工业通风课程设计电镀车间.docx
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工业通风课程设计电镀车间
湖南工学院
课
程
设
计
课题名称某企业电镀车间喷砂室除尘系统设计
专业名称安全技术管理
所在班级
学生姓名
学生学号
指导教师
湖南工学院
课程设计任务书
安全与环境工程学院安全技术管理专业
学生姓名：
学号：
专业：
安全技术管理
1.设计题目：
某企业电镀车间喷砂室除尘系统设计
2.设计期限：
自2012年5月14日开始至2012年5月27日完成
3.设计原始资料：
1）电镀的基本介绍，以及喷砂室在喷砂过程中产生的粉尘种类；2）通风系统方案的确定,系统划分应注意的问题；3）某企业加工车间平面布局；4）车间平面图。
4.设计完成的主要内容：
1）电镀车间喷砂室除尘系统设计与计算（排风罩的类型，风量，尺寸；系统划分与风管布置；风管截面的选择，材料；除尘器的类型，原理；水力计算；图纸要求有平面图和轴测图，图面清晰准确）。
2）除尘设备设置，排风系统的结构布置。
5.提交设计（设计说明书与图纸等）及要求：
1）作图规范，设计图纸要求有平面图和轴测图，并相应表上图名，图号和相关尺寸。
图例符号符合国家统一标准。
2）公式统一在公式编辑器里编辑。
3）单位符合国家统一标准。
4）完成课程设计说明书一份。
5）正文内容一律统一采用小四宋体，用A4纸打印。
6.发题日期：
2012年5月1日
指导老师（签名）：
学生（签名）：
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。
此次课程设计为某企业电镀车间喷砂室除尘系统设计，主要要将车间产生的高浓度粉尘通过合理有效的除尘系统来净化空气，提高车间的空气质量。
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某企业电镀车间简介
图1某企业车间俯视图及侧视图
某企业电镀车间如图所示，厂房设置有一个抛光车间，一个电镀生产线车间和一个喷砂室。
2.1喷砂室简介
喷砂室又叫喷丸房、打砂房，是进行大中型工件表面清理、除锈的专门场所。
喷砂室主要由喷砂室体、磨料回收系统、通风除尘系统、工件输送系统、电控系统、照明系统等组成。
喷砂室体主要是不让喷砂过程中产生的粉尘及磨料外泄，产生的粉尘由通风除尘系统集中收集处理，同时，散落的磨料由磨料回收系统循环回收利用。
喷砂室的主要特征是喷砂过程中操作者处于室内。
防护服和头盔可防止操作者受到磨料冲击，通风装置通过头盔为操作者提供新鲜空气。
喷砂室主要用于大型零件或采用自动喷砂装置处理非常昂贵的零件。
安装在喷砂房内的喷嘴机械手可对零件表面进行自动喷砂，自动喷砂处理难达到的区域可通过手动喷砂完成。
这样既保持了灵活性，又降低了对喷砂操作者数量的要求。
该电镀车间喷砂室有一个大型喷砂机，在喷砂过程中会产生高浓度粉尘，所用材料为金刚砂，可回收。
该喷砂室长、宽、高都为2米。
室内空间较小。
3除尘系统设计
3.1确定系统划分
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：
1）同一生产流程、同时工作的扬尘点相距不远时，宜合设一个系统；
2）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；
3）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。
为便于运行管理，且该车间厂房的空气处理要求相同、室内参数要求也相同，因此可以设计成由一台风机与其联系在一起的管道及设备构成一个系统。
3.2排风罩
3.2.1排风罩的种类
按照工作原理不同，局部排风罩可分为以下几种形式：
（1）密闭罩；
（2）柜式排风罩（通柜式）；
（3）外部吸气罩（包括上吸式、侧吸式、下吸式用槽边排风罩等）；
（4）接受式排风罩；
（5）吹吸式排风罩；
3.2.2局部排风罩的设计原则
设计局部排风罩时应遵循以下原则：
（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。
设计时要充分考虑操作人员的位置和活动范围。
（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，使局部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，如穿堂风，送风气流等对吸气气流的影响。
3.2.3选择排风罩
本设计的研究对象为某企业电镀车间喷砂室喷砂过程中所产生的高浓度粉尘，根据局部排风罩的设计原则，本次设计选择密闭罩，它把污染物源全部密闭在罩内，在罩上设有工作孔，从罩外吸入空气，罩内污染空气由上部排风口排出。
它只需较小的排风量就能有效控制污染物的扩散，排风罩气流不受周围气流的影响。
罩口尺寸为300mm*300mm，罩口离地面高为2m，风量L＝4000m3/h。
3.3风管
3.3.1风管布置的原则
风管的布置应该符合以下原则：
（1）除尘系统的排风点不宜过多，以利各支管间阻力平衡。
（2）除尘风管应尽可能垂直或倾斜敷设，倾斜敷设时与水平夹角最好大于
。
（3）在除尘系统小，为防止风管堵塞，风管直径不宜小于下列数值：
排送细小粉尘80mm；
排送较粗粉尘100mm；
排送粗粉尘130mm。
（4）排除含有剧毒物质的正压风管，不应穿过其他房间。
（5）风管上应设置必要的调节和测量装置（如阀门、压力表、温度计、风量测定孔和采样孔等）或预留安装测量装置的接口。
调节和测量装置应设在便于操作和观察的地点。
（6）风管的布置应力求顺直，避免复杂的局部管件。
弯头、三通等管件要安排得当，与风管的连接要合理，以减少阻力和噪声。
3.3.2风管截面及材料的选择
表1除尘风管的最小风速（m/s）
粉尘类别
粉尘名称
垂直风管
水平风管
纤维粉尘和矿物粉尘
干锯末、小刨屑、纺织尘
10
12
木屑、刨花
12
14
干燥粗刨花、大块干木屑
14
16
潮湿粗刨花、大块湿木屑
18
20
金刚砂、刚玉粉
15
19
耐火材料
14
17
石棉粉尘
12
18
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。
钢板易于工业化加工制作，安装方便，能承受较高的温度，因本次设计为除尘设计，采用厚度为3.0
5.0mm的钢板。
3.3.3排风口位置的确定
排风口设置应满足以下要求：
（1）在一般情况下通风排气立管出口至少应高出屋面0.5m。
（2）通风排气中的有害物质必须经大气扩散稀释时，排风口应位于建筑物空气动力阴影区和正压区以上。
（3）要求在大气中扩散稀释的通风排气，其排风口上不应设风帽，为防止雨水进入风管可在下部斜设排水口。
（4）车间高7.0m，将排风口所处的管道设为8m,加上风机的高度，排风口高出地面9~10m。
3.4除尘器
3.4.1除尘器的选择
除尘器的选型要考虑多种因素和条件，目前常用除尘器根据主要除尘机理的不同，可分为以下几类：
（1）重力除尘，如重力沉降室；
（2）惯性除尘，如惯性除尘器；
（3）离心力除尘，如旋风除尘器；
（4）过滤除尘，如袋式除尘器、颗粒层除尘器、纸过滤器；
（5）洗涤除尘，如自激式除尘器、卧式旋风水膜除尘器；
（6）静电除尘，如电除尘器。
下面是重要事项：
（1）按处理气体量选型
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。
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。
（2）按粉尘的分散度和密度选型
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。
在本次设计中，采用脉冲喷吹袋式除尘器。
脉冲喷吹袋式除尘器的除尘机理是利用含尘气流通过滤料时将颗粒物分离捕集的装置。
在袋式除尘器的结构形状与清灰方法直接相关，我们在这里采有脉冲清灰方式清灰强度高，清灰效果好。
由于清灰时间短，与大多数离线清灰除尘器相比，它可以采用在线清灰，清灰时除尘器还可以连续工作。
3.5水力计算
3.5.1喷砂室除尘系统水力计算
图2通风除尘系统的系统图
用假定流速法进行通风管道的水力计算如下:
1）对各管段进行编号，标出管段长度和各排风点的风量。
2）确定合理的空气流速
3）根据各管段的风量及选定的流速，确定各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。
根据表1，可知输送含有金刚砂时，风管内最小风速为：
垂直风管15
、水平风管19
。
考虑到除尘器及风管漏风，管段2及3的计算风量为：
4000×1.05=4200m3/h
根据
=4000m3/h（1.11）m3/s
=19
可查出单位长度摩擦阻力和尽量符合附录8通风管道统一规格的管径。
=260㎜
=17
4）确定管段2、3的管径及比摩阻，具体结果见表2
5）确定各管段的局部阻力系数
（1）管段1
设备密闭罩ξ=1.0（对应接管动压）
90°弯头（R/D=2）1个ξ=0.15
除尘器进口尺寸300×800mm,变径管长度500mm
除尘器进口变径管（渐扩管）
由附录10得
（2）管段2
除尘器进口变径管（渐扩管）
除尘器进口尺寸300×800mm,变径管长度400mm
由附录10得
90°弯头（R/D=2）2个ξ=0.3
风机进口渐扩管，先近似选出台风机，风机进口直径
变径管长度l=300mm
ξ=0.16
（3）管段3
风机出口尺寸：
410×315mm
ξ=0
带扩散管的伞形风帽（h/D=0.5），查得ξ=0.60，
（4）计算各管段的沿程阻力和局部阻力，见水力计算表。
（5）计算系统的总阻力
6）风机选择
风机风量
m3/h
风机风压
选用C4-73-11NO3.6C型风机，风机的转速n=3550r/min皮带传动.。
Lf=4700m3/hPf=2354Pa
配用Y132S1-2型电动机，电动机功率N=5.5KW
表2管道水力计算表
管段
编号
流量
m3/h
m3/s
长度
l
m
管径
D
㎜
流速
v
m/s
动压
Pd
Pa
局部阻力系数
Σξ
局部阻力Z
Pa
单位长
比摩阻
Rm
Pa/m
摩擦阻力
Rml
Pa
管道阻力
Rml+z
Pa
备注
1
4000（1.11）
6.0
260
19
216.6
1.95
422
17
102
524
2
4200（1.16）
7.0
320
15
135
0.56
76
9
63
139
3
4200（1.16）
8.0
320
15
135
0.6
81
9
72
153
除尘器
1200
4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，考虑了各种人机关系，及实际可行性。
在管道长度及计算过程中可能存在少许误差，但不影响整个系统的工作效率及布置。
此次课程设计，刚开始，设计这除尘系统，不知该怎么动手，于是上网查阅了大量关于通风除尘系统的资料，同时也参考了一下历届通风系统课程设计的流程，在宿舍跟曹关林一起舍友讨论关于除尘系统怎么设计，水力计算怎么算。
这让我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。
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。
在设计过程当中得到了老师、同学们的支持和帮助，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。
参考文献
[1]孙一坚.工业通风.中国建筑工业出版社（第三版）,1994
[2]孙一坚.简明通风设计手册.中国建筑工业出版社,2006
[3]中国有色工程设计研究总院.采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003）.中国计划出版社,2004
[4]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
[5]中华人民共和国建设部.通风与空调工程施工质量验收规范（GB50243-2002）.中国计划出版社,2002
[6]冶金工业部建设协调司编．钢铁企业采暖通风设计手册．冶金工业出版社，1996
附图
附录一某企业生产车间除尘系统平面图
附录二某企业生产车间除尘系统轴测图
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