工业通风防尘系统设计.docx

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工业通风防尘系统设计

工业通风防尘系统设计

有一通风防尘系统的管道布置、长度与集气罩的位置如图所示，

风道用钢板制作，输送含有轻矿物粉尘的常温空气。

采用布袋式除

尘器，除尘器阻力 1500Pa。

A 为外部吸气罩，B 为通风柜，C 为高

悬罩吸气罩。

（1）设计吸气罩 A、B、C 的需要风量。

（2）进行通风系统设计计算，并选择通风机。

（1） 设计吸气罩 A、B、C 的需要风量。

υ0 - 吸气口平均速度，m / s

A 为四周有边外部吸气罩:

Qwb = 0.75（10x 2 + F ）υ x

Vx—控制速度，0.5m/s

υx - 控制速度，m / s

x - 控制点至吸气口的距离，m

F - 吸气口面积，m2

X—控制点至吸气口的距离，0.29m

F—吸气口的面积，0.3m²

则 Qwb=0.75*（10*0.29²+0.3）*0.5=0.42m³/s=1512m³/h

Qg = L1 + 60υg Sg K g，m3 / min

L1 - 柜内有害气体散发量，m3 / min

B 为通风柜：

υg - 工作孔上的吸入速度，一般0.25 - 0.75m / s

Sg - 工作孔及不严密缝隙面积，m2

K g - 富裕系数，取1.2 -1.3

Qg=1500m³/h+60*0.25*0.3*1.2m³/h=1505.4m³/h

高悬罩Qr = Lz + υ 'F '，m3 / s

C 为高悬罩集气罩：

Lz - 罩口断面上热射流量，m3 / s

F ' - 罩口的扩大面积，m2

0.

υ ' - 扩大面积上的空气吸入速度，5 ~ 0.75m / s

Qr=1000+0.8*0.5=1000.4m³/h

考虑到除尘器及风道漏风，管道 6 及 7 的计算风量为

4017.8*1.05=4218.69m³/h。

根据下列两表，输送含有轻矿物粉尘的空气时，风道内最小风速为：

垂直风道 12m/s、水平风道 14m/s。

（2）进行通风系统设计计算，并选择通风机。

根据各管段的风量和所选的气流速度，确定各管段的断面尺寸，计

算摩擦阻力和局部阻力。

本系统选择 1—3—5—除尘器—6—风机—

7 为最大阻力管线。

对于管段 1，根据 Q1=1512m³/h=0.42m³/s、v1=14m/s,由图 2-3-2 查出

管径和单位长度摩擦阻力。

算选管径应尽量符合通风管道的统一规

格。

即选

D1=200mm,hb1=12.5Pa/m

同理计算确定管段 3、5、6、7、2、4 的管径及比摩阻，

① 管段 1

设备密闭罩 ζ=1.0

90°弯头（R/D=1.7）1 个，ζ=0.18

直流三通（1→3）1 个，a=30°，ζ=0.20

合计 Σζ=1.0+0.18+0.20=1.38

② 管道 2

圆形吸气扇形罩，a=60°，ζ=0.09

90°弯头（R/D=1.7）1 个，ζ=0.18

60°弯头（R/D=1.7）1 个，ζ=0.15

合流三通（2→3）1 个，ζ23=0.20

合计 Σζ= 0.09+0.18+0.15+0.20=0.62

③ 管道 3

直流三通（3→5）1 个，ζ35=-0.05

④ 管道 4

设备密闭罩 1 个，ζ=1.0

90°弯头（R/D=1.7）1 个，ζ=0.17

合流三通（4→5）1 个，ζ45=0.60

合计 Σζ=1.0+0.17+0.60=1.77

⑤ 管道 5

除尘器进口变径管（渐扩管）

除尘器进口尺寸 300mm*800mm，变径管长度

500mm，tanα=（1/2）*（800-380）/500=0.42

α=22.7°，ζ=0.60

⑥ 管道 6

除尘器出口变径管（渐缩管）

除尘器出口尺寸 300mm*800mm，变径管长度

400mm，tanα=（1/2）*（800-420）/400=0.475

α=25.4°，ζ=0.10

管道

编号

风量

（m³/

s）

长度

/m

管径

/mm

流速

/（m/s）

局部阻

力系数

局部阻

力/pa

比摩阻

/（pa/m）

摩擦阻

力/pa

管道总

阻力/pa

备注

1

0.42

15

200

14

1.37

161

12.5

187.5

348.5

3

0.70

6

300

14

-0.05

-5.9

7.5

45.0

39.1

5

1.11

4

380

12

0.60

43.2

4.5

18.0

61.2

6

1.17

4

350

12

0.43

37.0

4.8

19.2

56.2

7

1.17

8

330

14

0.60

70.6

6.8

54.4

125.0

阻力不平

衡

2

0.28

6

160

14

0.62

72.9

15

90

162.9

4

0.41

8

360

16

1.77

295.7

18.0

144.0

439.7

除尘器

1500

所示。

90°弯头（R/D=1.7）2 个，ζ=0.15*2=0.3

通风机进口渐扩管

先近似选出一台通风机，通风机进口直径 D1=500mm，变径管长度

300mm，tanα=（1/2）*（500-420）/300=0.13，α=7.6°，ζ=0.03

合计 Σζ=0.1+0.3+0.03=0.43

⑦ 管道 7

通风机出口渐扩管

通风机出口尺寸 410mm*315mm D7=550, ζ≈0

带扩散管的伞形风帽（h/D0=0.5）1 个，ζ=0.60

合计 Σζ=0.60

（3）计算各管段的沿程摩擦阻力和局部阻力。

计算结果如表 5-4-4

（4）对并联管路进行阻力平衡

①汇合点 A

h1=348.5pa，h2=162.9pa

（h1-h2）/h1=（348.5-162.9）/348.5=53.2%>10%

为使管段 1、2 达到阻力平衡，改变管段 2 的管径，增大其阻力。

根据式（5-4-1），

D2＇= D2（h2/h2＇）0.225 =160*（162.9/348.5）0.225 =134.8mm

根据通风管道统一规格，取 D2=140mm。

其对应的阻力为

h2＇=162.9*（160/140） 0.225=167.7Pa

（h1-h2＇）/h1=（348.5-167.7）/298.5=51.8%>10%

此时仍处于不平衡状态。

如继续减小管径，取 D2=120mm，其对应的

阻力为 173.7Pa。

同样处于不平衡状态。

因此决定取 D2=140mm，在

运行时再辅以阀门调节，消除不平衡。

②汇合点 B

h1+h3=348.5+39.1=387.6Pa

h4=439.7Pa

[h4-（ h1+h3）]/ h4=11.8%>10%

为使管段 1、3、4 达到阻力平衡，改变管段 3 的管径，增大其阻力。

根据式（5-4-1），

D3＇= D3{（h3+h1）/h3＇}0.225 =300*（387.6/439.7）0.225 =291.49mm

根据通风管道统一规格，取 D3=260mm。

其对应的阻力为

h3＇=387.6*（300/260） 0.225=399.9Pa

（h4-h3＇）/h4=（439.7-399.9）/439.7=9%<10%

此时处于平衡状态，所以取 D3=260mm。

（6）计算系统的总阻力：

ht=348.5+39.1+61.2+56.2+125=630Pa

（7）选择通风机

通风机风量 Q=KlQfj=1.15*4218.69=4851.49m³/h=1.35m³/s

通风机静压 HSHS=KPh=（630+1500）*1.16=2470.8pa

根据通风机风量和风压，选用 C4-73-11 通风机，通风机转速

1600r/min，皮带传送；配用 Y132S2-Z 型发动机，电动机功率为

N=7.5Kw。

（8）安全管理措施

1、管道的敷设为了防止粉尘沉积堵塞，并且阻力小，管道的

敷设应符合以下要求

①.通风除尘管道应垂直或倾斜敷设。

倾斜管道的倾斜角（与水

平的夹角）应不小于粉尘的自然堆积角，一般不小于 45°，最好不

小于 60°。

②．分支管与水平或倾斜主管道连接时，应从上面或侧面接入。

三通管的夹角一般不小于 30°，最大不超过 45°。

布置管网时尽可

能的减少转弯。

弯管的曲率半径尽可能的大些，不应小于管径。

③除尘管道一般应明设，尽量避免留有间隙，沟宽应不大于金属

管道 250mm 以上，并应设置有效地清扫排水及防腐措施。

除尘系统

的排除管道，排出口一般应高出屋脊 1.0-1.5m，并应考虑加固措施。

④.为了防止通风管道堵塞，风道直径不宜小于下列数值。

排送细小粉尘（矿物粉尘）80mm

排送较粗粉尘（如木屑）100mm

排送粗粉尘（如刨花）130mm

排送木片150mm

⑤.为了调整和检验除尘系统的参数，在支管除尘器及风机出入

口上应设置测孔。

测孔应设在气流平稳的直管段上，尽可能的远离

弯头，三通等部件，以减少局部涡流对测定结果的影响。

大型的除

尘系统可根据具体情况设置测量、风压、温度参数的仪表。

⑥.输送潮湿空气时，管道应进行保温，以防止水蒸气在管道内

的凝结。

管道壁温度应高于气体露点温度 10-20。

C。

排风点较多的

除尘系统应在各支管上装设插板阀，蝶阀等调节风量的装置。

阀门

应设在易于操作和不易积尘的位置。

2、通风除尘系统的防爆措施

当输送空气中含有可燃性粉尘或气体，同时又具备爆炸的条件，

就会发生爆炸。

为了防止爆炸，应采取以下措施。

①.排除爆炸危险性气体、蒸气和粉尘的局部排风系统，通风机

应装设由较软的不产生火花的金属制机壳或叶轮，其风量应安在排

风罩、风道及其连接通风设备内这些物质的浓度不超过爆炸极限的

50%设计，否则应在进入通风机前进行净化。

②.排除或运输含有爆炸危险性物质的空气混合物的通风设备及

管道均应接地。

三角胶带上的静电应采取有效方法导出。

通风设备

及风道不应采用容易积聚静电的绝缘材料制作。

③.防止可燃物在通风系统的局部地点积聚。

④.选用防爆通风机，并采用直联或联轴器传动方式。

采用三角

皮带传动时，应防止静电火花，应用接地电刷把静电引入地下。

有

爆炸危险的通风系统，应设防爆门。

在发生意外情况，系统内压力

急剧升高时，依靠防爆门自动开启泄压。

泄压口应朝向室外或无人

操作处。

⑤.含有爆炸危险性物质的拒不通风系统所排除的气体，应排至

建筑物背风涡流区以上；当屋顶上有设备或有操作平台时，排风口

应高出设备或平台 2.5m 以上。

⑥.排除含有剧毒、易燃、易爆物质的排风口，其正压管段一般

不应该穿过其他房间，穿过其他房间时，该管段上不应该设法兰或

闸门。

用于净化爆炸性粉尘的干式除尘器或过滤器应布置在通风机

的吸入段。

布袋除尘器的织物材料和构件应选用阻燃材料制成。

⑦.风道中不应存在可能积留和粘着粉尘的不平处和粗糙处。

风

道的容积在 10 以上时，每 10 容积应设置泄爆口，泄爆口的间距不

大于 6m。

3、 风道的保温和防腐

空调系统的风道应当保温，一般的通风系统管道有时也要保温，

不仅可以节省能耗，还能防止低温风道表面结露。

保温材料主要有软木、聚苯乙烯泡沫塑料，超细玻璃棉、玻璃

纤维保护板、聚氨酯泡沫塑料和蜂石板等。

保温层厚度应经过技术

经济比较确定，即按照保温要求计算出经济厚度，再按其他要求进

行校核。

保温层结构在国家标准图集均有规定，有特殊需要的则需

要另行设计计算。

工业通风与防尘技术课程设计

工学院08级5班

指导教师：

游 华 聪

姓名：

李 竟 成

学号：

2008180507

成绩：

2010年12 月17 日