某厂酸洗电镀车间通风课程设计报告.docx
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某厂酸洗电镀车间通风课程设计报告
通风工程
课
程
设
计
安全工程0901班
贝晓立查溢银陈非陈骏劼
第1章设计大纲
1.1课程设计题目
某厂酸洗电镀车间通风设计
1.2课程设计资料
1、工业槽的特性：
规格八：
标号
槽子名称
槽子尺寸（mm）
长×宽×高
溶液温度（℃）
散发的有害物
1
电化学除油槽
1500×800×900
70
碱雾
2
镀锡槽
1500×500×900
75
碱雾、氢气
3
镀银槽
1500×500×900
20
氰化物
4
镀锌槽
1500×800×900
70
碱雾、氢气
2、抛光轮：
排气罩口尺寸为300*300（高）
3、土建资料：
车间平面图及剖面图：
1.3课程设计内容
1、工业槽的有害气体捕集与净化
2、抛光轮粉尘捕集与除尘
3、发电机室排除余热的通风
1.4课程设计步骤
1、工业槽通风系统的设计与计算
（1）排风罩的计算与选取（控制风速、排风量、排风罩的类型）；
（2）系统划分，风管布置（不影响操作）；
（3）通风管道的水力计算（计算一个最远和一个最近的支路，并平衡）；
（4）选择风机与配套电机（参考设计手册、产品样本）；
（5）画出通风系统轴测图。
2、抛光间的通风除尘系统设计与计算
本设计只有抛光间产生粉尘，粉尘的成分有：
抛光粉剂、粉末、纤维质灰尘等。
抛光的目的主要是为了去掉金属表面的污垢及加亮镀件。
（1）排风量的计算
一般按抛光轮的直径D计算：
L=A·D（m3/h）
式中：
A——与轮子材料有关的系数，布轮：
A=6m3/h·mm，毡轮：
A=4m3/h·mm
D——抛光轮直径（mm）。
抛光间有一台抛光机，每台抛光机有两个抛光轮，抛光轮为布轮，其直径为D=200mm，抛光轮中心标高1.2m，工作原理同砂轮。
抛光轮的排气罩应采用接受式侧排气罩，排气罩口尺寸为300*300（高）。
（2）通风除尘系统的阻力计算；
（3）选定除尘设备、风机型号和配套电机（参考设计手册、产品样本）；
（4）画出通风除尘系统轴测图。
3、发电机室的通风计算
车间有两台直流发电机，发电机室内直流发电机产生很大热量，散热量20kw，夏季应采用机械排风清除余热，且应保证室温不超过40℃（夏季室外平均温度定为32℃）。
（1）通风量计算
（2）选定风机型号和配套电机
1.5通风系统方案的确定、系统划分应注意的问题
1、除尘设备可设置在室外；
2、排风系统的结构布置应合理（适用、省材、省工）。
1.6本课程设计参考资料
[1]王汉青.通风工程.机械工业出版社,2008
[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
[7]陆耀庆.供热通风设计手册.中国建筑工业出版社,1987
1.7成果
1、课程设计说明书。
不少于12页。
包括：
目录，设计任务书，系统设计与计算，参考资料，设计体会；
2、图纸：
平面图，一个剖面图，系统图，设备材料表。
1.8图纸要求
制图标准：
图面布局合理，符合制图标准及有关规定。
包括：
平面图、剖面图、系统图和设备材料表
第2章工业通风系统的设计与计算
2.1排气罩的计算与选取
2.1.1电化学除油槽
B=800mm>700mm,采用双侧条缝式槽边排风罩。
根据国家标准设计，条缝式槽边排风罩的断面尺寸（E×F）共有三种，250×200mm、250×250mm、200×200mm。
本设计选用E×F=250×250mm。
查[1]附录3“镀槽边缘控制点的吸入速度”可得
控制风速vx=0.35m/s
总排风量L=2νxAB（B/2A）0.2=2×0.35×1.5×0.8×（0.8/2×1.5）0.2=0.645m³/s
每一侧的排风量L’=L/2=0.645/2=0.323m³/s
假设条缝口风速v0=9m/s
采用等高条缝，条缝口面积f0=L’/v0=0.323/9=0.036m²
条缝口高度h0=f0/A=0.036/1.5=0.024m=24mm
f0/F1=0.036/0.25×0.25=0.576>0.3
为保证条缝口上速度分布均匀，在每一侧分设两个罩子，设两根立管。
因此f´/F1=f0/2F1=0.036/（2×0.25×0.25）=0.288<0.3
阻力△p=ζν2ρ/2=2.34×92×1.2/2=114Pa
2.1.2镀锡槽
因B=500mm<700mm,采用单侧条缝式槽边排风罩。
根据国家标准设计，条缝式槽边排风罩的断面尺寸（E×F）共有三种，250×200mm、250×250mm、200×200mm。
本设计选用E×F=250×250mm。
查[1]附录3“镀槽边缘控制点的吸入速度”可得
控制风速vx=0.35m/s
排风量L=2vxAB（B/A）0.2=2×0.35×1.5×0.5×（0.5/1.5）0.2=0.421m³/s
假设条缝口风速ν0=10m/s
采用等高条缝，条缝口面积f0=L/ν0=0.421/10=0.042m²
条缝口高度h0=f0/A=0.042/1.5=0.028m=28mm
f0/F1=0.042/0.25×0.25=0.672>0.3
为保证条缝口上速度分布均匀，设三个罩子，设三根立管。
因此f´/F1=f0/3F1=0.042/（3×0.25×0.25）=0.224<0.3
阻力△p=ζν2ρ/2=2.34×10²×1.2/2=140Pa
2.1.3镀银槽
因B=500mm<700mm,采用单侧条缝式槽边排风罩。
根据国家标准设计，条缝式槽边排风罩的断面尺寸（E×F）共有三种，250×200mm、250×250mm、200×200mm。
本设计选用E×F=250×250mm。
查[1]附录3“镀槽边缘控制点的吸入速度”可得
控制风速vx=0.25m/s
排风量L=2vxAB（B/A）0.2=2×0.25×1.5×0.5×（0.5/1.5）0.2=0.301m³/s
假设条缝口风速ν0=9m/s
采用等高条缝，条缝口面积f0=L/ν0=0.301/9=0.033m²
条缝口高度h0=f0/A=0.033/1.5=0.022m=22mm
f0/F1=0.033/0.25×0.25=0.528>0.3
为保证条缝口上速度分布均匀，设三个罩子，设三根立管。
因此f´/F1=f0/2F1=0.033/（2×0.25×0.25）=0.264<0.3
阻力△p=ζν2ρ/2=2.34×9²×1.2/2=114Pa。
2.1.4镀锌槽
因B=800mm>700mm,采用双侧条缝式槽边排风罩。
根据国家标准设计，条缝式槽边排风罩的断面尺寸（E×F）共有三种，250×200mm、250×250mm、200×200mm。
本设计选用E×F=250×250mm。
查[1]附录3“镀槽边缘控制点的吸入速度”可得
控制风速vx=0.4m/s
总排风量L=2vxAB（B/2A）0.2=2×0.4×1.5×0.8×（0.8/2×1.5）0.2=0.737m³/s
每一侧的排风量L’=L/2=0.737/2=0.369m³/s
假设条缝口风速ν0=10m/s
采用等高条缝，条缝口面积f0=L’/ν0=0.369/10=0.037m²
条缝口高度h0=f0/A=0.037/1.5=0.025m=25mm
f0/F1=0.037/0.25×0.25=0.592>0.3
为保证条缝口上速度分布均匀，在每一侧分设两个罩子，设两根立管。
因此f´/F1=f0/2F1=0.037/（2×0.25×0.25）=0.296<0.3
阻力△p=ζν2ρ/2=2.34×102×1.2/2=140Pa。
附：
以上空气密度均取自20℃时。
2.2系统划分，风管布置
系统划分：
根据图可知，由于化学除油槽、镀锡槽、镀银槽、镀锌槽、抛光工部分布在走廊两侧，考虑到经济等因素，将它们分成两个系统，分别设置净化设备。
风管布置：
各个槽由相应的风管支管连接，然后接到干管上，由干管输送到净化设备，再经风管、风机排放。
2.3通风管道的水力计算
首先根据系统的划分和风管布置，可以确定各段管道的管径、长度、局部阻力系数。
其中局部阻力系数是查[1]附录5“部分常见管件的局部阻力系数”得；管径是先根据条缝口风速粗算，再查[1]附录6“通风管道统一规格”得；管长由风管布置确定。
对管段1：
槽高为0.9m，埋深为1m，则立管长为1.9m（有4根立管），横管长为1m，总长为1+1.9=2.9m；该管段上有1个900弯角，查得ζ=0.2，总的局部阻力系数为∑ζ=0.2（共有4根）。
对管段2：
该管段长为1+0.8+2+3.775=7.555m；该管段上有2个直角三通，速度比为0.6，查得ζ1=0.6，2个900弯角，查得ζ2=0.2，则局部阻力系数为∑ζ=0.2×2+0.6×2=1.6。
对管段3：
槽高为0.9m，埋深为1m，则立管长为1.9m（有3根立管），横管长为0m，总长为0+1.9=1.9m；局部阻力系数为∑ζ=0。
对管段4
该管段长为1.125+0.8+1.53=3.455m；该管段上有2个直角三通，速度比为0.9，局部阻力系数为0.9，2个900弯角，查得ζ2=0.2,另该管道为圆风道锥形合流三通支通道，ζ13=0.52，则总的局部阻力系数为∑ζ=2×0.2+2×0.9+0.52=2.72
对管段5：
该管段长为5.265m，该管段上有1个合流三通，F2/F3=0.33，L3/L2=0.4，局部阻力系数为ζ12=0.07，ζ13=0.52。
则总的局部阻力系数为∑ζ=0.07。
对管段6：
槽高为0.9m，埋深为1m，则立管长为1.9m（有2根立管），横管长为0m，总长为1.9m；局部阻力系数为0。
对管段7：
该管段长为1+0.8+1.505=3.305m；该管段上有1个直角三通，速度比为0.6，局部阻力系数为0.6，2个900弯角，查得ζ2=0.2,另该管道为圆风道锥形合流三通支通道，ζ13=0.05，则总的局部阻力系数为∑ζ=0.6+2×0.2+0.05=1.05。
对管道8：
该管段长为4.22m；该管段上有1个合流三通，F2/F1=0.2，L3/L2=0.2，局部阻力系数为ζ12=0.05，ζ13=0.06，则总的局部阻力系数为∑ζ=0.06。
对管段9：
槽高为0.9m，埋深为1m，则立管长为1.9m（有4根立管），横管长为1m，总长为1+1.9=2.9m；该管段上有1个900弯角，总的局部阻力系数为0.2（共有4根）。
对管段10：
该管段长为1+0.8+2=3.8m；该管段上有2个直角三通，速度比为0.9，局部阻力系数为0.9，1个900弯角，局部阻力系数为0.2,另该管道为圆风道锥形合流三通支通道，ζ13=0.91，则总的局部阻力系数为∑ζ=0.2+2×0.9+0.91=2.91。
对管段11：
该管段长为4.75m；该管段上有1个合流三通，F2/F1=0.5，L3/L2=0.34，局部阻力系数为ζ12=1.09，ζ13=0.91，则总的局部阻力系数为∑ζ=1.09。
由上数据可计算出个管道阻力，具体如下表2-1所示：
表2-1管道水力计算表
管段编号
流量
G
（m³/s）
长度
L
（m）
管径（mm）
流速
V
（m/s）
比摩阻
R
（Pa/m）
沿程阻力hy（Pa）
局部阻力系数
Εζ
动压
Pd
（Pa）
局部阻力P1
（Pa）
管段阻力hy+P1
（Pa）
1
0.162
2.9
200
6.232
2.787
8.082
0.2
23.303
4.661
12.743
2
0.648
7.555
280
9.913
4.161
31.436
1.6
58.96
94.336
125.772
3
0.142
1.9
160
7.93
5.128
9.743
0
37.731
0
9.743
4
0.426
3.455
260
7.95
2.955
10.21
2.72
37.922
103.146
113.356
5
1.074
5.265
400
7.97
1.923
16.811
0.07
38.113
2.668
19.479
6
0.152
1.9
180
7.238
3.202
6.084
0
31.433
0
6,084
7
0.304
3.305
220
8.211
4.342
7.43
1.05
40.452
42.475
49.905
8
1.378
4.22
450
7.678
1.567
6.613
0.06
35.371
2.122
8.735
9
0.185
2.9
200
6.232
4.328
12.551
0.2
23.303
4.661
17.212
10
0.74
3.8
360
7.898
2.077
7.893
2.91
37.427
108.913
116.806
11
2.118
4.75
500
11.747
2.769
6.092
1.09
82.795
90.247
96.336
附：
上表中管壁粗糙度为0.15，运动粘度为15.06m²/s，空气密度取自20℃。
最不利管路为1+2+5+8+11，下面校核最远支路和最近支路的节点处阻力是否平衡。
对环路1+2+5+8+11：
排风罩局部阻力为90Pa，管段1阻力为12.743Pa，管段2阻力为125.772Pa,管段5阻力为19.479Pa,管路8的阻力为8.735Pa,则总阻力为
Δ1=90+12.743+125.772+19.479+8.735=256.423Pa。
对环路9+10+11：
排风罩局部阻力为90Pa,管段9阻力为17.212Pa,管段10的阻力为116.806Pa,则总阻力为Δ2=90+17.212+116.806=224.018Pa。
则（Δ1-Δ2）/Δ1=（256.423-224.018）/256.423=12.74%<15%
此时处于平衡状态。
2.4选择净化设备
选择的净化设备要能够同时去除碱雾、氢气和氰化物，查阅网上资料后可选择DGS-10净化塔为系统的净化设备，其处理风量为10000m3/h,阻力为200mm水柱。
2.5风机型号和配套电机
风量Li=Kl·L=1.15×2.118=2.44m3/s=8768.52m3/h
风压Pi=Kp·P=1,2×2253.06=2704Pa
查阅网上资料可以选择GBF4-72No.6C型风机，其转数为2240rin/min,全压为2726Pa,流量为10600m3/h，轴功率为9.74Kw,所需功率为11.8Kw。
其配套电机为Y160L-4,功率为15Kw。
风量Li=Kl·L=1.15×2.118=2.44m3/s=8768.52m3/h
风压Pi=Kp·P=1,2×2253.06=2704Pa
查阅网上资料可以选择T4-72NO.8C系列离心通风机，其转数为710rin/min,全压为2740Pa,流量为28514m3/h，所需功率为35.15Kw。
其配套电机为Y225S-4,功率为37Kw。
第3章抛光工部的通风除尘设计与计算
3.1排风量的计算
一般按抛光轮的直径D计算：
L=A·Dm3/h
式中：
A——与轮子材料有关的系数
布轮：
A=6m3/h·mm毡轮：
A=4m3/h·mm
D——抛光轮直径mm
抛光工部有一台抛光机，每台抛光机有两个抛光轮，抛光轮为布轮，其直径为D=200mm，抛光轮中心标高1.2m，工作原理同砂轮。
抛光轮的排气罩应采用接受式侧排气罩，排气罩口尺寸为300*300（高）。
L=AxD=2x6x200=2400m3/h=0.667m3/s。
3.2通风量的水力计算
确定系统和布置风管：
为两个抛光轮单独提供一个空气净化系统，则可知各风管的布置。
对管段1l：
抛光轮中心标高1.2m，埋深1m，横管长2.425+2.69=5.115m,总长为1.2+1+5.115=7.315m；在这段管道上有3个90°弯角，局部阻力系数为ζ=0.2则总的局部阻力系数为∑ζ=0.2×3=0.6。
对管段2l：
抛光轮中心标高1.2m，埋深1m，横管长2.425m,总长为1.2+1+2.425=4.625m；在这段管道上有2个90°弯角，局部阻力系数为ζ=0.2,另该管道为圆风道锥形合流三通支通道，ζ13=0.41则总的局部阻力系数为∑ζ=0.2×2+0.41=0.81
对管段3l：
长为4.17m；在这段管道上有2个90°弯角，局部阻力系数为ζ=0.2x2=0.4，另该管道为圆风道锥形合流三通支通道，ζ13=0.08，则总的局部阻力系数为∑ζ=0.34+0.08=0.48。
由上数据可计算出个管道阻力，具体如下表3-1所示：
表3-1管道水力计算表
管段编号
流量
G
（m³/h）
长度
L
（m）
管径（mm）
流速
V
（m/s）
比摩阻
R
（Pa/m）
沿程阻力hy（Pa）
局部阻力系数
Εζ
动压
Pd
（Pa）
局部阻力P1
（Pa）
管段阻力R+P1
（Pa）
1l
0.667
7.315
360
6.238
1.427
10.439
0.6
23.348
14.009
24.448
2l
0.667
4.625
360
6.238
1.427
6.6
0.81
23.348
18.921
25.512
3l
1.334
4.17
450
7.832
1.687
7.035
0.48
36.804
17.666
24.701
3.3选定净化除尘设备
查阅网上资料可知，本设计可选择CF-LTC-2-8型除尘器，其处理风量为6400m3/h,压损为1200Pa,喷吹气量为0.8m3/min，除尘效率为99.99%
3.4选定风机型号和配套电机
风量：
L’=KL·L=1.15×1.334=1.534m3/s=5523m3/h
风压：
ΔP’=KP·ΔP=1.2×（25.512+24.701+1200）=1500Pa
根据便于通风机与系统管道的连接和安装，应选取合适的通风机出口方向和传动方式，以及尽量选用噪声较低的通风机等原则。
在该系统中选用C4-73No.3.6C型风机，主轴转速3550r/min，全压1961Pa，流量6794m3/h；全压效率为85%，轴功率为3.9Kw,所需功率为4.7Kw,配套电机型号为Y132S1-2,功率为5.5KW。
第4章发电机室的通风计算
车间有两台直流发电机，发电机室内直流发电机产生很大热量，散热量20kw，夏季应采用机械排风清除余热，且应保证室温不超过40℃（夏季室外平均温度定为32℃）。
4.1通风量计算
两台直流发电机产热量Q=20KW
40℃，又室外平均温度为32℃，则温差为△t=40-32=8
则风设室温为量为G=Q/（K×△t）=20/（1.01×8）=2.50kg/s=7500m3/h。
4.2选定风机型号和配套电机
根据所需风量、风压及选定的通风机类型，确定通风机的机号。
在确定通风机的机号时，应修正风量。
风量：
L’=KL·L=1.1x7500=8250m3/h
根据便于通风机与系统管道的连接和安装，应选取合适的通风机出口方向和传动方式，以及尽量选用噪声较低的通风机等原则。
在该系统中选用型号BT35-11NO6.3，叶轮直径为500mm，叶轮周速36.7m/s，主轴转速1450r/min，叶片角度15deg，风量9393m3/h，全压196pa;配用电机型号为YSF802-4，功率0.75KW。
设计小结
通过一个星期的通风工程课程设计，我更加理解了课本上的重点、难点，对课本上的内容有了更深刻的了解，也对通风工程的设计过程有了一个较为清晰的认识。
做设计的过程中，用到了许多从前学过的知识，因为自己对那些内容掌握的不牢，花费了一些时间去看那些书，但也正是这样让我能够把前后学习的内容融会贯通了，对我们的专业有了进一步的认识。
做设计的过程中，我们小组的同学互帮互助，一起探讨遇到的难点，同时也有王志勇老师在百忙之中抽出时间来给我们指导，谢谢王老师！
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参考资料
[1]王汉青.通风工程.机械工业出版社,2008
[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
[7]陆耀庆.供热通风设计手册.中国建筑工业出版社,1987
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