确定185.1.1熔炼工部排风量计算215.1.2清理工段排风量计算225.1.3砂处理工段排风量计算225.1.4制芯、浇注和造型工段排风量计算225.1.5辅助建筑排风量计算235.2排风系统（除尘系统）划分245.3净化设备（除尘器或净化塔等）选择及计算245.4排风系统（除尘系统）水力计算266 送风系统设计316.1风热平衡计算316.2送风管道选择及送风小室设备346.2.1管道材料的选择346.2.2支架的设置346.2.3 送风小室计算356.3送风系统水力计算386.4局部送风407.夏季车间热风平衡校核44致 谢49附 录502基本资料1.1 地区资料本工程为西安市红旗精密铸造厂的通风除尘设计纬度：北纬34018 经度：东经108o56 海拔：396.9m大气压力 夏季：95.95KPa 冬季：97.87KPa1.2 气象资料1.2.1室外气象资料冬季供暖温度：-5 冬季通风温度：-1 冬季室外风向：ENE,1.7m/s夏季通风温度：30.7 夏季空气调节温度：35.21.2.2室内气象资料查文献5表2-11-2：熔炼工段：12 浇注工段：14 砂处理工段：15造型、制芯工段：15 清理工段：14 落砂工段：121.3 工艺资料1.3.1工作班制每天三班平行工作制，三班内均进行造型、浇注、落砂各项工作。全年工作天数：360天1.3.2工艺流程铸造工艺可分为三个基本部分，即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料，它是以一种金属元素为主要成分，并加入其他金属或非金属元素而组成的合金，习惯上称为铸造合金，主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。金属熔炼不仅仅是单纯的熔化，还包括冶炼过程，使浇进铸型的金属，在温度、化学成分和纯净度方面都符合预期要求。为此，在熔炼过程中要进行以控制质量为目的的各种检查测试，液态金属在达到各项规定指标后方能允许浇注。 铸型准备包括造型材料准备和造型造芯两大项工作。砂型铸造中用来造型造芯的各种原材料，如铸造砂、型砂粘结剂和其他辅料，以及由它们配制成的型砂、芯砂、涂料等统称为造型材料造型材料准备的任务是按照铸件的要求、金属的性质，选择合适的原砂、粘结剂和辅料，然后按一定的比例把它们混合成具有一定性能的型砂和芯砂。 铸件自浇注冷却的铸型中取出后，有浇口、冒口及金属毛刺披缝，砂型铸造的铸件还粘附着砂子，因此必须经过清理工序。有些铸件因特殊要求，还要经铸件后处理，如热处理、整形、防锈处理、粗加工等。 1.3.3有害物介绍铸造车间在生产过程中散发出大量的粉尘，有害气体等对劳动者有害的物质。铸造车间产生的有害物质种类很多，大致可以分为生产性粉尘和生产性有害物。生产性粉尘是指在生产过程中形成的，能较长时间漂浮在生产环境空气中的固体颗粒；生产性有害物是指生产过程中产生有毒的物质。在铸造车间，污染源及产生的污染物种类、散发量，根据各自的工艺特点、使用条件等的不同而有所差异。铸造车间各工段产生有害物的具体情况见下表1-1。表1-1 铸造车间各个工段产生的散发物序号工段作业散发物种类12345熔炼工段造型浇注和落砂清理工段砂处理工段制芯工段感应电炉造型浇注落砂喷丸砂处理系统混砂制芯粉尘、油蒸汽砂 粉尘 蒸汽金属氧化物 蒸汽 烟气粉尘 水蒸气 烟粉尘细粉细粉 粉尘细砂粉尘 粉尘1.3.4车间主要设备表 表1-2 车间主要设备表工段名称设备名称型号规格数量熔炼工段3t工频感应电炉GYL125A N=125kw2电炉变压器室变压器SJ2-10/102清理工段橡胶履带抛丸清理机Q3210A N=24.3KW 1300*1210*3450(mm)4砂处理工段15GN金属履带抛丸机Q326 N=7.5KW 1300*1210*3450(mm)1颚式破碎机PEF-250*400 N=15KW 1108*1142*1392(mm)3混砂机S1114 N=30KW 202818821607(mm)1制芯工段射芯机N=30KW16造型工段造型机Z143W N=1.8KW161.4 土建资料1.4.1门窗规格 门窗规格见表1-3 表1-3 门窗规格表门窗编号门窗材质门窗尺寸（m）门窗传热系数（W/K）M-1单层钢门534.65M-2单层钢门1.52.14.65C-1单层金属窗3.626.4C-2单层金属窗4.526.4C-3单层金属窗1.526.4C-4单层金属窗1.226.4C-5单层金属窗2.126.41.4.2墙体结构空心砖墙，厚370mm，内表面水泥砂浆抹面厚20mm，外表面保温砂浆抹面厚20mm,墙体传热系数K=1.08（W/K）。1.4.3屋顶结构20mm水泥砂浆找平面，60mm粒状高炉熔渣保温层，25mm大型预制板，屋面传热系数K=1.38（W/K）1.4.4地面结构采用不保温的贴土地面。2 建筑围护结构热阻校核在设置供暖的建筑物中，要求围护结构具有一定的保温性能。所以选用的传热系数要最大限度的满足其使用要求，卫生要求和经济要求。围护结构的内表面温度应满足下以要求：内表面不结露；内表面温度过低，即使在相同的室内空气温度下，人体辐射热过多，会产生不舒适的寒冷感。能满足上述要求的就是围护结构的最小传热阻。 Rn /w (2-1)式中 R0min围护结构的最小传热阻，/w供暖室内计算温度tn与围护结构内表面温度的允许温差，; tw,e冬季围护结构的室外计算温度，。多层均质材料结构的热惰性指标D值计算公式: D= （2-2）式中 Ri各层材料的传热热阻，/w Si各层材料的蓄热系数，W/()2.1外墙（低限）热阻校核围护结构材料热物理性参数查文献7附录2.11）确定外墙传热系数查文献7表2.3和2.4得，外墙内表面换热系数an=8.7W/(),外墙外表面换热系数aw=23 W/()。根据文献8（2.7）公式得外墙传热系数为：外墙实际热阻为2)计算外墙最小传热阻根据(2-2),计算该外墙的热惰性指标D。 查文献7表2.15，该墙属于类围护结构，则=-7.92（）查文献7表2.14，=6，外墙的最小热阻为根据（2-1） R0R0,min,该外墙满足保温要求。2.2屋顶（低限）热阻校核屋顶结构材料热物理性参数查文献7附录2.11）确定屋顶传热系数查文献7表2.3和2.4得，屋顶内表面换热系数an=8.7W/(),屋顶外表面换热系数aw=23 W/()。根据文献7（2.7）公式得屋顶传热系数为：外墙实际热阻为 2)计算外墙最小传热阻根据(2-2),计算该外墙的热惰性指标D。 查文献7表2.15，该屋面属于类围护结构，则=-7.92（）再查文献7表2.14，=6，外墙的最小热阻为根据（2-1） R0R0,min,该屋面满足保温要求。3 供暖通风方案确定通风房间的气流组织主要方式有：上送上排、下送上排和中间送上下排。气流组织的确定原则:1) 送风口应接近人员操作的地点，或者送风沿着最短的线路到达人员作业地带，保证送风先经过人员操作地点，后经污染区排至室外。2） 排风口应尽可能靠近有害物源或有害物浓度高的区域，把有害物迅速排至室外必要时进行净化处理。3） 在整个房间内，应使进风气流均匀分布，尽量减少涡流区3.1供暖通风系统方案确定由于铸造车间在熔炼和浇注时，会产生大量的热。所以铸造车间不设置采暖系统，利用送风系统承担全部热负荷和补风量。对于辅助部分如一层更衣室，砂处理电控室，二层实验室等采用送风系统承担补风量，冬季送热风，夏季利用室内空调进行降温。二层更衣室，制样间，气体储存室，光谱室，金相硬度室利用窗式换气扇承担补风量，并利用空调对室内温度进行调节.。3.2 排风系统方案确定 凡是在散发有害物(有害蒸气、气体、粉尘)的场合, 为了防治有害物污染室内空气, 必须结合工艺过程设计局部排风系统。对于作业地带有害物的浓度, 不应高于最高允许浓度, 否则亦应该设置局部排风系统进行处理。排风系统的设置,首先要以不妨碍工艺设备的生产操作为前提,然后再具体考虑局部排风的措施.排风系统中排风罩的形式对排风效果的好坏起决定作用,因此,必须配合工艺设备确定适宜的罩口形式及形状。排风系统的设计,必须以造价低,排风量小和能最大限度地排除所散发的有害物为原则,只有在自然排风不能排除有害物或技术上经济上不合理时,则考虑采用机械排风系统。局部排风系统的划分原则：当两种或两种以上的气体混合后, 如不会达到爆炸或燃烧的浓度极限时, 则可以合并为一个排风系统, 此时不选用防爆通风机。不同的生产流程以及不同时使用的生产设备,视设备的数量以及管线的长短,确定是否组合成一个系统或者设立单独系统。凡散发剧毒性或易燃爆气体的设备和场所的均应设立单独的排风系统。宜将同时运转、生产流程相同、粉尘性质相同而且相互距离不大的扬尘设备的吸风点合为一个系统。对于易凝结的蒸汽、高温气体与颗粒状粉尘，为防止风管堵塞或两种不同有害物相混合时，可引起爆炸，燃烧，结聚凝块，或形成毒性较强的有害物，均不能合并为一个排风系统。 温度高于80的气体，蒸汽和相对湿度在85以上的气体，属于高温高湿性气体，此类排风系统应单独设置，不允许与排除一般气体的排风系统合并。 因此，我将熔炼工部单独设为一个系统（C-1），熔炼工部的熔炼变压器室、电气间为一个系统（P-1）, 清理工部和砂处理工部划分为一个系统(C-2)，浇注工部划分为2个系统（P-3，P-4）.一层更衣室、砂处理电控室和型砂实验室划分为一个系统(P-2)。3.3送风系统方案确定自然通风是依靠室内外温差所形成的热压，或者室外风力作用在建筑物上所形成的压差，使室内外的空气进行交换，从而改善室内的空气环境。因为自然通风不需设动力装置，对于产生大量余热的车间是一种经济及有效的通风方式。不足的是，自然进入室内的空气无法预先处理。另外，自然通风的换气量一般受室外气象条件的影响，通风效果不稳定。 机械送风借助于通风机所产生的动力而使空气流动，其风机的风量和压力可根据需要来选择。因此，机械送风能保证送风量，并可控制空气流向和流速，也可按所要求的空气环境，对送风进行处理。 铸造车间产生有害气体和大量的热，自然通风的通风效果不稳定，所以采用机械送风，可以确保良好的工作环境。电炉变压器室设备过热时会引起出力下降，为了防止出现故障，采用下部送风方式。电气间，采用上部送风方式。型砂实验室，砂处理电控室，熔炼监控室都靠近热辐射大的作业地点，并且室内电气设备较多，采用下部送风方式。浇注工段在浇注时会产生大量的热，所以在其工作岗位设置局部送风系统。对于二层男女厕所，制样间等对温度要求不高的房间，给窗户上设排风机。熔炼工部控制室，给其屋顶设风机，简单，便宜，但其对降温效果作用不大。因此，给其室内加设空调装置。 4 热负荷及散热量计算所谓热负荷是指维持室内一定热湿环境所需要的在单位时间向室内补充的热量。所谓得热量是指进入建筑物的总量，它们以导热、对流、辐射、空气间热交换等方式进入建筑，比如太阳辐射的外扰作用的热量，室内人员，设备等的内扰作用的热量。计算工厂设备的散热量，可以合理的设计房间热负荷，节省能源。供暖系统设计热负荷应根据房间得失热量的平衡进行计算，即房间设计热负荷=房间失热量总和-房间得热量总和房间的失热量包括：1） 围护结构的传热耗热量Q1;2） 加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量Q2;3） 加热由门，孔洞和其他相邻房间浸入的冷空气的耗热量Q3;4） 加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量Q4;5） 水分蒸发的耗热量Q5;6） 加热由于通风进入室内的冷空气的耗热量Q6;7） 通过其他途径散失的热量Q7;房间的得热量包括：1） 太阳辐射进入房间的热量Q8;2） 非供暖系统的热管道和其他热表面的散热量Q9;3） 热物料的散热量Q10;4）生产车间最小负荷班的工艺设备散热量Q11;5）通过其他途径获得的热量Q12.对于产热量很大的工业厂房来说，热负荷的计算不只考虑围护结构的传热耗热量，冷风渗透耗热量，冷风浸入耗热量，以及太阳辐射的热量，更要考虑其在生产过程中设备的散热量。在设计计算中，太阳辐射的热量Q8可对Q1按照比例修正得到。4.1围护结构的基本耗热量 （4-1） 式中 q围护结构的基本耗热量，W；K围护结构的传热系数，w/()；F围护结构的面积，； tn冬季室内计算温度，；tw供暖室外计算温度，；a围护结构的温差修正系数。整个建筑物的基本耗热量Q1等于各个部分围护结构的基本耗热量q的总和。Q1= （4-2）4.2围护结构的附加耗热量在实际中，气象条件和建筑物的结构特点都会影响基本耗热量使其发生变化，此时需对基本耗热量加以修正，这些修正耗热量称为围护结构附加耗热量。附加耗热量主要有朝向修正，风力附加和高度附加耗热量。4.2.1朝向修正耗热量 朝向修正耗热量是太阳辐射对建筑物围护耗热量的修正。 表4-1 本设计朝向修正率朝向修正率朝向修正率北 0西-5%东-5%南20%4.2.2风力附加耗热量 暖通规范规定：在一般情况下不必考虑风力附加。4.2.3高度附加耗热量 暖通规范规定：民用建筑和工业辅助建筑物（除楼梯间）的高度附加率，当房高超过4m时，每增加1m，附加围护结构基本耗热量和其他修正耗热量总和的2%，但总附加率不超过15%。 所以，建筑物的总耗热量等于围护结构的基本耗热量和朝向修正、风力附加、高度附加耗热量的总和，则 (4-3)式中 xch朝向修正率, %； xf风力附加率，%； xg高度附加率，%。4.3冷风渗透耗热量在室内外风压和热压压差的作用下，室外的冷空气通过门窗等的缝隙渗入室内，被加热后又逸出室外。把冷空气加热到室内温度所耗的热量称为冷风渗透耗热量。计算冷风渗透耗热量常用的方法有缝隙法，换气次数法和百分数法。根据各自的特点，本设计采用百分数法计算冷风渗透耗热量。根据建筑物结构特点，本设计渗透耗热量占围护结构总耗热量的百分率取40%。4.4冷风侵入耗热量冬季在风压和热压的共同作用下，当外门开启时，会有大量的冷空气进入室内，把将这部分冷空气加热到室温时所消耗的热量称为冷风侵入耗热量。采用外门附加的方法计算，冷风侵入耗热量=外门基本耗热量外门附加率公共建筑工业厂房中，其外门附加率为500%。4.5工作工况下围护结构耗热量及其修正以电炉变压器室为例。1）围护结构基本耗热量计算取定tn=15,耗热量包括基本耗热量和附加耗热量，计算全部列于附表1-1中，所得电炉变压器室、电气间围护结构传热耗热量Q1=3789.20(W)。2）冷风渗透耗热量按百分数法计算，根据建筑物的特点，查文献7表中选取百分率为40%。Q=40%3789.20=1515.68（W）3）冷风侵入耗热量按短时间开启的外门计算，取外门基本耗热量的80%计，n=1。Q3=1255.50.8=1004.4（W）则，电炉变压器室、电气间的总耗热量为6309.28W。4.6工艺设备散热量(1)熔炼工段工频感应电炉的散热量Q=860Ncos （4-4）式中 N感应电炉额定功率，KW；感应电路的总效率，% ，根据工艺资料采取；cos补偿后的功率因数，一般为0.90.95。当工频感应电炉装有排烟罩时，散入室内的热量为其总散热量的30%根据式（4-4）Q=860125(1-80%)cos0.930%=6449.2(KW) (2)浇注工段的散热量浇注金属与落砂在同一房间进行时，金属自浇注温度冷却至是温室时的全部热量，一部分热量由水分蒸发时吸收外，其余全部散入车间内（如果落砂后的旧砂是运出室外或运至其他房间处理，而旧砂运出温度又比室温高时，还应减去旧砂带走的热量），每浇注一吨金属的散热量为：Q=(Q1-Q2)-1000 KW/吨 （4-5）式中 Q1浇注金属在熔化温度时的含热量，KW/吨Q2铸件落砂后在离开本工段时的含热量，KW/吨g每浇注一吨金属所需的型砂重量，公斤d1浇注前型砂的含湿量，公斤/公斤d2落砂后型砂含湿量，公斤/公斤t落砂时型砂的温度，t室内温度，根据式（4-5）得，Q=(273000-195000)-=7125(KW)(3)电动设备散热量清理工段，砂处理工段的电动设备有抛丸机，破碎机，所有设备的工艺设备都在室内，电动设备散热量公式为： （4-6）式中 Q电动设备发热量，W，N电动设备安装功率（额定功率），KW电动机效率，可由产品样本查的电机容量利用系数，是电动机最大实效功率与安装功率之比，可用以反映安装功率的利用程度，一般可取0.7-0.9电动机负荷系数，定义为电动机每小时平均时耗功率与机器设计时最大实耗功率之比，一般可取0.5-0.8同时使用系数，定义为室内电动机同时使用的安装功率与总安装功率之比，一般取0.5-1.0根据式(4-6),计算电动设备的散热量以清理工段的橡胶履带抛丸清理机为例计算电动设备的散热量由设备参数知，橡胶履带抛丸清理机电动设备安装功率N=24.3kw，电动机效率=80%，=0.7，=0.6，=0.8则每台橡胶履带抛丸清理机电动设备的散热量为：(4)照明设备散热量Q=1000nnN （4-7）式中 Q散热量，W；N灯具安装功率，KW；n同时使用系数，视不同场所使用情况而定；n镇流器散热系数：镇流器装在室内时取1.2，装在顶棚时取1.0；n安装系数，明装时为1.0；暗装且灯罩上部穿有小孔时利用自然通风散热于顶棚内时，取0.50.6;暗装而罩上无孔时，视顶篷内情况取0.60.8；则根据式（4-7）得， Q=10001.01.21.0100=120（KW） (5)人员散热量Q=nq （4-8）式中 Q人体散热量，KJ/h考虑不同性质的工作场所，成年男子，成年女子和儿童的比例不同的群集系数，取=1.0n人数，个q每个成年男子的散热量，KJ/h.取q=1465KJ/h.则根据式(4-8)得， Q=1.0501465=73250(KJ/h)数据汇总:表4-3 车间电动设备的散热量汇总设备名称台数散热量（W/台）总散热量W橡胶履带抛丸清理机4102064082415GN金属履带抛丸机131503150颚式破碎机3630018900混砂机11260012600射芯机165833.3393333.28造型机16756120965 局部排风系统设计 局部排风，在集中产生有害物的局部地点, 设置捕集装置, 将有害物排走, 以控制有害物向室内扩散。这是防毒, 排尘最有效的通风方法。局部排风需要的风量小，效果好。而全面排风对整个车间进行通风换气，用新鲜空气把整个车间有害物浓度稀释到最高允许浓度以下，且把污染空气排至室外，通风量大，且控制效果差，易造成大气二次污染。车间宜处于负压，冬季，有大量的局部排风，送风系统向室内送暖风，其余风量由室外冷空气从各门窗缝隙渗入，故不会出现有害物向外扩散现象。夏季，机械送风系统关闭，门窗全打开，形成靠热压作用的自然通风，并在有害物发生点进行局部排风（局部除尘），降低并抑制了有害物在车间的扩散。排风系统（除尘系统）设计原则：1）风机一般应布置在净化器后，以减轻磨损或腐蚀；2）风管宜垂直或倾斜敷设，倾斜敷设应与水平面夹角大于45，水平敷设应采取防积尘措施（这条针对粉尘）；3）湿式除尘器系统的通风机底部应有排除积水的措施；4）支管应从主管的上面或侧面连接，三通管一般采用3045为宜；5）通过腐蚀性强且浓度较高的粉尘管道，尤其是弯头外侧管壁，宜采取耐磨措施；6）排风管应高出屋面1.52m，若排风影响邻跨时，应视具体情况加高；7) 除尘管道一般明装，在适当位置设置密闭清扫孔；8) 风管一般采用圆形断面，一般钢板制作，壁厚1.52.0mm;9) 计算所需风量、风压时，应考虑一定的附加，一般风量附加1015%，风压附加1520%。10) 排气、除尘系统的吸气点不能过多，一般不超过10个，以利于各支管间阻力平衡。支架的设置要求：1) 支架间距。如果设计没有规定，对于不保温的水平风管，直径或边长400mm,支吊架间距4m;直径或大边长400mm,间距3m。风管垂直安装时，间距4m，每根立管上应不少于两个固定件。对于保温风管，由于所用材料的不同，风管支架间隔要设计确定，一般为2.53m。2) 标高。矩形风管从管底算起；圆形风管从管中心算去。3）坡度。当输送空气的湿度较大时，风管应有1%5%的坡度。此时，支架随风管的坡度、坡向要求设置。4）对于相同管径的支架，等距离排列，间距应200mm。5）风管与通风机连接处，应独立设置支吊架，以免设备承受风管重量。5.1 排风量确定此车间为铸造车间，在型砂配制、制型、落砂、清砂等过程，都可使粉尘飞扬，特别是用喷砂工艺修整铸件时，粉尘浓度很高，所用的石英危害较大。在机械加工过程中，对金属零件的磨光与抛光过程可产生金属和矿物性粉尘。所以各工部采用局部排风，在需要排风部位加局部排风罩即可。局部排风罩的主要形式有：密闭罩，柜式排风罩，外部吸气罩，热源上部接受式排风罩，吹吸式排风罩。密闭罩，是将污染源密闭起来，使有害物的扩散在一个密闭空间里。利用抽风机在罩内形成一定的负压，罩外空气经过某些孔口或缝隙进入密闭罩，就可以有效的防止有害物向外逸出。柜式排风罩，实质上也是密闭罩，是密闭罩的一种特殊形式，只有一面敞开或开着的工作孔。散发有害物的工艺装置置于柜内，操作过程在柜内完成。为了防止有害物的逸出，必须保证柜式排风罩的开口处的吸入风速达到时有害物排走的要求。外部吸气罩，在距有害物有一段距离是将有害物抽走，适用于生产条件的限制，不能将污染源密闭时。外部排风罩应尽量靠近污染源。热源上部接受式排风罩，在工业车间内，污染源不仅散发粉尘及有害气体，还有大量的热的产生。吹吸式排风罩，由于条件限制，必须离污染源较远时，在污染源处造成所需的控制风速就比较困难，只有用很大的排风量才能获得。此时，可以利用空气射流将有害物吹向排风口而被排走。局部排风罩的设计原则：(1）局部排风罩应尽可能包围或靠近有害物，使有害物源局限于较小的局部空间。应尽可能减小吸气范围，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。设计时要充分考虑操作人员的位置和活动范围。(4）排风罩应力求结构简单，造价低，便于安装和维护。(5）局部排风罩的配置应与生产工艺协调一致，力求不影响工艺操作。(6）要尽可能避免和减弱干扰气流和穿堂风，送风气流等对吸气气流的影响。 熔炼工段主要产生大量的烟尘和热，在炉口设置热源上部接受式排风罩。清理工段主要产生扬尘，橡胶履带抛丸机和Q320A履带抛丸清理机采用伞形排风罩；颚式破碎机采用局部密闭罩；混砂机采用整体密闭罩。浇注工段主要产生大量的热，采用移动式排风罩，可以大大较少排风量。热源上部接受式排风罩排风量的计算接受罩罩口尺寸按下式计算： 低悬圆形罩 D=d+0.5H （5-1） 低悬矩形罩 A=a+0.5H （5-2） B=b+0.5H （5-3）式中 D罩口的直径（m）； A,B罩口的长和宽（m）； d热源水平投影直径（m）； a,b热源水平投影的长和宽（m）。 高悬罩 D=dz+0.8H （5-4） 低悬罩排风量按下式计算 （5-5）式中 qv0 热源上部热射流起始流量（/s）； V罩口扩大面积上空气的吸入速度（m/s），通常取V=0.50.75m/s; F罩口扩大的面积，即罩口面积减去热射流的断面面积（）。高悬罩排风量按下式计算 （5-6）式中 qv,z罩口所在断面上的热射流流量(/s) 热源上部热射流起始流量,计算式为 （5-7）式中 qv0热射流流量（/s）； Q对流散热量（KJ/S）； h热源定性尺寸（m），对垂直热表面是指其高度，对于水平面则是该投影的短边尺寸； Ap在热源顶部热射流的横断面积()。热射流流量qv,z(/s） （5-8）式中 Q热源对流散热量（KJ/S）； Z假想点热源至计算断面的有效距离（m），由下式计算 Z=H+2B （5-9）式中 H热源至计算断面的距离（m）；B热源水平投影直径或长边尺寸（m）。 对流散热量Q （5-10）式中 F热源的对流散热面积（）； t热源表面与周围空气的温度差（）； a表面传热系数KJ/(S)。表面传热系数 （5-11）式中 A系数，对于水平散热面，A=1.710-3；对于垂直散热面，A=1.1310-3。根据接受罩安装的H的不同可以分为两类，为低悬罩， 为高悬罩。密闭罩排风量计算，本设计采用截面风速法 (5-12)式中 qv所需排风量（/s）；A密闭罩截面积（）；V垂直于密闭罩面的平均风速（m/s）。排风罩排风量计算 ，控制风速法 (5-13)式中 qv吸气口排风量（/s）； F吸气口的面积（）；V0罩口平均风速（m/s）。5.1.1熔炼工部排风量计算本工段的主要任务是提供浇注用的铁水。熔炼过程中产生大量的烟尘和热。工频感应电炉主要产生的危害物油蒸汽，金属氧化物，粉尘及烟气。熔炼工段的设备为3t中频感应电炉，其型号GYL125A，给其炉口设置接受式排风罩，选用圆形排风罩。在炉上方0.5m处安装接受罩， 因安装高度H1.5,该接受罩属低悬罩确定热源的对流散热量Q=1.7 =11.33( KJ/S)热源顶部的热射流起始流量qv=0.381(QA确定罩口直径 D=d+0.5H=(0.4+0.5)m=0.65m取=0.75m/s排风罩排风量此工段共有四台工频感应电炉，则总通风量为25920/h。5.1.2清理工段排风量计算查得Q3210A 橡胶履带抛丸清理机的除尘风量为3500/h，清理工段共有四台Q3210A 橡胶履带抛丸清理机，则总排风量为14000/h。5.1.3砂处理工段排风量计算Q326金属履带抛丸清理机的除尘风量为2200/h。PEF-250400型号的颚式破碎机，根据工艺资料，破碎机的加料方式为滑槽给料。此时，加料口的粉尘较大，设置局部密闭排风罩。颚式破碎机下部排料至受料设备的卸料点也会产生粉尘，而排料至输送带的物料落差1m,直接给料。这时，颚式破碎机的加料口产生的粉尘不大，可只做密闭罩，不设排风装置。查铸造车间通风除尘技术可得颚式破碎机下部的排风量为1200/h。混砂机在受料时，产生粉尘很多。同时一般的混砂工艺是加料后先干混数分钟，再加水湿混。在干混过程中，由于辗轮的辗混，搅拌也会产生大量的粉尘。所以给混砂机设置整体密闭罩加排风。为了观察辗轮进展情况和选取型砂试样，给密闭罩的侧面留取操作门。根据式(5-12)得， 混砂机所需的排风量q=36000.253.26=2934(/h)5.1.4制芯、浇注和造型工段排风量计算制芯采用普通的射芯机，芯砂中含有一定的水分，所以产生粉尘不多，产生有害气体也不多，故不许设置排风。铸件浇注和冷却过程有CO和大量热产生，在浇注生产线的浇注段上设置移动式排风罩。根据文献8式（4-16）得， =2500(m3/h)5.1.5辅助建筑排风量计算更衣室，电气间，砂处理电控室，型砂实验室由于设备不详，所以利用换气次数法计算其排风量。L=nVf （5-14）式中 L全面通风量，/h；n换气次数，1/h；Vf通风房间体积，。更衣室排风量L=10402.2=4022(/h)电气间排风量 L=33542.4=10627.2(/h)砂处理电控室的排风量L=3.0911.4=2734.2(/h)型砂实验室排风量 L=3304.2=912.6(/h)各工部排风量的汇总：表5-1 各工部局部机械排风量汇总表工段名称设备名称个数每个设备排风量（/h）排风罩个数排风罩形式熔炼工段3t工频感应电炉468404接受式排风罩清理工段橡胶履带抛丸清理机435004伞形排风罩砂处理工段15GN金属履带抛丸机颚式破碎机混砂机131220012002934161伞形排风罩局部密闭罩整体密闭罩浇注工段浇注输送器250016移动式排风罩5.2排风系统（除尘系统）划分 除尘系统的划分要合理，可以将同时工作，相同生产流程，粉尘性质相同而且相互距离不大的设备合为一个系统。便于操作管理，粉尘的收集和节省费用。 当同时工作，但粉尘性质不相同时，如果允许不同性质的粉尘混合收集时，也可合为一个系统。 当粉尘混合后能有爆炸危险或能引起燃烧时，则必须单独设立除尘系统。本设计中，熔炼工段产生大量的烟尘，热量，所以单独设置除尘系统。清理工段与砂处理工段的设备产生的大多都是粉尘，所以合并为一个除尘系统。电炉变压器室，电气间主要产生的是余热，划分为一个排风系统。浇注工段产生CO和大量的热，单独设置排风系统，为了达到更好的通风效果，将其划分为四个排风系统。更衣室，砂处理电控室，型砂实验室相互距离不大，且都不产生有害物，所以划分为一个排风系统。5.3净化设备（除尘器或净化塔等）选择及计算熔炼过程中会产生大量的烟尘和热，并且熔炼过程中会加入有色金属，会产生金属氧化性粉尘和有害气体。清理工段抛丸机，破碎机，混砂机在运转中会产生大量的粉尘。如果对这些有害物不加治理，将会严重污染车间空气和大气环境，损害工作人员的身体健康。所以必须经过净化处理，达到国家对有害物规定的排放标准时排入大气。净化设备的选择依据： （1）处理的气体量。 （2）气体的性质：包括气体的成分、温度、湿度、密度、黏度、露点、毒性、腐蚀性、爆炸性、气体量和其波动范围等物理、化学性质。 （3）粉尘的性质：含有成分、密度、浓度、粒径分布、比电阻、腐蚀性、润湿性、吸水性、黏附性、纤维性和爆炸性等物理、化学性质。 （4）净化要求：净化效率，压力损失，废气排放标准和环境质量标准等。 （5）装置的经济性：设备占用空间，投资，和运行费用，维护操作方便和回收综合利用的情况等。在工程中，通常以净化效率为主来选择装置。 （5-15）式中 C0N净化装置出口的含尘浓度，（g/）; CIn净化装置进口的含尘浓度，（g/）。以熔炼工段为例: C=210mg/,C=30mg/净化效率： 本设计选用LMF-系列脉冲袋式除尘器，它占地面积小、处理风量大，并能有效的进行组合，针对特大处理风量场合更为适用。主要针对高含尘浓度及含湿高浓度粉尘的场合应用。在系统前段不必加装旋风除尘器作为初级处理，可直接进入本除尘器，即节约了设备费用，亦降低了运行成本。除尘设备选型见表5-2.表5-2 净化设备规格表型号过滤面积袋数处理风量（m3/h）耗气量 （m3/h）设备阻力（mmHg）LMF-4A-320160160300000.751.5100200LMF-3A-240240240220000.751.51002005.4排风系统（除尘系统）水力计算 以c-1系统为例图5-1 C-1系统的系统图 图5-1 C-1系统图（1）绘制系统轴测图，对各管段编号。（2）选定最不利环路，本系统选择1-2-3-4-5-6-7-除尘器-风机-为最不利环路。（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。根据表8-5，输送含有金属粉尘的气体时，风管内最小风速为：垂直风管13m/s,水平风管15m/s。管段1-2根据3420/h、v1=15m/s ,求出管径。所选管径应符合的通风管道统一规格。 管径取整，令D1-2=390mm,由附录4查的管内的实际流速v1-2=15.07m/s,单位长度摩擦阻力Rm,1-2=4.909pa/m。（4） 计算各管段的摩擦阻力和局部阻力。 1）管段1-2:摩擦阻力 =4.90913=63.82pa局部阻力 圆形伞形罩a=30,查附录，=0.0490弯头（R/D=1）2个，=0.252=0.5直流三通（12）当a=30, 根据F1-2+F8-2F2-3,a=30查得1-2=0.53 ，8-2=0.140.53=1.13管内动压 1.13138.53=154.64（Pa）管段1-2的阻力 62.82+154.64=217.46（Pa）其他管段阻力计算同管段1-2方法相同，在此不一一计算。将其计算结果汇总在表格内，具体见附录2。(5)校核节点处各支管的阻力平衡1）节点2： 为使管段1-2，8-2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 根据通风管道统一规格，取D1-2=450mm。根据风量和直径查的其实际流速v1-2=11.31m/s，管内动压查附录4， Rm,1-22.453=2.453Pa/m摩擦阻力 =2.45313=31.89Pa局部阻力直流三通（12）当a=30,=0.158 根据F1-2+F8-2F2-3,a=30,查得 1-2=0.53 ，8-2=0.140.53=1.13管内动压1.1376.713=86.69（Pa）31.89+86.69=118.57（Pa）重新校核阻力平衡 此时，认为节点2已处于平衡状态。同此方法，校核其他管段。对于阻力不平衡的管段还可以利用平衡阀调节。（6）计算系统的总阻力 =118.57+207.37+89.52+157.28+87.45+116.31+1131100=1938.45（Pa） (7)选择风机Pf=PKP （5-16）qv,f=Kqqv （5-17）式中 pf风机的风压（Pa）； qV,f风机的风量（/h）； KP风压附加系数，一般的送排风系统KP=1.11.15；除尘系统KP=1.151.20；气力输送系统KP=1.20； Kq风量附加系数，一般的送排风系统Kq=1.1；除尘系统Kq=1.11.15；气力输送系统Kq=1.15；P系统的总阻力（Pa）；qv系统的总风量(/h)。由式，风机风压：Pf=PKP=1.201938.45=2327（Pa） 风机风量：qv,f=Kqqv=1.1525920= 29808(/h)选用472No.8C风机，其性能为qv,f=30834/h Pf=2754Pa风机转速:n=1800r/min。配用Y200L2-2型电动机，电动机功率N=37KW。其他系统的水力计算、风机选型同C-1系统算法一样，水力计算表见附录，风机选型见下表:表