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车间 除尘 系统 设计

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河北中和铸造有限公司铸造车间除尘系统设计1 绪论1.1粉尘简介粉尘是一种通俗地对能较长时间悬浮于空气中的固体颗粒物的总称。粉尘是一种气溶胶，固体微小尘粒实际是分布于以空气作为胶体溶液里的固体分散介质。在生产中，与生产过程有关而形成的粉尘叫生产性粉尘。生产性粉尘的主要来源有：1.固体物料经机械性撞击、研磨、碾轧而形成，经气流扬散而悬浮于空气中的固体微粒。2.物质加热时生产的蒸气在空气中凝结或被氧化形成的烟尘。3.有机物质的不完全燃烧，形成的烟。1.1.1 粉尘的分类按粉尘的成分可分为无机粉尘、有机粉尘和混合性粉尘；按粉尘的颗粒大小可分为可见粉尘粒径大于10微米，显微粉尘粒径为0.2510微米，起显微粉尘粒径小于0.25微米；按燃烧和爆炸性质可分为易燃易爆粉尘和非易燃易爆粉尘；按卫生角度可分为呼吸性粉尘和非呼吸粉尘，呼吸性粉尘粒径小于5微米，能进入人的细支气管到达细胞，对人体健康危害最大。1.1.2 粉尘的特性1.粉尘的粒径分布粉尘的粒径分布是指粉尘中各种粒径的粉尘所占质量或数量的百分数。粉尘的粒径分布也做分散度。按质量计的称为质量粒径分布，按数量计的称为计数粒径分布；在除尘中通常用质量粒径分布。粉尘的分散度不同，对人体的危害以及除尘机理和所采取的除尘方式也不同，粉尘的分散度是评价粉尘危害程度、评价除尘器性能和选择除尘器的基本条件。2.粉尘的堆积密度和真实密度粉尘在自然状态下是不密实的，颗粒之间与颗粒内部都存在空隙。自然堆积状态下单位体积粉尘的质量称为堆积密度或称容积密度，它是设计灰斗和运输设备的依据。已去除所含气体和液体即密实状态下的单位体积粉尘的质量称为真实密度或称尘粒密度 ，它对机械类除尘器的工作效率具有较大的影响。3.粉尘的爆炸性当粉尘的表面积大为增加时，其化学活泼性会迅速加强，在一定的温度和浓度下会发生爆炸。对于有爆炸危险的粉尘，在设计除尘系统时必须按照设计规范进行，采取必要的防爆措施。4.粉尘的荷电性及比电阻悬浮在空气中的尘粒，由于相互磨擦、碰撞和吸附会带有一定的电荷，处在不均匀电场中的尘粒也会因电晕放电而荷电，这种性质称为荷电性。粉尘比电阻是指面积为1cm、厚度为1cm的粉尘层所具有的电阻值，电除尘器就是专门利用粉尘能荷电的特性从含尘气流中捕集粉尘的，比电阻过低或过高都会使除尘效率显著下降，最适宜的范围为10451010cm。5.粉尘的湿润性有的粉尘容易被水湿润，与水接触后会发生凝聚、增重，有利于粉尘从气流中分离，这种粉尘称为亲水性粉尘；有的粉尘虽然亲水，但一旦被水湿润就粘结变硬，这种粉尘称为水硬性粉尘。6.粉尘的粘附性粉尘的粘附性是粉尘与粉尘之间或粉尘与器壁之间的力的表现，粉尘相互间的凝聚与粉尘在器壁上的附着都与粉尘的粘附性有关。粒径细、吸湿性大的粉尘，其粘附性也强。1.2各行各业的粉尘现状 多年来, 由于作业环境不良和粉尘危害严重, 尘肺每年给国家造成高达亿元的直接经济损失。我国的尘肺危害无论在患病人数、发病率,还是增长幅度都居世界首位。在某些工矿业中,粉尘超标现象十分严重。1.2.1煤炭行业 在煤炭生产过程中,几乎所有的作业均可能产生粉尘。特别是机械化、大功率采煤,使井下作业点空气中的粉尘浓度达到很高的程度,如在放顶煤综采工作面,有时高达1400mg/m3。到1992年末,全国煤矿(不包括乡镇小煤矿,小煤窑)累计尘肺病患者多达160643人,疑似尘肺213956人,尘肺合并结核25551人。目前每年尘肺新发病人达4500人。据不完全统计,我国国有重点煤矿尘肺病患病率达10%。1.2.2 冶金行业冶金工业生产中,采矿、烧结、焦化、炼铁、炼钢等几大部门的相当多的作业场所均会产生大量粉尘。据统计,冶金行业接触有害作业的职工占职工总数的47. 7% ,作业环境平均粉尘浓度超过国家卫生标准8. 24倍,最高的达667倍。据“八五”期间的综合统计,累计职业病总数为53722人,其中尘肺病占90% ,平均年新发尘肺病1500余例。调查研究表明,冶金行业由于尘肺病每年造成的经济损失达7. 2亿元，超标现象十分严重。1.2.3 有色金属行业 有色金属与冶金行业类似,很多工序和作业场所存在大量粉尘,只是粉尘的化学成份和理化性质各异,有的粉尘毒性很强。例如,对江西11个钨矿的调查结果显示:钨矿围岩游离SiO2含量很高,采取综合防尘对策前,累积接尘应检人数22114人,其中发现患矽肺病11083人;综合防尘后,累积接尘应检人数20886人,其中发现患矽肺病106人。1.2.4 石棉制品行业 石棉制品制作过程中每道工序都会产生大量的石棉尘。据统计,我国到1988年底,16家重点石棉制品企业作业场所的粉尘浓度符合国家卫生标准的仅为36.8%,最严重的超标达42倍。职工中患有各期石棉肺的占累计职工总数的10.57%,石棉肺患者的平均寿命比社会人群低10年左右。1.3 粉尘的来源及危害 生产性粉尘是指在生产中形成的，并能长时间漂浮在作业场所空气中的固体颗粒。生产性粉尘的来源非常之广。矿山开采、爆破，冶金工业中金属或矿石的切削、研磨，机械制造工业中的原料破碎、清砂，玻璃、水泥、陶瓷等工业的原料加工等。这些工艺操作中主要产生无机性粉尘，包括矿物性粉尘 (如石英、滑石、煤等)、金属性粉尘 (如铅、锰、铁等)和人工无机性粉尘(如水泥、玻璃纤维等)。在皮毛、纺织、化学等工业的原料处理过程中，会产生有机粉尘，包括动物性粉尘 (如皮毛、骨粉等)、植物性粉尘 (如棉、麻、面粉、木材等)和人工有机性粉尘 (如炸药、人造纤维等)。 根据不同特性，粉尘可对机体引起各种损害。如可溶性有毒粉尘进入呼吸道后，能很快被吸收入血流，引起中毒；放射性粉尘，则可造成放射性损伤；某些硬质粉尘可损伤角膜及结膜，引起角膜混浊和结膜炎等；粉尘堵塞皮脂腺和机械性刺激皮肤时，可引起粉刺、毛囊炎、脓皮病及皮肤皲裂等；粉尘进入外耳道混在皮脂中，可形成耳垢等。粉尘对机体影响最大的是呼吸系统损害，包括上呼吸道炎症、肺炎（如锰尘）、肺肉芽肿（如铍尘）、肺癌（如石棉尘、砷尘）、尘肺（如二氧化硅等尘）以及其他职业性肺部疾病等。1.4 粉尘与其职业病的防治（一）消除或减弱粉尘发生源在工艺和物料方面选用不产生粉尘的工艺，选用无危害或少危害的物料，是消除或减弱粉尘危害的根本途径，即通过工艺和物料选用消除粉尘发生源。例如用树脂砂替代铸造型砂，用湿法生产工艺代替干法生产工艺（如水磨代替干磨、水力清理、电液压清理代替机械清理、使用水雾电弧焊刨等）限制、抑制粉尘和粉尘扩散；采取密闭管道输送、密闭设备加工，或在不妨碍操作条件下，也可采取半封闭、屏蔽、隔离设施，防止粉尘外逸或将粉尘限制在局部范围内减少扩散；降低物料落差，减少扬尘；对亲水性、弱粘性物料和粉尘应尽量采取增湿、喷雾、喷蒸汽等措施，减少在运输、碾碎、筛分、混合和清理过程中粉尘扩散。（二）通风排尘通风排尘依据作业场所及环境状况分全面机械通风和局部机械通风。通风换气是把清洁新鲜空气不断地送入工作场所，将空气中的粉尘浓度进行稀释，并将污染的空气排出室外，使作业场所的有害粉尘稀释到相应的最高容许浓度。在通风排气过程中，含有有害物质的气流不应通过作业人员的呼吸带。增设吸尘净化设备：依据粉尘的性质、浓度、分散度和发生量，采用相适应的除尘、净化设备消除和净化空气中的粉尘，并防止二次扬尘。（三）个人防护依据粉尘对人体的危害方式和伤害途径，进行针对性的个人防护。粉尘（或毒物）对人体伤害途径有三种：一是吸入，通过呼吸道进人体内；二是通过人体表面皮汗腺、皮脂腺、毛囊进入体内；三是食入，通过消化道进入体内。那么针对伤害途径，个人防护对策：一是切断粉尘进入呼吸系统的途径。依据不同性质的粉尘，配载不同类型的防尘口罩、呼吸器、（对某些有毒粉尘还应配戴防毒面具）；二是阻隔粉尘对皮肤的接触。正确穿戴工作服（有的还需要穿连裤、连帽的工作服）、头盔（人体头部是汗腺、皮脂肪和毛囊较集中的部位）眼镜等；三是禁止在粉尘作业现场进食、抽烟、饮水等。1.5职业病防治的法律法规一、中华人民共和国职业病防治法二、中华人民共和国安全生产法三、中华人民共和国劳动法四、用人单位职业健康监护监督管理办法五、工作场所职业卫生监督管理规定六、职业健康监护技术规范2 工厂概况2.1 地理位置河北中和铸造有限公司铸造车间除尘系统设计1989年，企业占地面积60000平方米，是一家集重力浇铸、低压浇铸、砂型铸造为一体的专业铸造配件企业，拥有工程技术人员几十名。并在不断的发展中。本设计主要为铸造车间砂处理工段、清理工段和熔炼工部进行除尘系统设计。2.2 气候条件 河北中和铸造有限公司处于河北沧州。沧州地处河北省东南，东临渤海，北靠京津，与山东半岛及辽东半岛隔海相望。距首都北京240公里，距天津120公里，距省会石家庄221公里。沧州地处环渤海中心地带，是河北省确定的“两环” (环京津、环渤海)开放一线地区，也是京津通往东部沿海地区的交通要冲。 沧州全境地处欧亚大陆东部，地跨北纬3729至3857，东经11542至11750。属暖温带半干旱半湿润的季风气候。年平均干燥度1.2-1.5，受纬度和地形影响，表现为明显的暖温带大陆季风气候。气候概况是：四季分明，温度适中，光照充足，雨热同季，降水集中，灾害性天气常有发生，春旱、夏涝、秋爽、冬干。春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽晴朗，冬季寒冷干燥。年平均气温12.5，年平均降水581毫米。年积温4785，无霜期181天。降水、气温的季节分布及气温的昼夜差别较为明显。2.3 车间条件2.3.1 车间温度条件 在铸造车间内由于受到热源的作用，造成各个工段的工作环境温度略有差别。熔炼工段的工作环境温度为22，浇注工段的环境温度为22，砂处理工段的工作环境温度为20，造型、制芯工段的工作环境温度为22，清理工段的工作环境温度为20。查简明通风设计手册可知，温度为22时，空气密度等于1.2kg/m3。2.3.2 工艺流程本厂铸造车间的铸造方法主要为砂型铸造。铸造的工艺流程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制芯两大项工作。砂型铸造中用来造型制芯的各种原材料，如铸造原砂、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。造型机的主要功能是：填砂，将松散的型砂填入砂箱中；紧实型砂，通过震实、压实、震压、射压等不同方法使砂箱中松散的型砂紧实，使砂型在搬运和浇注等过程中具有必要的强度；起模，利用不同机构将模样从紧实后的砂型中取出。射芯机是利用压缩空气将芯砂均匀地射入砂箱预紧实，然后再施加压力进行压实。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。旧砂则通过砂处理工部进行破碎、筛分处理，使之达到原砂的使用要求重复使用。2.3.3 粉尘有害物污染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，由于各自的工艺特点、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2-1。表2-1 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1熔炼工段感应电炉粉尘、油蒸汽2造型浇注和落砂造型浇注落砂砂 粉尘 蒸汽金属氧化物 蒸汽 烟气粉尘 水蒸气 烟3清理工段喷丸粉尘4砂处理工段砂处理系统混砂细粉细粉 粉尘5制芯工段制芯细砂粉尘 粉尘2.3.4 粉尘对生产的主要影响 1.粉尘对人体的危害 在各种环境污染中最难防范的就是粉尘的污染，该污染无时无刻都在对人体乃至动物造成极大的伤害，因为该污染伴随空气而存在。粉尘对人体的危害，根据其理化性质、进入人体的量的不同，可引起不同的病变。：可吸入颗粒物被人吸入后，会累积在呼吸 系统中，引发许多疾病。对粗颗粒物的暴露可侵害呼吸系统，诱发哮喘病。细颗粒物可能引发心脏病、肺病、呼吸道疾病，降低肺功能等。 2.粉尘对环境的污染粉尘对生产的影响主要是降低产品质量和机器工作精度。如感光胶片，集成电路、化学试剂、精密仪表和微型电机等产品，要是被粉尘沾污或其转动部件被磨损、卡住，就会降低质量甚至报废。有些工厂曾经由于对生产环境的粉尘控制不严而受到许多损失。粉尘还使光照度和能见度降低，影响室内作业的视野。爆炸性粉尘如煤尘、铝尘和谷物粉尘在一定条件下会发生爆炸，造成经济损失和人员伤亡。3. 粉尘对机械的危害 对产品的质量、精度的影响；对设备的影响，增加转动部件的磨损；造成材料的消耗等。2.3.5车间主要设备表 铸造车间的主要设备详见表2-2。 表2-2 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清理工段橡胶履带抛丸清理机Q3210A N=24.3KW 1300*1210*3450(mm)10砂处理工段15GN金属履带抛丸机Q326 N=7.5KW 1300*1210*3450(mm)3颚式破碎机PEF-250*400 N=15KW 1108*1142*1392(mm)3混砂机S1114 N=30KW 202818821607(mm)23 通风与除尘的方案3.1 排风除尘系统方案凡是在散发有害物(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：1.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。2.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。3.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。4.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，本设计的排风（除尘）系统方案为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），浇筑工部设置屋顶排风机。3.2 送风系统方案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。清理工部位于车间的中部地带，为了对除尘系统进行补风，促进室内外新鲜空气交换，对其设置局部送风系统，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。3.3 管道材料的选择常用的金属板有普通薄钢板、镀锌钢板、不锈钢板、铝板和塑料复合钢管。普通薄钢板的优点是结构性能和加工性能好，缺点表面易腐蚀，须刷油漆防腐；镀锌钢板的优点是可以防锈，适用于不受酸雾作用的潮湿环境中的风管。不锈钢板耐锈耐腐能力好，常用于化工环境中的通风系统。铝板加工性能好，常用于防爆系统。塑料复合钢管防尘浓度要求高的空调系统和耐腐蚀系统的风管。非金属管材有硬聚氯乙烯塑料管、玻璃钢等。硬聚氯乙烯塑料管的优点是表面光滑、制作简单，但不耐高温、不耐寒，在太阳辐射下易脆化。玻璃钢的优点质量轻、强度大、不燃、耐腐蚀，但其加工制作复杂。综合上述优缺点，在本设计中结合铸造车间实际情况选择镀锌钢板。送风管道断面有圆形、矩形两种，在同样断面积下，圆形风管周长最短，最为经济，理论上也不会产生涡流，缺点是占用空间大，而且不宜施工。矩形风管单位面积耗材大，边角上会产生涡流，优点是易加工，同时可以适当改变长宽比，与同样截面的圆形风管相比，占地面积小。因此，在本次设计中的除尘系统、清理工部、浇注工段送排风系统采用圆形风管，电炉变压器室、电气间房间内有电动设备，采用矩形风管可以节省空间。3.4 支架的选择设置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起。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。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；8.一般采用圆形断面，一般钢板制作，壁厚1.52.0mm；9.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.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。4 排风量的系统设计和计算局部排风，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；8.一般采用圆形断面，一般钢板制作，壁厚1.52.0mm；9.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.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。4.1 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，橡胶履带抛丸机和金属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。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 （4-1）低悬矩形罩 （4-2） （4-3）式中：罩口的直径（m）；热源水平投影直径（m）；，罩口的长和宽（m）；，热源水平投影的长和宽（m）。高悬罩 （4-4）低悬罩排风量按下式计算 （4-5）式中：热源上部热射流起始流量（m3/s）； 罩口扩大面积上空气的吸入速度（m/s），通常取=0.50.75m/s；罩口扩大的面积，即罩口面积减去热射流的断面面积（m2）。高悬罩排风量按下式计算 （4-6）式中：罩口所在断面上的热射流流量(m3/s)。热源上部热射流起始流量，计算式为 （4-7）式中：热射流流量（m3/s）；对流散热量（KJ/s）；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；在热源顶部热射流的横断面积（m3）。热射流流量（m3/s） （4-8）式中：热源对流散热量（KJ/s）；假想点热源至计算断面的有效距离（m），由下式计算 （4-9）式中：热源至计算断面的距离（m）；热源水平投影直径或长边尺寸（m）。对流散热量 （4-10）式中：热源的对流散热面积（m2）；热源表面与周围空气的温度差（）；表面传热系数KJ/(m2S)。表面传热系数 （4-11）式中：系数，对于水平散热面，；对于垂直散热面，。根据接受罩安装的高度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，截面风速法 （4-12）式中：所需排风量（m3/s）；密闭罩截面积（m2）；垂直于密闭罩面的平均风速（m/s），一般取0.250.5m/s。排风罩排风量计算，控制风速法 （4-13）式中：吸气口排风量（m3/s）；吸气口的面积（m2）；罩口平均风速（m/s）。4.1.1 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。炉内金属温度为1250，散热面积为d=0.9m的水平圆面。在炉上方0.5m处安装接受罩， 因安装高度，该接受罩属低悬罩。确定热源的对流散热量=56.89（KJ/s）热源顶部的热射流起始流量=1.05（m3/s）确定罩口直径取排风罩排风量=1.65（m3/s）此工段共有四台工频感应电炉，则总通风量为23760m3/h。4.1.2 清理工段排风量计算查铸造防尘技术规程得Q3210A橡胶履带抛丸清理机的除尘风量为3500m3/h，清理工段共有三台Q3210A橡胶履带抛丸清理机，则总排风量为10500m3/h。4.1.3 砂处理工段排风量计算查铸造防尘技术规程得Q326型金属履带抛丸清理机的除尘风量为2200m3/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。查铸造防尘技术规程可得颚式破碎机下部的排风量为1200m3/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。查铸造防尘技术规程得S1114型混砂机的排风量为1500 m3/h。4.1.4 电气间排风量计算电气间由于设备不详，所以利用换气次数法计算其排风量。 （4-14）式中：全面通风量，m3/h；换气次数，1/h，电气间通常为34/h；通风房间体积，m3。电气间排风量=33850=11550(m3/h)各工部排风量的汇总见表4-1。表4-1 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（m3/h）排风罩个数排风罩形式熔炼工段3t工频感应电炉459404接受式排风罩清理工段橡胶履带抛丸清理机335003伞形排风罩砂处理工段15GN金属履带抛丸机122001伞形排风罩颚式破碎机312003局部密闭罩混砂机115001整体密闭罩4.2 排风（除尘）系统划分除尘系统的划分要合理，可以将同时工作，相同生产流程或粉尘性质相同而且相互距离不大的设备合为一个系统。这样以便于操作管理，利于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，将其设置为屋顶风机排风系统。4.3 净化设备（除尘器）选择及计算在铸造车间的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、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。 （4-15）式中：净化装置出口的含尘浓度，（g/m3）；净化装置进口的含尘浓度，（g/m3）。以熔炼工段为例：=210mg/m3，=30mg/m3净化效率：本设计选用LCPM型脉冲袋式除尘器，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，也降低了运行成本。除尘设备选型见表4-2。表4-2 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（kPa）LCPM160-10-2700160160280001.50.61.2LCPM128-8-2700128128210001.50.61.24.4 排风（除尘）系统水力计算 排风（除尘）系统的水力计算分为设计计算和校核计算两类。设计计算是指在已知系统和设备布置、通风量的情况下，经济、合理的选择风管材料，确定各段风管的断面尺寸和阻力，在保证系统达到要求风量分配的前提下选择合适的风机型号和电动机功率；校核计算则是指在已知系统和风管断面尺寸或者通风量发生变化时，校核风机能否满足工艺要求，以及采用所选用的风机时，动力消耗是否合理。4.4.1 计算步骤系统水力设计计算的计算方法主要有假定流速法、压损平均法和静压复得法等三种，本次设计采用的是假定流速法3。计算步骤如下：1.绘制通风系统轴测图 标出设备和局部管件的位置，对个管段进行编号（以风量和风向不变为原则把通风系统分成若干个单独管段，一般从距风机最远的一段管件由远而近顺序编号），标注各管段长度（一般按两管件间中心线长度计算，不扣除管件本身的长度）和风量。2.确定合理的空气流速 风管内的空气流速对通风、空调系统的材料设备费用、运行动力消耗以及噪声都有很大关系。选用的气流速度高，可使风管断面小，材料耗量省，建造费用低，占用建筑的空间小。但是系统阻力大，即动力消耗增大，运行费用增加。此外，对于除尘系统来说，还会增加设备和管道的磨损。选用的流速低，系统阻力小，动力消耗减少。但是风管断面增大，材料耗量和建造费用提高，风管占用的空间也会增大。一般风管内的流速可参考表5-3和5-4选取。此外，对于除尘系统来说管道内流速过低会造成粉尘沉积和管道堵塞，因此，除尘系统管道参考表5-5选取。 表4-3 一般通风系统风道内常用空气流速 （单位：m/s）风管部位工业建筑机械通风工业辅助及民用建筑薄钢板及塑料风管砖及混凝土风管自然通风机械通风干管6144120.51.058支管28260.50.725在已知风管排风量和空气流速的情况下可由下式计算风管的管径： （4-16）式中：圆形管道的内径，m； 除尘管道的风量，m3/s； 除尘管道内的风速，m/s。3.根据各管段的风量和选择的流速确定各管段的断面尺寸，计算最不利环路（即阻力最大的环路，一般是管道最长且管件最多的环路）的摩擦阻力和局部阻力。 圆形风管沿程阻力的计算公式为： （4-17）式中：沿程阻力，Pa； 单位长度摩擦阻力（可由通风管道单位长度线算图查的），Pa/m； 风管长度，m。 排风（除尘）系统中局部阻力一般按下式计算： （4-18）式中：局部阻力系数。 表4-4 除尘系统风管最低风速 （单位：m/s）风速部位低速风管高速风管推荐风速最大风速推荐最大居住公共工业居住公共工业一般建筑新风入口2.52.52.54.04.5635风机入口3.54.05.04.55.078.516.5风机出口586.5108128.57.5118.51412.525主风道3.54.556.569465.586.51112.530水平支风道3.03.04.5453.54.54.06.5591022.5垂直支风道2.53.03.54.03.254.04.06.0581022.5送风口121.53.534.02.03.03.05.03544.并联管路的阻力计算 按分支节点阻力平衡的原则确定并联管路（或支风管）的断面尺寸。要求两分支管的阻力不平衡率：对于一般的通风系统，应小于15%；除尘系统应小于10%。当并联管路阻力差超过上述规定的要求时，可采取下列方法调整阻力使其平衡。（1）调整支管管径。此方法通过改变支管管径来改变支管的阻力，达到阻力平衡。调整后的管径按下式计算： （4-19）式中：调整后的管径（mm）；原设计的管径（mm）；原设计的支管阻力（Pa）；要求达到的支管阻力（Pa）。应当指出，采用此方法时不宜改变三通支管的管径，可以在三通支管上增设一段渐扩（缩）管，以免引起三通支管和直管局部阻力的变化。 表4-5 除尘系统风管最低风速 （单位：m/s）粉尘类别粉尘名称垂直管水平管粉尘类别粉尘名称垂直管水平管纤维粉尘干锯末、小刨屑1012矿物粉尘重矿物粉尘1416木屑、刨花1214轻矿物粉尘1214棉絮810灰土、砂尘1618麻1113干细型砂1720石棉粉尘1218金属粉尘钢铁粉尘1315矿物粉尘耐火材料粉尘1417钢铁屑1923粘土1316铅土2025石灰石1416其他粉尘煤尘1113水泥1218焦炭粉尘1418湿土（含水2%）1518谷物粉尘1012（2）增大风量。当两支管的阻力相差不大时，例如，在20%以内，可不改变支管管径，将阻力小的那段支管的流量适当增大以达到阻力平衡。增大后的风量按下式计算： （4-20）式中：调整后的支管风量（m3/h）；原设计的支管风量（m3/h）。采用此方法会相应增大后面干管内的流量和阻力，因此风机的风量和风压也会相应增大。（3）增加支管局部压力损失。通过改变阀门开度，或者增加阀门个数来调节管道阻力，是最常用的一种增加局部阻力的方法。这种方法虽然简单易行，不需要严格计算，但是，对某一支管进行阀门调节，会影响整个系统的压力分布。要经过反复调节才能使各支管的风量分配达到设计要求。对于除尘系统还要防止在阀门附近积尘，引起管道阻塞。另外，可以通过增设阻力圈等调节阻力的装置进行调节。5.计算系统总阻力 以最不利环路的阻力加上空气净化处理装置和其他可能的设备的阻力为系统的总阻力。6.选择风机 风机的选择是一个十分重要的问题，它影响到整个系统的正常运行和经济性能。考虑到风管、设备的漏风及阻力计算的不精确，应按下式对风量、风压进行修正后选择风机： （4-21） （4-22）式中：风机的风压（）；风机的风量（m3/h）；风压附加系数，一般的送排风系统；除尘系统；风量附加系数，一般的送排风系统；除尘系统；系统的总阻力（）；系统的总风量（m3/h）。4.4.2 C-1除尘系统水力计算1.绘制系统轴测图，对各管段进行编号，详见图4-1。图4-1 C-1系统图2.选定最不利环路，本系统选择1-2-3-4-5-除尘器-6-7-风机-8-9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4-5，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、，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，由通风工程附录4通风管道单位长度摩擦阻力线算图查得管内的实际流速，单位长度摩擦阻力。同理可查得管段2-3，3-4，4-5，6-7，8-9，10-2，11-3和12-4的管径及，详见表5-6。4.计算各管段的摩擦阻力和局部阻力。（1）管段1-2：摩擦阻力局部阻力圆形伞形罩=30，查通风工程附录5部分常见管件的局部阻力系数，。 90弯头（R/D=1）2个，直流三通（12）当=30时，根据，=30，查得，管内动压管段1-2的阻力（2）管段10-2：摩擦阻力局部阻力圆形伞形罩=30，查通风工程附录5部分常见管件的局部阻力系数，。 90弯头（R/D=1）2个，直流三通（102），管内动压管段10-2的阻力（3）管段2-3：摩擦阻力局部阻力直流三通（23）根据，=30，。查得，管内动压管段2-3的阻力（4）管段11-3：摩擦阻力局部阻力圆形伞形罩=30，查通风工程附录5部分常见管件的局部阻力系数，。 90弯头（R/D=1）2个，直流三通（113），管内动压管段11-3的阻力（5）管段3-4：摩擦阻力局部阻力直流三通（34）根据，=30，查得，管内动压管段3-4的阻力（6）管段12-4：摩擦阻力局部阻力圆形伞形罩=30，查通风工程附录5部分常见管件的局部阻力系数，。 90弯头（R/D=1）2个，直流三通（124），管内动压管段12-4的阻力（7）管段4-5：摩擦阻力局部阻力90弯头（R/D=1）4个，除尘器进口变径管（渐缩管）由除尘工程设计手册表4-80 LCPM型脉冲除尘器性能参数可查得，本除尘系统所选用LCPM160-10-2700型脉冲除尘器的进口尺寸为500mm600mm。根据，=10，查得=0.03。管内动压管段4-5的阻力（8）管段6-7：摩擦阻力局部阻力90弯头（R/D=1）3个，除尘器出口变径管（渐扩管）本除尘系统所选用LCPM160-10-2700型脉冲除尘器的出口尺寸为500mm600mm，=10，查得=0.03。管内动压管段6-7的阻力（9）管段8-9：摩擦阻力局部阻力 根据设计经验，初步选择4-72-No.8C风机，风机出口尺寸560mm640mm，扩散角度按设计定为10，=0.10。 带扩散管的伞形风帽（h/D0=0.5），。管内动压管段8-9的阻力5.校核节点处各支管的阻力平衡（1）节点2： 为使管段1-2，10-2达到阻力平衡，要修改原设计管径，重新计算管段阻力。根据调整支管管径计算公式（4-19）可得改变管段1-2的管径根据通风管道统一规格，取。根据风量和直径查得其实际流速，管内动压 查通风工程附录4通风管道单位长度摩擦阻力线算图，。摩擦阻力局部阻力圆形伞形罩=30，查通风工程附录5部分常见管件的局部阻力系数，。 90弯头（R/D=1）2个，直流三通（12）部分当=30时，根据，=30，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。管内动压管段1-2的阻力重新校核阻力平衡此时认为节点2已处于平衡状态。（2）节点3： 符合要求。（3）节点4： 为使管段3-4，12-4达到阻力平衡，要修改原设计管径，重新计算管段阻力。改变管段12-4的管径根据通风管道统一规格，取。根据风量和直径查得其实际流速，管内动压。查通风工程附录4通风管道单位长度摩擦阻力线算图，。摩擦阻力局部阻力直流三通（124）根据，=30， 查得，其余管件局部阻力系数亦不变，则管内动压管段12-4的阻力重新校核阻力平衡此时认为节点4已处于平衡状态。表4-6 C-1系统管道水力计算表管段编号风量m3/h管长/m管径/mm管内风速m/s单位长度摩擦阻力Pa/m摩擦阻力/Pa动压/Pa局部阻力系数局部阻力/Pa管段阻力/Pa备注最不利环路1-2594010.937015.347.480.70141.191.07151.07231.77不采用2-31188018.453014.964.480.96134.280.2845.66126.623-4178205.467014.043.016.20118.270.4148.4964.69不平衡4-5237602575014.942.972.50133.921.03137.94210.446-7237601075014.942.929.00133.920.78104.46133.468-92376015.775014.942.945.53133.920.7093.74139.27（1-2）594010.942011.913.841.4285.111.0791.07132.49支管10-259405.537015.347.440.70141.190.6896.01136.71不平衡11-359405.537015.347.440.70141.190.6997.42138.1212-459405.537015.347.440.70141.190.78110.13150.83不采用（12-4）59405.545010.372.915.9564.520.7145.8161.76除尘器12006.计算系统总阻力本系统的主管线为管道1-2-3-4-5-除尘器-6-7-风机-8-9。则系统的总阻力：7.选择风机由式（5-21），风机风压：由式（5-22），风机风量：选用4-72-No.8C风机，其性能为： 风机转速：=1800r/min。配用Y200L1-2型电动机，电动机功率N=30kW。4.4.3 C-2除尘系统水力计算图4-2 C-2系统图1.绘制系统轴测图，对各管段进行编号，详见图4-2。2.选定最不利环路，本系统选择1-2-3-4-5-除尘器-6-7-风机-8-9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5-5，输送含有干细型砂粉尘的气体时，风管内最小风速为：垂直风管17m/s，水平风管20m/s。管段1-2：根据、，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，由通风工程附录4通风管道单位长度摩擦阻力线算图查得管内的实际流速，单位长度摩擦阻力。同理可查得管段2-3，3-4，4-5，6-7，8-9，10-2，11-3，12-13，13-14，14-15，15-4，16-13，17-14和18-15的管径及，详见表4-7。4.计算各管段的摩擦阻力和局部阻力。（1）管段1-2：摩擦阻力局部阻力矩形伞形排风罩=90，查通风工程附录5部分常见管件的局部阻力系数，。 90弯头（R/D=1）2个，直流三通（12）当=30时，根据，=30，查得，管内动压管段1-2的阻力（2）管段10-2：摩擦阻力局部阻力矩形伞形排风罩=90，查通风工程附录5部分常见管件的局部阻力系数，。 90弯头（R/D=1）2个，直流三通（102），管内动压管段10-2的阻力同理可计算管段2-3，3-4，4-5，6-7，8-9以及支管11-3，12-13，13-14，14-15，15-4，16-13，17-14，18-15的管段阻力，详见表4-7。5.校核节点处各支管的阻力平衡（1）节点2： 为使管段1-2，10-2达到阻力平衡，要修改原设计管径，重新计算管段阻力。根据调整支管管径计算公式（4-19）可得改变管段1-2的管径根据通风管道统一规格，取。根据风量和直径查得其实际流速，管内动压。 查通风工程附录4通风管道单位长度摩擦阻力线算图，。摩擦阻力局部阻力矩形伞形排风罩=90，查通风工程附录5部分常见管件的局部阻力系数，。 90弯头（R/D=1）2个，直流三通（12）部分当=30时，根据，=30，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。管内动压管段1-2的阻力重新校核阻力平衡此时认为节点2已处于平衡状态。（2）节点3： 符合要求。（3）节点13： 符合要求。（4）节点14： 为使管段13-14，17-14达到阻力平衡，要修改原设计管径，重新计算管段阻力。根据调整支管管径计算公式（4-19）可得改变管段17-14的管径根据通风管道统一规格，取。根据风量和直径查得其实际流速，管内动压。 查通风工程附录4通风管道单位长度摩擦阻力线算图，。摩擦阻力局部阻力直流三通（1714）部分当=30时，根据，=30，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。管内动压管段17-14的阻力重新校核阻力平衡此时认为节点14已处于平衡状态。（5）节点15： 符合要求。（6）节点4： 符合要求。表4-7 C-2系统管道水力计算表管段编号风量m3/h管长/m管径mm管内风速m/s单位长度摩擦阻力RmPa/m摩擦阻力/Pa动压/Pa局部阻力系数局部阻力/Pa管段阻力/Pa备注最不利环路1-235008.725019.8119.5169.65235.461.22287.26456.91不采用2-370006.036019.1012.876.80218.890.4189.75166.553-41050018.845018.348.1152.28201.810.4080.72233.004-51780023.156020.087.8180.18241.920.52125.80305.986-7178005.756020.087.844.46241.920.52125.80170.268-91780015.756020.087.8122.46241.920.70169.34291.80（1-2）35008.728015.7910.389.61149.601.22182.51272.12支管10-235002.725019.8119.552.65235.460.83195.43248.08不平衡11-335002.725019.8119.552.65235.460.50117.73170.3812-1315008.016020.7231.4251.20257.591.56401.84653.0413-1433002.024020.2620.140.2246.280.82201.95242.15不平衡14-1551005.830020.0415.791.06240.960.3379.52170.5815-473006.236019.9213.281.84238.080.69164.28246.1216-1318003.018019.6528.685.80231.672.22514.31600.1117-1418003.018019.6528.685.80231.671.42328.97414.77不采用18-1522003.220019.4522.973.28226.980.51115.76189.04（17-14）18003.020015.9216.649.80152.071.42215.94265.74除尘器12006.计算系统总阻力因为管道12-13-14-15-4的阻力大于管道1-2-3-4的阻力，所以核定为管道12-13-14-15-4-5-除尘器-6-7-风机-8-9为主管线。则系统的总阻力为： 7.选择风机由式（4-21），风机风压：由式（4-22），风机风量：选用9-19-No.14D风机，其性能为： 风机转速：=960r/min。配用Y315S-6型电动机，电动机功率N=75kW。4.4.4 P-1排风系统水力计算图4-3 P-1系统图1.绘制系统轴测图，对各管段进行编号，详见图4-3。2.本系统为电气间排风系统，总排风量为11550m3/h，系统共设7个排风口，每个排风口的风量为1650m3/h。根据各管段的排风量及选定的流速，确定各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。根据表5-3，工业辅助及民用建筑机械通风干管内风速为7m/s，排风口风速为4m/s。根据、，求出百叶排风口的面积尺寸。排风口面积则排风口的矩形尺寸为320mm400mm。管段1-2：根据、，求出管径断面面积，选取矩形管道尺寸。所选管径应符合的通风管道统一规格。则选取1-2管段的管径为320mm200mm。风管内实际流速为其流速当量直径为由通风工程附录4通风管道单位长度摩擦阻力线算图查得矩形风管的单位长度摩擦阻力。同理可查得管段2-3，3-4，4-5，6-7，7-8和9-10的管径及，详见表4-8。3.计算各管段的摩擦阻力和局部阻力。管段1-2：摩擦阻力局部阻力百叶窗排风口，查通风工程附录5部分常见管件的局部阻力系数，。管内动压管段1-2的阻力同理可计算管段2-3，3-4，4-5，6-7，7-8和9-10的管段阻力，详见表4-8。4.校核各管段之间的阻力平衡（1）节点2： 符合要求。（2）节点3： 符合要求。 同理，校核节点4、节点5、节点6、节点7均符合要求。5.计算系统总阻力本系统的主管线为管道1-2-3-4-5-6-7-8-风机-9-10。则系统的总阻力为： 6.选择风机由式（4-21），风机风压：由式（4-22），风机风量：选用GXF-I-7.0S斜流风机，其性能为： 风机转速=960r/min，电动机功率N=3kW。表4-8 P-1系统管道水力计算表管段编号风量m3/h管长/m管高/mm管宽/mm管内风速m/s单位长度摩擦阻力Pa/m摩擦阻力/Pa动压/Pa局部阻力系数局部阻力/Pa管段阻力/Pa备注最不利环路1-216506.02003207.162.4814.8830.760.8024.6139.492-333006.03204007.161.7310.3830.760.8024.6134.993-449506.03206306.821.298.0427.910.8022.3330.374-566006.03208007.161.358.1030.760.8024.6132.715-682506.032010007.161.217.2630.760.8024.6131.876-799006.032012506.880.985.8828.400.8022.7228.607-8115509.432016006.270.837.8023.590.8018.8726.679-101155010.78006.380.495.2424.420.9523.2028.445.5 屋顶排风机铸造车间在进行送排风的过程中，需要布置大量的管道进行通风。为了节约管道，提高通风效率，节约成本，一般情况下在建筑物的屋顶宜采用屋顶风机进行通风。在本次设计中，选择屋顶风机作为浇筑工段的排风方案，选择DWT-II型屋顶通风机。DWT-II型采用优化离心叶轮，风机专用电机直联传动，防腐风帽、金属或玻璃钢风筒底座，具有耐腐蚀、质轻高强、运转平稳、维护简单、噪声低、性能优等特点，适用于压力要求较高场合的排风换气，广泛应用于发电、化工、橡胶、制药、食品加工、冶金等各行业及高级民用建筑的通风换气。选用DWT-IINo4型玻璃钢屋顶风机，其屋顶风机的主要性能参数为：风机风量，风机风压，风机转速=1450r/min，电动机功率N=1.1kW。第5章局部送风系统设计在保证室内卫生和工艺要求的前提下，为降低通风系统的运行能耗，提高经济效益，进行车间通风系统设计时，可采取以下节能措施：1.设有局部排风的建筑，因风量平衡需要送风时，应首先考虑自然补风（包括利用相邻房间的清洁空气）的可能性。若该建筑的冷风渗透量能满足排风要求，则可不设机械送风装置；2.当相邻房间未设有组织进风装置时，可取其冷风渗透量的50%作为自然补风；3.对于每班运行不足2小时的局部排风系统，经过风、热平衡计算，对室温没很大影响时，可不设机械送风系统；4.设计局部排风系统，要有全局观点，不能片面追求大风量，应改进局部排风罩的设计，在保证效果的前提下，尽量减少局部排风量，以减小车间的进风量和排风热损失；5.机械送风系统在冬季采用较高的送风温度。直接吹向工作地点空气温度，不应低于人体表面温度，最好在3050之间，避免工人有吹冷风感；6.净化后的空气在循环使用，根据卫生标准规定，经净化设备处理后的空气，若有害物浓度不超过室内最高允许浓度的30%，空气可循环使用。7.为充分利用排风余热，节约能源，在可能条件下应设置热回收装置。5.1 空气平衡和热平衡在车间大量排风的同时，会带走大量热量。如果不向车间补风，车间负压过高，可能使局部排风设备工作困难，而且车间工作工况下保持一定的室内温度，必须补充热量。因此设置送风系统补风补热，保持车间风热平衡。1.空气平衡 （5-1）式中：机械进风量（kg/s）； 自然进风量（kg/s）；机械排风量（kg/s）；自然排风量（kg/s）。2.热平衡+ = （5-2）式中：围护结构，材料吸热造成的热损失（KW）； 车间内的生产设备，产品，半产品热力管道及采暖散热器等总放热量（KW）；房间的总排风量，包括局面和全面排风量（m3/s）；机械进风量（m3/s）；自然通风量（m3/s）；再循环空气量（m3/s）； 空气质量热熔，且=1.01kJ/(kg)；房间空气密度（kg/ m3）；室外空气密度（kg/ m3）；室外空气温度（）；机械进风温度（）；室内空气温度（）； 再循环空气温度（）。 3.送风所需加热量 （5-3）式中：加热量（kJ/s）全面通风量（kg/s）；空气的质量热容，取=1.01kJ/(kgK)；排出的空气温度（K）；进入的空气温度（K）。5.2 送风量确定1.电气间送风量根据空气平衡原理可知电气间的送风量等于其排风量，故为11550m3/h。送风温度为18，室内温度为22，根据式（5-3）可得电气间送风所需加热量为13KW。 2.清理工部送风量本设计中，清理工部送风系统分为两个系统进行送风。根据空气平衡原理可得清理工部每个系统的送风量为9000m3/h。送风温度为18，室内温度为22，根据式（5-3）可得清理工部系统送风所需加热量为10KW。 3.浇注工段送风量浇注作业地点热辐射强度和空气温度较高，采用系统式局部送风，送风口采用旋转式喷头。系统式局部送风系统的喷头送出的气流，应从人体的前侧上方倾斜的吹到头、颈和胸部，使人体对辐射热最为敏感的主要部位在送风气流的包围之中。吹到人体的气流宽度可采用0.6m。为了节省能耗，只在工作人员活动频繁的区域设置局部送风。为了加强送风效果，在浇注工段设置四个局部送风系统。冬季的室外温度为tw=18，工作地点空气温度tn=22，辐射强度为1400W/m2。送风喷头至工作地点的距离为1.6m，送风气流的作用范围为DS=1.5m。根据通风工程表4-12选取：局部工作地点送风射流的平均温度，平均风速。（1）计算喷头的当量直径，由通风工程表4-13公式得 查通风工程表4-11，选用1号旋头，其当量直径，送风口有效面积。（2）确定送风口出口流速得出口流速为= n（3）确定喷头的送风量 送风温度为18，室内温度为22，根据式（5-3）可得浇注工段系统送风所需加热量为15KW。5.3 S-1系统水力计算图5-1 S-1系统图1.绘制系统轴测图，对各管段进行编号，详见图5-1。2.选定最不利环路，本系统选择1-2-3-4-5-6-7-8-风机为最不利环路。3.本系统为电气间送风系统，总送风量为11550m3/h，系统共设7个送风口，每个送风口的风量为1650m3/h。根据各管段的送风量及选定的流速，确定各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。根据表5-4，空调系统管道内推荐风速值主风道风速为8m/s，送风口风速为4m/s。根据、，求出百叶送风口的面积尺寸。送风口面积则送风口的矩形尺寸为320mm400mm。管段1-2：根据、，求出管径断面面积，选取矩形管道尺寸。所选管径应符合的通风管道统一规格。则选取1-2管段的管径为320mm400mm。风管内实际流速为其流速当量直径为由通风工程附录4通风管道单位长度摩擦阻力线算图查得矩形风管的单位长度摩擦阻力。同理可查得管段2-3，3-4，4-5，5-6，6-7，7-8，9-2，10-3，11-4，12-5，13-6和14-7的管径及，详见表5-1。4.计算各管段的摩擦阻力和局部阻力。管段1-2：摩擦阻力局部阻力百叶窗送风口，查通风工程附录5部分常见管件的局部阻力系数，。 90矩形弯头（R/D=1）1个，90矩形断面送出三通（12）根据 ，查得，管内动压管段1-2的阻力同理可计算管段2-3，3-4，4-5，5-6，6-7，7-8及支管9-2，10-3，11-4，12-5，13-6和14-7的管段阻力，详见表5-1。5.校核节点处各支管的阻力平衡节点2： 符合要求。 同理，校核节点3、节点4、节点5、节点6、节点7均符合要求。6.计算系统总阻力本系统的主管线为管道1-2-3-4-5-6-7-8-风机。则系统的总阻力为：7.选择风机由式（4-21），风机风压：由式（4-22），风机风量：选用GXF-I-6.0S斜流风机，其性能为： 风机转速=960r/min，电动机功率N=1.5kW。表5-1 S-1系统管道水力计算表管段编号风量m3/h管长/m管高a/mm管宽b/mm管内风速m/s单位长度摩擦阻力Pa/m摩擦阻力/Pa动压/Pa局部阻力系数局部阻力/Pa管段阻力/Pa备注最不利环路1-2165011.74003203.580.4435.187.692.2717.4622.642-333006.04003207.161.6529.9130.760.278.3118.223-449506.05004006.881.2517.5128.400.5515.6223.134-566006.06304007.281.2297.3731.800.5015.9023.275-682506.06305007.281.0246.1431.800.6219.7225.866-799001.78005006.880.7931.3528.400.6518.4619.817-81155010.78005008.021.17412.5638.590.6023.1535.71支管9-216503.04003203.580.4431.337.692.3518.0719.4010-316503.04003203.580.4431.337.692.4018.4619.7911-416503.04003203.580.4431.337.692.5119.3020.6312-516503.04003203.580.4431.337.692.5319.4620.7913-616503.04003203.580.4431.337.692.9822.9224.2514-7165010.0400.3203.580.4431.337.692.2517.3021.735.4 S-23系统水力计算1.绘制系统轴测图，对各管段进行编号，详见图5-2。2.选定最不利环路，本系统选择1-2-3-4-5-6-7-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5-4，空调系统管道内推荐风速值送风口的风速为4m/s。图5-2 S-23系统图管段1-2：根据、，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，由通风工程附录4通风管道单位长度摩擦阻力线算图查得管内的实际流速，单位长度摩擦阻力。同理可查得管段2-3，3-4，4-5，6-7，8-2，9-3，10-4，11-5和12-6的管径及，详见表5-2。4.计算各管段的摩擦阻力和局部阻力。管段1-2：摩擦阻力局部阻力 90弯头（R/D=1）1个，直流三通（12）当=30时，根据，=30，查得，管内动压管段1-2的阻力同理可计算管段2-3，3-4，4-5，5-6，6-7以及支管8-2，9-3，10-4，11-5，12-6的管段阻力，详见表5-2。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。根据调整支管管径计算公式（4-19）可得改变管段1-2的管径根据通风管道统一规格，取。根据风量和直径查得其实际流速，管内动压。 查通风工程附录4通风管道单位长度摩擦阻力线算图，。摩擦阻力局部阻力 90弯头（R/D=1）1个，直流三通（12）部分根据，=30，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。管内动压管段1-2的阻力重新校核阻力平衡此时认为节点2已处于平衡状态。（2）节点3： 符合要求。 同理，校核节点4、节点5、节点6均符合要求。6.计算系统总阻力本系统的主管线为管道1-2-3-4-5-6-7-风机。则系统的总阻力为：7.选择风机由式（4-21），风机风压：由式（4-22），风机风量：选用T35-7.1轴流风机，其性能为： 风机转速=960r/min，叶片安装角为25，电动机功率N=0.37kW。表5-2 S-23系统管道水力计算表管段编号风量m3/h管长/m管径D/mm管内风速m/s单位长度摩擦阻力Pa/m摩擦阻力/Pa动压/Pa局部阻力系数局部阻力/Pa管段阻力/Pa备注最不利环路1-2150010.13604.090.5735.7910.040.787.8313.62不采用2-330006.05004.240.3812.2910.790.252.704.993-445006.06304.01.02781.699.650.323.094.784-560006.07004.33.02861.7211.250.283.154.875-675006.07504.720.2981.7913.370.192.544.336-790006.08504.410.2372.1811.670.505.848.02（1-2）150010.14203.010.2902.935.440.784.247.17支管8-215004.13604.090.5732.3510.040.393.926.27不平衡9-315004.13604.090.5732.3510.040.353.515.8610-415004.13604.090.5732.3510.040.272.715.0611-515004.13604.090.5732.3510.040.303.015.3612-615004.13604.090.5732.3510.040.262.614.965.5 S-47系统水力计算图5-3 S-47系统图1.绘制系统轴测图，对各管段进行编号，详见图5-3。2.选定最不利环路，本系统选择1-2-3-4-5-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4-3，工业建筑机械通风干管内风速为7m/s。管段1-2：根据、，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，由通风工程附录4通风管道单位长度摩擦阻力线算图查得管内的实际流速，单位长度摩擦阻力。同理可查得管段2-3，3-4，4-5，6-7，8-9，6-2，7-3和8-4的管径及，详见表5-3。4.计算各管段的摩擦阻力和局部阻力。管段1-2：摩擦阻力局部阻力旋转喷头=30，查通风工程附录5部分常见管件的局部阻力系数，。 90弯头（R/D=1）1个，直流三通（12）当=30时，根据，=30，查得，管内动压管段1-2的阻力同理可计算管段2-3，3-4，4-5以及支管6-2，7-3，8-4的管段阻力，详见表6-3。5.校核节点处各支管的阻力平衡（1）节点2： 为使管段1-2，6-2达到阻力平衡，要修改原设计管径，重新计算管段阻力。根据调整支管管径计算公式（5-19）可得改变管段1-2的管径根据通风管道统一规格，取。根据风量和直径查得其实际流速，管内动压。 查通风工程附录4通风管道单位长度摩擦阻力线算图，。摩擦阻力局部阻力旋转喷头=30，查通风工程附录5部分常见管件的局部阻力系数，。 90弯头（R/D=1）1个，直流三通（12）部分根据，=30，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。管内动压管段1-2的阻力重新校核阻力平衡此时认为节点2已处于平衡状态。（2）节点3： 符合要求。（3）节点4： 符合要求。6.计算系统总阻力本系统的主管线为管道1-2-3-4-5-风机。则系统的总阻力为：7.选择风机由式（5-21），风机风压：由式（5-22），风机风量：选用T35-6.3轴流风机，其性能为： 风机转速=1450r/min，叶片安装角为25，电动机功率N=1.5kW。表6-3 S-47系统管道水力计算表管段编号风量m3/h管长/m管径D/mm管内风速m/s单位长度摩擦阻力Pa/m摩擦阻力/Pa动压/Pa局部阻力系数局部阻力/Pa管段阻力/Pa备注最不利环路1-234229.14206.861.3212.0128.240.8223.1635.17不采用2-368444.86006.720.783.7427.100.4813.0116.753-4102664.87007.410.803.8432.940.3712.1916.034-5136886.28506.700.513.1626.930.513.4716.63（1-2）34229.14805.250.645.8216.540.8213.5619.38支管6-234224.34206.861.325.6828.240.4312.1417.82不平衡7-334224.342306.861.325.6828.240.4111.5817.268-434224.34206.861.325.6828.240.3911.0116.69第7章除尘系统技术经济分析7.1 除尘系统的初投资初投资包括整个系统的除尘设备、吸尘罩、风管、支架的各种材料和人工工资以及运杂费、安装费、设备基础费、工程间接费和各种附加费等。关于通风除尘系统初投资的计算，在除尘设备的型号已经选定，风管、罩子等主要材料的工程量可以较详细计算的条件下，可用主要设备和主要材料费用乘以附加系数求得较准确的初投资，其计算公式如下： （7-1）式中：初投资，元； 通风机、电动机、除尘器的价格，元； 风管、罩子、风帽的主要价格，元； 设备运杂费附加系数，本车间位于海南省海口市，=1.04； 次要材料附加系数，=1.21.3； 附加系数，包括设备安装费、工程间接费、零散项目等费用，=1.2。 铸造车间除尘系统主要设备包括：吸尘罩、管道、弯头、支架、风机及电机、除尘器等。具体费用详见表7-1。表7-1 除尘系统设备费用表序号名称型号尺寸/mm数量基价/元合计费用/元1热源上部吸气罩13504个45018002矩形伞形罩12105004个32012803局部密闭罩188021408003个80024004整体密闭罩2800266017501个120012005支架60个8.34986风管Q235B1608m7.1056.80（续表7-1）序号名称型号尺寸/mm数量基价/元合计费用/元6风管Q235B1806m7.9947.942006.2m8.8754.992402m9.3218.642505.4m9.7652.702808.7m11.0996.483005.8m13.3177.2036012.2m14.20173.243705.5m15.9787.8442010.9m16.86183.7745024.3m25.96630.8353018.4m27.69509.5056044.5m28.841283.386705.4m30.57165.0875050.7m34.611754.737除尘器LCPM128-8-270033292042439