通风与除尘课程设计
（安全工程专业）
学 院：汽车与交通学院 指导教师：撒占友 王玉华 王春源 张永亮 班 级：安全09- 班 学生姓名： 学生学号：
青 岛 理 工 大 学 二〇一二年十二月
通风与除尘课程设计指导书
一、课程设计的目的
本次课程设计是在学习《工业通风与除尘》的基础上，综合应用所学的理论知识，完成工业通风设计任务。其目的是培养学生综合运用通风与除尘理论知识、独立分析和解决工程实际问题的能力。
二、课程设计的基本要求
1、通过课程设计，要求学生对通风与除尘设计内容和过程有较全面的了解和掌握，熟悉有关通风问题的设计规范、规程、手册和工程书。
2、在教师指导下，独立完成课程设计任务指导书规定的全部内容。问题分析与计算要求正确、文理通顺、方案合理、表达清晰，符合课程设计的要求。
三、通风与除尘设计的步骤和内容
（一）粉尘或有害气体产生情况
1. 产尘（有害气体）设备
了解产生粉尘（有害气体）的设备或工艺过程，列出产尘设备名称、型号规格及数量。 2. 粉尘（有害气体）特性
粉尘（有害气体）的种类、物理性质，粉尘中游离二氧化硅的含量，以及粉尘的分散度。 3. 产尘（有害气体）强度
粉尘的产生量（g/s）或排尘空气的含尘（有害气体）浓度（mg/m3）。
（二）划分通风除尘系统
1. 通风除尘系统形式的选择
根据工艺流程和设备的配置、厂房条件和除尘抽风量的大小以及粉尘的性质，可分别设计就地式通风除尘系统、分散式通风除尘系统和集中式通风除尘系统。 （1）就地式通风除尘系统
将除尘器直接设置在产生有害物的设备上，就地捕集和回收。这种系统布置紧凑、简单、维护管理方便，同时能达到防止有害物外逸和净化空气的目的。 （2）分散式通风除尘系统
当全厂产尘点比较分散，且厂房内有安装除尘系统的位置时，可将一个或相近的数个抽风点作为一个系统，这种系统的除尘器和风机安装在产尘设备附近，一般由生产操作工人看管，管道较短，布置简单，系统阻力容易平衡，风量调节方便，但粉尘后处理较麻烦。
（3）集中式通风除尘系统
产尘点比较集中，有条件设置大型装置时，可将一个车间或相邻几个车间的产尘点全部集中于一个系统，设专门除尘室。这种系统处理风量大，可集中维护管理，粉尘回收容易实现机械化，但由于管网长、复杂，阻力不宜平衡，风量调节比较困难，初运行调试困难。 2. 划分通风除尘系统的原则
通风除尘系统的划分应根据生产设备的配置、工艺流程等具体条件，按下列原则确定： （1）同一生产流程、同时工作的产生同种粉尘且产尘点相距不大时，可划为同一系统。 （2）一个系统的抽风点不宜超过5~6个，采用集合管时，最多不宜超过20个。
（3）同时工作但粉尘种类不同的产尘点，一般不宜合为一个系统，但当工艺允许不同的粉尘混合回收或粉尘无回收价值时，也可合设一个系统。
（4）属下列情况者，不应合为一个系统：
①凡不同的粉尘混合后能引起着火燃烧或爆炸危险者； ②不同温度、湿度的含尘气体混合后可能引起管道结露者； ③因粉尘性质不同，共用一种除尘器除尘效率差别较大时。
（三）排风罩的设计及风量计算
1. 排风罩的确定
根据生产设备的产尘情况、生产工艺和生产操作等方面的要求，选择设置适用的排风罩。 排风罩的尺寸及生产设备的外形尺寸可参考有关资料确定。 2. 防尘密闭罩抽风口的位置
抽风口位置应根据生产设备的工作特点及含尘气流运动规律确定。
（1）选择抽风口的位置时，要能有效地控制含尘气流，使之不致从密闭罩逸出，同时要避免吸出大量粉料。如对破碎筛分和运输设备，抽风点应避开含尘气流中心，以防抽出大量粉料。
（2）抽风口不宜靠近敞开的孔洞（操作孔、观察孔、出料口等），以免抽进与除尘无关的空气。
（3）处理或输送热物料时，抽风口应设在密闭罩顶部，或给料点与受料点均设。 （4）抽风口的位置应不影响操作和检修。
（5）与密闭罩相连的一段管道最好垂直敷设，以防蹦入物料造成堵塞。 3. 抽风口的风速
抽风口的平均风速不宜过高，以免抽出粉料。一般对局部密闭罩和轻、干、细物料，抽风口平均风速应取较低值。采用局部密闭罩时，抽风口平均风速可按下列数值采取：
对筛落的极细粉尘 v=0.4~0.6m/s 对粉碎或磨碎的细粉 v<2.0m/s 对粗颗粒粉尘 v<3.0m/s
对于不能设密闭罩而用敞口罩控制粉尘时，罩口风速应按外部集气罩要求确定，具体设计可
参见教材和有关资料。 4. 抽风口的形式
防尘密闭罩和抽风口之间应有一段变径管（也称为抽风罩），以保证抽风口的风速适当，抽风口的面积应根据抽风口的风速计算，抽风口的面积为：
F=L1/v m2
式中：L1——密闭罩的排风量
v——抽风口的风速
确定变径管的形状（抽风口可为方形、长方形和圆形）和尺寸，收缩角尽量不大于60度。 当从大容积密闭罩和矿仓吸风时，一般无抽出粉料的可能，可不设变径管，将风管直接接在密闭罩或矿仓上。
说明书中应附密闭罩和变径管的示意图。 5. 排风罩的排风量
各种排尘罩的排风量计算可参考教材第四章第三节集气罩所需风量计算或有关资料。 6. 通风除尘系统的总排风量
通风除尘系统的总排风量。一般按其全部排风点同时工作计算。非同时工作的排风点的排风量较大时，系统的总排风量可按同时工作排风点计算，并应附加各非同时工作排风点排风量的15~20%，但在各间歇排风点上必须设阀门。
除尘系统的总排风量L：
LLi
式中 Li---该除尘系统各排尘罩的排风量，m3/s。
（四）除尘器的选择
1. 除尘系统的净化效率 净化效率为：
y1y2y1100%
式中 y1——除尘系统入口空气含尘浓度，mgm；
y2——除尘系统出口空气含尘浓度，mgm。
y1可参考设计手册的数据确定或设计题目给定，y2可根据粉尘性质查环境空气质量标准
33确定。
2. 除尘器的风量
3LcKcL，mh
式中：Lc——系统的总风量，m3h。 Kc1.1~1.15，考虑漏风的备用系数。 3. 确定除尘器的类型
选择除尘器类型时应考虑的因素如下：
（1）含尘气体的物理、化学性质，如化学成分、腐蚀性、温度、湿度、含尘浓度以及气体量和它的波动范围等。
（2）粉尘的物理、化学性质，如化学成分、密度、分散度、腐蚀性、吸水性、比电阻、粘结性、纤维性和爆炸性等。
（3）对净化后排出气体的容许含尘浓度、温度和湿度等要求。 （4）粉尘的回收价值和回收利用形式。 （5）除尘器的投资费用。
（6）除尘器的运行费用（包括水电和能量消耗）以及维护管理的繁简程度。
（7）其他具体情况，如材料来源、布置除尘器的位置、水源、电源、污水处理情况以及维护管理水平等。
4. 选择除尘器的型号及规格
（1）据已确定的除尘器类型、净化效率及风量选择除尘器的型号和规格。如果净化效率很高（即入口粉尘浓度很高），可选用二级除尘。
（2）计算除尘器的效率，选择除尘器后应验算除尘器的效率能否满足要求。除尘器的效率可根据除尘器的分级效率及粉尘的分散度计算。
cdfd
cc式中：dc——除尘器的分级效率；
fdc——除尘器入口的粉尘分散度。
如果选用二级除尘时，二级除尘的总效率为： 11112
式中：1、2——分别为一、二级除尘器的效率。
（3）列出除尘器的名称、型号和规格、适用的风量及阻力，还要查出进风口、出风口和外形尺寸。
5. 简单说明除下粉尘的处理方法
（五）通风除尘系统布置
1. 初选通风机
根据除尘系统的总排风量及估计的风压值初步选定通风机，查出风机进风口和出风口等的尺寸、电动机传动方式及尺寸。 2. 布置设备和管道
确定除尘器和通风机的位置，确定除尘管道的布置，确定通风除尘管道的材料和断面形状。 除尘系统布置时应考虑下列各项：
（1） 除尘系统的风机一般应布置在除尘器之后（抽出式），以减轻粉尘对风机的磨损。当风机
布置在除尘器之前时（压入式），应选用排尘风机。
（2） 湿式除尘系统的通风机底部应有排除积水的措施。
（3） 风管宜垂直或倾斜敷设。倾斜敷设时，与水平面的夹角宜大于45º；水平敷设时，应采
取防止积尘的措施，如控制管内风速以防止粉尘沉降等。
（4） 对粉尘和和水气共生的尘源，应尽量将除尘器直接配置在排风罩上方，使粉尘、水气通
过垂直管道进入除尘器。当必须采用水平管时，风管应向除尘器进口构成不小于10º的坡，并在风管上设检查孔，以便冲洗管内粘结的粉尘。
（5） 支管应从主管的上面或侧面连接。三通管的夹角一般采用30º-45º为宜。
（6） 弯管、三通等部分附件，以及水平和倾斜风管的端部或侧面，应设置密闭清扫口。 （7） 通过磨琢性强且浓度高的粉尘的风管（尤其是弯头外侧管壁），要采取耐磨措施。 （8） 对于多抽风点的除尘系统，应在各支管上装设风量调节装置，如插板阀、蝶阀和调节瓣、
调节套等。
（9） 除尘系统的排风管应高出屋面1.5m。如排风管影响临跨时，还应视具体情况加高。当排
风管的排风口设置风帽后会影响气体顺利地向高空扩散，甚至使粉尘下压，污染低空空气时，排风管可不设风帽，而采用防雨排风管，防雨排风管可参阅有关手册。
（10） 除尘管道一般应明设。当采用地下风道时，可用混凝土或砖砌筑，内表面用沙浆抹平，
并在风道的适当位置上设清扫口。
（11） 在除尘器和风机的出入口，以及各抽风支管的直管段气流平稳处，应设置测量孔，以测
量风量、风压、温度或进行取样。
（12） 通风除尘系统设计中应考虑留有一定的检修平面和空间、安装孔洞、吊装设施、走台、
梯子、人孔和照明设施等，为施工、操作、检修创造必要条件。
（13） 设备和管道穿过平台时，须预留孔洞，孔洞四周设高50mm的防水凸台，孔洞比管道直
径大20-50mm。
（14） 除尘管道断面应采用圆形的，其最小直径不应小于80mm，管道壁厚应比一般的送风系
统厚些，粉尘冲刷的部位（如弯管）还应加厚。直径为600mm以下的钢制风管，管壁最
小厚度可参考表1。
表1 管道壁厚选择表 粉尘性质 管件 <200 硬度不大的粉尘，如砂轮、铸造、直管 煤焦碳、粘土等 异形管 1.5 2.5 2.0 3.0 管径 mm 200-400 1.5 2.5 2.0 3.0 400-600 2.0 3.0 2.5 3.5 硬度较大的粉尘，如矿石、石英、直管 烧结矿灰渣等 异形管 （15） 除尘系统的管道和异形管，均采用连焊缝焊制，不得漏气。为了装卸和清理积灰方便，
异形管和一定长度的直管，应设法兰连接。法兰间应衬以3-5mm的衬垫。当气温小于70℃时衬垫材料可用胶皮、干性油煮过后并涂了铅油的厚纸或橡胶石棉板；当温度大于70℃时可采用石棉绳。
（16） 除尘器后的管道断面可适当增大，管道尺寸可按风速8-10m/s选用。 （17） 管道应设支、吊架。 3. 确定除尘系统的有关部件
系统的有关部件有：弯头、三通、变径管、方圆接头、软接头、风帽、风量调节阀、测量孔和清扫检查孔等。
（1） 三通的长度尺寸可查标准三通尺寸表。
（2） 风帽、调节阀、测量孔、清扫检查孔可查有关手册。 （3） 其他管件自行设计。 4. 通风除尘系统布置图
说明书中附通风除尘系统布置示意图，比例为1：100的平面图和剖面图（轴测图附在第六部分中），图中除尘管道用粗实线单线，排风罩、产尘设备、除尘器、通风机和电动机等用细实线绘图。
进行通风除尘系统布置设计时，可以考虑几种布置方案，最后选定一种最优方案。
（六）通风管道的设计计算（通风管道的水力计算）
1.根据已确定的通风除尘系统方案，绘制通风管道系统轴测图
比例约为1：100，图中管道用粗实线，其他部件和设备用细实线绘制，对管路进行分段，图中标出管段编号、风量、长度及管径。 2.采用假定流速法进行管道的水力计算
假定管道系统不同管段的风速。风速高，风管断面小，材料耗用少，但系统阻力大，耗能多，运行费用大；风速低，阻力小，耗能少，但管道断面大，占用空间大，成本增加，且流速低会造成粉尘容易沉积和堵塞管道。所以风速一般根据经验数据确定。假定风速可参考教材中抽出式管
道通风系统设计选取。
3.根据假定风速和已知管段的风量确定各管段管径，计算管路的阻力（摩擦阻力和局部阻力）。
确定管径时，应尽量符合通风管道统一规格尺寸。通风管道统一规格尺寸可参考有关资料。 各局部阻力构件应有形状尺寸示意图及局部阻力数值，也可列表表示。阻力计算步骤及结果列表表示。
4.并联支管阻力平衡
可以进行管径阻力平衡计算，也可以采用风量调节阀调节。对于一般的通风系统，两支管的阻力差应不超过15%，除尘系统应不超过10%。计算方法可参考有关资料进行。 5.系统总阻力的确定
计算系统的总阻力以作为通风机选择的依据。
（七）通风机的选择
1. 计算选用通风机的风量及风压
风机的风量：
LfKLL，m3h
式中：L——系统的总风量，m3h；
KL——风量附加系数，一般送排风系统取KL1.1；除尘系统KL1.1~1.15。
风机的风压：
PfKPP，Pa 式中：P——系统的总阻力，Pa；
KP——风压附加系数，一般送排风系统取KP1.1~1.15，除尘系统KP1.15~1.2。
如果气体为非标准状态，选择通风机的风量及风压应进行参数换算。 2. 选择通风机
（1）根据气体的性质、系统的风量和阻力确定风机的类型。如有防腐、防爆等问题时，选择专用风机。
（2）选择通风机的型号规格。根据选择风机需要的风量和风压的数值，查通风机样本上性能表或曲线图，选出风量和风压略大于计算出的风量和风压值的通风机。
列出通风机的名称、型号规格、传动方式、旋转方向、出口位置、转数以及电动机的功率。 （3）通风机及电动机的尺寸。查出通风机进风口和出风口的尺寸、外形尺寸，电动机的尺寸。 如果采用三角皮带传动，需进行三角皮带传动计算，以确定二皮带轮的距离，计算方法见有关的设计手册。
（八）绘制通风除尘系统施工图
图幅采用1号图纸。有条件可用AutoCAD进行绘图。
通风除尘系统图的内容包括：平面图、剖面图、轴测图、设备和部件明细表、文字说明。 1. 平面图和剖面图，比例为1：50（或按实际情况确定）。
通风除尘系统平面图和剖面图分别表达通风除尘管道、设备的平面布置情况和高度方向的布置情况及有关尺寸。
在平面图和剖面图中，管道用粗线、主要设备（如通风机、除尘器等）用中粗线、次要设备和房屋建筑的轮廓线用细线来画，剖面图的地面线用粗线画。
调节阀、测量孔和检查孔等可用图例符号示意表示。
平剖面图中，需要注明的尺寸有：建筑定位轴线间距、墙厚、地面及其它主要标高、设备和管道的定位尺寸（即他们与建筑定位轴线或墙面的距离）及标高，部分管件（如变径管）的尺寸、管道的截面尺寸。直线管段的长度一般不注尺寸。
2. 轴测图
通风除尘系统轴测图表达通风除尘管道在空间的复杂交叉情况，反映整个系统的概貌。轴测图（斜等测图）的三个轴的比例为1：1：1，其中y轴的方向可据具体情况而确定。
轴测图中，管道用特粗线单线表示，除尘器、通风机和排风罩的外形轮廓用细线表示，调节阀、测量孔和检查孔等用图例符号表示。不画房屋建筑的轮廓线。
轴测图中应标出各吸风口的风流方向和风量，出风口的风流方向，注明管道的截面尺寸和管道标高，管道有坡度时应注明坡度方向和坡度。标出设备和个部件的编号索引。
3. 设备和部件明细表
在明细表中，表明通风机、电动机、除尘器、阀门、管段、局部管段及其他部件的名称、型号规格、数量、制作材料等，本设计可省略部件的重量数值。采用国家标准图的部件，在备注中注名国标图号。
4. 文字说明
系统图中应有设计和施工的文字说明，内容包括：设计时使用的有关气象资料、卫生标准等基本数据；通风除尘系统的划分；与土建工程的配合事项；管道的材料和制作的工艺要求，油漆、保温、设备和管道的安装技术要求；施工完毕后试运行及调试要求等。
5. 标题栏
按照标准设置标题栏。
四、参考文献
[1] 通风除尘设备设计手册 胡传鼎主编 北京：化学工业出版社，2004 [2] 简明通风设计手册 孙一坚主编 北京：中国建筑出版社，2002
[3] 通风 空气调节和卫生工程学会编；王炳麟译，北京：科学出版社，1981.7 [4] 通风工程 长春冶金建筑学校等编 北京：中国建筑出版社，1981.7 [5] 通风机 李庆宜主编 北京：机械工业出版社，1981
[6] 通风机选型使用手册 孙研主编 北京：机械工业出版社，2000
[7] 通风空调工程预算知识问答 冷风，刘东主编 北京：机械工业出版社，2004.3 [8] 通风与空气调节工程 曹叔维等主编 北京：中国建筑工业出版社，1998.6
[9] 暖.卫.燃气.通风空调建筑设备分项工艺标准 辽宁省建设厅编 北京：中国建筑工业出版社，2001.7
[10] 工业通风设计手册 （苏）B.M.托尔戈佛尼科夫编著；得光裕，宋云耀译 北京：中国建筑工业出版社，1987.5
[11] 工业通风（第三版）孙一坚主编 北京：中国建筑工业出版社，2006.6
[12] 工业通风与除尘 马中飞，沈恒根主编 北京：中国劳动社会保障出版社，2009.1
通风与净化课程设计任务书(2)
一、资料
某发电厂由一组先进的发电机组（配套相应的电除尘器）进行发电，在输送中应用密闭的原理，用皮带直接输送到磨煤机，然后由排粉风机输送到燃烧锅炉中去，产生的粉尘在管道中输送到相应的除尘器中进行净化，达到标准再排出去。采用自然通风方式不能满足生产和环境的要求，因此采用机械通风，在输煤区的上面设置排风罩，利用局部通风的方法来达到通风除尘的目的。
如图1是这个厂区的平面布置图中需要划分的区域。
生活区 厂房（输煤区、燃烧炉、除尘器、风机） 煤区 主变电区 办公区 废水处理区 煤渣区 图1 厂区的平面布置图
平面布置时应注意的问题：
1、除尘车间在工厂总平面图上的位置，对于集中采暖地区应位于其他建筑物的非采暖季节主导风向的下风侧；在非集中采暖地区，应位于全年主导风向的下风侧。
2、厂房主要进风面应与夏季风向频率最多的两个象限的中心线处置或接近垂直。即与厂房纵轴成60º~90°角。
3、对矩形平面的厂房，开口部分应朝向夏季主导风向，并在0°~45°之间。
在进行通风管道系统的设计计算前，必须首先确定各送风点的位置和送风量、管道系统和净化设置的布置，风管材料等。设计计算的目的是，假定各管段的管径和压力损失，保证系统达到要求和风量分配，并为风机的选择和绘制施工图提供依据。
电厂的耗煤情况为4.5吨/小时， 输煤区：
需要设计计算的内容：排风罩、总需风量。 根据排风罩风量计算公式 按控制风速 v=0.24m/s计算 燃烧炉：
降温：燃烧炉内温度为900℃，周围空气为28℃，取v=5m/s
排烟：根据C+O2=CO2,计算CO、CO2的质量，以及SO2，氢氧化物的质量 选择除尘器时考虑的问题：
1、电厂是烧煤发电的，每天产生大量的粉尘和有毒有害气体、液体，以及大量的废品。 2、燃烧后产生的粉尘和废气的速度不是很快。
3、燃烧后产生的粉尘的浓度很高，要求除尘器可以达到很高的除尘效率。 4、燃烧后产生的烟气温度很高，所以经过预先的冷处理后，温度还是很高。
5、燃烧后烟气的成分中还有大量的化合物含有一定量的可燃气体，在除尘器内有一定的几率爆炸（滤料是可燃物质）。
6、废气中含有一定量的腐蚀性物质，能对除尘器的滤料造成腐蚀，使某些除尘器的效率降低，使它的使用年限减少。
7、废气中的分成的形状从大到小全部都有，大颗粒的粒子会磨损某些除尘器的滤料，降低使用寿命。
锅炉的尺寸为8.6m*2.0m*3.5m，不需排风罩收集烟尘，直接从锅炉中经过烟道接出管道即可。
1输煤区——2燃烧区——3除尘器——4风机——5烟筒（30 m）
二、设计内容
1、题目
某发电厂通风除尘系统设计 2、设计内容与要求
对发电厂进行平面布置进行分析的基础之上进行通风系统设计，包括排风罩设计、管道布置及设计计算、选择除尘器和风机等。绘制相应的图纸并撰写设计说明书。
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