第8章通风系统的测量与调试课件

,*,通风工程,本人联系：,13974793475 nhxiedong,*,第,8,章 通风系统的测量与调试,8.1,通风系统风压、风速、风量的测定,8.2,含尘浓度测定,8.3,气体浓度测定,8.4,净化系统性能测定,8.5,系统调试与运行,第8章 通风系统的测量与调试8.1 通风系统风压、风速,意义,通风系统的测试、检测、调整和运行管理，又是保证通风系统有效、经济运行的必不可少的措施。在设计新的通风系统时，为了掌握室内气流和有害物的散发情况，也需要进行现场测定，取得必须的原始资料和有关数据。,意义通风系统的测试、检测、调整和运行管理，又是保证通风系统有,8.1,通风系统风压、风速、风量的测定,在通风系统测定中，风速、风量和风压的测定是最基本、最常见的测定工作。,图,8-1,测量断面的确定,测量断面应选择在,气流平稳、扰动小的直管段上,。当设在弯头、三通等局部构件或净化设备前面,(,按气流运动方向,),时，测量断面与它们的距离要大于,2,倍管道直径（实际至少,1.5,倍）；而设在这些部件或设备的后面时，则应为,4,5,倍管道直径,(,图,8-1),。,8.1.1,测定断面和测点的确定,1,、测定断面的确定,8.1 通风系统风压、风速、风量的测定在通风系统测定中，,由于气流速度在管道断面上的分布是不均匀的，随之造成压力分布也是不均匀的。因此，在测定断面上必须进行,多点测量,，然后求出断面上压力和速度的平均值。,2.,测点的选择,图,8-2,矩形风管测点布置图,图,8-3,圆形风管测点布置图,由于气流速度在管道断面上的分布是不均匀的，随之造成压力分布也,8.1.2,管内压力的测量,通风管道内气体的压力,(,静压、动压和全压,),可用测压管与不同,测量范围和精度的微压计配合测得。常用的测压管是,L,型毕托管。,测压管与微压计的连接方式如图,8-4,。,图,8-4,测压管与测压计的连接方式,在测定时，测压管的管头应迎向气流，其轴线应与气流平行，一般采用倾斜式微压计。小流速（,5m/s),测量中应使用精度高的补偿式微压计。,在测得断面上上各点的压力值后，可按下式分别求出该断面上（动压、全压、静压）的平均值。,8.1.2 管内压力的测量通风管道内气体的压力(静压、动压,8.1.3,风速的测定,常用的测定管道内风速的方法分为间接式和直读式两类。,（一）间接式,先测得管内某点动压 ，再用下式算出该点的流速,管道内空气的密度，,kg/m,3,。,管道内气流平均速度是管道断面上各测点流速的取平均值。,8.1.3 风速的测定常用的测定管道内风速的方法分为间接式,（二）直读式,1,、热球式热电风速仪,2,、旋浆叶轮式风速计,（二）直读式1、热球式热电风速仪 2,8.1.4,管内流量的确定,确定平均流速后，可按下式计算管内流量,L,：,式中,F,管道断面积（ ）,管道内气体的流速和流量与大气压力、管内的气流温度有关；,在给出流速、流量的同时，也要给出气流温度和大气压力。,8.1.4 管内流量的确定确定平均流速后，可按下式计算管内,集气口测流量法,集气口流量计是从大气采集气体并设于风管端面上的流量测量装置。它是根据静压降数值与流量成正比的原理，测量流量和速度的。,当空气从大气进入风管时，先通过具有渐缩形状的集气口，气流速度逐渐增加，静压则逐渐降低。对断面,0-0,和,1-1,之间的能量方程：,令,（ 为集气口流量系数）,集气口测流量法 集气口流量计是从大气采集气体并设于风管,在实验室进行管内流量测量时，可用孔板流量计、喷嘴、进口,流量管、弯头流量计等固定的测量装置。,得,用测定静压的方法，同样可以测得风管的风量；还可以看出，,集气口的进风量与其静压值 的平方根成正比。,在实验室进行管内流量测量时，可用孔板流量计、喷嘴、进,8.1.5,用于含尘气流的测压管,毕托管只适用于无尘气流的测量。因此必须采用其它形式的测压管。,S,型测压管就是其中的一种。,S,型测压管由两根同样的金属管组成，测端做成方向相反的两个开口,(,图,8-8),。测定时，,个开口面向气流，另一个则背向气流。,S,型测压管的优点是，测端开口大，管径粗，不易被粉尘堵塞；其缺点是，测量误差较大，在气流速度较低时尤其明显。,S,型测压管的测孔有方向性，两个开口的朝向与校正时的朝向必须一致，不能颠倒，在测定时必须注意。,S,型测压管的修正系数不仅与测压管的结构形式有关，还与测速范围有关。,8.1.5 用于含尘气流的测压管 毕托管只适用于无尘,8.2,含尘浓度测定,粉尘的物理性质和空气中的含尘浓度，是评价除尘器效率和车间内空气质量的重要依据；因此，对其测定是十分重要的。测定粉尘物理性质和空气含尘浓度的主要目的是：,1,）评定车间工作区的含尘状况，检查含尘浓度是否在国家卫生标准范围以内，以此作为设置或改进通风除尘装置的依据。,2),掌握除尘系统中气流的含尘状况，作为评定除尘装置的依据，确定是否要改进或调整除尘装置。,3),分析研究各种除尘设备的实际效果。,8.2.1,粉尘主要物理性质的测定,8.2 含尘浓度测定 粉尘的物理性质和空气中的,1,、,粉尘真密度的测定,为测得粉尘的真密度，首先要准确测出粉尘本身的体积，即应当准确扣除尘粒之间的空隙。可以采用多种方法，比较常用的是液相置换法，即应用比重瓶法进行测定。,下面介绍用液相置换法，即比重瓶法测定粉尘真密度的方法。,用比重瓶法测定粉尘真密度的步骤是：利用液相介质浸没全部尘样，在真空状态下排除粉尘内部的所有空气，求出粉尘在密实状态下的体积和质量，最后算得单位体积粉尘的质量，即真密度。,1、粉尘真密度的测定 为测得粉尘的真密度，首先要准确测出粉尘,2,、粉尘粒径分布的测定,测定粉尘粒径分布的方法很多。每一种方法往往适合于一定的条件，名种测定方法根据的基本原理不尽相同，因此所测得的粒径含义也不同。,（,1,）移液管法,移液管法是利用粒径不同的粉尘在液体介质中沉降速度不同的原理来测得粒径分布的。移液管法测得的尘粒粒径是斯托克斯粒径。,（,2,）沉降天平法,沉降天平法运用的原理和移液管法基本相同。它们都是利用粒径不同的粉尘在液体介质中沉降速度不同，使粉尘颗粒分级的。,2、粉尘粒径分布的测定 测定粉尘粒径分布的方法很多。,（,3,）离心沉降法,离心沉降法的原理是，不同粒径的尘粒在高速旋转时，受,到不同的惯性离心力，从而实现尘粒的分级。,（3）离心沉降法 离心沉降法的原理是，不同粒径的尘粒,（,4,）惯性冲击法,惯性冲击法是利用惯性冲击原理对粉尘粒径进行分级的。,（,5,）电导法,库尔特粒径测定仪（计数器）是用电导法使粉尘分级的一,种仪器。其基本原理是根据尘粒在电解液中通过小孔时，,小孔处电阻发生变化，由此引起电压波动，其脉冲值与尘,粒的体积成正比，从而使粉尘颗粒分级。,（4）惯性冲击法 惯性冲击法是利用惯性冲击原理对粉尘粒径进行,8.2.2,空气中粉尘浓度的测定,空气中粉尘浓度的测定，对评价除尘系统性能，评定车间空气环境质量、改进和研制除尘设备是十分重要的。,1.,工作区含尘浓度的测定,测定工作区含尘浓度的方法有滤膜法、,射线法、压电天平法等。,射线测尘仪和压电天平测尘仪都是快速测尘仪。,射线测尘仪是利用低能,射线通过粉尘层时，射线的强度因粉尘层的吸收而减弱，减弱的程度则与粉尘层厚度有关的原理，经换算可得到工作区含尘浓度。,压电天平测尘仪是运用石英晶体片上的尘粒质量改变引起电磁振荡频率的变化，其变化量最终与空气中的粉尘浓度成线性关系的原理测得粉尘浓度的。这些方法中，以滤膜法测尘最为常用。,8.2.2 空气中粉尘浓度的测定 空气中粉尘浓度的测,滤膜法测定原理,在测定地点用抽气设备抽吸一定体积的含尘空气，当它通过滤膜采样器中的滤膜时，粉尘被滤膜阻留。根据采样前后滤膜的增重,(,即集尘量,),和总抽气量，就能算出单位体积空气中的质量含尘浓度,图,8-21,测定工作区空气含尘浓度的采样系统,1-,滤膜采样器,2-,压力计,3-,温度计,4-,流量计,5-,抽气机,6-,调节阀,7-,支架,式中,采样前滤膜的质量（,mg,）；,采样后滤膜的质量（,mg,）；,换算到标准状态后的抽气量（,）,滤膜法测定原理 在测定地点用抽气设备抽吸一定体积的含,2.,管道内气流含尘浓度的测定,图,8-23,管道采样系统,1-,采样头,2-,采样管,3-,滤膜采样器,4-,温度计,5-,压力计,6-,流量计,7-,螺旋夹,8-,橡皮管,9-,抽气设备,图,8-23,所示的管道内气流含尘浓度的测定装置与工作区采样装置的差别，是在滤膜采样之前增设了采样管,2,。含尘气流采样管进入采样装置，因此采样管也称引尘管；采样管头部设置了可更换的尖嘴形采样头,1,。滤膜采样器的结构也略有不同，在滤膜夹前增设了圆锥形漏斗。,2. 管道内气流含尘浓度的测定 图8-23 管道采样系统,按照集尘装置,(,滤膜或滤筒,),放置的地方不同，采样方式分为,管内采样,和,管外采样,两种。图,8-23,所示系统中的滤膜放在管外，称为管外采样。如果滤膜或滤筒和采样头一起直接插入管内，称为管内采样。管内采样能防止因高温烟气结露引起的采样管堵塞，主要用于含尘气体温度高、浓度大、有凝结水产生和管径较大的场合。,因为管道中气体的流速分布、粉尘浓度分布等因素与工作区有很大的差别。管道内含尘浓度的测定有两个显著特点：一是必须实现,等速采样,，即采样头进口处的采样速度应等于风管内该点的气流速度；二是在风管的测定断面上必须,多点采样,，以测得平均含尘浓度。,按照集尘装置(滤膜或滤筒)放置的地方不同，采样方式分为管,8.2.3,高温烟气含尘浓度的测定,测定管道中高温气体的含尘浓度时，涉及到气流的温度、压力、含湿量和气体的成分等参数。因此，高温测尘采用的设备和方法比常温测尘复杂。,高温测尘和常温测尘的差别主要有：,1),高温烟气是干烟气和水蒸汽的混合气体，为了防止水蒸气出现凝结对流量计示值的影响，在流量计前要设置吸湿器，以除去烟气中的水蒸汽。因此要预先测定烟气的含湿量。,2),在采样装置内高温烟气的温度、压力和含湿量都会发生变化，要根据这些变化对流量计读数进行修正。,3),测定高温烟气时，不能采用普通滤膜，应根据需要选用玻璃纤维滤筒或刚玉滤筒。,4),为了防止烟气中水蒸汽在采样管内冷凝，高温烟气常用管内采样，即采样嘴、滤筒和一部分采样管置于烟道内，以防止水蒸汽在釆样管内冷凝。如果采用管外采样，采样管必须保温或设置加热装置，保证采样器前的管路不结露。,8.2.3 高温烟气含尘浓度的测定 测定管道中高温气,烟气含湿量的测定,如果高温烟气冷却时所产生的凝结水进入转子流量计，则将使转子变重，影响其读数，严重时还会使转子失灵。因此，必须在转子流量计前设置吸湿装置，并测定烟气的含湿量。,测定烟气含湿量的常用方法有：称重法、干湿球温度法和冷凝法。这里介绍,称重,法和干湿球温度法。,1,）称重法,测定原理：是从烟道中抽出一定体积的烟气，在通过装有吸湿剂的吸湿管时，水蒸汽被吸湿剂吸收，吸湿剂的增重即为该体积烟气中的水蒸汽含量。所选的吸湿剂只吸收水蒸汽，不吸收其他气体，常用的有硅胶、五氧化二磷、氯化钙等。,由于吸湿剂对水蒸汽的吸收速率随操作温度的升高而降低，用重量法测定含湿量时应有冷却装置。称量法的精确度较高，在高温烟气测尘时广泛使用。,烟气含湿量的测定 如果高温烟气冷却时所产生的凝结水进入,2,）干湿球温度测湿法,图,8-35,干湿测湿装置球,1-,干球温度计,2-,湿球温度计,3-,保温材料,4-,沾水纱布,该方法是根据烟气的干湿球温度计算出烟气的水蒸汽含量。,用干湿球温度测定烟气中水蒸汽含量，操作不很复杂。应当注意，通过干湿球温度计的烟气温度不超过,95,时才能采用本方法。,2）干湿球温度测湿法 图8-35 干湿测湿装置球该方法是根据,9.3,气体浓度测定,8.3.1,二氧化硫的测定,测定,SO2,常用的方法有分光光度法、紫外荧光法、电导法、库仑滴定法、火焰光度法等。,分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析的方法。 常用的波长范围为：,(1)200,400nm,的紫外光区,(2)400,760nm,的可见光区,(3)2.5,25m(,按波数计为,4000cm,400cm),的红外光区。所用仪器为紫外分光光度计、可见光分光光度计,(,或比色计,),、红外分光光度计或原子吸收分光光度计。,分光光度法,9.3 气体浓度测定8.3.1 二氧化硫的测定 测定SO,第8章通风系统的测量与调试课件,8.3.2,氮氧化物,(NOx),的测定,大气中的氮氧化物主要以一氧化氮,(NO),和二氧化氮,(NO,2,),形式存在。大气中的,NO,和,N0,2,可以分别测定，也可以测定二者的总量。常用的测定方法有盐酸萘乙二胺分光光度法、化学发光法及恒电流库仑滴定法等。,化学发光是一种特殊的发光现象，产生于化学反应过程中。反应产物在反应中受激发处于激发态，当从激发态跃迁回基态时，以光辐射的形式释放出一定的能量。发光强度与被测物的浓度有正比关系，借此可进行定量分析。,化学发光法,8.3.2 氮氧化物(NOx)的测定 大气中的氮氧化,8.3.3,一氧化碳的测定,测定大气中,CO,的方法有非分散红外吸收法、气相色谱法、定电位电解法、间接冷原子吸收法等。,原理,:,当,CO,、,CO2,等气态分子受到红外辐射,(1,25m),照射时，将吸收各自特征波长的红外光，引起分子振动能级和转动能级的跃迁，产生振动,-,转动吸收光谱，即红外吸收光谱。在一定气态物质浓度范围内，吸收光谱的峰值,(,吸光度,),与气态物质浓度之间的关系符合朗伯,-,比尔定律，因此，测其吸光度即可确定气态物质的浓度。,1,、非分散红外吸收法,图,8-45,非分散红外吸收法,CO,原理,1-,红外光源,2-,切片光,3-,滤波室,4-,测量室,5-,参比室,6-,调零档板,7-,检测室,8-,放大及信号处理系统,9-,指示表及记录仪,8.3.3 一氧化碳的测定测定大气中CO的方法有非分散红外,2.,气相色谱法,色谱分析法又称层析分析法，是一种分离测定多组分混合物的极其有效的分析方法。它基于不同物质在相对运动的两相中具有不同的分配系数，当这些物质随流动相移动时，就在两相之间进行反复多次分配，使原来分配系数只有微小差异的各组分得到很好地分离，依次送入检测器测定，达到分离、分析各组分的目的。,用气体作为流动相时，称为气相色谱；用液体作为流动相时，,称为液相色谱或液体色谱。,图,8-51,色谱法测定,CO,流程,1-,氢气瓶,2-,减压阀,3-,净化管,4-,流量调节阀,5-,流量计,6-,六通阀,7-,定量管,8-,色谱柱,9-,转化炉,10-FID 11-,放大器,12-,记录仪,2. 气相色谱法 色谱分析法又称层析分析法，是一种分离测定,3.,汞置换法,汞置换法也称间接冷原子吸收法。该方法基于气样中的,CO,与活性氧化汞在,180,200,发生反应，置换出汞蒸气，带入冷原子,吸收测汞仪测定汞的含量，再换算成,CO,浓度。置换反应式如下：,图,8-52,汞置换法,CO,测定仪的工作流程,1-,灰尘过滤器,2-,活性炭管,3-,分子筛管,4-,硫酸亚汞硅胶管,5-,三通活塞,6-,霍加特氧化管,7-,转子流量计,8-,流通阀,9-,定量管,10-,小分子筛管,11-,加热炉及反应室,12-,冷原子吸收测汞仪,13-,限流孔,14-,流量调节阀,15-,抽气泵,3. 汞置换法 汞置换法也称间接冷原子吸收法。该方法基,8.4,净化系统性能测定,8.4.1,局部排风罩的性能测定,1.,排风罩阻力的测定,排风罩阻力的测定装置，见图,8-57,。罩口断面,与,1-1,断面的全压差，即为排风罩的阻力,Z,。,图,8-57,排风罩阻力测定装置,8.4 净化系统性能测定8.4.1 局部排风罩的性能测定,8.3.4,臭氧的测定,O,3,的测定方法有吸光光度法、化学发光法、紫外线吸收法等。,8.3.5,总烃及非甲烷烃的测定,总碳氢化合物常以两种方法表示，一种是包括甲烷在内的碳氢化合物，称为总烃,(THC),，另一种是除甲烷以外的碳氢化合物，称为非甲烷烃,(NMHC),。,测定总烃和非甲烷烃的主要方法有：气相色谱法、光电离检测法等。,8.3.6,氟化物的测定,大气中的气态氟化物主要是氟化氢，也可能有少量氟化硅,(SiF4),和氟化碳,(CF4),。,测定大气中氟化物的方法有吸光光度法、滤膜,(,或滤纸,),采样,-,氟离子选择电极法等。目前广泛采用后一种方法。,8.3.4 臭氧的测定O3的测定方法有吸光光度法、化学发光,2.,局部排风罩风量的测定,（,1,）用动压法测定排风罩的风量,（,2,）用静压法测定排风罩的风量,其测定装置与集气口测流量装置类似，原理相同,2. 局部排风罩风量的测定（1）用动压法测定排风罩的风量 （,8.4.2,除尘器性能的测定,1.,风量和阻力的测定,图,8-59,除尘器性能测定示意图,在测定除尘器风量时，应同时测定其进口和出口的风量，,以检查除尘器和连接处是否漏风。如果发现漏风量不符合,测定标准规定，应采取措施消除漏风后再行测定。,除尘器的阻力测定,(,见图,8-59),，可按标准规定布置测点，测定除尘器前后的全压差即为除尘器阻力：,Pa,式中 ,除尘器阻力（,Pa,）；,除尘器进口断面的平均全压（,Pa,）；,除尘器出口断面的平均全压（,Pa,）,8.4.2 除尘器性能的测定1. 风量和阻力的测定图8-5,2.,除尘器效率测定,%,在现场测定时，由于条件限制，常用浓度法测定除尘器全效率：,除尘器出口平均含尘浓度（,mg,m,3,）；,除尘器出口平均含尘浓度（,mg,m,3,）；,在吸入段落,(,）,在吸入段落,(,）,式中,除尘器进，出口断面风量（,）。,2. 除尘器效率测定%在现场测定时，由于条件限制，常用浓度法,对于分级效率的测定，应首先测出除尘器进、出口处的粉尘粒径分布和灰斗中的粉尘粒径分布，然后计算除尘器的分级效率。,8.4.3,风机性能的测定,风机性能测定的目的为：,1,检验风机的性能是否符合设计要求；,2,如达不到设计要求，给风机或系统的修改提供资料；,3,为今后改进设计提供资料。,风机的性能包括：风量、风压、转数和电机有关参数等。,出厂前的性能测定是在制造厂内进行的,(,参见,GBl236,76,通风机性能试验方法,),。这里主要介绍在现场进行风机风量,和风压的测定。,对于分级效率的测定，应首先测出除尘器进、出口处的粉,1.,测点布置,风机的测定断面应选择在直管段上。测定风量时测定断面离,风机的出口和入口,(,或离其渐扩管,),23D,处,(D,为管道直径,),。,测定断面上的测点数按,GBl236,2000,确定，无论管径大小都取,5,个等面积圆环。管径为,300400mm,时只取纵向,条直径上,10,个测点，管径大于,400mm,取纵、横两条互相垂直的直径共,20,个测点。,在风管断面上选择,m,根测定线，线上选,n,个测点。总测点数不少,于,25,个，最多不超过,49,个。,矩形管道,圆形管道,1. 测点布置风机的测定断面应选择在直管段上。测定风量时测定,2.,风压、风量的计算,图,8-60,风机风压风量的测定,1.,测压管；,2.,压力计；,3.,橡皮管,根据选定断面上各测点测得的动压,，全压,及静压,计算该断面上的平均动压、,平均全压及平均静压（图,8-60,）：,全压,风量,2. 风压、风量的计算图8-60 风机风压风量的测定根据选,8.5,系统调试与运行,8.5.1,通风系统的调试,系统调试的根本任务是将系统各管段的风量调整到设计风量，使系统和设备的运行达到预定的设计要求。调整风量运行的理论是根据管网特性方程。调整风量的常用方法有风量等比分配法、基准风口调整法和逐段分支调整法。,1.,风量等比分配法,一般从最远管段即最不利管段的风口开始，逐步调向风机。通过调节三通调节阀或支管上调节阀的开启度，使所有相邻支管间的实测风量比值和设汁风量的比值近似相等，即,最后调整总风管的风量达到设计风量，这时各支管和干管的风量会按各自的比值进行分配，并符合设计风量值。,支管,1,，,2,的实测风量（,s,）；,支管,1,，,2,的设计风量（,s,）。,8.5 系统调试与运行8.5.1 通风系统的调试,2.,基准风口调整法,采用这种方法时不需要打测孔，因此经常采用。调整步骤如下：用风速仪测出所有风口的风量；在每一支干管上选取最初实测风量,和,比值,为最小的风口作为基准风口，一组一组地同时测定各支干管上基准风口和其他风口的风量，借助三通调节阀，达到两风口的实测风量与设计风量的比值近似相等，即,式中，,是基准风口与风口,2,，,3,，,4,配对时的实测风量；,是风口的设计风量。,最后将总干管上的风量调整到设计风量，各支干管、各风口的风量即会自动进行等比分配，达到设计风量。这种方法有时要反复进行几次才能完成。,设计风量,2. 基准风口调整法 采用这种方法时不需要打测孔，因此,3.,逐段分支调整法,对于较小的通风系统，可采用逐段分支调整法；这种方法是逐步渐近，反复逐段调整各管段，使风量达到设计值。,8.6.2,通风系统的运行管理,通风系统正式运转后，应有专人维护管理。要制定合理的操作管理制度，以充分发挥通风系统的效能。具体应作好以下工作：,1),通风机在启动前应认真做好检查工作，重点应检查风机的转动部分，手动联轴器或传动皮带时应无卡住和摩擦现象；风机运行中操作人员应做到,“,一看、二听、三查、四闻,”,的内容（一看：风机电机的运转电流、电压是否正常，振动是否正常；二听：风机及电机的运行声音是否正常；三查：风机、电机轴温是否正常；四闻：风机、电机在运行中是否有异味产生。）；风机停运应按操作规程进行。,3. 逐段分支调整法 对于较小的通风系统，可采用逐段,2),局部排风系统应在工艺设备开动前，提前启动；在工艺设备停车后几分钟，再停止运转。,3),要定期检查检查孔、集尘箱、密闭门、法兰连接处、测量孔、风管、净化设备、除尘器等是否严密，以防止漏风。,4),除尘器的清灰装置应定期检查。除尘器卸下的灰要及时处,理或运出厂外，不允许在厂区内任意堆放。,5),通风系统及其设备要有定期的小、中、大修制度，以便及时发现问题和解决问题，防止重大事故发生，保证系统良好、可靠地运转。,6),局部排风系统各支管的风量调整后，应将调节阀门固定好，作出标志，不要随意变动。如系统作用更改，如因工艺调整，增加或减少吸气罩等，则应重新调整通风系统。,7),气力输送系统要特别注意漏风和堵塞，发现问题后要及时分析处理。,8),专人负责，并制定岗位责任制。,2)局部排风系统应在工艺设备开动前，提前启动；在工艺设备停车,Many Thanks!,本章结束,Many Thanks!本章结束,