通风除尘系统设计.docx
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通风除尘系统设计
《工业通风与除尘》
课程设计
题目某通风除尘系统设计计算
学院市政与环境工程学院
专业安全工程
姓名
学号
指导老师孙兰会马斌
1 前言 ..........................................................................................................................3
2 工业通风与除尘设计任务.......................................................................................3
2.1 设计时间及地点 ...........................................................................................3
2.2 设计目的和要求 ...........................................................................................3
2.2.1 设计目的 ............................................................................................3
2.2.2 设计要求 ............................................................................................4
2.3 设计题目和内容 ...........................................................................................4
2.3.1 设计题目 ............................................................................................4
2.3.2 设计内容 ............................................................................................4
2.4 设计成果的编制 ...........................................................................................5
3 设计内容..................................................................................................................5
3.1 计算各管段的管径........................................................................................5
3.2 计算各管段的阻力........................................................................................6
3.3 校核支点处的阻力平衡................................................................................9
3.4 风机的选择及管道水力计算表 ..................................................................10
4 通风除尘系统的日常安全管理措施 ....................................................................11
4.1 平台、梯子及照明 .............................................................................11
4.2 防雷及防静电 ....................................................................................12
4.3 防火防爆 ............................................................................................12
4.4 袋式除尘器管理 .................................................................................12
参考文献....................................................................................................................13
2
1 前言
工业通风是通风工程的重要部分，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 16 周，地点为九号实验楼 b504。
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，设计中的有关问题。
3
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
2.3.1 设计题目
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
2.3.2 设计内容
（1）计算各管段的管径
（2）计算各管段的阻力
（3）进行管道分支阻力平衡调节
4
（4）制定通风除尘系统的日常安全管理措施
2.4 设计成果的编制
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 设计内容
选择最不利环路，本系统选择管段 1－3－5－除尘器－6－风机－7 为最
不利环路。
由表 1、2，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。
3.1 计算各管段的管径
①管段 1
Qv1=1200m3/h（0.33m3/s）、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==158mm
管径取整，令 D1=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
同理可得
②管段 2
Qv,=1500m3/h（0.4m3/s），V2=17m/s
D2=176mm。
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
5
③管段 3
Qv3=2700 m3/h（0.75 m3/s），V3=17m/s
D3=237mm。
管径取整，令 D3=240mm，由附录查得管内实际流速 V3=16.58m/s
单位长度摩擦阻力 Rm3=14Pa/m
④管段 4
Qv4=4000m3/h（1.1m3/s），V4=17m/s
D4=288mm。
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
⑤管段 5
Qv5=6700 m3/h（1.86m/s），V5=17m/s
D5=373mm。
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/m
⑥管段 6
Qv6=6700 m3/h（1.86m/s），V6=14m/s
D6=411mm。
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/m
⑦管段 7
Qv7=6700 m3/h （1.86m/s），V7=14m/s
D7=411mm。
管径取整，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
3.2 计算各管段的阻力
①管段 1
1）摩擦阻力
6
m1=22×11=242 Pa
2）局部阻力
局部阻力系数
密闭罩 ζ=1 ，900 弯头一个 ζ=0.2，直流三通 ζ=0.2
管内动压
Pd1=σv12/2=164.94Pa
z1=∑ζPd1=1.4×164.94=230.92Pa
3）管段 1 的阻力
pm1+
z1=472.92Pa
②管段 2
1）摩擦阻力
m2 =156 Pa
2）局部阻力
局部阻力系数
外部吸气罩 ζ=0.18 ，900 弯头 2 个 ζ=0.4，支流三通 ζ=0.18
管内动压
Pd2=202.03Pa
z2=153.54Pa
3）管段 2 的阻力
△p=309.54Pa
③管段 3
1）摩擦阻力
m3 =70Pa
2）局部阻力
局部阻力系数
直流三通 2 个 ζ=0.4
7
管内动压
Pd3=164.94Pa
z3=65.98Pa
3）管段 3 的阻力
△p=135.98Pa
④管段 4
1）摩擦阻力
m4 =84Pa
2）局部阻力
局部阻力系数
900 弯头 ζ=0.2，密闭罩 ζ=1，支流三通 ζ=0.18
管内动压
Pd4=v42=195.26Pa
z4=269.46Pa
3）管段 4 的阻力
△p=353.46Pa
⑤管段 5
1）摩擦阻力
m5=44Pa
2）局部阻力
局部阻力系数
直流三通 ζ=0.2
管内动压
Pd5=200.50Pa
z5=40.1Pa
3）管段 5 的阻力
△p=84.1Pa
8
⑥管段 6
1）摩擦阻力
m6=28Pa
2）局部阻力
局部阻力系数
除尘器出口渐缩管 ζ=0.1，900 弯头 2 个 ζ=0.4，
管内动压
Pd6=131.42Pa
z6=65.71Pa
3）管段 6 的阻力
△p=93.71Pa
⑦管段 7
1）摩擦阻力
m7=56Pa
2）局部阻力
局部阻力系数
风机出口 ζ=0.1 伞形风帽 ζ=0.7，
管内动压
Pd7=131.42Pa
z7=105.14Pa
3）管段 7 的阻力
△p=161.14Pa
3.3 校核支点处的阻力平衡
①节点 A
1=472.92 Pa
2=309.54 Pa
9
1-
2
p1=34.5%>10%
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=158mm取 D=180mm
Qv1=1200m3/h （0.33m3/s）D=180mm得管内实际流速
V1=13.10m/sRm1=13Pa/m
摩擦阻力Pm=143 Pa
局部阻力Pz=144.16 Pa
△p=287.16 Pa
重新校核支点处的阻力平衡
1-
2
p1=7.2%<10%符合要求
②节点 B
3=135.98 Pa
4=353.46 Pa
4
p3
p4=61.5%>10%
为使管段 3、4 达到阻力平衡，需要修改原设计管径。
重新计算管段阻力
D3=237mm取 D=200mm
Qv3=2700m3/hD3=200mm得管内实际流速
V3=24 m/sRm3=36 Pa/m
摩擦阻力Pm=180 Pa
局部阻力Pz=138.24 Pa
△p=318.24Pa
重新校核支点处的阻力平衡
4
p3
p4=9.96%<10%符合要求
3.4 风机的选择及管道水力计算表
①管道水力计算表
10
管
段
编
号
空气流量
Qv/（
3
m /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
230.92
22
242
472.92
不采用
此值
3
2700
5
240
16.58
164.94
0.4
65.98
14
70
135.98
不采用
此值
5
6700
4
360
18.28
200.50
0.2
40.1
11
44
84.1
6
6700
4
400
14.8
131.42
0.5
65.71
7
28
93.71
7
6700
8
400
14.8
131.42
0.8
105.14
7
56
161.14
（1）
1200
11
180
13.10
102.97
1.4
144.16
13
143
287.16
（3）
2700
6
200
24
345.6
1.38
138.24
36
180
318.24
支管
2
1500
6
170
18.35
202.03
0.76
153.54
26
156
309.54
4
4000
6
280
18.04
195.26
1.38
269.64
14
84
353.46
除尘器
1200
②选择风机
系统总阻力
△p=2144.35 Pa
风机风压
Pf = Kp△p = 1.2×2144.35=2573.22 Pa
11
风机风量
qv,f = Kqqv = 1.15×6700=7705 m3/h
选用 4-68 No.6.3c 风机，其性能为
qv,f =17828 m3/hpf=2893 Pa
风机转速：
n=2240 r/min
配用 Y180M—2，电动机功率 N=22 kw
4 通风除尘系统的日常安全管理措施
4.1 平台、梯子及照明
对经常检查维修的地点，应设安全通道。
在检查维修处，如有危及安全的
运动物体，均需设防护罩。
人可能进入而又有坠落危险的开口处，应设有盖板
或安全栏杆。
除尘设备的内部应设 36V 检修照明灯，大、中型除尘器的平台、梯子、储
灰仓及输灰装置处应设 220V 照明灯。
照明灯的最低光照密度 10lx，适用光源
为汞灯或钠灯。
4.2 防雷及防静电
此处除尘器在非防雷保护范围区域，设立防雷装置，并且设置设备和金属结
构的接地以及管道的接地。
4.3 防火防爆
为了防止空气中的可燃物含量达到爆炸极限，遇到电火花、金属碰撞引起
的火花或其它货源而爆炸。
虽然此处抛光车间里是布轮与金属接触，不会产生
电火花，为了以防万一，还是应注意一下。
12
4.4 袋式除尘器管理
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；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 5～15min。
预热期间滤袋和风机
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；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；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；在停车后，清灰机构还需运
行几分钟，以清除滤袋上的积尘；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；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；
注意脉冲阀动作是否正常，压缩空气压力是否符合要求；及时清理及运走除尘
器排出的粉尘；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。
参考文献
[1] 王汉青.通风工程. 机械工业出版社, 2011
[2] 中华人民共和国建设部. 暖通空调制图标准（GB50114-2001）. 中国计
划出版社, 2002
[3] 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
[4] 孙一坚. 简明通风设计手册. 中国建筑工业出版社, 2006
13
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