1、工业通风与除尘课程设计一、设计目的和要求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，设计中的有关问题。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。二、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=1200Pa。请对该系统进行设计计算。图 1 设计作业通风除尘系统图三、设计内容选择最不利环路，本系统选择管段 135除尘器6风机7伞形排风罩为最
2、不利环路由表 1，输送含有耐火泥粉尘的气体时，风管内最小风速为：垂直风管 14m/s、水平风管 17m/s。（1）计算各管段的管径1 管段Qv,1=1200m3/h (0.33)、 V1=17m/s,求出管径。所选管径应尽量符合通风管道统一规格。D1=36004=158mm管径取整，令 D=160mm，由附录查得管内实际流速 V1=16.58 m/s单位长度摩擦阻力 Rm1=22Pa/m同理3 管段Qv,3=2700 m3/h （0.75 m 3/s），V3=17m/s管径 D3 237mm。= 36004=管径取整，令 D3=240mm，由附录查得管内实际流速 V3=16.58m/s单位长度
3、摩擦阻力 Rm3=14Pa/m5 管段Qv5=6700 m3/h (1.86m/s)，V5=17m/s 管径 D5= 373mm。36004=管径取整，令 D5=360mm，由附录查得管内实际流速 V5=18.28m/s单位长度摩擦阻力 Rm5=11Pa/m6 管段Qv6=6700 m3/h (1.86m/s)，V6=14m/s 管径 D6= 411mm。36004=管径取整，令 D6=400mm，由附录查得管内实际流速 V6=14.8m/s单位长度摩擦阻力 Rm6=7Pa/m7 管段Qv7=6700 m3/h (1.86m/s)，V7=14m/s 管径 D7= 411mm。36004=管径取
4、整，令 D7=400mm，由附录查得管内实际流速 V7=14.8m/s单位长度摩擦阻力 Rm7=7Pa/m支管段 2Qv,3=1500m3/h（0.4m 3/s），V2=17m/s管径 D2 176mm。= 36004=管径取整，令 D2=170mm，由附录查得管内实际流速 V2=18.35m/s单位长度摩擦阻力 Rm2=26Pa/m支管段 4Qv,4=4000m3/h（1.1m 3/s），V4=17m/s管径 D4 288mm。= 36004=管径取整，令 D4=280mm，由附录查得管内实际流速 V4=18.04m/s单位长度摩擦阻力 Rm4=14Pa/m(2)计算各管段的摩擦阻力和局部阻
5、力1）管段 1摩擦阻力,1=,11=2211=242局部阻力局部阻力系数密闭罩 ，90 0弯头一个 2=0.2，直流三通 3=0.21=1.0 =1.0+0.2+0.2=1.4管内动压 Pd1= v12=164.94Pa2管内局部阻力 Pd1=1.41= 164.94=230.91所以管段 1 的阻力为1=,1+1=472.912）管段 2摩擦阻力,2=,11=266=156局部阻力局部阻力系数外部吸气罩 ，90 0弯头 2 个 2=0.2 ，支流三通1=0.18 2=0.43=0.18 =0.18+0.4+0.18=0.76管内动压 Pd2= v22=202.03Pa2管内局部阻力 Pd2=
6、0.762= 202.03=153.54所以管段 2 的阻力为2=,2+2=309.543）管段 3摩擦阻力,3=313=145=70局部阻力局部阻力系数： 直流三通 =0.2 =0.2管内动压 Pd3= v32=164.94Pa2管内局部阻力 Pd3=0.223= 164.94=32.988所以管段 3 的阻力为3=,3+3=102.9884）管段 4摩擦阻力,4=414=146=84局部阻力局部阻力系数 ，90 0弯头 2 个 2=0.2：直支三通 1=0.18，密闭罩 3=1 在此处键入公式。 =0.18+0.2+1=1.38在此处键入公式。管内动压 Pd4= v42=195.26Pa2
7、管内局部阻力 Pd4=195.264= 1.38=269.47所以管段 4 的阻力为4=,4+4=353.475）管段 5摩擦阻力,5=55=114=44 局部阻力忽略不计管内动压 Pd5= v52=200.50Pa2所以管段 4 的阻力为5=,5=44 6）管段 6摩擦阻力,6=,66=74=28局部阻力局部阻力系数除尘器出口渐缩管 ，90 0弯头 1 个 2=0.2 ，1=0.1 2=0.4 =0.4+0.1=0.5Pd6= v62=131.42Pa2管内局部阻力 Pd6=0.56= 131.42=65.71所以管段 6 的阻力为6=,6+6=93.717）管段 7摩擦阻力,7=,77=7
8、8=56局部阻力局部阻力系数风机出口 ，伞形风帽 2=0.7，1=0.1 =0.1+0.7=0.8管内动压 Pd7= v72=131.42Pa2管内局部阻力 Pd7=0.87= 131.42=105.41所以管段 7 的阻力为7=,7+7=161.14(3) 校核支点处的阻力平衡1）节点 A1=472.912=309.54=34.5%10%121为使管段 1、2 达到阻力平衡，需要修改原设计管径。重新计算管段阻力D1= 0.225=176mm 取 D1=180mm D1(12)Qv,1=1200m3/h (0.33) D1=180mm 得管内实际流速V1=13.10m/s Rm1=13P/m
9、动压 Pd1=102.97Pa所以管内摩擦阻力 Pm=13 11=143局部阻力 Pz=1.4 102.97=144.15= Pm1+ Pz1=281.75Pa重新校核支点处的阻力平衡=7.2%10%23423为使管段 2-3 达到阻力平衡，需要修改原设计管径。重新计算管段阻力、 4D4= 0.225=269mm 取 D4=270mm D4(423)Qv4=4000m3/h D4=270mm 得管内实际流速V4=19.4m/s Rm4=16P/m 动压 Pd4=237.84Pa所以管内摩擦阻力 Pm=16 6=96局部阻力 Pz=1.38 237.84=328.234= Pm4+ Pz4=42
10、4.23Pa重新校核支点处的阻力平衡=2.7%10% 符合要求4234（4）设计结果管道水力计算表管段编号空气流量Qv/( m3/h)管长L/m管径D/mm管内风速v/(m/s)动压Pd/Pa局部阻力系数 局部阻力/单位长度摩擦阻力Rm/（Pa/m）摩擦阻力RmL/Pa管段阻力Rml+Z/(Pa)备注1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12最不利环路1 1200 11 160 16.58 164.94 1.4 230.91 22 242 472.91 不采用此值3 2700 5 240 16.58 164.94 0.2 32.988 14 70 102.995 6700 4 360
11、 18.28 200.50 0 0 11 44 446 6700 4 400 14.8 132.42 0.5 65.71 7 28 93.717 6700 8 400 14.8 131.42 0.8 105.14 7 56 161.141 1200 11 180 13.10 129.48 1.4 144.15 13 143 287.154 4000 6 270 19.41 237.84 1.38 328.33 16 96 424.23支管2 1500 6 170 18.35 153.54 0.76 153.54 26 156 309.544 4000 6 280 18.04 269.47 1.
12、38 269.47 14 84 353.47 不采用此值除尘器 1200附表一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。附表二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
13、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、短纤维粉尘、杂质 8 12水泥粉尘 8-12 18-22附表三 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（5） 设计参考文献通风与防尘工程、供暖通风设计手册、采暖通风工程常用规范、工业防
14、尘手册（6）设计指导教师田好敏 刘章现 马春莲（5）制定通风除尘系统的日常安全管理措施1风管系统（包括各种排风罩）1)风管经初步调整后，必须将调节阀板固定好，并作出标记，不要轻易变动。2)经常检查风口、法兰连接处、清扫孔、罩子等的气密性和完好程度，如发现漏风和破损应及时检修。3)经常检查风管内部有无积尘。如发现在敲打风管时，声音闷哑或管内动压比正常数值大为减小，说明风管已被堵塞或积尘，应及时清扫。4)保温风管应定期检查其保温层是否完好，如有受潮，脱落，应及时更换。如伴有蒸汽盘管加热，注意不要使其漏汽。5)有接地的风管系统，如木工除尘系统，要定期检查其接地装置是否有效。6)水冷风管应经常注意水夹
15、套有否渗水、漏水，并注意冷却水进水压力和水冷管段内的水压降。供水压力下降表明水量减少；压降增大，表明水夹套内结垢，压降减小，表明可能存在漏、渗现象。遇到上述各种情况都应及时采取措施。7)经常检查阀门、风口、清扫孔等的启闭情况，特别是防爆阀是否由于锈蚀而失灵。8)检查与工艺设备（过程）联锁的装置（如水力或蒸汽除尘阀门开启度与物料量的联锁，犁式刮板与插板阀的联锁等等）是否准确，有效。9)定期检查并清扫风管外表面的积尘，检查风管支、吊架的牢固程度。高空敷设的风管应有检修用的走道、爬梯或2离心通风机1)检查各连接及紧固部位螺栓是否紧固，轴承润滑状况，与风管连接是否良好。清除机壳中的杂物。消除松动、零部
16、件短缺及其它不正常现象。2)检查电源接线是否符合要求，安全保护装置是否可靠。3)检查传动部件，风机和电机两轴是否同心。如是皮带传动时，检查皮带安装是否正确，要求皮带的紧边在上，当有过松和打滑现象应即调整电机的顶丝。4)除尘系统与所服务的工艺设备如无联锁装置时，风机等应在工艺设备起动之前起动，在工艺设备停止操作后 510min 再关闭风机，以防止风管内积尘。5)经常注意风机的工作状况，有无振动及噪声异常。注意轴承温升，各润滑点的润滑情况是否良好。6)随时注意各种仪表的读数是否符合规定的运行参数。7)检查风机破损，磨漏及焊缝情况。8)检查风机叶轮的平衡（不取下叶轮）以及叶轮与机壳的间隙是否正常。9
17、)检查风机叶片的粘灰、变形及其完整情况3旋风除尘器1)检查所有检查门和下部锁气装置是否动作灵活和紧闭严密。2)检查除尘器本体是否严密、清洁。3)初次运行时，测定风量、风压、风差、管内粉尘浓度、电机电流的数值，以便日常运行时作对比参考。4)检查锁气装置出灰情况，泄灰是否通畅，除尘器本体有否粉尘堵塞。5)系统停止后，应出清灰斗内积尘，以防粘结。6)每班检查除尘器排风管出口的粉尘浓度(目测法)，发现粉尘排放浓度有异常增高时，应检查4湿式除尘器1)检查给水管道是否具备所要求的供水条件。根据除尘器所需供水量确定阀门的开启度。检查喷嘴是否通畅。2)检查水泵转运及平衡状况。有否振动和异声。所有润滑部位的润滑
18、状况是否符合要求。3)检查除尘器内水位是否符合规定，溢流管位置及水位平衡装置动作是否正确。4)系统停止运动时，应先停风后停水，使湿式除尘器得到冷却和清洗。然后切断补充水，排放泥浆水。水浴、自激式和卧式旋风水膜除尘器，应先将除尘器内污水换成清水，再利用风机排风带动清水洗涤除尘器内壁、S 形板和螺旋通道。5)经常检查除尘器本体、孔板、文氏管喉口以及弯头等容易锈蚀和磨损的部位。5袋式除尘器1)运行前应检查除尘器各个检查门是否关闭严密，各转动或传动部件是否润滑良好。2)处理热、湿的含尘气体时，除尘器开车前应先预热滤袋，使其超过露点温度，以免尘粒粘结在滤袋上。一般预热约 515min。预热期间滤袋和风机
19、需一直运转，而清灰机构不运行。预热完成，则整个系统才可投入正常运行。如系统另外设有热风加热装置，则应先运行3)运行时，要始终保持除尘器灰斗下面排灰装置运转。不宜将除尘器的下部决斗作贮灰用。4)定期检查除尘器压力损失是否符合设计要求，清灰机构运行是否正常。5)在停车后，清灰机构还需运行几分钟，以清除滤袋上的积尘。6)经常检查滤袋有无破损、脱落等现象，并立即解决。检查方法可采取：观察粉尘排放浓度，是否冒灰，检查滤袋干净一侧，如发现有局部粉尘有明显粘结，通常表明对面滤袋有破损；检查滤袋出口花板有否积灰等。7)检查分室反吹的各除尘室，排风及进风阀门动作是否协调正常。8)注意脉冲阀动作是否正常，压缩空气
20、压力是否符合要求。9)及时清理及运走除尘器排出的粉尘。10)除尘系统应在所服务的工艺设备运行前开车，在其停止运行后停车6电除尘器1)开车前准备工作对风机、管道系统，集尘装置等作外观检查。关闭所有检查门、人孔，并检查其严密性；在风机起动前，应检查整个系统和装置内部有无工具、杂物、焊渣，并予清理；检查一次电路是否正常。绝缘子保温加热器应先通电数小时；检查所有连锁装置，电压控制组件；检查主断开试运选择开关。并将其置于断开位置上；检查接地装置，要求用铜线，每套供电装置一根，接地电阻1，各装置分开单接；检查振打机构：调整到适合的锤打强度；检查供电回路火花放电率和其信号连接是否正确；确保变压器一整流器母线
21、槽完全接地。油(液)位是否正常。检查所有接线，开关和绝缘。检查高压线导管透气口是2)值班操作检查压降，并从记录图上查看异常的高低电压读每天检查电晕极和极板、锤打机构、绝缘子有无损坏和缺陷； 检查全部水冷装置是否符合要求；每天检查电晕极和极板、锤打机构、绝缘子有无损坏和缺陷；按照没计及产品说明书等有关规定，调整电除尘器的电流、电压及火花放电率。其额定值可在仪表上用红线标出。异常的读数是故障的预警，当立即检查原因，防止事故的发生3)停车停车顺序和开车顺序相反，即电除尘器断电后再切断风机进风；当所有放电极和收尘极均被锤打干净后，即停止使用锤打m河南城建学院工业通风与除尘课程设计姓 名 任 停 停学 号 023409106专 业 安 全 工 程课程名称 工业通风与除尘指导教师 田好敏 刘章现 马春莲环境与市政工程系2011 年 11 月 30sB
