工业通风课程设计完整版.docx
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工业通风课程设计完整版
HUAsystemofficeroom【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
工业通风课程设计
安庆市电机公司电镀车间通风系统工程
设计说明书
专业班级：
建环14-3班
姓名：
谢进
学号：
425
指导老师：
张永胜
设计日期：
2017年6月
指导教师评价
结合以下几个方面写出评语：
1.平时表现（遵守纪律，不迟到、早退，无旷课）；2.学习态度（查阅资料、学习主动性、与教师的沟通等）；3.知识掌握（专业知识掌握好，能够学以致用、理论联系实际）；4.成果质量（课程设计是否全面、完整、图文并茂，重点突出；表达清晰、字迹工整、层次清楚；格式、字数符合要求；能提出问题、分析无问题、解决问题，理论应用实际）
评语：
成绩：
指导教师签字：
日期：
前言
工业通风影响车间的空气质量和工作效率,良好的通风可以提高产品质量，保证生产正常运行。
而在工业生产活动中，工业通风的主要任务控制工业生产过程中产生的粉尘、颗粒物、有害气体、高温、高湿，创造良好的生产环境，保护大气空气质量。
随着近年来工业和科学技术的快速发展，工业上散发的污染物得种类和数量也是在与日俱增，而且对人的危害和对大自然的危害也越来越大，所以要维持一个良好的环境，就必须控制污染物的释放和允许释放浓度，有效消除工业污染物。
在采用通风设置时，要考虑多方面因素，比如系统的负荷能力，通风除尘效率，能源的可持续发展，环境友好型能，建筑节能和建筑能耗，等等。
所以，在不同的工业生产中，根据工业污染物的性质和污染物散发途径，建筑结构特性，结合不同通风方法的除尘机理，设置除尘设备，把室内产生的污染物排至室外，另外，还有在通风系统上设置空气净化设备，把室内的污染物浓度吸收净化至大气允许排放标准浓度，保证室内外环境的空气不受污染，创造一个舒适美好的室内外环境。
1概述
1.1研究背景
在工业生产过程中，如何为环境创造一个清洁的空气环境（包括大气环境和室内空气环境），已经是21世纪人类生命科学的重要课题，作为改善环境的因素——通风除尘系统的设计越来越得到大家的重视。
通风工程在我国实现四个现代化的进程当中，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、提高劳动生产率的重要作用，另一方面在许多工业部门又是保证生产正常进行，提高产品质量所必不可少的一个组成部分。
工业通风的主要任务是，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环境。
1.2研究目的
通过收集及利用现场资料进行制图、计算，根据操作区的有害气体与粉尘浓度低于国家规定的允许值，进行送、排风及除尘系统的设计；并分析在电镀车间生产过程中散发的各种污染物（颗粒物、污染蒸汽和气体）以及余热和余湿，进行计算并加以控制，减少工业污染物对室内外空气环境的影响和破坏。
稀释室内有害气体浓度，改善操作区的环境为工作人员提供舒适的工作环境，消除对车间环境及设备的污染，提高工作人员的健康和舒适感。
2车间概况
2.1车间厂址及室外气象资料
公司选址在安徽省安庆市，位于安徽省西南部，长江下游北岸，皖河入江处，北纬29°47′～31°17′、东经115°46′～117°44′。
长江流经市境200余公里。
安庆地区属北亚热带湿润季风气候区，具有季风明显、四季分明、气候温和、雨量充沛、光照充足、无霜期长等气候特点，安庆的年平均气温约为17℃，冬季各月的平均气温均在5℃左右，并不算冷；夏季各月的平均温度在22-28℃左右，极端最高气温也未超过40℃，不算太热，无霜期在250天左右。
安庆降水充沛，年平均降水量1300mm-1500mm，主要集中在4-8月，占年降水总量的70%以上，特别是6-7月的梅雨期间，常有大到暴雨出现。
具体见表2-1。
2-1室外气候参数表
地区
纬度（北纬）
经度（东经）
年平均气温
年降水量
室外计算干球温度（℃）
气候
冬季
夏季
安庆
29°47′--31°17′
115°46′--117°44′
17℃
1300mm-1500mm
5℃
22℃-28℃
北亚热带湿润季风
2.2车间建筑结构资料
车间分为生产部和辅助部分。
生产部分包括：
准备部、喷砂部、抛光部、溶液配置室、电镀部等，辅助部分为发电室、生活间等。
车间为单层电镀车间，建筑面积为1088.6平方米。
墙——普通红砖墙；墙厚度：
240mm，墙内有20毫米厚的1：
:
25水泥砂浆抹面，外涮耐酸漆两遍。
屋顶——带有保温层的大块预制钢筋混凝土卷材屋顶；
窗——钢框玻璃，尺寸为1.50×1.80米；
地面——非保温水泥地坪；
外门——木制，尺寸为1.50×2.50米，带上亮子。
电镀车间容易对环境造成污染，应单独建造厂房，并且布置在当地风向的下风侧。
2.3工艺过程
所有由厂内机械加工车间和热处理来的零件，首先要进行表面清理，其方法有：
机械处理和化学处理。
机械处理：
体积较大的零件在喷砂室中去锈，体积较小的镀锌件在滚筒内用砂参石灰清除其上毛刺和氧化皮（湿法处理）。
化学处理：
需要化学处理的零件，先在苛性碱溶液中去油，对氧化层很厚的零件，则需在酸液中腐蚀去锈直到锈层消失为止。
需要磷化处理的条件，经表面清理后用苏打水去油，在去油后进行磷化处理，处理后再在皂液和油中进行处理，以提高防腐力。
零件经过表面处理后，在电镀前还要进行精细的电解去油和用淡的酸溶液去锈，然后进行电镀：
镀锌：
零件在氰化液槽中挂镀；
镀镍：
零件在酸性溶液中镀镍，在镀镍前需在氰化液中镀铜；
镀锡：
在碱性溶液中镀锡；
镀铬：
在铬液中镀铬，镀后在回收槽洗去附在镀件上的电解液。
电镀后的零件均在冷水槽和热水槽内清洗，为使镀件光亮，可在抛光机上用布质轮对零件进行抛光。
电解液的分析、配置和校正，均在溶液配制室内进行。
2.4工作班制
本车间为两班工作制。
2.5热源参数
2-2热源参数表
设备编号
设备名称
设备规格
溶液温度（℃）
溶液性质
10，14
热水槽
800×600×700
50
*13
化学去油槽
1500×800×800
80
碱
18，40，32
热水槽
800×600×700
50
*20，21
电解除油槽
1000×600×800
70
碱
*26
镀铬槽
1000×600×800
50
酸
*27
苏打槽
600×500×700
70
碱
*28
磷化槽
1000×800×800
90
酸
*30
皂液槽
600×500×700
70
31
油槽
600×500×700
120
*41
镀锡槽
1000×800×800
70
碱
查相关手册可得，冬季室外设计温度为-5℃，室内设计温度根据劳动强度的不同分别为：
Ⅰ级18-21℃，Ⅱ级16-18℃，Ⅲ级14-16℃，Ⅳ级12-14℃。
电镀车间准备部、喷砂部、抛光部、溶液配置室、电镀部、发电室均为16℃。
3供暖通风计算
3.1车间各工部室内热负荷计算
车间室内空气条件如下：
（1）温度：
冬季14～18℃
夏季按工业车间卫生标准要求，不高于夏季室外通风计算温度３℃
（2）湿度：
冬季湿作业部分取相对湿度为65%，一般部分取50%。
夏季不作规定。
已知单位单位面积热负荷为K=10w/㎡℃，所以根据式子
其中
--建筑面积，
；可分别计算，具体见表3-1
3-1热负荷计算表
编号
工部名称
房间面积（㎡）
K
（W/㎡℃）
tn-tw
（℃）
Q
（W）
1002
机房
67.1
10
15
10065
1003
溶液室
45.7
6855
1004
准备室
93.2
13980
1005
电镀部
137.4
20610
1006
抛光部
45.7
6855
1007
发电室
93.2
13980
1008
喷砂室
137.4
20610
总计
92955
注：
由于时间关系，负荷不详算，给定单位面积热负荷10
℃，据此估算，实际应按采暖符合计算。
3.2车间各工部冷风渗透量和大门侵入冷风量计算
据要求按维护结构耗热量的20－40％进行估算得，具体见表3-2。
3-2冷风渗透耗热量表
工部编号
维护结构耗热量（W）
渗透量占总耗热百分比（%）
冷风渗透量
总的耗热量
1008
10800
30
3240
14040
1006
10800
3240
14040
1007
12210
3663
15873
1004
7673
2302
9975
1003
7673
2302
9975
1005
21600
6480
28080
总计
70756
21227
91983
注：
由于时间关系不详算，冷风渗透耗热量和冷风侵入耗热量按维护结构耗热量的20－40％进行估算，实际应按采暖方法进行计算。
3.3车间各工部电动设备、热槽散热量计算
电动机和工艺设备的散热量Qs可按下式进行计算：
为电动机的总安装功率；
为电动机的效率；
同时使用系数，一般取0.5-1.0；
安装系数，一般为0.7-0.9；
负荷系数，一般取0.4-0.5。
所以计算结果可得表3-3。
3-3电动设备散热量表
设备名称
设备功率（kW）
散热量
（W）
抛光机
0.8
0.8
0.8
0.45
0.79
291.65
去毛滚筒
0.1
0.8
0.8
0.45
0.78
36.92
电动发电机
9
0.8
0.8
0.45
0.625
4147.2
热槽散热量分为液体表面散热量和设备表面散热量。
设备表面散热量：
式中：
--0.2～0.3m/s
--设备外表面温度，℃
--室内计算温度，℃
--设备外表面积,
液体表面散热量：
（溶液温度为室温或者温度不定的忽略不计），具体计算结果如下表（表3-4）：
3-4热槽散热量表
设备名称
溶液温度（℃）
室内空气流速（m/s）
室内平均计算温度（℃）
设备外表面积传热系数
设备外表面积（㎡）
溶液表面积（㎡）
设备外表面积散热量（kW）
溶液表面积散热量（kW）
总散热量（乘以台数）（kW）
热水槽
50
0.25
16
13.38
1.96
0.48
0.60
0.11
1.42
化学去油槽
80
0.3
16
13.73
3.68
1.2
1.16
0.52
1.68
热水槽
50
0.25
16
13.38
1.96
0.48
0.6
0.1
2.1
电解除油槽
70
0.3
16
13.73
2.56
0.6
0.8
0.2
2
镀铬槽
50
0.35
16
14.08
2.56
0.6
0.8
0.1
0.9
苏打槽
70
0.3
16
13.73
1.54
0.3
0.4
0.1
0.5
磷化槽
90
0.3
16
13.73
2.88
0.8
0.9
0.4
1.3
皂液槽
70
0.3
16
13.73
1.54
0.3
0.4
0.1
0.5
油槽
120
0.3
16
13.73
1.54
0.3
0.4
0.2
0.6
镀锡槽
70
0.35
16
14.08
2.88
0.8
0.9
0.3
1.2
各工部电动设备、热槽总散热量由表3-5得出为16.68kw
3-5各工部电动设备、热槽散热量表（kW）
喷砂部
抛光部
发电室
准备室
溶液配置室
电镀部
0.0369
0.292
8.294
8.6
7.2
11.2
3.4人体散热量
式中Q--人体散热量，kJ/h；
--考虑不同性质的工作场所、成年男子、成年女子和儿童的比例不同的群集系数；
--人数，个；
--每个成年男子的散热量，kJ/h（取175kJ/h）。
综上所述，本车间总设计热负荷为108.25kw。
选用机械循环热水采暖系统，系统中设有水泵，热媒（≤110℃的热水）进行强制循环。
考虑节省管材，采用单管上供下回式系统。
因为车间为单层，不必考虑水力垂直失调现象，并且此系统施工方便，造价低，调节配件少。
选用耐腐蚀的铸铁柱形散热器。
根据式
由上式计算可得散热器片数和面积,热源以区域锅炉房供热，经济效益高。
3.5车间各工部散湿量计算
3.5.1人体散湿量
式中
--人体散湿量，kg/h；
--计算时刻空调区内总人数；
φ--群集系数；
g--一名成年男子每小时的散湿量g/h
3.5.2热槽表面散湿量
式中
--敞开热槽表面散湿量，Kg/s
--单位水面蒸发量，kg/（
·h）
A--蒸发表面面积，
3-6热槽表面散湿量表
设备名称
数量
设备规格
溶液温度（℃）
单位水面蒸发量kg/（m2·h）
蒸发表面面积（m2）
敞开热槽表面散湿量/个（Kg/s）
冷水槽
2
800×600×700
50
3.12
0.48
0.000416333
有色金属腐蚀槽
1
1500×800×800
80
17.8
1.2
0.00593808
热水槽
2
800×600×700
50
3.12
0.48
0.000416333
黑色金属腐蚀槽
1
1500×800×800
室温
3.12
1.2
0.001040832
化学去油槽
1
1500×800×800
80
17.8
1.2
0.00593808
溶液配置槽
1
600×500×700
70
10.35
0.3
0.00086319
溶液配置槽
1
600×500×700
不定
10.35
0.3
0.00086319
酸洗槽
2
1000×600×800
室温
10.35
0.6
0.00172638
热水槽
3
800×600×700
50
3.12
0.48
0.000416333
冷水槽
7
800×600×700
3.12
0.48
0.000416333
电解除油槽
2
1000×600×800
70
10.35
0.6
0.00172638
回收槽
1
800×600×700
室温
3.12
0.48
0.000416333
镀铬槽
1
1000×600×800
50
10.35
0.6
0.00172638
苏打槽
1
600×500×700
70
10.35
0.3
0.00086319
磷化槽
1
1000×800×800Vx=0.3m/s
90
10.35
0.8
0.00230184
皂液槽
1
600×500×700
70
10.35
0.3
0.00086319
油槽
1
600×500×700
120
46.92
0.3
0.003913128
镀镍槽
1
1000×800×800
室温
10.35
0.8
0.00230184
镀铜槽
1
1000×800×800
室温
10.35
0.8
0.00230184
中和槽
1
800×600×700
3.12
0.48
0.000416333
镀锌槽
1
1000×800×800
10.35
0.8
0.00230184
镀锡槽
1
1000×800×800
70
10.35
0.8
0.00230184
各工部的散湿量等于人员散湿量和设备散湿量之和，如下表
3-7各工部总的散湿量表
工部名称
人员散湿量（Kg/s）
设备散湿量（Kg/s）
总散湿量（Kg/s）
喷砂部
0.00008757
0
0.00008757
抛光部
0.00008757
0
0.00008757
发电室
0
0
0
准备室
0.000131355
溶液配置室
0
0.00172638
0.00172638
电镀部
0.000218925
3.6车间各工部机械排风量计算
3.6.1喷砂部排风量
喷砂室采用局部防尘密闭罩，排风的作用有两个：
一是防止粉尘跑出；二是保证工作空间一定的可见性。
排风量按下式计算：
式中
--密闭罩的排风量，m3/s；
--物料下落时带入罩内的诱导空气量，m3/s；
--从孔口或不严密缝隙吸入的空气量，m3/s；
--因工艺需要鼓入罩内的空气量，m3/s；
--在生产过程中因受热使空气膨胀或水分蒸发而增加的空气量，m3/s。
取0.2m3/s，
取0.08m3/s，
只有少量设备如自带鼓风机的混砂机等才需要考虑，本设备取0.08m3/s，在工艺过程发热量大、物料含水率高时才需要考虑，本设计忽略不计。
故喷砂部总排风量
=（0.2+0.08+0.08）×数量=0.36×2=0.72m3/s.
3.6.2抛光部排风量
抛光的目的主要是为了去掉金属表面的污垢及加亮镀件，抛光轮的排气罩应采用外部吸气罩，排风量根据轮径采用以下式子计算：
式中
--与轮子材料有关的系数
--抛光轮的直径
本设计中采用布质光轮时，排风量按每毫米轮径6m3/h计算，即a=6m3/h·mm，布质光轮的直径d=200mm，因为抛光部有2台抛光机，每台抛光机有2个轮子，所以一共有4个抛光轮，故抛光部的总排风量为：
3.6.3槽边排风罩排风量
a.单侧及双侧排风的选择：
槽宽B≤700mm宜采用单侧排风
B＞700mm宜采用双侧排风
B＞1200mm宜采用吹吸式排风罩
b.条缝式槽边排风罩的排风量
条缝式槽边排风罩有单侧和双侧，高截面和低截面之分，风量计算如下式：
高截面单侧排风
高截面双侧排风
低截面双侧排风
低截面单侧排风
式中A、B--长、槽宽
M、
--排风起始速度，m/s.
以有色金属为例做详细计算：
则
其他槽边排风罩的排风量同上，计算结果见表3-8。
3-8槽边排风罩排风量表
设备编号
设备名称
控制风速
A×B
形式
总排风量
一侧排风量
（m3/s）
v（m/s）
L（m2/s）
*9
有色金属腐蚀槽
0.3
1500×800
高截面双侧
0.55
0.28
*12
黑色金属腐蚀槽
0.35
1500×800
低截面双侧
0.97
0.48
*13
化学去油槽
0.35
1500×800
高截面双侧
0.64
0.32
*15*16
溶液配制槽
0.3
600×500
高截面单侧
0.48
0.48
*18*40*32
热水槽
0.25
800×600
低截面单侧
0.34
0.34
*17
酸洗槽
0.3
1000×600
高截面单侧
0.32
0.32
*20
电解除油槽
0.35
1000×600
高截面单侧
0.38
0.38
*25
回收槽
0.3
800×600
低截面单侧
0.36
0.36
*26
镀铬槽
0.5
1000×600
高截面单侧
0.54
0.54
*27
苏打槽
0.3
600×500
高截面单侧
0.17
0.17
*28
磷化槽
0.3
1000×800
低截面双侧
0.6
0.3
*30
皂液槽
0.3
600×500
高截面单侧
0.17
0.17
*34
镀镍槽
0.3
1000×800
高截面双侧
0.4
0.2
*35
镀铜槽
0.3
1000×800
低截面双侧
0.6
0.3
*36
中和槽
0.3
800×600
高截面单侧
0.27
0.27
*38
镀锌槽
0.35
1000×800
高截面双侧
0.47
0.23
*41
镀锡槽
0.35
1000×800
低截面双侧
0.7
0.35
3-9各工部排风量汇总表
编号
工部名称
排风量m3/s
1003
溶液配制室
0.49
1004
准备工部
2.5
1005
电镀部
5.96
1006
抛光室
1.33
1008
喷砂室
0.63
4水力计算
4.1除尘系统水力计算
以喷砂室为例，该工部有该工部有两台喷砂设备，产尘设备及传动设备留在罩外，便于观察和检修。
局部密闭罩的容积小、排风量少、经济性好。
根据前面计算的排风量结果，得每台喷砂机的排风量为1140m3/h（0.315m3/s），由《简明通风设计手册》查得喷砂室的颗粒粒径大于10μm的可达85%左右，而旋风除尘器在处理粒径大于10μm的颗粒物时效率可达90%以上，所以选用旁路式旋风除尘器对颗粒物进行处理，除尘阻力△P=800Pa，采用圆形风管。
4.1.1除尘系统水力计算步骤
1.对各管段进行编号，标出长度和管径，如图4-1.
4-1除尘系统图
2.选定最不利环路：
1-3-除尘器-4-风机-5。
查通风设计手册得除尘管道内最低流速为：
水平管14m/s，垂直管12m/s。
考虑到除尘器及风管漏风，管段4和5的计算风量为
。
3.根据各管段的风量及选定的流速，确定最不利环路上各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。
对管段1：
根据，由相关手册查得管径和和单位长度摩擦阻力。
所选管径应尽量符合通风管道统一规格。
。
同理可查得各管段的管径和比摩阻，具体结果见表4-1。
4-1水力计算表
管段编号
流量[m3/h]
长度l（m）
管径D（mm）
流速（m/s）
动压P（Pa）
局部阻力系数∑§
局部阻力Z（Pa）
单位长度摩擦阻力Rm（Pa/m）
摩擦阻力Rml（Pa/m）
管段阻力Rml+Z（Pa）
1
1140
8
170
12.12
94.75
1.09
103.28
7.5
60
163.28
3
2280
4
220
13.86
123.90
0.52
64.43
10.9
43.6
108.03
4
2394
2
250
12.10
94.43
0.86
78.35
8.9
17.8
87.25
5
2394
5
250
12.06
93.81
0.74
69.42
7.3
36.5
105.92
2
1140
4.5
170
12.11
94.59
1.02
96.48
7.4
33.3
129.78
除尘器
800
4.确定管段2的管径和和单位长度摩擦
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