1、 xxxx 大学课程设计题 目：陶瓷厂通风除尘系统设计学 院：建筑工程学院班 级：姓 名： 学 号：指导老师： xxxx 大 学2012 年 5 月 282前 言通风工程在我国实现四个现代化的进程中，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，提高产品质量所不可缺少的一个组成部分。工业通风的任务是，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。在社会主义的中国，人民群众是国家的主人，搞好劳动保护和环境保护，为广大人民群众创造良好的工作、生活环境是每一个从事通风科研工作人员的崇高职
2、责。我国陶瓷行业从昔日的作坊式操作到今天的机械化流水线生产，经历了漫长的过程。虽然陶瓷行业生产的机械化、自动化、连续化程度有了明显地提高，但仍有大量的粉尘产生，不仅造成环境污染，同时也给操作人员的身体健康及工业生产本身带来许多危害。因此控制工业粉尘污染，改善车间空气环境，避免大气污染是当前亟待解决的问题。大、中型建陶厂产生的粉尘的一般分为两种，一种为粉尘状污染物，产生于原料称配入磨、原料加工、泥坯料制备、釉料制备、压制成形和施釉等工段；另一种为气体状的污染物，则产生于干燥和烧成工段，这里主要说的是粉尘状污染物的处理方法。建陶厂的粉尘污染，首先为陶瓷原料本身，但最主要的原因还是生产方式。虽然各种
3、陶瓷原料一般不含有有毒物质，但其粉尘中游离 SiO2的含量都在10%以上，对人体危害很大。而开式作业，使得有些设备及作业点的粉尘浓度很高，都超出了我国卫生标准规定的车间空气中一般粉尘最高容许浓度10mg/m3和含有10%以上游离 SiO2的粉尘浓度为2mg/m3的规定，因此必须采取有效的通风除尘措施，使车间内含尘率达到符合国家规定的标准。除尘风道的选择及布置，是除尘工程中重要的一环，风道布置合理与否，直接影响到系统的建造和运转的经济与可靠性。所以应根据现场情况，工艺要求和输送空气的性质等情况，合理布局。总之，选择一种既能具有良好除尘效果，又能节省投资的方案，需要设计人员认真对多种方案进行比较、
4、优化，使设计更科学、更合理。3摘要陶瓷的污染大都由原料的开采、加工运输引起的；燃料燃烧产生有害烟气引起的；色釉料制作、施釉引起的；各种添加剂引起的；选择的生产工艺技术引起的,由此产生的后果是众所周知的，包括 SO2、NOX、CO、粉尘、碳黑微粒等在内对大气污染，造成下酸雨，植物不结果等等；包括固体悬浮物、负离子、若干有害重金属在内的对水的污染；废渣、废磨料、废模具等造成的污染。其中最要害的是对大气的污染，所以说对陶瓷厂排放污染气体污染要进行严格控制。关键词：侧吸罩 通风量 水力计算 除尘AbstractCeramic contamination caused mostly by the ext
5、raction of raw materials, processing and transport; fuel combustion produce harmful flue gas; production color glaze, glazing caused; caused by a variety of additives; caused by the choice of production process technology; The resulting consequences are well known of SO2, N0X, CO, dust, carbon black
6、 particles of atmospheric pollution, resulting in under acid rain, the plantsare not the results, etc.; including suspended solids, anions, a number of harmful heavy metals, including water pollution; pollution caused by waste, spent abrasiveand waste mold;One of the most crucial point is the pollut
7、ion of the atmosphere ，So the strict control of the ceramics factory emissions pollution gas pollution. Keywords: sidehood air volume hydraulic calcuation dedusting4目 录1基础资料1.设计要求2.工作车间相关资料3.局部通风系统二局部排风罩1.局部排风罩工作原理2.通风量计算三管网布置与水力计算1.设计管路轴测图2.确定各管流量、流速、管长3.确定管径、单位摩擦阻力4.确定最不利环路、各管段局部阻力系数5.并联管路阻力平衡6.计算
8、管道总阻力四.除尘器和风机的确定1.除尘器2.风机五.总结六.参考文献5基 础 资 料1. 课程设计资料某陶瓷厂泥坯打磨时产生大量粉尘，粉尘粒径范围 10-50m，气体含尘浓度为 2g/m3,而要求排放粉尘浓度小于 100mg/m3.修坯机共 6 台，3 台一排对称分布，没牌修坯机间距 2m，2 排间距 3m，为了工人操作方便，使用侧吸罩。每 3 台一种罩口尺寸，已知一种罩口尺寸：长 L=500mm，宽 W=200mm；另一种罩口尺寸：长 L=330mm，宽 W=130mm。罩口距粉尘源最远点 x=0.3m，控制风速取V=0.5m/s，除尘设备要求不止在 15m 之外。车间内大气参数按 20时
9、查表。2. 工作车间相关资料车间内共有修坯机 6 台，3 台一排对称分布，没牌修坯机间距 2m，2 排间距 3m。厂房高 3m，室内气温 20，气压为 1atm，空气密度 1.293kg/m3.陶瓷打磨时产生的粉尘为粘土，在设计管道时水平速度 Vx=16m/s,垂直速度 Vy=13m/s。工作台高度大约在 1.2m 左右，工人在机器两侧进行操作，通风管道布置在两排打磨机中间。车间平面布置图3. 局部通风系统局部通风系统分为局部进风和局部排风两大类，本设计中用的是局部排风系统。局部排风系统主要有如下组成部分：局部排风罩、风管、净化设备和风机。6在设计中的主要工作是确定何种形式的局部排风罩、对风管
10、的水力计算、确定净化设备和选择风机等。7局部排风罩1.局部排风罩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，可在污染物质散发地点直接捕集污染物或控制其在车间的扩散，保证室内工作区污染物浓度不超过国家卫生标准的要求。设计完善的局部排风罩，用较小的风量即可获得最佳的控制效果。按照工作原理不同，局本部排风罩可分为以下几种基本形式：（1） 密闭罩（2） 柜式排风罩（通风柜）（3） 外部吸气罩（包括上吸式、侧吸式、下吸式用槽边排风罩等）（4）接受式排风罩（5）吹吸式排风罩2.排风量计算根据要求，为方便车间内工人操作，使用外部侧吸罩且在本设计中采用四周无法兰边的形式,前面无障碍物。
11、外部吸气罩有两种罩口尺寸可供选择，即：（1).L=500mm W=200mm由于，x=0.3m 排风罩罩口面积 F=0.5*0.2=0.1x 2.4*0.12 故，可用公式 L=0.5（10x 2 +2F)V=(5x2+F）VLQ1=（5*0.3*0.3+0.1）*0.5=0.275m 3/s8(2).L=330mm W=130mm同理可计算得第二种罩同样使用上述公式，LQ2=（5*0.3*0.3+0.33*0.13）*0.5=0.246为确保足够的通风量本设计中选用第一种罩口尺寸，即：长 L=500mm 宽W=200mm.9管网布置与水力计算1.设计管路轴测图如下图所示：选取最不利环路：1-
12、4-5-6-（除尘器）-7-（风机）-82.确定各管段流量、流速和管长（1）由外部排气罩的罩口排风量可初步确定：LQ1=LQ2=LQ3=LQ1=LQ2=LQ3=0.275m3/s LQ4=LQ4=0.55m3/s LQ5=LQ5=0.825m3/sLQ6=1.65m3/s 考虑除尘器以及管道漏风等情况，在计算时LQ7=LQ8=1.65*1.06=1.75m3/s（2）陶瓷打磨时产生的粉尘为粘土粉尘。各管道内空气所需流速可确定,查表： 工业通风 孙一坚 沈恒根 P154 表 6-4（3）V 2=V3=V2=V3=V8=13m/sV1=V1=V4=V4=V5=V5=V6=V7=16m/s（3）根据
13、车间布置和通风要求可确定各管段尺寸L1=L1=5m L2=L2=L3=L3=3.2m L4=L4=2m L5=L5=2.5mL6=20m L7=3.5mL8=8m103.初步确定各管段管径、确定管段单位摩擦阻力以下数据均由查表得： 工业通风 孙一坚 沈恒根 附录 9 通风管道单位长度摩擦阻力线算图D1=D2=D3=D1=D2=D3=160mmRm1=Rm2=Rm3=Rm1=Rm2=Rm3=25Pa/mD4=D4=220mm Rm4=Rm4=17Pa/mD5=D5=280mm Rm5=Rm5=13Pa/m D6=300mm Rm6=7Pa/mD7=350mm Rm7=7Pa/mD8=350mm
14、Rm8=5Pa/m4.确定最不利环路各管段局部阻力系数管段 1.（1）外部排气罩罩口的局部阻力系数 1=0.13（2）90 O圆弯头两个， R/D =2.5 2=0.15（3）合流三通（14） ， 根据 F1/F4=(160/220）=0.53F2/F4=(160/220)=0.53L2/L1=(3.2/5.2)=0.6151-4=0.54=0.13+0.15*2+0.54=0.97 管段 2.（1）外部排气罩罩口的局部阻力系数 1=0.13（2）90 O圆弯头一个， 2=0.15（3）合流三通（24） ， 根据管段 1 中所求各尺寸比例，2-4=0.18=0.13+0.15+0.18=0.4
15、6管段 3.（1）外部排气罩罩口的局部阻力系数 1=0.13（2）90 O圆弯头一个， 2=0.15（3）合流三通（35） ， F4/F5=(220/280)=0.617F3/F5=(160/280)=0.327L3/L4=(3.2/2)=1.6 3-5=3.311=0.13+0.15+3.3=3.78管段 4.（1）一个直流三通（45） ，根据管段 3 所求各尺寸比例，4-5=-1.1 =-1.1管段 5.（1 ）90 O 圆弯头一个， 1=0.15（2 ）圆形三通一个， L5/L6=(2/18)=0.11 2=-0.1=0.15+(-0.1)=0.05管段 6.（1 ） （90 O 圆弯头
16、两个， 1=0.15（2 ）一个渐扩管， =22.5 O 2=0.6=0.15+0.15+0.6=0.9管段 7.（1 ）90O 圆弯头两个， 1=0.15（2 ）一个渐扩管， =22.5O 2=0.6（3 ）一个渐缩管 3=0.03 =0.15+0.15+0.6+0.03=0.43管段 8.（1）风机出口渐扩管， 1=0.612水力计算表：编号长度（m)管径 （mm)流速（m/s)动压(pa)局部阻力系数局部阻力(pa)单位摩擦阻力(pa/m)摩擦阻力(pa)管段阻力(pa)备注1 5 160 16 153.6 0.97 149 25 125 2744 2 220 16 153.6 1.1
17、169 17 34 2035 2.5 280 16 153.6 0.05 7.68 13 32.5 40.186 20 300 16 153.6 0.9 138.24 7 140 278.24 阻力平衡7 3.5 350 16 153.6 0.43 66.05 7 24.5 90.558 3.5 350 13 101.4 0.6 60.84 5 17.5 78.342 8 160 13 101.4 0.46 46.64 25 200 246.64 阻力平衡3 3.2 160 13 101.4 3.78 383.29 25 80 463.29阻力平衡1 5 160 16153.6 0.97 14
18、9 25 125 2742 3.2 160 13101.4 0.4646.64 25 200246.64阻力平衡3 3.2 160 13101.4 3.78383.29 25 80463.29阻力平衡4 2 220 16153.6 1.4 169 17 34 2035 2.5 280 16153.6 0.05 7.68 13 32.540.18135.对并联管路进行阻力平衡汇合点 A： P1=274pa P2=246.64pa(p1-p2)/p1=9.7%10% 阻力平衡汇合点 B：p1+p4=477 p3=463.29 (p1+p4)-p3)/477=2.9%10% 阻力平衡汇合点 C：由于
19、汇合点两侧完全对称分布，此处阻力平衡同理，汇合点 A B处 阻力平衡6.计算管道总阻力P=274+203+40.18+278.4+90.55+78.34=964.5除尘器、风机的选择一除尘器除尘器的选型要考虑多种因素和条件，下面是重要事项：（1）按处理气体量选型处理气体量的多少是决定除尘器大小类型的决定性因素，对大气量，一定要选能处理大气量的除尘器，如果用多个处理小气量的除尘器并联使用往往是不经济的。对较小气量要比较用哪一种类型的除尘器是最经济最容易满足尘源点的控制和粉尘排放的环保要求。由于除尘器进入实际运行后，受操作和环境条件影响有时是不易预计的，因此，在决定设备的容量时，需保证有一定的余量
20、或预留一些可能增加设备的空间。（2）按粉尘的分散度和密度选型所有除尘器的一个共同点是堆积密度越小，尘粒分离捕集就越困难，粉尘的二次飞扬越严重，所以操作上与设备结构上应采取特别措施。综合考虑，本设计中选择袋式除尘器较为合理。除尘器的阻力在 1000pa 左右。二风机 1）在选择通风机前，应理解国内通风机的消费和产质量量状况，如消费的通风机种类、规格和各种产品的特殊用处，新产品的开展和推行状况等，还应充沛思索环保的请求，以便择优选用风机。2）依据通风机保送气体的物理、化学性质的不同，选择不同用处的通风机。如保送有爆炸和易燃气体的应选防爆通风机；排尘或保送煤粉的应选择排尘或煤粉通风机；保送有腐蚀性气
21、体的应选择防腐通风机；在高温场所下工作或保14送高温气体的应选择高温通风机等。3）在通风机选择性能图表上查得有二种以上的通风机可供选择时，应优先选择效率较高、机号较小：调理范围较大的一种，当然还应加以比拟，权衡利害而决议。4）假如选定的风机叶轮直径较原有风机的叶轮直径偏大很多时，为了应用原有电动机轴、轴承及支座等，必需对电动机启动时间、风机原有部件的强度及轴的临界转速等停止核算。5）选择离心式通风机时，当其配用的电机功率小于或等于 75KW 时，可不装设仅为启动用的阀门。当排送高温烟气或空气而选择离心锅炉引风机时，应设启动用的阀门，以防冷态运转时形成过载。6）对有消声请求的通风系统，应首先选择
22、效率高、叶轮圆周速度低的通风机，且使其在最高效率点工作；还应依据通风系统产生的噪声和振动的传播方式，采取相应的消声和减振措施。通风机和电动机的减振措施，普通可采用减振根底，如弹簧减振器或橡胶减振器等。7）在选择通风机时，应尽量防止采用通风机并联或串联工作。当不可防止时，应选择同型号、同性能的通风机结合工作。当采用串联时，第一级通风机到第二级通风机之间应有一定的管路联合。8）所选用的新风机应思索充沛应用原有设备、合适现场制造装置及平安运转等问题。风机总阻力 P=p+1000=1964.5pa风机风量 Lf=L*1.15=5490*1.15=6831m3/h选用 C4-68NO.6.3 风机Lf=
23、8251m3/h Pf=2018Pa 风机转速 n=1600r/min 皮带传动配用 Y132S2-Z 型电动机，电动机功率 N=7.5KW。15总结 此课程设计，力求用最少的资源获得理想的效果。尽量做到理论联系实际，厂房高度根据一般厂房高度计算。考虑到人机工程学，工作台高度取一米。在设计过程中。考虑了各种人机关系，实际可行性，尽最大程度的节约。在管道长度及计算过程中可能存在少许误差，但不影响整个系统的工作效率及布置。此次课程设计，我最早开始做，却非最早完成。关键是没有一气呵成，数据计算之后过几天又丢了。不过它让我很好地巩固了已学知识，也学到了许多新知识。许多知识是自己在学习过程当中可以发现并学习的。设计过程中，曾出现过很多次错误，也碰到了很多问题，通过查找资料，和同学讨论最终得到解决。在设计过程当中得到了指导老师、以及广大同学的大力支持和热情帮助，谨致谢意。此次课程设计中存在的不足之处，恳请老师予以批评指正。参考文献1 孙一坚. 工业通风M. 中国建筑工业出版社（第四版） , 20102 孙一坚. 简明通风设计手册. 中国建筑工业出版社, 20063 通风除尘设备设计手册。 化学工业出版社，20034 工业通风除尘技术。 中国建筑工业出版社，19845 流体力学，中国建筑工业出版社，201016
