除尘系统设计

程

设

计

课题名称    某企业生产车间除尘系统设计       

专业名称           安 全 工 程               

所在班级                                     

学生姓名                                     

学生学号                                     

指导教师                                     

课 程 设 计 任 务 书

安全与环境工程 系   安全工程   专业

学生姓名：         学号：             专业：安全工程

1. 设计题目：某企业生产车间除尘系统设计

2.设计期限：自2010年12月12日开始至2010年12月25日完成

3.设计原始资料：1）某企业生产车间平面布局；2）抛光间、打孔间局部排风罩风量；3）暖通空调制图标准GBT50114-2001；4）《简明通风设计手册》。 

4. 设计完成的主要内容：1）抛光车间除尘系统设计与计算；2）打孔车间除尘系统设计与计算；3）除尘系统轴测图与平面图。

5. 提交设计（设计说明书与图纸等）及要求：提交一份某企业生产车间除尘系统设计报告和设计图纸两张。要求语句通顺、层次清楚、推理逻辑性强，设计改进明确、可实施性强。报告要求用小四号宋体、A4纸型打印；图纸部分要求运用Auto CAD严格按照作图规范绘制，采用国际统一标准符号和单位制，并打印。

6. 发题日期：  2010  年  12  月  5  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。

此次课程设计为工业通风中的除尘系统设计，主要要将打孔车间和抛光车间产生的大量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。在该课程设计中，该企业存在的须除去的粉尘有抛光生产车间产生的抛光粉剂、粉末、纤维质灰尘等（石棉粉尘）和打孔车间中产生的较大颗粒的木块和刨花。车间职工长期工作在此吸入大量粉尘不能排出易造成矽肺、石棉肺或尘肺等职业疾病。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车间简介

以下是该企业抛光车间和打孔车间的俯视图和侧视图，见图1

图1  某企业的抛光车间打孔车间平面图和剖视图

某企业生产车间如图所示，有3个抛光间，1个打孔间。整体厂房的长为19.2m，宽为14.4m，高为6m。厂房一边设置分成3个抛光车间和2个打孔车间，每个厂房的宽为4.8m，长为6m，高为6m。打孔间有2台打孔机。

2.1抛光车间

    每个抛光车间内均设有一台抛光机,每个抛光间有1台抛光机，每台抛光机有1个抛光轮抛光机由一个抛光轮组成。抛光轮的中心标高是1.2m。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（石棉粉尘）。抛光的目的主要是为了去掉金属表面的污垢及加亮镀件。

2.2打孔车间

    打孔间有2台打孔机。打孔机在工作时，会产生较大颗粒的木块和刨花。

3抛光轮粉尘和打孔粉尘捕集与除尘系统设计

3.1确定系统

3.1.1系统划分的原则

    当车间内不同地点有不同送风、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。

3.1.2划分系统

三个抛光间空气处理量、室内参数要求、生产流程相同，扬尘点相距很近，故可合设一个系统。打孔间与抛光间需处理的粉尘种类和粒径范围不同，处理的风量和生产流程不同，可另设一个系统。故将三个抛光间、管道、除尘器和风机设为一个C1系统，打孔车间、管道、除尘器和风机另设一个C2系统。

3.2排风罩的确定

3.2.1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

     减小其吸气范围，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。

（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。

 3.2.2局部排风罩的种类

     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；

3.2.3选定局部排风罩

抛光间的抛光轮为布轮，其直径为D=200mm，抛光轮中心标高1.2m，工作原理同砂轮。相关资料如下：

     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

风量为。由于其在工作时高速旋转，产生诱导气流，可在正对诱导气流的方向设置接受式侧排风罩，排风罩口尺寸为 300×300（高）,在罩口另加一块200×300的挡板，罩口中心离地面1.2m，

打孔机在工作时，会产生较大颗粒的木块和刨花，宜采用上部吸气罩，排风罩口尺寸为300*300（高），罩口离地面1.12m,风量。

3.3风管布置截面及材料的选择

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。如必须水平敷设或倾角小于30°时，应采取措施，如加大流速、设清扫口等。

（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。

具体风管的布置如附图所示。

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）

因本设计属除尘系统设计，管内流速较高，阻力较大，故采用圆形风管，具体尺寸见附图。

钢板易于工业化加工制作，安装方便，采用钢板。

3.4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。

车间高6.0m，将排风口所处的管道设为6.5m,加上风机的高度，排风口高出地面7~7.5m。

3.5除尘器的选择

       除尘器的选型要考虑多种因素和条件，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，需处理的风量较小，两者皆选用较为经济实用的旋风除尘器。抛光车间C1系统选用XCX-φ1000旋风除尘器，打孔车间C2系统选用选定XZZ-II-D560型多管除尘器。具体参数见表2：

表2除尘器参数

3.7.1 C1系统水力计算

    图2  C1系统轴测图

    拟选风机C6-48NO.5C，进口尺寸为,出风口尺寸为

风量

    管段1,2,7的直径取,

    管段3的直径取,

    管段4的直径取

    管段5,6的直径取

1）管段1，2

侧吸罩

   90°弯头两个

图3  对称型60°合流三通图

对称型60°三通：

2）管段3

90°弯头两个

45°合流三通： 

3）管段4

90°弯头两个

渐扩管：除尘器进口尺寸为，局部阻力

∑ζ=0.3

4）管段5

90°弯头两个

渐缩管：除尘器出口尺寸为，变径管长为

渐扩管：风机进口尺寸为，变径管长为

5）管段6

渐扩管：风机出口尺寸为，管径为340mm, 

带扩散管的伞型帽

6）管段7

侧吸罩

90°弯头两个

图4  45°合流三通图

45°合流三通：                       

7）XCX-φ1000旋风除尘器

8）阻力平衡

管段1，3和管段7的阻力分别为

阻力不平衡

mm,取

调整后，

阻力平衡

则将管段7的管径改为150mm,三通处加一个渐扩管

9）计算总阻力和总风量

选取1-3-4-除尘器-5-风机-6为最不利环路

10)选择风机

风机风量

风机风压

选用C4-73-11NO.3.6C型离心风机

风机转速皮带传动电机Y112M-2

功率4kw

三角带A1800

皮带轮：主轴端35-A2-145,电机端28-A2-1

电机导轨SHT-1

表3 C1系统水力计算表

图5  C2系统轴测图

    拟选风机C6-48NO.4C，进口尺寸为,出口尺寸为

    旋风除尘器选定XZZ-II-D560型多管除尘器，进口尺寸，出口尺寸

    风量

    管道1和管道2的直径取,

    管道3的直径取,

    管道4，5的直径取,

1）管道1和管道2

接收罩

60°对称合流三通

图6  对称型60°合流三通图

90°弯头一个

2）管道3

 渐扩管：除尘器进口尺寸为，变径管长为

∑ζ=0.5

3）管段4

90°弯头两个

渐缩管：除尘器尺寸出口尺寸为，变径管长为

渐扩管：风机进口尺寸为,变径管长为，

4)管段5

风机出口尺寸为,ζ≈0

带扩散管的伞型帽

 ∑ζ=0.6

5)旋风除尘器局部阻力为

6)因管段1和管段2情况相同，阻力相同，阻力平衡

7)计算总阻力

8)选择风机

风机风量

风机风压

选用C6-48NO.4C离心风机

风机转速皮带传动

功率2.2kw

表4  C2系统水力计算表

管段

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，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，映证了“熟能生巧”这句话。为避免产生思维定势，本次课程设计未参考往届学生的课程设计模板。在设计过程当中得到了指导老师、同宿舍同学的大力支持和热情帮助，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[M]. 中国建筑工业出版社（第四版）, 2010

[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