1、共享知識分享快樂課程設計課題名稱某企業車間通風系統設計專業名稱安全工程所在班級安本 0701 班學生姓名陳宇飛學生學號610070136指導教師易燦南老師湖南工學院卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂課程設計任務書安全與環境工程系系安全工程專業學生姓名：陳宇飛學號：610070136專業： 安全工程1.設計題目：某企業車間通風系統設計2. 設計期限：自 2009 年 12 月 10 日開始至 2009 年 12 月 17 日完成3. 設計原始資料： 拋光車間粉塵成分有： 拋光粉劑、粉末、纖維質灰塵等（石棉粉塵）；排風量一般按拋光輪的直徑 D 計算： L=A ×D; 拋光輪為布輪，直

2、徑 D=200，工作原理同砂輪，拋光輪中心標高 1.2m; 拋光輪的排氣罩采用接受式側排罩，排氣罩口尺寸為 300*300（高）。 發電機室有兩臺直流發電機，散熱量 20kw。4. 設計完成的主要內容：根據所給的資料以及車間平面圖，過對該企業拋光車間所產生的粉塵和發電機室產生的大量余熱，提出針對于該車間通風除塵系統的設計方案和機械排風方案。包括系統設計圖、管道設計、系統管道各段的局部阻力計算、阻力平衡計算、總阻計算，排余熱系統設計等，另外必須畫出所設計系統的平面圖和軸測圖。5.提交設計（設計說明書與圖紙等）及要求：作圖規范（通風系統軸測圖一張（3 號圖紙）以及平面圖一張（ 2 號圖紙），圖例符

3、號符合國家統一標準；選擇計算公式正確，計算程序清晰；單位符合國家統一標準；作圖用標準統一的中望CAD 作圖；提交課程設計任務書一份；設計書一律采用小4 仿宋字體 A4 紙型打印。6.發題日期：2009 年12月10日指導老師（簽名）： 易燦南學生（簽名）： 陳宇飛目錄卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂1.前言 .12.車間的情況簡介 .23.拋光車間通風除塵系統設計 .33.1拋光車間產生的粉塵及危害. 33.2通風除塵系統劃分 .33.3接受式側排氣罩風量的計算. 43.4風管設置 .53.4.1風管斷面形狀 .53.4.2風管材料 .53.5除塵器的選擇 .53.6排風口位置的確定 .

4、53.7通風管道計算 .63.7.1風管路線設計 .63.7.2風管的水力計算 .73.8風機選擇 .133.9配套電機選擇 .134. 發電機室余熱排除系統設計 .144.1發電機室產生余熱及影響 .144.2排除余熱系統設計 .145結束語 .156. 參考文獻 .167. 附錄.16卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂1. 前言人類在生產與生活的過程中， 需要有一個清潔的空氣環境 （包括大氣環境和室內空氣環境） 。但是，許多生產過程中如水泥、耐火材料、有色金屬冶煉、鑄造等都會散發大量粉塵，如果任意向大氣排放，將會污染大氣， 危害人民健康，因此含塵氣流必須經過通風除塵系統進行凈化處理，達

5、到排放標準才允許排入大氣。 而這學期我們做過的可燃易燃粉塵爆炸事故模擬裝置實驗中，我們更加可以深切地了解到， 在人們生產活動中， 對于某些產生超標粉塵量的生產場所，必須設計完善合理的通風除塵系統，確保生產車間空氣質量達標，保障企業生產者的健康。在此次課程設計里主要包括兩個方面的內容， 第一，生產工藝的要求使車間產生大量的粉塵所以要求設計合理有效的通風除塵系統來凈化空氣質量； 第二方面，發電機室散發大量的熱量對機器和人體造成影響所以要求設計排除余熱系統來保證車間內熱量平衡。在該課程設計中，該企業拋光生產車間產生的粉塵有：拋光粉劑、粉末、纖維質灰塵等（石棉粉塵） 。車間職工長期工作在此吸入大量粉塵

6、不能排出易造成矽肺、 石棉肺或塵肺等疾病。 因此需采取有效的通風措施在有害物產生地點直接把它們收集起來， 經過凈化處理排至室外， 使車間內有害物濃度不超過國家衛生標準規定的最高允許濃度。 同時，針對發電機散發熱量的已知數據和實際條件來設計排除余熱系統。 通過此次設計，使同學們親自動手進行通風除塵系統的設計及計算，切實體會通風除塵在工業生產中的重大作用。卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂2. 車間的情況簡介圖 2-1 車間平面圖該企業拋光生產車間如圖所示，整體廠房的長為19.2m ，寬為 14.4m ，高為 6m 。廠房一邊設置分成 3 個拋光車間和 1 個發電機室，每個廠房的寬為4.8m

7、，長為 6m ，高為 6m 。每個拋光車間內均設有一臺拋光機,拋光機由一個拋光輪組成。拋光輪的中心標高是1.2m, 距墻1.5m. 拋光車間產生粉塵，粉塵的成分有：拋光粉劑、粉末、纖維質粉塵等，尤其以石棉粉塵為主。拋光的主要目的是為了去掉金屬表面的污垢及加亮鍍件。由于拋光車間產生的粉塵對人體的健康有危害 ,所以必須根據車間的具體情況來設計合理高效的通風除塵系統。車間發電室有兩臺直流發電機，發電機室內直流發電機產生很大熱量，散熱量為20kw. 所以夏季必須采用機械排風清除余熱，且應保證室溫不超過40 （夏季室外平均溫度定為32）。中間空著的空間 ,另一邊為 19.2m*6m*6m 的電鍍區車間。

8、卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂3. 拋光車間通風除塵系統設計3.1 拋光車間產生的粉塵及危害根據已知資料 ,拋光車間產生的粉塵成分有：拋光粉劑、粉末、纖維質粉塵等，尤其以石棉粉塵為主。粉塵對人體的危害同粉塵的性質、粒徑大小和進入人體的量有關。粉塵的化學性質是危害人體的主要因素。因為化學性質決定它在體內參與和干擾生化過程的程度和進度，從而決定危害的性質和大小。有些毒性強的金屬粉塵（鉻、錳、鉻、鉛等）進入人體后， 會引起中毒以致死亡。 粉塵大多都能直接對肺部產生危害。一般粉塵進入人體肺部后，可能引起各種塵肺病。 有些非金屬粉塵如該車間產生的石棉性粉塵由于吸入人體后不能排除，將變成矽肺、石棉

9、肺或塵肺。粉塵粒徑的大小也是危害人體的另一個重要因素。 粉塵粒徑小在空氣中不易沉降， 也難于被捕集，造成長期空氣污染， 同時易于隨空氣吸入人的呼吸道深部。粉塵的表面還可以吸附空氣中的有害氣體、 液體及細菌病毒等微生物， 是污染物質的媒介物。該車間生產的粉塵為粒徑 0.5 1m 的粉塵，此粉塵能進入人體的肺泡，如果在肺泡內沉淀下來將使肺泡成為吸收有害物的主要地點，而且被肺泡吸收后不經肝臟的排毒作用，直接被血液及淋巴液輸送至全身，將對人體產生很大的危害 .若工人在該車間工作時間越長久，粉塵通過呼吸道、皮膚、消化道進入人體的量就越多對人體的影響就越大。同時，粉塵對生產的影響主要是降低產品質量和機器的

10、工作精度；還使光照度和能見度降低，影響室內作業的操作。3.2 通風除塵系統劃分根據圖紙可知 ,三個拋光車間的室內設備布置室內條件相同 ,因此空氣處理、通風除塵要求和室內參數也一致 ,根據劃分同一系統的原則，同時為了方便應用 ,這里可以設計成由一臺風機與其聯系在一起的管道及設備構成的系統。整個系統設備分為：三個接受式側排氣罩，相關風管，一個袋式除塵器，一個風機和相配套的電機等。卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂3.3接受式側排氣罩風量的計算根據原始資料 ,排氣罩排風量的計算一般按拋光輪的直徑計算:L=A*D式中： A與輪子材料有關的系數布輪： A=6m 3 /h·mm氈輪： A=4

11、m 3 /h·mmD拋光輪直徑mm所以，當直徑為 D=200mm ，拋光輪為布輪 A 取 6m 3/h·mm 時，L= A*D=6m 3/h ·mm*200mm=1200mm采用接受式側排氣罩，罩口尺寸為300*300 （高），拋光輪距離外墻有1.5m ，所設計位置如圖所示。圖 3-1 拋光機排氣罩設計位置簡圖卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂3.4 風管設置風管斷面形狀風管斷面形狀有矩形和圓形兩種，兩者相比，在相同斷面積時圓形風管的阻力小、材料省、強度也大、直徑比較小、容易制造且保溫亦很方便。當風管中流速較高，風管直徑比較小時，例如除塵系統和高速空調系統都采

12、用圓形風管。因此，本通風管道設計中也采用圓形斷面。風管材料風管的材料應根據使用要求和就地取材的原則選用。薄鋼板是最常用的材料， 有普通薄鋼板和鍍鋅薄鋼板兩種。他們的優點是易于工業化加工制作、安裝方便、能承受較高溫度。鍍鋅鋼板具有一定的防腐性能，適用于空氣濕度較高或室內潮濕的通風、空調系統，有凈化要求的空調系統。 一般通風系統采用0.5 1.5mm 的薄鋼板。3.5除塵器的選擇為防止大氣污染，當排出空氣中有害物量超過排放標準時，必須采用凈化設備，達到標準后排入大氣。凈化設備有各類除塵器和空氣過濾器等。除塵器的選型一般參照處理粉塵量、粉塵的分散度和密度、粉塵粘附性、比電阻等。袋式除塵器對于1.0

13、m 的粉塵，除塵效率達到98% 99% 。因此此設計采用脈沖清灰袋式除塵器，阻力為1500 Pa.3.6 排風口位置的確定根據 由工業通風（第三版孫一堅主編）書中規定， 在一般情況下，通風排氣立管出口至少高出屋面 0.5m ，車間的高度為6m, 所以，該設計里面排風口設在高度為6.5m 的傘形風帽上。卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂3.7 通風管道計算風管路線設計如圖 3-2 所示，因為拋光機中心標高為1.2m ，所以，設計管道在連接拋光機后直接以高出地面 1.2m 的距離水平連出室外，然后依舊在高度為1.2m 的水平距離上挨著墻面連接到主管道上，其他兩個拋光機的通風管道依次類推。這樣，

14、既可減少不必要的彎道采取直線線路，盡量避免采用過多的彎道減小阻力，另一方面，盡可能縮短管道的長度，降低管道的材料成本，達到既經濟又高效率的效果。圖 3-2 通風系統設計簡圖卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂風管的水力計算1.對圖中的各管段進行編號，標出管段長度和各排風點的排風量。選定最不利環路，本系統選擇1-3-5- 除塵器 -6- 風機 -7 為最不利環路。根據各管段的風量及選定的流速，確定最不利環路上各管段的斷面尺寸和單位長度摩擦阻力。在正常運行條件下，除塵器的漏風率不應大于5% ，考慮到除塵器及風管漏風，管段6 及7 的計算風量為 3600 ×1.05=3780 m 3/h

15、。填入下總表 3-2。4.根據下表，輸送含有石棉粉塵的空氣時，風管內最小風速為，垂直風管12m/s 、水平風管18m/s 。表 3-1 除塵風管的最小風速粉塵類別粉塵名稱垂直風管水平風管纖木屑、刨花1214維干燥粗刨花、大塊干木屑1416粉潮濕粗刨花、大塊濕木屑1820塵棉絮810麻1113石棉粉塵1218管段 1根據 L1 =1200 m 3 /h（0.33m 3/s）V1=18 m/s （號管道水平放置）由工業通風（第三版 孫一堅主編）書中附錄6 可查出管徑和單位長度摩擦阻力所選管徑應盡量符合附錄8的通風管道統一規格。D1=160mmRm1 =28 Pa/m同理根據管道3、4、5、6、7

16、的管徑及比摩阻，具體結果見下表3-2.5.確定管段 2、4的管徑及比摩阻 ,計算出摩擦阻力。具體結果見下表3-2 。6.根據附錄 7 確定各管段的局部阻力系數，計算出局部阻力。卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂（ 1）管段 1 ：產生局部阻力的有3 個地方接受罩（漸縮管）=30 °1=0.1090 度 。彎頭（ R/D=1.5 ） 1 個 2=0.17三通（ 1-3 ）如圖三通圖 1 所示三通圖2222F1F 2D1D21601601.062 1F3F 3D3D3220220F 1F 2F 3=30 °F 2D22L20.330.530.5F 3D3L30.67查表得3

17、=0.53 1=0.10+0.17+0.53=0.8（2）管段 2 產生局部阻力的有兩個地方接受罩（漸縮管）=30 °1=0.1060 度。彎頭（ R/D=1.5 ）1 個 2=0.13三通（ 23）見三通圖 1=30 °查表3=0.14 2=0.10+0.13+0.14=0.37（ 3）管段 3 產生局部阻力的有 1 個地方三通 （3-5 ）如圖三通圖 2 所示 =30 °卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂三通圖 22222F 3F 4D3D42201601.184F 5F 5D5D5250250F 3F 4F 5F 4D42L40.330.40960.33

18、F 5D5L51查表得到=0.61（ 4）管段 4 產生局部阻力的有 3 個地方接受罩（漸縮管） =30 °1=0.1060 度 。彎頭（ R/D=1.5 ） 1 個 2=0.13三通（ 4-5 ）見圖三通圖 2=30°查表得到3=0.20 4=0.10+0.13+0.20=0.43（ 5）管段 5 產生局部阻力的有 1 個地方除塵器進口變徑管（漸擴管）進口尺寸300mm ×800mm變徑管長度為 500mmtan =1800 2500.6875=34.5 °查表得到 5=0.82400（6）管段 6產生局部阻力的有4 個地方除塵器出口變徑管（漸縮管）進

19、口尺寸300mm ×800mm變徑管長度為 500mm卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂tan = 18002800.65=33 ° 1=0.12400風機進口漸擴管 先選出一臺風機，進口直徑 D=500mm長度為 300mm2F 0D03.19F 6D6tan = 15002800.37=20 °查表得到 2=0.6230090 度。彎頭（ R/D=1.5 ）2 個 3=0.17 ×2=0.34 6=0.10+ 0.6+0.34 =1.04（7）管段 7 產生局部阻力的有 2 個地方風機出口漸擴管出口尺寸 410 ×315mm D7420

20、mmtan = 14103200.07=5.14 °查表得到 =02500帶擴散管的傘形風帽（ h/ D 0 =0.5 ）=0.60 7=0+ 0.6 =0.67.對并聯管路進行阻力平衡（1）匯合點 AP1= 331.9PaP2=144.8Pa12331.9144.856.4% 10% 不平衡1331.9為使管段 1、 2 達到阻力平衡，改變管段2 的管徑，增大其阻力根據公式有D2 D2(2 )0 .225160(144.8)0 .225132.8 mm2331.9根據通風管道統一規格，取D2 =140mm2144.8(160) 0.225149 Pa140卑微如螻蟻、堅強似大象共享

21、知識分享快樂p1 p2' '331.9 14910%p156%339.1此時仍處不平衡狀態，如繼續減小管徑，仍處不平衡狀態。因此決定取D2=130mm ，在運行時再輔以閥門調節，消除不平衡。（2）匯合點 BP1+P3= 331.9+200.2= 532.1PaP4=159.2 Pa( 13 )4=532.1 159.2不平衡=70% 10%13532.1為使管段 3、 4 達到阻力平衡，改變管段4 的管徑，增大其阻力根據公式有D 4D 4 (4 ) 0.225160(159.2 ) 0.225 122 mm532.14根據通風管道統一規格，取D2 =130mm4159.2(16

22、0)0 .225166.8 Pa130（ p1p3） p4''532.1 166.810%p1p366%532.1此時仍處不平衡狀態，如繼續減小管徑，仍處不平衡狀態。因此決定取D2=120mm ，在運行時再輔以閥門調節，消除不平衡。卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂表 3-2管道水力計算表管段流量長度管流動 壓局部局部阻單位長度摩擦管道阻力備注m 3/hl徑速Pd阻力力 Z比摩阻阻力R ml+z編號m3 /smDvPa系數PaRmRm lPam/sPa/mPa112006.316018194.40.8155.528176.331.9（ 0.33）4324004.822018

23、194.40.61118.61781.6200.2（ 0.67）536002.425018194.40.8155.51433.6189.1（ 1.00 ）637801.528018194.41.04202.21319.5221.7（ 1.05 ）737806.53201286.40.651.84532.584.34（ 1.05）212002160202400.3788.83672144.8阻力不平（ 0.33）衡412002160202400.43103.23672159.2阻力不平（ 0.33）衡卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂21301494120166.8除塵器1500（注：管道為

24、了增大阻力，促進阻力平衡，故流速調節為20m/s ）3.8 風機選擇通風除塵系統總阻力為P= （Rml+Z ）=331.9+200.2+189.1+221.7+84.34+1500=2534.2 Pa考慮到風管、設備的漏風及阻力計算的不精確，應該按下式來計算風壓風量選擇風機: PfK pPPa( K p 風壓附加系數這里取 1.15)L fK pLm3/h （ K l 風量附加系數這里取 1.15 ）風機風量Lf =1.15L=1.15 ×3780=4347 m 3/h風機風壓Pf =1.15=1.15 ×2534.2 Pa =2914.3Pa查閱風機手冊 根據以上所求，

25、風機風量 Lf 為 4347 m 3/h ，風機風壓 Pf2914.3 Pa ，參考風機手冊選取 Y5-48 型 4 號離心風機，風機轉速3550r/min 皮帶傳動 .3.9 配套電機選擇根據所選取的風機型號，查閱風機手冊其配套電機為Y132S1-2 型，功率為 5.5kw.卑微如螻蟻、堅強似大象共享知識分享快樂4. 發電機室余熱排除系統設計4.1 發電機室產生余熱及影響隨著生活水平的提高，人們對于自身健康、舒適直接有關的周圍空氣環境也有了更高的要求，在分析了粉塵、有害氣體對人體影響以后，另外一個重要的條件就是室內余熱的問題。對人體最適宜的空氣環境， 除了一定的空氣清潔度外， 還要求空氣具有

26、一定的溫度，相對濕度和流動速度。因此，在生產車間內必須防止和排除生產中散發的大量熱量。在某些散發大量熱量的高溫車間，如鑄造、鍛造、軋鋼、煉焦、冶煉車間都具有輻射強度大，空氣溫度高和相對濕度低的特征。 根據衛生標準的規定，一般車間內工作地點的夏季空氣溫度，應按車間內外溫差計算，不得超過表 4-1 的規定。表 4-1 車間內工作地點的夏季空氣溫度夏季通風室外計2223242526272829 33算溫度（）及以32及以下上工作地點與室外1098765432溫差（）根據車間平面布局圖，在廠房里第一個車間就是發電機室，根據已知條件，車間發電室有兩臺直流發電機，而作為車間內主要的散熱設備之一，發電機產生很大熱量，散熱量為 20kw. 工作時間車間夏天溫度最高達到 40 度左右 ,空氣流通不好 ;另外，持續的高溫、悶熱，導致員工流失率高，勞動強度大， 產品質量下降對工作者的身體健康、機器設備的壽命和工作效率將會造成影響。所以夏季必須采用機械排風清除余熱，且應保證室溫不超過 40 （夏季室外平均溫度定為 32）。4.2 排除余熱系統設計根據工業通風