工业通风与除尘课程期末复习资料

工业通风与除尘课程期末复习资料一、工业通风与除尘概述工业通风与除尘技术是控制工业生产过程中产生的粉尘、有害气体、蒸气及余热、余湿，改善作业场所空气环境质量，保障劳动者健康与安全，提高生产效率，保护生态环境的重要技术措施。1.1工业通风的任务与分类工业通风的主要任务是：排除或稀释车间内的有害物，控制车间空气环境质量在国家卫生标准允许范围内；同时，为工人提供适宜的温度、湿度条件，创造良好的劳动环境。按通风系统的工作动力，可分为自然通风和机械通风；按通风范围，可分为全面通风和局部通风（包括局部排风与局部送风）；按空气流动方向，可分为排风系统和送风系统。1.2工业有害物的来源与种类工业有害物主要来源于生产过程中的原材料、半成品、成品以及生产工艺本身。常见的工业有害物包括：*粉尘：在固体物料的破碎、筛分、研磨、输送等过程中产生的固体微粒。*有害气体：如二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、硫化氢、氨气、氯气、有机溶剂蒸气等。*蒸气：由液体蒸发或固体升华产生的气态物质。*余热：生产过程中释放的热量。*余湿：生产过程中释放的水分。1.3工业通风与除尘的重要性良好的通风与除尘系统对于：*保护劳动者健康：防止职业病的发生，如尘肺病、职业中毒等。*保障生产安全：防止粉尘爆炸、火灾等事故，防止有害气体积聚导致中毒或爆炸。*提高产品质量：某些精密加工行业对空气洁净度要求极高。*保护环境：控制有害物向厂外排放，减少对周边环境的污染。二、工业有害物的散发与传播2.1有害物散发机理了解有害物的散发机理是有效控制其传播的前提。例如，液体的蒸发速率与温度、表面积、蒸气压及空气流动速度有关；粉尘的产生则与物料的物理性质、破碎程度、机械作用强度等因素相关。2.2车间内空气流动特性车间内空气流动受多种因素影响，包括：*自然对流：由于空气密度差引起的流动。*受迫对流：由通风系统或工艺设备产生的气流引起的流动。*涡流：在障碍物周围或气流方向突然改变处产生的不规则流动，对粉尘扩散有重要影响。2.3影响有害物在车间分布的因素主要包括：有害物的散发量、散发位置、散发形式、车间内的气流组织、通风系统的效果、车间的几何形状和大小等。三、通风系统的设计基础3.1风量计算风量是通风系统设计的核心参数。*全面通风风量计算：基于稀释原理，将车间内有害物浓度控制在允许浓度以下所需的风量。需考虑有害物的散发量、进排风浓度、通风效率等因素。常用公式包括：*按有害物浓度计算：L=G/(C_y-C_x)*按热量计算：L=Q/(cρ(t_p-t_j))*按湿量计算：L=W/(d_p-d_j)其中涉及空气平衡和热平衡的概念。*局部排风系统风量计算：根据不同类型的排风罩结构形式和控制风速（或风量）要求进行计算。例如，密闭罩的风量计算需考虑罩内负压、物料带入带出风量等；外部吸气罩则需根据控制距离和控制风速计算所需风量。3.2气流组织合理的气流组织是保证通风效果的关键。*送排风方式：包括上送上排、上送下排、下送上排等。应根据有害物的性质（密度、温度）、散发源位置等选择。*气流组织设计原则：新鲜空气应先经过工作区，再带走有害物；尽量避免气流短路；避免将有害物吹向工作区。3.3风管系统设计*风管材料与断面形状：常用材料有钢板、镀锌钢板、塑料板等。断面形状有圆形和矩形，圆形风管阻力小、强度高，但占用空间大；矩形风管易于布置。*管径计算：根据流量和选定的风速计算。风速选择需兼顾经济性和防止粉尘沉积、减少噪声等因素。*阻力计算：包括沿程阻力（摩擦阻力）和局部阻力。掌握阻力计算公式和阻力平衡的基本方法，确保各支管风量分配合理。*风管布置原则：力求短直、顺直，减少不必要的拐弯和分支；便于安装、检修和清扫。3.4风帽与空气分布器风帽用于排风系统的出口，防止雨、雪、杂物进入，并利用风压增强排风能力（如避风风帽）。空气分布器用于送风系统，使空气均匀地送入工作区。四、通风机与排风净化设备4.1通风机*分类：主要有离心式通风机和轴流式通风机，此外还有混流式、贯流式等。离心式风机风压高、风量相对稳定；轴流式风机风量大、风压低。*性能参数：包括风量（Q）、风压（H）、功率（N）、效率（η）、转速（n）。理解风机的性能曲线及其变化规律。*风机的选择：根据系统所需的风量、风压（考虑附加阻力和安全系数），结合风机性能曲线选择合适型号的风机，并注意风机与系统的匹配。*风机的运行与调节：了解风机联合工作（并联、串联）的特性，以及常用的风量调节方法（如节流调节、变频调速等）。4.2排风净化设备为防止大气污染，排风在排入大气前往往需要净化处理。*除尘装置：*重力沉降室：利用重力使粉尘沉降，适用于粗大粉尘，效率低。*惯性除尘器：利用惯性力分离粉尘，适用于非黏性、密度大的粉尘，作为预处理设备。*旋风除尘器：利用离心力分离粉尘，结构简单、造价低、维护方便，适用于中等粒度和密度的粉尘，是应用最广泛的除尘设备之一。需理解其工作原理、影响因素（如入口风速、筒体直径、排气管插入深度等）。*袋式除尘器：利用滤料过滤捕集粉尘，除尘效率高（可达99%以上），对微细粉尘效果好，但阻力较大，滤料易堵塞，不适用于高温、高湿及黏性粉尘。了解其滤尘机理（惯性碰撞、拦截、扩散、静电、重力）、滤料种类、清灰方式（机械振打、脉冲喷吹等）。*电除尘器：利用高压电场使气体电离，粉尘荷电后被电极吸附，除尘效率高，阻力小，适用于大流量、高温、高湿气体，但投资高，对粉尘电阻有要求。*湿式除尘器：利用液体洗涤含尘气体，使粉尘被捕集，同时可净化有害气体。效率较高，结构简单，但会产生污水，可能造成二次污染。*有害气体净化设备：根据气体性质和净化要求选择，如吸收法（填料塔、喷淋塔）、吸附法（固定床、移动床吸附器）、催化转化法等。五、工业除尘系统设计要点与案例分析思路5.1除尘系统设计要点*系统划分原则：性质相近、工作制度相同的产尘点可合并为一个系统；不同性质粉尘不宜混合；高温高湿气体与常温气体分开。*管道布置：力求短、直、顺，避免过多弯头和变径；坡度和排灰装置的设置；防止粉尘沉积和二次扬尘。*防爆与防静电：对于可燃性粉尘，系统设计需考虑防爆泄压、防静电接地等安全措施。*保温与防腐：对高温、高湿或腐蚀性气体的管道和设备需采取相应措施。5.2案例分析思路拿到一个实际工程项目（或案例题），分析思路通常是：1.了解生产工艺：确定产尘点位置、粉尘性质（种类、粒径分布、密度、湿度、黏性、腐蚀性、可燃性等）、粉尘散发量。2.确定除尘方案：选择局部排风或全面通风，确定排风罩形式。3.选择除尘设备：根据粉尘性质、处理风量、要求的除尘效率、投资运行成本等因素综合选择合适的除尘器类型。4.进行系统设计计算：包括各支管风量分配、管径计算、阻力计算与平衡、风机选型。5.考虑辅助设施：如卸灰装置、清灰装置、控制系统等。6.进行技术经济分析与评价。六、通风系统的运行管理与节能6.1通风系统的调试与运行系统安装完毕后需进行调试，包括风量测定与调整、风压测定、除尘设备性能测试等，确保系统达到设计要求。日常运行中需注意设备的维护保养，如风机的润滑、滤料的更换与清洗、管道的清扫等。6.2通风系统的节能措施*优化设计：合理确定通风量，避免过大设计；优化气流组织，提高通风效率。*高效节能设备：选用高效率的通风机、低阻力的除尘器和风管配件。*变频调速技术：根据实际需要调节风机转速，实现变风量运行。*余热回收：对高温排风进行热量回收利用。*加强维护管理：及时清理过滤器、除尘器，减少系统阻力。七、复习建议与重点提示1.理解基本概念与原理：如通风的目的、有害物控制的基本思路、各种通风方式的特点、除尘器的工作原理等。2.掌握设计计算方法：重点掌握风量计算（全面通风和局部排风）、风管阻力计算、风机选型计算等。注意单位换算和公式适用条件。3.熟悉各种设备的特点与应用：能够根据具体情况选择合适的通风装置和除尘设备。4.关注工程应用与实际问题：结合课程设计或案例分析，理解如何将理论知识应用于实际工程。5.重视规范与标准：了解国家关于