安全工程專業(yè)《工業(yè)通風(fēng)與除塵》課程設(shè)計目 錄一、 前言 1二、 車間基本情況簡介 11. 車間空間布局簡介 12. 車間內(nèi)粉塵情況 1三、 設(shè)計準備 21. 系統(tǒng)劃分 22. 局部排風(fēng)罩 23. 風(fēng)管的選擇 44. 風(fēng)機的選擇 65. 除塵器的選擇 6四、 方案設(shè)計 7(一) 方案一 7拋光機系統(tǒng) 7高溫爐系統(tǒng) 12(二) 方案二 18拋光機系統(tǒng) 18高溫爐系統(tǒng) 21五、 辦公室和更衣室的均勻送風(fēng)設(shè)計 251. 通風(fēng)管道材料選擇 252. 通風(fēng)管路的設(shè)計計算 25六、 方案選擇 27七、 總結(jié) 28參考文獻 29設(shè)備清單 306一、 前言人類在生產(chǎn)和生活的過程中，需要有一個清潔的空氣環(huán)境（包括大氣環(huán)境和室內(nèi)空氣或境）因此，就要在生產(chǎn)和生活的過程采用通風(fēng)和除塵技術(shù) 通風(fēng)工程在我國實現(xiàn)四個現(xiàn)代化的進程中，一方面起著改善居住建筑和生產(chǎn)車間的空氣條件，保護人民健康、提高勞動生產(chǎn)率的重要作用；另一方面在許多工業(yè)部門又是保證生產(chǎn)正常進行，提高產(chǎn)品質(zhì)量所不可缺少的一個組成部分 工業(yè)通風(fēng)是控制車間粉塵、有害氣體或蒸汽和改善車間內(nèi)微小氣候的重要衛(wèi)生技術(shù)措施之一其主要作用在于排出作業(yè)地帶污染的或潮濕、過熱或過冷的空氣，送入外界清潔空氣，以改善作業(yè)場所空氣環(huán)境二、 車間基本情況簡介1. 車間空間布局簡介某企業(yè)加工車間高8m，寬10m，長20m，長邊南北向布置，南側(cè)長邊側(cè)墻居中設(shè)有窗戶6個，窗臺高1.0m，窗戶高4m，寬2m，每個窗戶相隔1m，兩側(cè)距側(cè)墻1.5m。

車間墻厚度均為20cm車間內(nèi)有編號為1~16#的16個工作臺，分2行，每列8臺沿車間長邊均勻布置，兩行間距4m，兩行東西邊緣距側(cè)墻2m，南北邊緣距側(cè)墻2m，高度均為1.2m，1~8#為拋光機，操作臺寬度1m、長度1.5m，每臺拋光機有2個拋光輪，直徑均為0.4m，拋光間產(chǎn)生粉塵，粉塵的成分有：拋光粉劑、粉末、金屬粉塵等（鐵粉塵）9~16#為高溫爐，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生高溫含塵煙氣（無有毒物質(zhì)），粒徑范圍約為0.010-40um，粒徑范圍爐內(nèi)溫度為700℃，室溫為20℃，尺寸為1.5m*1.0m加工車間北側(cè)沿廠房北墻外部并列設(shè)有貼鄰廠房的一間辦公室，一間更衣室，尺寸均為沿車間寬邊長5m，寬5m，高8m，要求均采用均勻送風(fēng)的方式提供新風(fēng)2. 車間內(nèi)粉塵情況（1） 拋光粉，拋光粉通常由氧化鈰(VK-CE01)、氧化鋁(VK-L30F)、氧化硅(VK-SP50F)、氧化鐵、氧化鋯(VK-R30F)、氧化鉻等組份組成，不同的材料的硬度不同，在水中的化學(xué)性質(zhì)也不同，因此使用場合各不相同目前，廣泛應(yīng)用于玻璃拋光，硬度適中拋光粉成分不一，不同廠商、不同用途的拋光粉粒徑都不相同，但拋光粉可以通過呼吸道，直接進入肺部。

長時間及大量吸入可以在肺部沉積，形成矽肺2） 鐵粉鐵粉在人體內(nèi)主要沉積于肺組織中，呈現(xiàn)異物反應(yīng)，以網(wǎng)狀纖維增生的間質(zhì)纖維化為主鐵粉在X線胸片上可以看到滿肺野結(jié)節(jié)狀陰影，主要是這些金屬的沉著，這類病變不損傷肺泡結(jié)構(gòu)，因此肺功能一般不受影響，脫離粉塵作業(yè)，病變可以不再繼續(xù)發(fā)展，甚至肺部陰影逐漸消退3） 高溫爐產(chǎn)生的含塵煙氣燃燒后產(chǎn)生的煙氣對人體的呼吸道會造成極大的損壞，煙氣如果大量聚積會嚴重影響車間內(nèi)作業(yè)環(huán)境，大幅度危害作業(yè)人員的健康煙氣中夾雜著0.010-40um粒徑的粉塵，粒徑大于5μm的粒子容易被呼吸道阻留，一部分阻留在口、鼻中，一部分阻留在氣管和支氣管中粒徑為2～5μm的微粒大都阻留在氣管和支氣管；粒徑小于2μm的微粒能進入人體的肺泡，可見，夾雜的粉塵會對人的呼吸技能造成很大的損害由此可見，車間的粉塵對人體傷害極大，有必要采取通風(fēng)的方法除掉粉塵，保證作業(yè)環(huán)境健康，保證作業(yè)人員健康原理職業(yè)病三、 設(shè)計準備1. 系統(tǒng)劃分為方便設(shè)計通風(fēng)管路、選擇合適的除塵裝置以及選擇合適的風(fēng)機，將該車間內(nèi)劃分為兩個通風(fēng)系統(tǒng)其中8臺拋光機為第一個通風(fēng)系統(tǒng)，同一車間內(nèi)的8臺高溫爐為第二個通風(fēng)系統(tǒng)8臺拋光機的空氣處理要求、參數(shù)要求、生產(chǎn)流程、運行班次和運行時間都相同，所以可以一起考慮，設(shè)計在一個通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)，連接到一條總風(fēng)管，共用一臺除塵器和風(fēng)機，達到資源利用最大化。

對于另一個系統(tǒng)8臺高溫爐也是如此2. 局部排風(fēng)罩2.1排風(fēng)罩選取原則（1）局部排風(fēng)罩應(yīng)盡可能靠近污染物發(fā)生源，使污染物局限于較小空間，盡可能減小吸氣范圍，便于捕集和控制2）排風(fēng)罩的吸氣氣流方向應(yīng)盡可能與污染氣流運動方向一致3）已被污染吸入氣流不許通過人的呼吸區(qū)設(shè)計時充分考慮操作員位置和活動范圍4）排風(fēng)罩應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單、造價低、便于制作安裝和拆卸維修5）與工藝密切相結(jié)合，使局部排風(fēng)罩配置與生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)一致，力求不影響工藝操作6）要盡可能避免或減弱干擾氣流，如穿堂風(fēng)，送風(fēng)氣流等對吸氣氣流的影響2.2拋光機的排風(fēng)罩選擇拋光機工作時電動機帶動安裝在拋光機上的海綿或羊毛拋光盤高速旋轉(zhuǎn)，由于拋光盤和拋光劑共同作用并與待拋表面進行摩擦，進而可達到去除漆面污染、氧化層、淺痕的目的拋光盤的轉(zhuǎn)速一般在1500-3000 r/min，多為無級變速，施工時可根據(jù)需要隨時調(diào)整正是由于拋光機的工作方式和它極快的轉(zhuǎn)速，拋光機工作時產(chǎn)生粉塵是不可避免的但拋光機一直是保持一個方向轉(zhuǎn)動，所以產(chǎn)生的粉塵都能保持一個走向，根據(jù)選取原則，拋光機處最宜選擇接受式側(cè)排氣罩拋光輪為布輪，其直徑為D=200mm，拋光輪中心標高1.4m，布輪相關(guān)系數(shù)A=6 m3/h?mm。

其所需的排風(fēng)量為：L=A×D 式中：A——與輪子材料有關(guān)的系數(shù) D——拋光輪直徑 mm 可得拋光輪所需風(fēng)量L=2400 m3/h=0.67m3/s，兩個拋光輪一起工作，產(chǎn)生的風(fēng)量加倍，L總=4800 m3/h=1.33 m3/s拋光機的高度為1.2m，長度和寬度分別為1.5m和1m，為保持污染氣流能完全被接受式側(cè)排氣罩接受，應(yīng)設(shè)計側(cè)排氣罩尺寸500*500mm，離地高度1.45m2.3高溫爐的排氣罩選擇高溫爐車間生產(chǎn)過程中產(chǎn)生高溫含塵煙氣，粒徑范圍約為0.010-50um，粒徑范圍爐內(nèi)溫度為700℃，室溫為20℃該作業(yè)場所內(nèi)有熱源，故集氣罩應(yīng)安裝在熱射流收縮斷面以下能起到更好的效果,且該處如果有橫向氣流，要盡可能避免或減弱干擾氣流如穿堂風(fēng)、送風(fēng)氣流等的影響那么對于該車間的通風(fēng)除塵影響較大，故應(yīng)選擇低懸罩低懸罩的熱射流收縮斷面至熱遠距離H≤1.5Ap（《工業(yè)通風(fēng)與除塵》P93）式中：Ap——為熱源的水平投影面積在該車間內(nèi)熱源的水平投影面積1.5*1.0=1.50 m2 ，故熱射流收縮斷面至熱遠距離H≤1.83m，工作臺高度1.2m，為保證上部接受罩安裝后不影響作業(yè)人員正常工作，并且考慮到經(jīng)濟因素，選取上部接受罩安裝高度H=0.7m（距離高溫爐高度）。

車間內(nèi)窗戶較多，橫向氣流較大對于橫向氣流影響較大的低懸罩，要求排風(fēng)罩的尺寸應(yīng)該設(shè)計比熱源尺寸要大，A1=a+0.5H，B1=b+0.5H，得到低懸罩的尺寸1850mm×1350mm熱源的對流散熱量Q=ASr?t4/3（《工業(yè)通風(fēng)與除塵》P93（4—9））式中：Sr——熱源的對流放熱面積，m2 ?t——熱源表面與周圍空氣的溫度差，℃ A——系數(shù)，對于水平散熱面，A=1.7可計算得熱源的對流散熱量Q=15.248KJ/s 接受罩高度上熱射流的流量計算LZ=0.167Q1/3B3/2（《工業(yè)通風(fēng)與除塵》P93（4—10））式中： B——熱源水平投影的直徑或邊長尺寸，m 可計算得收縮斷面上的流量L0=0.76 m3/s低懸罩所需風(fēng)量：L=L0+v‘F’（《工業(yè)通風(fēng)與除塵》P100（4—27））式中： v‘——擴大面積上空氣的吸入速度，v‘=0.5~0.75 m/s F’——罩口的擴大面積，即罩口面積減去熱射流的斷面積，m2L=0.76+0.5×1.85×1.35-1.5=1.26m3/s低懸罩風(fēng)量為1.26 m3/s，即4536 m3/h3. 風(fēng)管的選擇3.1 風(fēng)管的選材及規(guī)格對于拋光機所產(chǎn)生的粉塵，主要是拋光粉、沫以及鐵粉，對于通風(fēng)管材沒有很高的質(zhì)地要求。

而另一邊高溫爐，最高溫度可以達到700多度，所產(chǎn)生的煙氣溫度也非常高，所以應(yīng)當選擇可以耐高溫的材料綜合經(jīng)濟因素，選擇易于工業(yè)加工制作、安裝方便且能承受較高溫度的金屬薄板為最佳車間內(nèi)沒有其他因素可以影響通風(fēng)管材的選擇，考慮到成本，應(yīng)當選擇普通薄鋼板普通薄鋼板具有良好的加工性能和結(jié)構(gòu)強度，不過其表面容易生銹，需要刷油漆進行防腐普通通風(fēng)工程中常用的鋼板厚度是0.5~4mm，考慮到車間內(nèi)所使用的風(fēng)管主要作用是除塵，所以風(fēng)管內(nèi)存在大量粉塵，與管壁會產(chǎn)生摩擦為達到保護管壁，實現(xiàn)延長通風(fēng)管道壽命的目的，應(yīng)將車間的通風(fēng)管道的壁厚設(shè)計的大一些，設(shè)計在3~4mm之間對于辦公室和更衣室內(nèi)，只需達到通風(fēng)的目的，室內(nèi)沒有粉塵，所以為節(jié)約成本，可以選擇壁厚稍微薄的通風(fēng)管道對于風(fēng)管的形狀應(yīng)當選取圓形風(fēng)管圓形風(fēng)管周長小，所以同樣長度的風(fēng)管，圓形風(fēng)管相比于矩形風(fēng)管用材少，更為經(jīng)濟而且，圓形風(fēng)管內(nèi)的阻力損失要遠小于矩形風(fēng)管，在加之除塵為我們的主要目的，所以圓形風(fēng)管無疑是最佳選擇3.2 彎頭設(shè)計中為了減少通風(fēng)管道內(nèi)的風(fēng)阻和動力損失，管道轉(zhuǎn)向處宜選取彎管，來達到通風(fēng)除塵效果最佳化彎頭是連接管道的常見構(gòu)件，其阻力大小與彎管的曲率半徑R（彎管中心線圓弧的半徑，常用彎管直徑d的倍數(shù)表示）以及彎管制作過程中分的節(jié)數(shù)等因素有關(guān)。

R越大，阻力損失越小圖 1 通風(fēng)系統(tǒng)中選用的45度三通3.3 三通三通的作用是使氣流分流或合流，二股氣流在匯合時發(fā)生碰撞以及氣流速度改變時形成的渦流造成三通處氣流的局部阻力二股氣流在匯合過程中的能量損失一般是不同的三通局部阻力的大小取決于二個支管與總管的氣流速度、氣流的方向、支管與總管的夾角等4. 風(fēng)機的選擇對于該生產(chǎn)車間，通風(fēng)管內(nèi)輸送的空氣中含有大量的粉塵，根據(jù)此用途確定應(yīng)當選用排塵通風(fēng)機設(shè)計中應(yīng)當根據(jù)所需風(fēng)量、風(fēng)壓以及選定的通風(fēng)機類型（即排塵通風(fēng)機）來確定具體的通風(fēng)機型號5. 除塵器的選擇除塵器分為以下幾種類型：表 1 除塵器分類除塵器名稱適用的粒徑范圍（μm）效率（％）阻力（Pa）設(shè)備費運行費重力沉降室＞50＜5050～130少少慣性除塵器20～5050～70300～800少少旋風(fēng)除塵器5～1560～90800～1500少中水浴除塵器1～1080～95600～1200少中下臥式旋風(fēng)水膜除塵器≥595～98800～1200中中自激式除塵器≥5951000～1600中中上電除塵器0.5～190～9850～130大中上袋式除塵器0.5～195～991000～1500中上大文丘里除塵器0.5～190～984000～10000少大四、 方案設(shè)計(一) 方案一拋光機系統(tǒng)圖 2 拋光機系統(tǒng)通風(fēng)設(shè)計簡圖1. 設(shè)計簡介拋光機風(fēng)口前放置所選的局部排氣罩，局部排氣罩與水平方向垂直，吸入氣體后通過一個90度彎管進入垂直方向的風(fēng)管，后經(jīng)過一個合流三通進入水平干管，共有8臺拋光機，所以有8個排氣罩和8條豎直的風(fēng)管。

豎直風(fēng)管高6m，最終匯入一條。