1、河 南 城 建 学 院工业通风与除尘课程设计课程名称 工业通风与除尘 指导教师 班 级 专 业 安全工程 学 号 姓 名 目 录1. 前言 32. 工业通风与除尘设计任务 .32.1 设计时间及地点 .32.2 设计目的和要求 .32.3 设计题目和内容 .32.4 设计成果的编制 .33. 通风除尘系统设计选择 43.1 风管的选择 43.2 弯头的选择 53.3 三通的选择 53.4 课程设计方法与步骤 53.5 通风除尘系统安全管理措施 114.计算结果分析 125.结束语 126.附录 136.1 管内风速 .136.2 局部阻力系数值 .14参考文献 .151.前言工业通风是通风工程
2、的重要部分，其主要任务是，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。做好工业通风工作，一方面能够改善生产车间及其周围的空气条件，防止职业病的产生、保护人民健康、提高劳动生产率；另一方面可以保证生产正常运行，提高产品质量。随着工业的不断发展，散发的工业有害物的种类和数量日益增加，大气污染已经成为了一个全球性的问题。如何做好工业通风，职业安全健康管理以及环境保护是我们安全工作人员的一项重要职责。此次课程设计为工业通风中的除尘系统设计，主要要将车间产生的大量水泥粉尘通过合理有效的除尘系统来净化空气，提高车间及其周围环境的空气质量。车间中的粉尘浓度达到一定值可能会造
3、成爆炸，严重影响人们的生产生活和社会的安定和谐。因此需采取有效的通风措施在有害物产生地点把它们收集起来，经过净化处理排至室外，使车间内有害物浓度低至国家卫生标准规定的最高允许浓度以下。通过此次设计，使同学们亲自动手进行通风除尘系统的设计及计算，切实体会通风除尘在工业生产中的重大作用，理论联系实践，培养同学们的动手能力以及合作能力。2.工业通风与除尘设计任务2.1 设计时间及地点设计时间为本学期第 14 周，地点为 9 号楼 A502。2.2 设计目的和要求2.2.1 设计目的掌握管道摩擦阻力、局部阻力计算，管道压力分布分析计算，管道尺寸计算的约束条件，设计计算方法，均匀送风管道的计算，设计中的
4、有关问题。2.2.2 设计要求要求学生认真、细致，熟练掌握通风除尘系统的设计计算方法。2.3 设计题目和内容有一通风除尘系统如下图所示，风管全部用钢板制作，管内输送含有轻矿物粉尘的空气，气体温度为常温。各排风点的排风量和各管段的长度如下图所示，该系统采用袋除尘器进行排气净化，除尘器的阻力为P=1210Pa。请对该系统进行设计计算。2.4 设计成果编制根据上述所给资料独立进行设计，并按设计内容顺序要求编写设计书，要求用 Word 打印，同时绘制通风除尘系统图。3.通风除尘系统设计选择3.1 风管的选择3.1.1 风管材料的选择用作风管的材料有薄钢板、硬聚乙烯塑料板、胶合板、矿渣石膏板、砖及混凝土
5、等。这里选用薄钢板，因为它的优点是易于工业化加工制作、安装方便、能承受较高温度。3.1.2 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阻力小、材料省、强度也大；圆形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。当风管中流速较高，风管直径较小时，通常使用圆形风管。所以此处选用圆形风管。3.2 弯头的选择布置管道时，应尽量取直线，减少弯头。圆形风管弯头的曲率半径一般应大于（12）倍管径。故此处取 弯头。由于管道中含尘气流对弯头的冲刷磨90损，极易磨穿、漏风，影响正常的集尘
6、效果，因此要对弯头加以耐磨设施。3.3 三通的选择三通内流速不同的两股气流汇合时的碰撞，以及气流速度改变时形成涡流时造成局部阻力的原因。为减小三通的局部阻力，应避免引射现象，还应注意支管和干管的连接，减小其夹角，所以支管与总管的夹角取 ；同时，还30a应尽量使支管和干管内的流速保持相等。通弯头一样，三通管件也应加耐磨设施。3.4 除尘器的选择抛光车间粉尘的粒径为 0.51m，而袋式除尘器对 1.0m 的粉尘，效率高达 。所以选用袋式除尘器。它的进口尺寸 ，风机进口%98 803直径 ,风机出口尺寸 。且根据该车间内粉尘的特性，布mD503540袋应选用抗静电拒水防油型特殊滤料。3.4.课程设计
7、方法与步骤3.4.1 计算各管段的管径根据表中，输送含有轻矿物粉尘的空气时，由最低风速表得，垂直管中最低风速为 12m/s，在水平管中最低风速 14m/s。管段 1：根据 33vq=80m/h(.2/s)m/s14V可得 0.142m=142mm 1v146D管径取整，令 =140mm1查阅通风管道单位长度摩擦阻力线算图得：管内实际流速为 =14.3m/s，单位长度摩擦阻力 。1v mPR/a201.管段 2：根据 smhqv /42.0/5332sv/42可得 mvD19.046154622 管径取整，令 m902查阅通风管道单位长度摩擦阻力线算图得：管内实际流速为 ,单位长度摩擦阻力sv/
8、8.142 m/a132.PR管段 3：根据 smhqv /6.0/333sv/43可得 mvD21.01424633 管径取整 203查阅通风管道单位长度摩擦阻力线算图得：管内实际流速为 ,单位长度摩擦阻力m/s14v3 mpaR/103.管段 4：根据 hqv /./0333 sv/4可得 mvD318.01460464 取整得 m3204查阅通风管道单位长度摩擦阻力线算图得：管内实际流速为 ,单位长度摩擦阻力 7Pa/msv/8.144.mR管段 5根据 smhqv /75./63035 sv/15可得 0.399m=399mm mvqD14360436055 取整得 m5查阅通风管道单
9、位长度摩擦阻力线算图得：管内实际流速为 ，单位长度摩擦阻力sv/89.135 mPaRm/2.5.管段 6根据 smhqv /75./0336 sv/126可得 vD43.040466 取整得 m306查阅通风管道单位长度摩擦阻力线算图得：管内实际流速为 ，单位长度摩擦阻力sv/2.16 mPaRm/8.36.管段 7由 可参照管道 6 得6vq67 D407管内实际流速为 ，单位长度摩擦阻力sm/02.1 PaRm/8.37.3.4.2 各管段的阻力管道 1摩擦阻力 pa2011.1, LRPm局部阻力系数 4.12.90 直 流 三 通弯 头密 闭 罩 管内动压 a7.3.42vp21d.
10、局部阻力 p81z管段 1 总阻力 ：a.39.a0pz.1m.1 管道 2摩擦阻力 p78632.2, LRPm局部阻力系数 72.018.6.0218.60902 支 流 三 通弯 头弯 头吸 气 罩 管内动压 pa4.3.421vp22d. 局部阻力 97dz管段 2 总阻力 a6.172.a8pz.2m.2 管道 3摩擦阻力 p50133, LRPm局部阻力系数 2.0直 流 三 通管内动压 a6.74vp23d.局部阻力 p5231.z管段 3 总阻力 a.0apz.3m.3 管道 4摩擦阻力 p42764.4, LRPm局部阻力系数 34.18.06.10 支 流 三 通弯 头密
11、闭 罩 管内动压 a3.8.132vp254d.局部阻力 p544dz管段 4 总阻力 a1.9.paz.m.4 管段 5摩擦阻力 8.204.55., LRPm因除尘器入口局部阻力忽略不计， pz.管段 5 总阻力 a820pm.55管道 6摩擦阻力 pa2.154.36.6, LRPm局部阻力系数 5.021.0296 弯 头除 尘 器 管内动压 pa786.1vp2d. 局部阻力 3.4.56d.6.z管段 6 总阻力 a5.a21pz.m. 管段 7摩擦阻力 p4.308.7.7, LRPm局部阻力系数 71风 帽风 机 管内动压 a.62.v2p7d.局部阻力 p4980dz管段 7
12、 总阻力 a86pa4.3pz.7m.7 3.4.3 管道分支阻力平衡调节（1） 节点 A由 pa 8.39ppa6.1752得 %10%912为使管段 1、管段 2 达到阻力平衡，需要修改原设计管径，重新计算管段阻力，令改变后管径 取整m176.2839145.025.011 PD m170D查阅通风管道单位长度摩擦阻力线算图得：管内实际流速为 =9.8m/s，单位长度摩擦阻力1v PR/a5.1.m管道 1摩擦阻力 p.82a5.71.1, LRPm局部阻力局部阻力：局部阻力系数 4.120.1901 直 流 三 通弯 头密 闭 罩 管内动压 pa6.578.921vpd.1 局部阻力 0
13、41z管段 1 总阻力 a2.13.a.pz.m.1 重新校核阻力平衡：%10%4.56.1723p2可以认为节点 A 已经处于平衡状态（2） 节点 B由 pa5.73pa1.954得 %10%8.62.7314为使管段 3、管段 4 达到阻力平衡，需要修改原设计管径，重新计算管段阻力，令改变后管径 取整m3965.71382.025.0344 PD m40D查阅通风管道单位长度摩擦阻力线算图得：管内实际流速为 ，单位长度摩擦阻力m/s8.v4 pa/2.4.mR管道 4摩擦阻力 .13pa62.4.4, LRPm局部阻力系数 34.18.06.0 支 流 三 通弯 头密 闭 罩 管内动压 a
14、5.48.21vp4d.局部阻力 p3263dz管段 4 总阻力 a.7.a.1pz.4m.4 重新校核阻力平衡：%10%0.5.72p43可以认为节点 B 已经处于平衡状态。4.4.4 风机的选择由管段 2 的阻力大于管段 1 的阻力，所以核定取管段 235除尘器67 为该系统的主管线该系统的总阻力 =1640.8pa13567ppp除 尘 器风机风压 f.2064.8a19.aPK风机风量 h/m245h/q33vfv.f应选用 No.4.5A 风机，其性能为 70qfv, pa2069f风机转速：n=2900r/min。配用 Y1352S2-2 型电动机，电动机功率 N=7.5KW3.5
15、.通风除尘系统安全管理措施3.5.1 设计局部排风罩时应遵循以下原则：5.1.1 局部排风罩应尽可能靠近污染物发生源，使污染物局限于较小空间，尽可 能减小其吸气范围，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。4）排风罩应力求结构简单、造价低，便于制作安装和拆卸维修。5）与工艺密切相结合，使排风罩的配置与生产工艺协调一致，力求不影响工艺操作。6）要尽可能避免或减弱干扰气流。5.1.2 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
16、。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或预留一些可能增加设备的空间。5.1.3 当车间内不同地点有不同送风、排风要求，或者车间面积较大，送、排风点较多时，为便于进行管理，常分设多个系统。除个别情况外，通常是由一台风机与其联系在一起的管道设备构成一个系统。系统划分的原则是：1）空气处理要求相同、室内参数要求相同的，可划分一个系统。2）生产流程、运行班次和运行时间相同的，可划为一个系统。3）除尘系统划分应符合下列要求： a.同一生产流程、同
17、时工作的扬尘点相距不远时，宜合设一个系统； b.同时工作但粉尘种类不同的扬尘点，当工艺允许不同粉尘混合回收或粉尘无回收价值时，也可合设一个系统； c.温湿度不同的含尘气体，当混合后可能导致风管内结露时，应分设系统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。5.1.4 风管截面形状有圆形和矩形两种。两者相比较，在相同断面积时圆形风管的阻力小，材料省，强度也大。同时当风管中流速较高，风管直径较小时，如除尘系统和高速空调系统都用圆形风管。风管材料应根据使用要求和就地取材的原则选用。4.计算结果分析通风管道的计算是在系统和设备
18、布置，风管材料、各送排风点的位置和风量均已确定的基础上进行的。起主要目的是，确定各管段的管径和阻力，保证系统内达到要求的风量分配。在确定风管断面尺寸时，应该用附录 6 所列的通风管道统一规格，以利于工业化加工制作。风管断面尺寸确定后应该按照管内实际流速计算阻力。为保证各送、排风点达到预期的风量，两并联支路的阻力必须保持平衡。对一般的通风系统，两支管的阻力应不超过 15%；除尘系统应不超过 10%。最后确定风机的型号和动力消耗。5 结束语此课程设计在编写过程中，力求以阐明基本设计思想、基本理论及设计方案为基础，尽量做到理论联系实际，考虑了实际可行性。在管道长度及计算过程中可能存在少许误差。此次课
19、程设计，通过对某一通风除尘系统设计的分析、画图、计算、总结，使我有效地把理论知识运用到实际当中，从而提高了发现问题与解决问题的能力，同时学会了怎样计算工厂车间通风除尘系统的阻力计算等，对自己毕业所从事的的工作发展有了更深入的认识。我在设计的工程中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。同时也发现自己专业知识的不足,需要继续努力学习。设计过程中，曾出现过很多次错误，不断地积累经验，反复地计算，印证了“熟能生巧”这句话。更重要的一点是，为我以后毕业论文的设计打下了良好的基础。为避免产生思维定势，本次课程设计未参考往届学生的课程设计模板。感谢老师能给这
20、次工业通风课程设计的实际锻炼，使我熟练掌握管道摩擦阻力、局部阻力计算，管道压力分布分析计算，管道尺寸计算的约束条件，设计计算方法，均匀送风管道的计算，设计中的有关问题等许多在课堂上学不到的东西，培养了我认真、细致，熟练掌握通风除尘系统设计计算方法的技巧。在设计过程当中得到了同班同学娄全、赵先科、奂晓亮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。6 附录6.1 管内风速（m/s）一般通风系统风管内的风速要求见表 2，除尘通风管道内最低空气流速要求见表 3表 2 一般通风系统风管内的风速（ m/s）生产厂房机械通风 民用及辅助建筑物风管部位钢板及塑料风管 砖
21、及混凝土风管 自然通风 机械通风干管 614 412 0.51.0 58支管 28 26 0.50.7 25表 3 除尘通风管道内最低空气流速（ m/s）粉尘性质 垂直管 水平管 粉尘性质 垂直管 水平管粉状的粘土和砂 11 13 铁和钢（屑） 19 23耐火泥 14 17 灰土、沙尘 16 18重矿物粉尘 14 16 锯屑、创屑 12 14轻矿物粉尘 12 14 大块干木屑 14 15干型砂 11 13 干微尘 8 10煤灰 10 12 燃料粉尘 14-16 16-18湿土（2%以下水分） 15 18 大块湿木屑 18 20铁和钢（尘末） 13 15 谷物粉尘 10 12棉絮 8 10 麻、
22、短纤维粉尘、杂质 8 12水泥粉尘 8-12 18-226.2 局部阻力系数值（见表 4）表 4 局部阻力系数值部件名称 局部阻力系数值密闭罩 1.0外部吸气罩 0.1860弯头（R=1.5D） 0.1690弯头（R=1.5D） 0.2直流三通 0.2支流三通（30） 0.18除尘器出口减缩管 0.1风机出口 0.1伞形风帽 0.7注：除尘器入口和风机入口的局部阻力可忽略不计。表一 管道水力计算表参考文献1 王汉青.通风工程. 机械工业出版社, 20112 孙一坚. 简明通风设计手册. 中国建筑工业出版社, 20063 中华人民共和国建设部. 暖通空调制图标准(GB50114-2001). 中
23、国计划出版社, 20024 国家建委建筑研究院.全国通用通风管道计算表.中国建筑工业出版社，1977管段编号流量（m 3/h）(m3/s)长度l(m)管径D(mm)流速v(m/s)动压P(Pa)局部阻力系数局部阻力Z（P a）单位长度摩擦阻力 Rm(Pa/m)摩擦阻力 Rml(Pa)摩擦阻力Rml+Z(Pa)1 800(0.22) 11 120 20.0 240.0 1.13 271.2 53.0 583.0 854.23 2300(0.64) 5 210 18.0 194.4 0.50 97.2 21.0 105.0 202.25 6300(1.75) 4 360 16.0 153.6 0.
24、04 6.1 6.8 27.2 33.36 8670(2.40) 4 420 16.7 167.3 0.60 100.4 7.4 29.6 130.07 8670(2.40) 8 420 16.7 167.3 0.70 117.1 7.4 59.2 176.32 1500(0.42) 6 170 18.8 212.1 1.66 352.0 27.0 162.0 514.04 4000(1.11) 6 280 18.0 194.4 1.65 320.8 13.0 78.0 398.8（1） 800(0.22) 11 135 17.0 173.4 1.13 195.9 31.0 341.0 199.2（4） 4000(1.11) 6 320 14.2 130.0 1.45 175.4 6.5 39.0 214.4除尘器 1200
