车间铁粉、锅炉通风设计

安全工程专业《工业通风与除尘》课程设计目 录一、 前言 1二、 车间基本情况简介 11. 车间空间布局简介 12. 车间内粉尘情况 1三、 设计准备 21. 系统划分 22. 局部排风罩 23. 风管的选择 44. 风机的选择 65. 除尘器的选择 6四、 方案设计 7(一) 方案一 7抛光机系统 7高温炉系统 12(二) 方案二 18抛光机系统 18高温炉系统 21五、 办公室和更衣室的均匀送风设计 251. 通风管道材料选择 252. 通风管路的设计计算 25六、 方案选择 27七、 总结 28参考文献 29设备清单 306一、 前言人类在生产和生活的过程中，需要有一个清洁的空气环境（包括大气环境和室内空气或境）因此，就要在生产和生活的过程采用通风和除尘技术 通风工程在我国实现四个现代化的进程中，一方面起着改善居住建筑和生产车间的空气条件，保护人民健康、提高劳动生产率的重要作用；另一方面在许多工业部门又是保证生产正常进行，提高产品质量所不可缺少的一个组成部分 工业通风是控制车间粉尘、有害气体或蒸汽和改善车间内微小气候的重要卫生技术措施之一其主要作用在于排出作业地带污染的或潮湿、过热或过冷的空气，送入外界清洁空气，以改善作业场所空气环境二、 车间基本情况简介1. 车间空间布局简介某企业加工车间高8m，宽10m，长20m，长边南北向布置，南侧长边侧墙居中设有窗户6个，窗台高1.0m，窗户高4m，宽2m，每个窗户相隔1m，两侧距侧墙1.5m。

车间墙厚度均为20cm车间内有编号为1~16#的16个工作台，分2行，每列8台沿车间长边均匀布置，两行间距4m，两行东西边缘距侧墙2m，南北边缘距侧墙2m，高度均为1.2m，1~8#为抛光机，操作台宽度1m、长度1.5m，每台抛光机有2个抛光轮，直径均为0.4m，抛光间产生粉尘，粉尘的成分有：抛光粉剂、粉末、金属粉尘等（铁粉尘）9~16#为高温炉，生产过程中产生高温含尘烟气（无有毒物质），粒径范围约为0.010-40um，粒径范围炉内温度为700℃，室温为20℃，尺寸为1.5m*1.0m加工车间北侧沿厂房北墙外部并列设有贴邻厂房的一间办公室，一间更衣室，尺寸均为沿车间宽边长5m，宽5m，高8m，要求均采用均匀送风的方式提供新风2. 车间内粉尘情况（1） 抛光粉，抛光粉通常由氧化铈(VK-CE01)、氧化铝(VK-L30F)、氧化硅(VK-SP50F)、氧化铁、氧化锆(VK-R30F)、氧化铬等组份组成，不同的材料的硬度不同，在水中的化学性质也不同，因此使用场合各不相同目前，广泛应用于玻璃抛光，硬度适中抛光粉成分不一，不同厂商、不同用途的抛光粉粒径都不相同，但抛光粉可以通过呼吸道，直接进入肺部。

长时间及大量吸入可以在肺部沉积，形成矽肺2） 铁粉铁粉在人体内主要沉积于肺组织中，呈现异物反应，以网状纤维增生的间质纤维化为主铁粉在X线胸片上可以看到满肺野结节状阴影，主要是这些金属的沉着，这类病变不损伤肺泡结构，因此肺功能一般不受影响，脱离粉尘作业，病变可以不再继续发展，甚至肺部阴影逐渐消退3） 高温炉产生的含尘烟气燃烧后产生的烟气对人体的呼吸道会造成极大的损坏，烟气如果大量聚积会严重影响车间内作业环境，大幅度危害作业人员的健康烟气中夹杂着0.010-40um粒径的粉尘，粒径大于5μm的粒子容易被呼吸道阻留，一部分阻留在口、鼻中，一部分阻留在气管和支气管中粒径为2～5μm的微粒大都阻留在气管和支气管；粒径小于2μm的微粒能进入人体的肺泡，可见，夹杂的粉尘会对人的呼吸技能造成很大的损害由此可见，车间的粉尘对人体伤害极大，有必要采取通风的方法除掉粉尘，保证作业环境健康，保证作业人员健康原理职业病三、 设计准备1. 系统划分为方便设计通风管路、选择合适的除尘装置以及选择合适的风机，将该车间内划分为两个通风系统其中8台抛光机为第一个通风系统，同一车间内的8台高温炉为第二个通风系统8台抛光机的空气处理要求、参数要求、生产流程、运行班次和运行时间都相同，所以可以一起考虑，设计在一个通风系统内，连接到一条总风管，共用一台除尘器和风机，达到资源利用最大化。

对于另一个系统8台高温炉也是如此2. 局部排风罩2.1排风罩选取原则（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）已被污染吸入气流不许通过人的呼吸区设计时充分考虑操作员位置和活动范围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2.2抛光机的排风罩选择抛光机工作时电动机带动安装在抛光机上的海绵或羊毛抛光盘高速旋转，由于抛光盘和抛光剂共同作用并与待抛表面进行摩擦，进而可达到去除漆面污染、氧化层、浅痕的目的抛光盘的转速一般在1500-3000 r/min，多为无级变速，施工时可根据需要随时调整正是由于抛光机的工作方式和它极快的转速，抛光机工作时产生粉尘是不可避免的但抛光机一直是保持一个方向转动，所以产生的粉尘都能保持一个走向，根据选取原则，抛光机处最宜选择接受式侧排气罩抛光轮为布轮，其直径为D=200mm，抛光轮中心标高1.4m，布轮相关系数A=6 m3/h•mm。

其所需的排风量为：L=A×D 式中：A——与轮子材料有关的系数 D——抛光轮直径 mm 可得抛光轮所需风量L=2400 m3/h=0.67m3/s，两个抛光轮一起工作，产生的风量加倍，L总=4800 m3/h=1.33 m3/s抛光机的高度为1.2m，长度和宽度分别为1.5m和1m，为保持污染气流能完全被接受式侧排气罩接受，应设计侧排气罩尺寸500*500mm，离地高度1.45m2.3高温炉的排气罩选择高温炉车间生产过程中产生高温含尘烟气，粒径范围约为0.010-50um，粒径范围炉内温度为700℃，室温为20℃该作业场所内有热源，故集气罩应安装在热射流收缩断面以下能起到更好的效果,且该处如果有横向气流，要尽可能避免或减弱干扰气流如穿堂风、送风气流等的影响那么对于该车间的通风除尘影响较大，故应选择低悬罩低悬罩的热射流收缩断面至热远距离H≤1.5Ap（《工业通风与除尘》P93）式中：Ap——为热源的水平投影面积在该车间内热源的水平投影面积1.5*1.0=1.50 m2 ，故热射流收缩断面至热远距离H≤1.83m，工作台高度1.2m，为保证上部接受罩安装后不影响作业人员正常工作，并且考虑到经济因素，选取上部接受罩安装高度H=0.7m（距离高温炉高度）。

车间内窗户较多，横向气流较大对于横向气流影响较大的低悬罩，要求排风罩的尺寸应该设计比热源尺寸要大，A1=a+0.5H，B1=b+0.5H，得到低悬罩的尺寸1850mm×1350mm热源的对流散热量Q=ASr∆t4/3（《工业通风与除尘》P93（4—9））式中：Sr——热源的对流放热面积，m2 ∆t——热源表面与周围空气的温度差，℃ A——系数，对于水平散热面，A=1.7可计算得热源的对流散热量Q=15.248KJ/s 接受罩高度上热射流的流量计算LZ=0.167Q1/3B3/2（《工业通风与除尘》P93（4—10））式中： B——热源水平投影的直径或边长尺寸，m 可计算得收缩断面上的流量L0=0.76 m3/s低悬罩所需风量：L=L0+v‘F’（《工业通风与除尘》P100（4—27））式中： v‘——扩大面积上空气的吸入速度，v‘=0.5~0.75 m/s F’——罩口的扩大面积，即罩口面积减去热射流的断面积，m2L=0.76+0.5×1.85×1.35-1.5=1.26m3/s低悬罩风量为1.26 m3/s，即4536 m3/h3. 风管的选择3.1 风管的选材及规格对于抛光机所产生的粉尘，主要是抛光粉、沫以及铁粉，对于通风管材没有很高的质地要求。

而另一边高温炉，最高温度可以达到700多度，所产生的烟气温度也非常高，所以应当选择可以耐高温的材料综合经济因素，选择易于工业加工制作、安装方便且能承受较高温度的金属薄板为最佳车间内没有其他因素可以影响通风管材的选择，考虑到成本，应当选择普通薄钢板普通薄钢板具有良好的加工性能和结构强度，不过其表面容易生锈，需要刷油漆进行防腐普通通风工程中常用的钢板厚度是0.5~4mm，考虑到车间内所使用的风管主要作用是除尘，所以风管内存在大量粉尘，与管壁会产生摩擦为达到保护管壁，实现延长通风管道寿命的目的，应将车间的通风管道的壁厚设计的大一些，设计在3~4mm之间对于办公室和更衣室内，只需达到通风的目的，室内没有粉尘，所以为节约成本，可以选择壁厚稍微薄的通风管道对于风管的形状应当选取圆形风管圆形风管周长小，所以同样长度的风管，圆形风管相比于矩形风管用材少，更为经济而且，圆形风管内的阻力损失要远小于矩形风管，在加之除尘为我们的主要目的，所以圆形风管无疑是最佳选择3.2 弯头设计中为了减少通风管道内的风阻和动力损失，管道转向处宜选取弯管，来达到通风除尘效果最佳化弯头是连接管道的常见构件，其阻力大小与弯管的曲率半径R（弯管中心线圆弧的半径，常用弯管直径d的倍数表示）以及弯管制作过程中分的节数等因素有关。

R越大，阻力损失越小图 1 通风系统中选用的45度三通3.3 三通三通的作用是使气流分流或合流，二股气流在汇合时发生碰撞以及气流速度改变时形成的涡流造成三通处气流的局部阻力二股气流在汇合过程中的能量损失一般是不同的三通局部阻力的大小取决于二个支管与总管的气流速度、气流的方向、支管与总管的夹角等4. 风机的选择对于该生产车间，通风管内输送的空气中含有大量的粉尘，根据此用途确定应当选用排尘通风机设计中应当根据所需风量、风压以及选定的通风机类型（即排尘通风机）来确定具体的通风机型号5. 除尘器的选择除尘器分为以下几种类型：表 1 除尘器分类除尘器名称适用的粒径范围（μm）效率（％）阻力（Pa）设备费运行费重力沉降室＞50＜5050～130少少惯性除尘器20～5050～70300～800少少旋风除尘器5～1560～90800～1500少中水浴除尘器1～1080～95600～1200少中下卧式旋风水膜除尘器≥595～98800～1200中中自激式除尘器≥5951000～1600中中上电除尘器0.5～190～9850～130大中上袋式除尘器0.5～195～991000～1500中上大文丘里除尘器0.5～190～984000～10000少大四、 方案设计(一) 方案一抛光机系统图 2 抛光机系统通风设计简图1. 设计简介抛光机风口前放置所选的局部排气罩，局部排气罩与水平方向垂直，吸入气体后通过一个90度弯管进入垂直方向的风管，后经过一个合流三通进入水平干管，共有8台抛光机，所以有8个排气罩和8条竖直的风管。

竖直风管高6m，最终汇入一条。