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

目录

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

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。

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）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=16.58m/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

③管段3

Qv3=2700m3/h（0.75m3/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=6700m3/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=6700m3/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=6700m3/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

△pm1=22×11=242Pa

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

△pz1=∑ζPd1=1.4×164.94=230.92Pa

3）管段1的阻力

△p=△pm1+△pz1=472.92Pa

②管段2

1）摩擦阻力

△pm2=156Pa

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

△pz2=153.54Pa

3）管段2的阻力

△p=309.54Pa

③管段3

1）摩擦阻力

△pm3=70Pa

2）局部阻力

局部阻力系数

直流三通2个ζ=0.4

管内动压

Pd3=164.94Pa

△pz3=65.98Pa

3）管段3的阻力

△p=135.98Pa

④管段4

1）摩擦阻力

△pm4=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

△pz4=269.46Pa

3）管段4的阻力

△p=353.46Pa

⑤管段5

1）摩擦阻力

△pm5=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

△pz5=40.1Pa

3）管段5的阻力

△p=84.1Pa

⑥管段6

1）摩擦阻力

△pm6=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

△pz6=65.71Pa

3）管段6的阻力

△p=93.71Pa

⑦管段7

1）摩擦阻力

△pm7=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

△pz7=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

△p1=472.92Pa△p2=309.54Pa

△p1-△p2/△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=143Pa

局部阻力Pz=144.16Pa

△p=287.16Pa

重新校核支点处的阻力平衡

△p1-△p2/△p1=7.2%<10%符合要求

②节点B

△p3=135.98Pa△p4=353.46Pa

△p4-△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=24m/sRm3=36Pa/m

摩擦阻力Pm=180Pa

局部阻力Pz=138.24Pa

△p=318.24Pa

重新校核支点处的阻力平衡

△p4-△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

管段编号

空气流量Qv/（m3/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=2144.35Pa

风机风压

Pf=Kp△p=1.2×2144.35=2573.22Pa

风机风量

qv,f=Kqqv=1.15×6700=7705m3/h

选用4-68No.6.3c风机，其性能为

qv,f=17828m3/hpf=2893Pa

风机转速：

n=2240r/min

配用Y180M—2，电动机功率N=22kw

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。

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