机械专业知识-工业通风课件

1、工业有害物2、控制工业有害物通风的方法3、通风排气中的粉尘净化4、通风排气中的有害气体净化5、通风管道的设计计算6、通风系统测试目 录1、工业有害物目、工业有害物目 录录 1 工业有害物1.1 工业通风涉及到的有害物包含粉尘、有害有毒气体、有害蒸汽、余热余湿等。衡量有害物浓度大小的方法有体积浓度和质量浓度。单位分别为ppm 和 mg/m3。1.2 卫生标准：为保证工人和居民的安全健康国家制订和颁布了工业企业设计卫生标准。1.3 排放标准：为保护大气环境，国家制订和颁布了大气环境质量标准以及针对不同的行业的排放标准。1 工业有害物工业有害物1.1 工业通风涉及到的有害物包含粉工业通风涉及到的有害物包含粉2 控制工业有害物的通风方法2.1 机械通风局部通风向局部工作地点送风，创造局部地带良好空气环境，又称岗位送风。向在集中产生有害物的局部地点，设置有害物捕集装置，将有害物就地排走。称为局部排风。组成部分：局部排气罩、风管、空气净化装置、风机。全面通风对整个房间进行通风换气，其目的在于稀释室内有害物浓度，消除余热、余湿，使之达到卫生标准和满足生产要求。事故通风生产设备发生突然故障或事故时，当散发大量有害或爆炸气体时应设事故排风，风机在室内和室外各设操作装置。2 控制工业有害物的通风方法控制工业有害物的通风方法2.1 机械通风机械通风局部通风局部通风向向2.2 自然通风依靠室内外温差所造成的热压，或者室外风力作用在建筑物上形成的压差，使室内外的空气进行交换，从而改善室内的空气环境。2.2 自然通风自然通风依靠室内外温差所造成的热压，或者室外风力作依靠室内外温差所造成的热压，或者室外风力作局部排风和局部送风示意图局部排风和局部送风示意图局部排风和局部送风示意图机械送风示意图机械送风示意图机械送风示意图自然通风示意图自然通风示意图自然通风示意图 3 通风排气中的粉尘净化 工业过程中如水泥、耐火材料，有色金属冶炼，铸造等产生大量粉尘，需要净化处理。同时，有些粉尘可以回收利用。上述要涉及到除尘设备的应用。3 通风排气中的粉尘净化通风排气中的粉尘净化 工业过程中如水泥、耐火工业过程中如水泥、耐火 3.1 除尘器的效率全效率 含尘气体被除尘器的捕集量占进入除尘器粉尘量的百分比。3.1 除尘器的效率全效率除尘器的效率全效率 穿透率 除尘器未能捕集的粉尘占 进入除尘器粉尘量的百分比。穿透率穿透率 分级效率 除尘器对不同粉尘粒径的过滤能力。分级效率分级效率 3.2 除尘机理重力：气流中的尘粒靠重力自然沉降。此机理只适用于大的粉尘颗粒。离心力：气流作圆周运动时，尘粒因离心力的作用从气流中分离，这是旋风除尘器的除尘工作机理。惯性碰撞：粉尘随气流运动中碰到物体阻碍时，细小颗粒会发生绕流，粗大颗粒由于惯性会脱离流线撞击在物体上而被捕获。惯性碰撞是过滤性除尘器、惯性除尘器、湿式除尘器的主要除尘机理。接触阻留：细小尘粒在物体表面绕流时，会发生接触阻留。如果过滤器网孔尺寸小于尘粒尺寸，会发生筛滤作用而阻留。静电力：悬浮在气流中的细小粉尘如果带有电荷，可以在静电力的作用下从气流中分离。扩散：小于1m的微小粒子在气体分子的碰撞下会发生像气体分子一样的布朗运动，在运动中接触到物体表面会从气流中分离。凝聚：通过超声波、蒸汽凝结、加湿等作用使细微颗粒凝聚增大在采用常规除尘方法去除。3.2 除尘机理重力：气流中的尘粒靠重力自然沉降。此机理只适除尘机理重力：气流中的尘粒靠重力自然沉降。此机理只适除尘机理示意图除尘机理示意图除尘机理示意图3.3 除尘器分类重力除尘如重力沉降室。惯性除尘如惯性除尘器。离心力除尘如旋风除尘器。过滤除尘如袋式除尘器、颗粒层除尘器、纤维除尘器、纸过滤器。洗涤除尘器如自激式除尘器、卧式旋风水膜除尘器。静电除尘如静电除尘器。3.3 除尘器分类重力除尘如重力沉降室。除尘器分类重力除尘如重力沉降室。3.4 净化程度粗净化：主要去除粗大尘粒。用于多级除尘的第一级。中净化：净化后的空气含尘浓度不超过100-200mg/m3。细净化：净化后的空气含尘浓度不超过1-2mg/m3.超净化：主要除掉1m以下的细小尘粒，用于洁净房间。3.4 净化程度粗净化：主要去除粗大尘粒。用于多级除尘的第一净化程度粗净化：主要去除粗大尘粒。用于多级除尘的第一3.5 各类除尘器3.5 各类除尘器各类除尘器机械专业知识机械专业知识-工业通风课件工业通风课件机械专业知识机械专业知识-工业通风课件工业通风课件3.6 各类除尘器性能 3.6 各类除尘器性能各类除尘器性能 4 通风排气中的有害气体净化4.1 有害气体的净化方法燃烧法 通过氧化反应将废气中烃类氧化成二氧化碳和水。其它卤素和含硫有机物质达到排放要求或回收。分为热力燃烧和催化燃烧。冷凝法 有害气体通过冷凝从气体中分离。吸收法 用适当的液体与混合气体相接触，利用气体在液体中溶解能力的不同去除一种或几种气体。吸附法 让通风排气与某种固体物质的接触，通过固体物质对有害气体的吸附作用去除有害物。4 通风排气中的有害气体净化通风排气中的有害气体净化4.1 有害气体的净化方法有害气体的净化方法4.2 吸收设备吸收设备的要求：气液之间有较大的接触面积和一定的接触时间。气液之间有强烈的扰动，吸收阻力小，吸收速率高。采用气液逆流操作。耐磨耐腐蚀，运行安全可靠。构造简单，便于制造和检修。吸收质和吸收剂：吸收操作中，被吸收的气体称为吸收质，吸收用的液体称为吸收剂。含酸废气采用碱液吸收去除，含碱废气采用酸液去除。常用设备喷淋塔、填料塔、湍球塔、筛板塔、文丘里吸收器。4.2 吸收设备吸收设备的要求：吸收设备吸收设备的要求：机械专业知识机械专业知识-工业通风课件工业通风课件机械专业知识机械专业知识-工业通风课件工业通风课件4.2.1 废气吸收示意图4.2.1 废气吸收示意图废气吸收示意图4.2.2 吸收设备性能比较4.2.2 吸收设备性能比较吸收设备性能比较4.3 吸附设备吸附质和吸附剂：吸附操作中，被吸附的气体称为吸附质，吸附用的固体称为吸附剂。吸附作用常用于去除有机溶剂蒸汽。常用吸附剂工业常用的吸附剂为活性炭、硅胶、活性氧化铝、分子筛等。吸附设备的要求：为避免频繁更换吸附剂，采用不再生吸附剂的吸收器连续工作时间不少于三个月。排气温度过高，会影响吸附剂的吸附能力，需作预处理。吸附器断面风速均匀，0.3-0.5m/s,吸附层厚度与吸附器断面之比不宜过小。排气含有粉尘和雾滴时，应采用空气过滤器预过滤。活性炭过滤器（化学过滤器）可用于净化空调的进气净化。4.3 吸附设备吸附质和吸附剂：吸附设备吸附质和吸附剂：4.3.1废气吸附示意图4.3.1废气吸附示意图废气吸附示意图机械专业知识机械专业知识-工业通风课件工业通风课件4.3.2 吸附剂的选择4.3.2 吸附剂的选择吸附剂的选择5 通风管道设计计算5.1 风管内空气流动阻力摩擦阻力因空气的粘滞性及与风管壁的摩擦造成的沿程能量损失称其为摩擦阻力或沿程阻力。局部阻力空气流经管件及设备时因气流方向，大小的变化及涡流等造成的比较集中的能量损失称其为局部阻力。5 通风管道设计计算通风管道设计计算5.1 风管内空气流动阻力风管内空气流动阻力摩擦阻力计算摩擦阻力计算摩擦阻力计算摩擦阻力系数由cole brook公式确定 矩形风管（边长为a、b）的当量直径按下式计算莫迪图 根据Re数，相对粗糙度/D,可通过莫迪图查得摩擦阻力系数。莫迪图莫迪图 根据根据Re数，相对粗糙度数，相对粗糙度/D,可通过莫迪图查得摩擦可通过莫迪图查得摩擦通风管道单位长度摩擦阻力线算图通风管道单位长度摩擦阻力线算图通风管道单位长度摩擦阻力线算图局部阻力计算局部阻力系数通常由实验获得。各类管件的局部阻力系数参考有关手册。局部阻力计算局部阻力系数通常由实验获得。各类管件的局部阻力系局部阻力计算局部阻力系数通常由实验获得。各类管件的局部阻力系5.2 风管内的压力分布空气在风管中流动时，由于风管阻力和流速的变化，空气压力在风管中的分布是不同的。见下图：5.2 风管内的压力分布空气在风管中流动时，由于风管阻力和流风管内的压力分布空气在风管中流动时，由于风管阻力和流5.3 通风管道水力计算在送排风点位置和需求风量、风管材料、设备位置等确定的情况下，经过水力计算选择合理的管道尺寸及通风机，使系统达到要求的风量分配。假定流速法：选择合理的风速，跟据风量确定管道的管径和阻力。步骤：1.绘制系统轴测图，对各管段编号，标注管段长度和风量。2.假定合理的空气流速。3.根据各管段的风量及风速确定管径，并计算摩擦阻力和局部阻力。4.并联管路阻力平衡。5.计算出最不利环路的系统的总阻力。6.选择通风机。5.3 通风管道水力计算在送排风点位置和需求风量、风管材料通风管道水力计算在送排风点位置和需求风量、风管材料 轴测图绘制示意 轴测图绘制示意轴测图绘制示意5.4 通风管道设计中有关问题系统的划分 空气处理要求相同，室内参数相同的，可划为同一系统。放散剧毒物质的房间和设备 通风系统单独设置。混合后引起爆炸或燃烧或形成更有害的物质的通风系统单独设置。大风量排风点离风机较近，系统不宜纳入远处小风量排风点。风管的布置 风管的布置综合考虑建筑结构及其它各专业管线。除尘风管排风点不宜过多，可采用集管连接多排风点。除尘风管宜倾斜或垂直布置。含蒸汽或水汽的管路要设置坡度。在系统的最低点设置水封及排水点。排除有毒物质的正压风管不得穿过其它房间。风管应设置必要的测量、调节及检修装置。管路应简洁流畅，减少阻力和噪声。5.4 通风管道设计中有关问题通风管道设计中有关问题系统的划分系统的划分 风管的断面形状及管道定型化不宜采用长宽比大的风管，尽量采用定型的风管规格。风管的材料 选择合适系统的材料，考虑洁净、腐蚀、高温防火、噪声、阻力等因素。风管的保温 考虑风管的耗能、结露和环境等选择合适的保温材料。送排风口的布置 进风口远离污染源，高于室外地坪2m，在排风口的上风侧，降温采风口置于建筑物背阴处。屋顶排风口应高于屋面一定高度，需大气稀释的排风的排风口应置在 建筑物动力阴影区和正压区以上，需稀释的排风排风口不应设风帽而采用防雨型烟囱。风管的断面形状及管道定型化不宜采用长宽比大的风管，尽量采用风管的断面形状及管道定型化不宜采用长宽比大的风管，尽量采用防爆和防火系统的通风量要保证房间的可燃物的浓度低于爆炸浓度极限下限。防止可燃物的通风死角积聚。采用直连型防爆风机和防爆管道部件。有爆炸危险的管道设置防爆门。防爆和防火防爆和防火6.通风系统的测试 通风系统正式运行前，需要进行风压风量测试及风量平衡，以满足设计的要求工况。对已运行的通风系统，通过测试可以积累原始数据及发现运行中存在的问题供改进。6.通风系统的测试通风系统的测试 通风系统正式运行前，需要进行风压通风系统正式运行前，需要进行风压6.1 风压、风速、风量的测量测量断面和测点 测量断面的选择：测量断面应选择在风管的平滑处，断面离上下游局部阻力管件的距离至少不低于1.5倍的管径。6.1 风压、风速、风量的测量测量断面和测点风压、风速、风量的测量测量断面和测点 测点的布置 矩形风管可分为几个等面积的方块，圆形风管可分为几个等面积的同心环进行测点布置。测点的布置测点的布置 矩形风管可分为几个等面积的方块，圆形风管矩形风管可分为几个等面积的方块，圆形风管管内压力测量 风管内压力的测量可通过pilot皮托管配合微压差计或U型压力计进行。管内压力测量管内压力测量 风管内压力的测量可通过风管内压力的测量可通过pilot皮托管皮托管风速的测量直接测量采用热球式热点风速仪直接读数测量。间接式风速的测量直接测量风速的测量直接测量风量测量平均风速v与测量断面面积相乘得到总风量。采用风量罩直接读取送排风口的风量。风量测量平均风速风量测量平均风速v与测量断面面积相乘得到总风量。与测量断面面积相乘得到总风量。6.2 局部排风罩风量的测定局部排风罩因无平滑管段采用动压法难于测量时可采用静压法。F为测点处风管的面积。V为测点处的风速。为空气密度。6.2 局部排风罩风量的测定局部排风罩因无平滑管段采用动压局部排风罩风量的测定局部排风罩因无平滑管段采用动压6.3 除尘器性能测定 除尘器漏风量测定 漏风量为除尘器进出口风量差与进风量的比值。6.3 除尘器性能测定除尘器性能测定 除尘器漏风量测定除尘器漏风量测定 除尘器阻力测定 除尘器阻力测定除尘器阻力测定 除尘器效率测定 实际测量时应考虑除尘器的漏风量对效率的影响。根据进出口不同粉尘粒径的浓度可计算出除尘器的分级效率。除尘器效率测定除尘器效率测定