2014井冈山大学建筑工程学院通风工程课程设计说明书

《通风工程》课程设计说明书学院建筑工程学院专业建筑环境与设备工程指导老师黄文先学号姓名刘志文学号111614027二零一四年六月第1页目录前言·············································2第一章设计原始资料及设计任务····················3一.设计原始资料····························3二.设计任务················5第二章通风除尘系统设计·············6一.风管的选择················6二.其他设备的确定··············7三.除尘系统管道水力计算···········7四.对管路进行阻力平衡···········12五.计算系统的总阻力············14六.选择风机················14第三章通风系统的安全管理············14一.一般性管理···············14二.其他管理················15参考资料·····················16设计小结·····················17水力计算表·······································18第2页前言《通风工程课程设计》是通风工程课程学习的重要部分，其主要任务是，了解控制生产过程中产生的粉尘、有害气体、高温、高湿，和创造良好的生产环境和保护大气。做好通风工程工作，一方面能够改善生产车间或其周围的空气生产条件，防止职业病的产生，保护人民健康，从而提高劳动生产效率；另一方面可以保证生产正常运行，提高产品质量。随着当今工业的不断发展，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全球性的问题。如何做好工业通风，是我们《通风工程课程设计》研究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。车间中的粉尘浓度如果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，使我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，培养了我们的动手能力以及合作能力，感谢老师精心为我们挑选的课程设计题目，我们定将更加努力，把《通风》这项专业课程学好。第3页第一章设计原始资料及设计任务一.设计原始资料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,包括风管断面尺寸和阻力,并选择风机和电机。图1通风除尘系统图第4页表1一般通风系统风管内的风速（m/s）风管部位生产厂房机械通风民用及辅助建筑物钢板及塑料风管砖及混凝土风管自然通风机械通风干管6～144～120.5～1.05～8支管2～82～60.5～0.72～5表2除尘通风管道内最低空气流速（m/s）粉尘性质垂直管水平管粉尘性质垂直管水平管粉状的粘土和砂1113铁和钢（屑）1923耐火泥1417灰土、沙尘1618重矿物粉尘1416锯屑、创屑1214轻矿物粉尘1214大块干木屑1415干型砂1113干微尘810煤灰1012燃料粉尘14-1616-18湿土（2%以下水分）1518大块湿木屑1820铁和钢（尘末）1315谷物粉尘1012棉絮810麻、短纤维粉尘、杂质812水泥粉尘8-1218-22第5页表3局部阻力系数值部件名称局部阻力系数值密闭罩1.0外部吸气罩0.1860°弯头（R=1.5D）0.1690°弯头（R=1.5D）0.2直流三通0.2支流三通（30°）0.18除尘器出口减缩管0.1风机出口0.1伞形风帽0.7注：除尘器入口和风机入口的局部阻力可忽略不计。二.设计任务1.课程设计内容：（1）除尘管道设计（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，均匀送风管道的计算）；（2）排风罩设计（排风罩的形式确定、排风量计算）；（3）除尘器选择（除尘器的效率、阻力、处理风量的计算）；（4）通风机选择（通风机风量、风压、功率、效率的确定）；学生根据给定设计材料，分析后，合理安排设计内容，进行以上第6页4方面的设计，最终完成整个系统的通风与除尘设计。2.基本要求：（1）设计之前，仔细阅读设计大纲和课程设计任务书，明确设计目的和任务；（2）弄清设计材料中尘源分布及特点；（3）计算、设备选型必须有科学依据或依照专门的设计规范；（4）设计图纸必须清晰、整洁，符合工程图的基本要求；（5）独立编写设计说明书，字数不低于2000字，并列出参考文献资料目录。第二章通风除尘系统设计一.风管的选择用作风管的材料有薄钢板、硬聚乙烯塑料板、胶合板、矿渣石膏板、砖及混凝土等。这里选用薄钢板，因为它的优点是易于工业化加工制作、安装方便、能承受较高温度。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；第7页布置时不易与建筑、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。二.其他设备的确定布置管道时，应尽量取直线，减少弯头。圆形风管弯头的曲率半径一般应大于（1～2）倍管径。故此处取90弯头。由于管道中含尘气流对弯头的冲刷磨损，极易磨穿、漏风，影响正常的集尘效果，因此要对弯头加以耐磨设施。三通内流速不同的两股气流汇合时的碰撞，以及气流速度改变时形成涡流时造成局部阻力的原因。为减小三通的局部阻力，应避免引射现象，还应注意支管和干管的连接，减小其夹角，所以支管与总管的夹角取30a；同时，还应尽量使支管和干管内的流速保持相等。通弯头一样，三通管件也应加耐磨设施。抛光车间粉尘的粒径为0.5～1μm，而袋式除尘器对1.0μm的粉尘，效率高达%99~%98。所以选用袋式除尘器。它的进口尺寸mm800300，风机进口直径mmD500,风机出口尺寸mm315410。且根据该车间内粉尘的特性，布袋应选用抗静电拒水防油型特殊滤料。三.除尘系统管道水力计算⑴对各管进行编号，标出管段长度和各排风点的排风量。见附第8页图。⑵选定最不利环路，本系统选择1—3—5—除尘器—6—风机—7为最不利环路。合流三通（1-3）图2⑶根据各管道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。根据表6-4（除尘风管的最小风速），输送含有水泥粉尘的空气时，风管内最小风速为：垂直风管12/ms，水平风管18/ms。考虑到袋式除尘器的反吹风量17403/mh及风管漏风率按10%计算，管段6及7计算风量为（800+1500+400）×1.1+1740=86703/mh管段1根据hmL/80031（0.223/ms）、201v/ms由附录6可查出管径和单位长度摩擦阻力。所选管径应尽量符合附录8的通风管道统一规格。mmD1201mPRam/531同理可查得管段3、5、6、7的管径及比摩阻，具体结果见表1第9页⑷确定管段2、4的管径及单位长度摩擦阻力，见表1⑸查附录5，确定各管段的局部阻力系数。①管段1摩擦阻力,1,115311mmpRlPa=583Pa局部阻力设备密闭罩190弯头（1/DR）1个1合流三通合流三通（1—3）见图2根据321FFF302230.0230.70.035FF7.02300150032LL查得12.0113.112.025.01管内动压22,111.22024022dpvPa,1,11.13240zdppPa=271.2Pa管段1的阻力111583271.2mzpppPa=854.2Pa②管段2摩擦阻力,1,22276mmpRlPa=583Pa局部阻力矩形伞形罩6016.090弯头（1RD）2个0.2520.5合流三通（2—3）见图2查得21第10页0.160.511.66管内动压22,221.218.8212.122dpvPa,2,21.66212.1zdppPa=352Pa管段2的阻力2,2,2162352mzpppPa=514Pa③管段3摩擦阻力,3,33215mmpRlPa=105Pa局部阻力合流三通（3—5）见图2345FFF45a60.0102.0062.0254FF4540000.606300LL查得5.030.5管内动压22,331.218194.422dpvPa,3,30.5194.4zdppPa管段2的阻力3,3,310597.2mzpppPa=202.2Pa④管段4摩擦阻力,4,44136mmpRlPa=78Pa局部阻力设备密闭罩190弯头（1RD）1个0.25合流三通（4→5）见图2查得40.410.250.41.65第11页管内动压22,441.218194.422dpvPaPa,441.65194.4zppPa=97.2Pa管段4的阻力4,4,478320.76mzpppPa=398.76Pa⑤管段5除尘器进口变径管（渐扩管）除尘器进口尺寸318552mm，变径管长度360mm，1552318tan0.3252360180.040.04管内动压22,551.216153.622dpvPaPa,550.04153.6zppPa=6.14Pa管段5的阻力5,5,527.26.14mzpppPa=33.34Pa⑥管段6摩擦阻力,6,667.44mmpRlPa=29.6Pa局部阻力除尘器出口变径管（渐缩管）除尘器进口尺寸3188552mm，变径管长度300Lmm,1552318tan0.39255221.31.090弯头（1RD）2个0.2520.50.10.50.6第12页管内动压22,661.216.7167.322dpvPaPa,660.6167.3zppPa=100.4Pa管段6的阻力6,6,629.6100.4mzpppPa=130Pa⑦管段7摩擦阻力,7,777.48mmpRlPa=59.2Pa局部阻力根据设计经验，初步选择4-68No.5A风机,风机的出口尺寸为420480mmmmD4807270.4240.690.420.48FF出扩散角度按设计定为100.1带扩散管的伞形风帽（5.0/0Dh）60.00.60.10.7管内动压22,771.216.7167.322dpvPaPa,770.7167.3zppPa=117.1Pa管段7的阻力7,7,759.2117.1mzpppPa=176.31Pa四.对管路进行阻力平衡：节点A（详情请见水力计算表）1854.2aPP2514aPP121854.251439.8%10%852.4PPP第13页为使管段1、2达到阻力平衡，要修改原设计管径，重新计算管段阻力，改变管段1的管径。根据公式（8-20），0.2250.2251112854.2120135.0514PDDmmP根据通风管道统一规格，