工业通风课程设计-某企业抛光间与发电机房通风系统设计

课程设计任务书

设计题目：某企业抛光间与发电机房通风系统设计

2.设计期限：.20（）.年12.10日开始.2009.12.1.日完成

3.设计原始资料.1）抛光车间生产过程中产生的粉尘种类；排风量的计

算...........法；抛光机简介；以及车间内抛光机的布置。2）发电机房简介

及发电机的工作原理与产生的热量。3）通风系统方案的确定、系统划分应注意

的问题。4）车间平面图。

4.设计完成的主要内容：1）抛光车间通风除尘系统设计与计算（风量的计算；系

统划分与风管布置；风管截面的选择；材料；排风口位置的确定；水力计算；风

机型号和配套电机；抛光车间及通风系统轴测图）。2）发电机室的通风设计与计

算（风量的计算；风机型号的选择）。

5.提交设计（设计说明书与图纸等）及要求：1）作图规范（通风系统轴测图一张

（3号图纸）及平面图一张（2号图纸））,图例符号符合国家统一标准。2）选

择计算公式正确，计算程序清晰。3）单位符合国家统一标准。4）完成课程设计

任务书一份。5）报告一律统一采用小4仿宋字体,A4纸型打印。

6.发题日期：2009年12月10日

指导老师（签名）：易灿南

学生（签名）：刘晓丽

目录

L前言...................................................3

2.某企业抛光车间及发电机房的基本情况...................4

2.1抛光间的基本情况...................................4

2.2发电机房的基本情况................................4

3.抛光车间通风除尘系统设计与计算.........................5

3.1通风除尘系统各部件的选择............................5

3.1.1系统划分.........................................5

3.1.2排风罩的选择.....................................5

3.L3风管的设计.......................................6

3.1.4除尘器的选择.....................................7

3.2系统组合.............................................8

3.3通风除尘系统的阻力计算...............................9

3.3.1风量的计算.........................................9

3.2.2系统的水力计算..................................9

4.发电机室排除余热的系统设置............................14

4・1排风方式及部件的选择................................14

4.2排风量的计算.......................................14

4.3通风机与电动机型号的选择.........................14

5.结束语................................................15

6.参考文献.............................................15

附录.....................................................15

1.前言

通风工程在我国实现四个现代化的进程当中，一方面起着改善居住建筑和生产车

间的空气条件，保护人民健康、提高劳动生产率的重要作用，另一方面在许多工业部门又是

保证生产正常进行，提高产品质量所必不可少的一个组成部分。

工业通风的主要任务是，控制生产过程中产生的粉尘、有害气体、高温、高

湿，创造良好的生产环境和保护大气环境。

为完成丁业通风的主要任务，通风除尘系统，排除有害气体.余热、余湿的通

风系统的设计势在必行。

粉尘是指能在空气中浮游的固体微粒。粉尘的来源广泛，大部分工业部门的生

产中都会产生大量粉尘。粉尘对人体健康危害极大，在生产过程中其危害人体健

康的主要途径是经呼吸道进入人体，其次是经皮肤进入人体，通过消化道进入

人体的情况较少。

粉尘的化学性质是危害人体的主要因素。有些毒性强的金属粉尘进入人体后,

会引起中毒以至死亡。一般粉尘进入人体肺部后，可能引起各种尘肺病。粉尘粒

径的大小是危害人体的另一个重要因素。粉尘粒径小，粒子在空气中不易汜降，

也难于被捕集，造成长期空气污染，同时易于随空气吸入人的呼吸道深部；松尘

粒径小，其化学活性强，表面活性也增大，加剧了人体生理效应的发生与发展；

粉尘的表面可以吸附空气中的有害气体、液体以及细菌病毒等微生物，它是污染

物质的媒介物，还会和空气中的二氧化硫联合作用，加剧对人体的危害。

粉尘对生产的影响主要是降低产品质量和机械工作精度；迳使光照度和能见

度降低，影响室内作业的视野；有些粉尘在一定条件下会发生爆炸，造成经济损

失和人员伤亡。

卫生标准规定，车间空气中一般粉尘的最高容许浓度为10口，含10%以上

游离二氧化硅的粉尘则为2口，危害性大的物质其容许浓度低。

随着生活水平的提高，人们对与自身健康、舒适直接相关的周围空气环境也

有了更高的要求。人体散热主要通过皮肤与外界的对流、辐射和表面汗分蒸发三

种形式进行，呼吸和排泄只排出少部分热量。

在某些散发大量热量的高温车间都具有辐射强度大、空气温度高和相对湿度

低的特征。根据卫生标准规定，一般车间内工作地点的夏季空气温度，应按车间

内外温差计算。

2.某企业抛光车间及发电机房的基本情况

2.1抛光间的基本情况

该厂房设有三个抛光间，每个抛光间有一台抛光机，距离外墙1500nrnu其

布局如图2T所示。抛光机有1个抛光轮，抛光轮为布轮，其直径为D=200nnn,

抛光轮中心标高1.2如抛光机由底座、抛盘、抛光织物、抛光罩及盖等基本元

件组成。电动机固定在底座上，固定抛光盘用的锥套通过螺钉与电动机轴相连。

抛光的目的主要是为了去掉金属表面的污垢及加亮镀件。在抛光过程中会产生大

量的粉尘，其主要成分有：抛光粉剂、粉末、纤维质灰尘等（石棉粉尘）。

为了给操作者营造一个良好的工作环境，预防职业病，使粉尘不影响摭光

质量，该抛光系统需要设计一个通风除尘系统与之相配合。

A-A制面图1:100

图2-1抛光间及发电机房总体布局

抛光车间除尘系统工艺流程应如下：

打磨抛光产生粉尘一排风罩一风管一除尘器一风机一排放

2.2发电机房的基本情况

车间有两台直流发电机，发电机室内直流发电机产生很大热量，散热量

20kwo其布局如图2T所示。发电机工作时会产生大量的热，不仅使室温大幅度

升高，设备本身温度也会大幅度升高，从而影响其寿命。因此，发电机房余热的

排除势在必行。

3.抛光车间通风除尘系统设计与计算

3.1通风除尘系统各部件的选择

3.1.1系统划分

根据系统划分的原则，三个抛光间的空气处理要求相同、室内参数要求相同,

是同一生产流程、运行班次和运行时间相同，粉尘种类相同；又根据抛光车间的

布置（三间连在一起），考虑到经济方面的问题，本设计中三个抛光轮工作所产

生的粉尘由一个通风除尘系统捕集排除，此通风除尘系统由三个排气罩并联、风

管、除尘器、风机和风帽组成。

3.L2排风罩的选择

1）根据抛光间的布置.及抛光机运行时粉尘的运动方向基本一致，除尘系统中

采用局部排风罩捕集粉尘。局部排风罩是局部排风系统的重要组成部分，通

过局部排风罩口的气流运动，可在有害物散发地点直接捕集有害物或控制其

在车间的扩散，保证室内工作区有害物不超过国家卫生标准的要求。设计抛

光车间局部排风罩时应遵循以下原则：

2）局部排风罩应尽可能包围或靠近有害物发生源，使有害物局限于较小的空间,

尽可能减小其吸气范围，便于捕集和控制。

3）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。

排风罩应力求结构简单、造价低，便于制作安装和拆卸维修。

和工艺密切配合，使局部排风罩的配置与生产工艺协调一致，力求不影响

工艺操作。

图3-1工作台面、抛光轮及接受式侧排气罩简图（侧视图与主视图）

抛光机操作的关键是要设法得到最大的抛光速率，以便尽快除去磨光时产

生的损伤层。因为抛光轮的转动速度极快，使得抛光粉剂、粉末、纤维质灰

尘等（石棉粉尘）被甩出的速度极高，为充分捕集打磨抛光所产生的粉尘，

抛光轮的排气罩应采用接受式侧排气罩，排气罩口尺寸为300*300（高），

与抛光罩相接，如图3-1所示。

3.1.3风管的设计

①风管的布置

通风管道是通风和空调系统的重要组成部分。设计计算的目的是，在保证要

求的风量分配的前提下，合理确定风管布置和尺寸，使系统的初投资和运行费

用综合最优。通风管道系统的设计直接影响到通风空调系统的使用效果和技术经

济性能。

1）在此系统中风管的布置应遵循以下原则：

2）除尘系统的排风点不宜过多，以利各支管问旺力平衡；

3）除尘风管应尽可能垂直或倾斜敷设；

风管的布置应力求顺直，避免复杂的管件。弯头、三通等管件要安排得当，与风

管的连接要合理，以减少阻力和噪声。

风管的走向可分为架空式与下埋式，本设计中采用架空式，将管道固定在天花

板上，具体情况见附录1和附录2。

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咀力

小、材料省、强度大，且风管直径较小时比较容易制造，保温亦方便。但是圆形

风管管件的放样、制作较矩形风管困难，布置时不易与建筑、结构配合，明装时

不易布置得美观。

除尘系统风管中流速较高，风管直径较小，采用圆形风管。

③风管材料的选择

用作风管的材料有薄钢板、硬聚氯乙烯塑料板、胶合板、纤维板、矿渣石膏

板、砖及混泥土等。需要经常移动的风管，则大多用柔性材料制成各种软管，如

塑料软管、橡胶软管及金属软管等。

风管材料应根据使用要求和就地取材的原则选用。

本设计中采用镀锌板作为风管材料，它易于工业化加工制作、安装方便、能承受

较高的温度，而且为免抛光织物局部磨损太快，抛光过程中要不断添加微粉悬

浮液，使抛光织物保持一定湿度，镀锌薄钢板具有一定的防腐性能，适用于空

气湿度较高或室内潮湿的通风系统。

除尘系统因管壁磨损大，通常采厚度为1.5〜3.0mm的钢板。

④排风口位置的确定

在一般情况下通风排气立管出口至少应高出屋面0.5m。在本设计中排风口

的高度设置为6500mmo

风管具体布置如附2所示。

3.1.4除尘器的选择

选择除尘器时必须全面考虑各种因素的影响，如处理风量、除尘效率、阻力、一

次投资、维护管理等。还应特别考虑以下因素：

1）选用的除尘器必须满足排放标准规定的排空浓度。

2）粉尘的性质和粒径分布。粉尘的性质对除尘器的性能具有较大的影响。

3）气体的含尘浓度。气体的含尘浓度较高时，在电除尘器或袋式除尘器前应设

置低阻力的初净化设备，去除粗大尘粒，有利于它们更好地发挥作用。

4）气体的温度和性质。

5）选择除尘器时，必须同时考虑除尘器除下的处理问题。

各种常用除尘器的综合性能在表3-2中列出，可作为选择时的参考。

表3-2各种常用除尘器的综合性能

除尘器名称适用的粒效率（%）阻力（Pa）设备费运行费

径范围

（um）

重力沉降室>50<5050-130少少

惯性除尘器20〜5050〜70300〜800少少

旋风除尘器5〜1560〜90800少中

1500

水浴除尘器1-1080〜95600〜少中下

1200

卧式旋风水膜除尘器2595〜98800〜中中

1200

冲激式除尘器25951000中中上

1600

电除尘器0.5-190〜9850〜130大中上

袋式除尘器0.5〜195〜991000中上大

1500

文丘里除尘器0.5-190〜984000少大

10000

石棉粉尘的粒径一般为0.5〜lum,为达到较高的除尘效率，本设计中采

用脉冲喷吹清灰袋式除尘器，阻力较小，为APD=1200Pao

袋式除尘器是一种高效除尘器，它利用纤维织物的过滤作用进行除尘。对1.0R

m的粉尘，效率高达98%〜99%。它是利用棉、毛、人造纤维等加工的滤料进行

过滤的。含尘气体进入滤袋之内，在滤袋内表面将尘粒分离捕集，净化后的空气

透过滤袋从排气筒排出。

含尘气体通过滤料时，随着它们深入滤料内部，使纤维间空间逐渐减小，最终

形成附着在滤料表面的粉尘层（也称初层）。袋式除尘器的过滤作用主要是依靠

这个初层及以后逐渐堆积起来的粉尘层进行的。这时的滤料只是起着形成初层和

支持它的骨架作用。因此即使网孔较大的滤布，只要设计合理，对lum左右的

尘粒也能达到较高的除尘效率。随着粉尘在滤袋上的积聚，滤袋两侧的压力增大,

粉尘层内部的空隙变小，空气通过滤料孔眼时的流速增高。这样会把粘附在篷隙

间的尘粒带走，使除尘器效率下降。另外阻力过大，会使滤袋易于损坏，通风系

统风量下降。因此除尘器运行一段时间后，要及时进行清灰，清灰时不能破坏初

层,以免效率下降。

3.2系统组合

根差以上确定的各个部件及抛光间的布置、尺寸组合系统，其轴测图如下图

3-2所示。

⑦风机

⑧风帽

⑨外墙

⑩支撑架

图3-2系统轴测图

图中主管道固定在车间内外墙与天花板的相交处。管道由铁架固定在天花板上,

如图3-3。管段1从排风罩接出300mm后用90°度弯头向上接出连接至天花板,

90°弯头将管段接至外墙与天花板相交处（墙角），然后用90。弯头沿墙壁连

接管段3,其中管段1与管段3.管段5穿过三间加光间之间的隔墙；管段2从排

风罩接出300imn后用90°弯头向上接至天花板，90°弯头将管段接至管段3与

其成45。角，管段1.2.3构成一个合流三通；管段4接法同管道2；管段5穿出

墙体与袋式除尘器用一个90。弯头连接；风机由一支撑架支撑，使其接口与除

尘器出口在同一高度上；设置除尘器入口、风机出口与地面间的高度为1000mm,

管段7比车间房顶高出500mmo管段2.4的长度为垂直管段3500mm加上与主管

道成45°水平角的水平管道的长度1700mm。

3.3通风除尘系统的阻力计算

3.3.1风量的计算

排风量的计算一般按抛光轮的直径D计算：

L=A-Dm/h

式中：A---与轮子材料有关的系数（布轮：A=6n3/h•nun）

把一个抛光车间的粉尘捕集并排出室外，使之达到卫生标准所需要的最大风量

为：L=A•D=6X200=1200m3/h=0.33m3/s

图3-3管道的固定方式

3.2.2系统的水力计算

计算过程如下：

1）对各管段进行编号，标出管段长度和各排风点的风量。

2）选定最不利环路，本系统选择1-3-5-除尘器-6-风机-7为最不利环路。

3）根据各管段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。

查有关资料，输送石棉粉尘的空气时，风管内最小风速为，垂直风管

12m/s＞水平风管18m/so

考虑到除尘器及风管漏风，管段6及7的计算风量为：

3600X1.05=3780m7h=l.05m7s

管段1

根据LU=1200m3/h(0.33m3/s)、vC=16.4m/s,由有关资料查出管径和比摩

阻。所选管径应尽量符合通风管道统一规格。

Dj=160mm,Rffll=24Pa/h

同理可查得管段3.5.6.7的管径及比摩阻，具体结果见表3-30

4)确定管段2、4的管径及比摩阻，见表3-3。

5)查附录7,确定各管段的局部阻力系数。

表3-3管道水力计算表

管流量长度管径D流速V动压Pd局部局部阻比摩阻摩擦阻管段阻备

段(n)3/h/m3/s)1(m)(mm)(m/s)(Pa)阻力力Rm(Pa/m)力力注

编系数Z(Pa)Rml(Pa)Rml+Z

号

(2(Pa)

4)

1(1200)0.331116016.4161.3760.82132.3324264396.33

3(2400)0.664.822018194.40.7136.081886.4222.48

5(3600)14.932014117.60.6576.44839.2115.64

6(3780)1.050.528018194.40.62321.40814.214.2335,608

7(3780)1.055.53201286.41.6138.244.926.95165.19

2(1200)0.335.516017.5183.751.32242.5520110352.55阻

力

不

平

衡

4(1200)0.335.516019216.61.165252.33920110362.339阻

力

不

平

衡

2(1200)0.3314017.5365.4

4(1200)0.3314018375.45

除尘器1200

（1）管段1

吸收罩渐缩管&=0.1

90°弯头（R/D=1.5）三个E=3*0.17=0.51

直流三通（If3）（见图3-4）

根据a=45。＞堞552铝器）”。

查得"3二0-21

(2)管段2

吸收罩渐缩管手=0.1

90°弯头(R/D=1.5)两个自=2*0.17=0.34

合流三通(2-3)(见图3-4)423二0-88

24=0.1+0.34+0.88=1.32

(3)管段3

直流三通(3-5)(见图3-5)

根据a=45°

卜喘225务嗡）』.47/（黑）=。・5

查得自35=67

图3-5合流三通

（4）管段4

吸收罩渐缩管&=0.1

90°弯头（R/D=1.5）两个&=2*0.17=0.34

合流三通（4-*5）（见图3-5）445=0.725

24=0.1+0.34+0.725=1.165

（5）管段5

90°弯头（R/D=1.5）一个&二0.17

除尘器进口变径管（渐扩管）

除尘器出口尺寸300*800mm,变径管长度500nun,tga=□

a=25.5°自=0.65

（6）管段6

除尘器出口变径管（渐缩管）

除尘器出口尺寸300*800mm,变径管长度400mm,tga=□

a=33°1

风机进口渐扩管

先近似选出一台风机，风机进口直径D=5OOmm,变径管长度l=3OOmm

1(500-280)

=(319=().37

X>=2300-

a=20.3°”0.52

24=0.1+0.52=0.62

⑺管段7

风机出口渐扩管

风机出口尺寸410*315mm07=320mm

工00806?a-n

--==O.oZC-U

瑞；0.129

锥形风帽4=1.6

S4=1.6

6）计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力。计算结果见表3-3.

7）对并联管路进行阻力平衡。

（1）汇合点A

APi=396.33PaAP2=352.55Pa

然一"?=496.33-352.55=29%〉］。％

△4496.33

为使管段2阻力与管段1的阻力达到平衡，改变管段2的管径，增大其隹力。

D2=D,（笑］=160225=155.84mm

-1396.33J

根据通风管道统一规格，取D=140mmo其对应的阻力

AP,=352.551140>=363.3Pa

纯二四=396.33-363.3=8.33%<10%符合要求

△P\396.33

(2)汇合点B

AP,+AP3=396.33+222.48=618.81Pa△P4=362.339Pa

(A^A^)-A^=618.81-362.339=4L5%>1O%

M618.81

为使管段4阻力与管段1.3总阻力达到平衡，改变管段4的管径，增大其隹力。

0.225

'362.339丫*5

D=D=160=141.85mm

44.618.81;

根据通风管道统一规格，取D=140mmo其对应的阻力

0.225

160

=362.33=373.4Pa

140

3a=618.81-373.4=39<7%>1Q%

△6+M,618.81

此时仍处于不平衡状态。如继续减小管径，取DDEZOmni,其对应的阻力为

386.6Pa,

以=6.-386.6=37.5%>10%

618.81

8）同样处于不平衡状态。因此决定取DD=140m,在运行时再辅以阀门调节,

消除不平衡。

9）计算系统的总阻力

AP=Z(R”/+Z)=396.33+222.48+115.64+335.608+165.19+1200=2435.248Pa

9)选择风机

:

风机风量Lz=l.15L=1.15*3780=4347m7h

风机风压Pz=l.15AP=1.15*2435.248=2800.5Pa

选用2T60-1型No.9A轴流式通风机L:3600〜5400m3/h,P:1177〜4266Pa

风机转速n=960r/min

配用YEJ132Ml-6型电动机，电机功率为N=4kwo

4.发电机室排除余热的系统设置

4.1排风方式及部件的选择

根据发电机室在车间的位置以及发电机工作时所产生的热量，用自然通风

是不能实现的，因此，采用机械通风；两台发电机在同一房间内，所占面积太大,

不能采用局部通风，麻以，本设计中采用全面通风。

为减小工程量，以最少的投入达到最佳的效果，发电机室只采用一离心式

通风机