精品铸造车间通风除尘毕业论文.docx
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精品铸造车间通风除尘毕业论文
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摘要
本设计为西安市红旗铸造车间的通风除尘设计。
结合工程,查阅相关的资料,确定室内外的相关参数,校核围护结构的最小热阻,计算建筑物的围护结构耗热量及建筑内的电动设备的散热量。
根据《暖通规范》的要求,提出了通风除尘系统的设计方案,并进行管道布置。
根据工艺选择排风罩罩口形式的,并计算排风量。
确定管道断面形式及尺寸,进行水力计算,选择净化设备和风机的型号。
选择风管的管材及其安装方式。
最后进行夏季校核
关键词:
热负荷,通风,除尘,水力计算
ABSTRACTA
Thedesignfortheredflagfoundryinxianiscompleteddndventilationdustremovalaredesigned.Combinedwithengineeringandaccessderelevantinformation,therelatedisdeterminedpheked.Theofthepalisadestructureofthebuilingandthedustremovalsystemdesignscheme,andpipinglayoutisputsforword.Accordingtothetechnologychoiceisdecided,theexhaustairiscalculate.Pipesectionmodeanddimensions,bytheisdecidarametersofroominsideandoutside.Thepalisadestructureminimumthermalresistanceisced,purificationequipmentandfanmodelsischoosed.Thepipesandtheinstallationwayductischossed.
Keywords:
,dustremoval
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:
所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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学位论文原创性声明
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所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
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作者签名:
日期:
年月日
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名:
日期:
年月日
导师签名:
日期:
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注意事项
1.设计(论文)的内容包括:
1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)
2)原创性声明
3)中文摘要(300字左右)、关键词
4)外文摘要、关键词
5)目次页(附件不统一编入)
6)论文主体部分:
引言(或绪论)、正文、结论
7)参考文献
8)致谢
9)附录(对论文支持必要时)
2.论文字数要求:
理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括:
任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。
4.文字、图表要求:
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图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画
3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印
4)图表应绘制于无格子的页面上
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5.装订顺序
1)设计(论文)
2)附件:
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订
3)其它
前言
随着我国工业生产的快速发展,工业有害物的散发量日益增加,环境污染问题越来越严重。
严重的环境污染和生态破坏给经济社会发展带来了负面影响。
工业生产过程伴随着数以亿吨计的有害物排放,这些有害物如果不进行处理,会严重污染室内外空气环境,对人民身体健康造成极大的危害,特别是工矿企业。
所以有效的通风与除尘,不仅可以稀释或排除生产过程产生的毒害、爆炸气体及其粉尘,给作业场所送入足够数量和质量的空气,而且可以调节作业场所的温度、湿度,为作业人员提供舒适的作业环境,提高工作效率,减少人身、财产损失。
本设计为西安市红旗铸造厂的通风除尘设计,建筑面积为6266.34平方米。
该建筑主体两层,一层为清理工部和砂处理工部,二层主要为熔炼工部和造型工部。
在设计中,参考了相关书籍,力求将工程的要求与理论知识相结合,在实践中不断的改进。
设计时,根据通风除尘设计的基本方法和步骤,严格按照设计手册,并尽可能使经济技术通风效果来确定设计方案,最终解决工程实际问题。
由于本人知识水平有限,缺乏实践经验,故设计中有需要加以改进的地方,还请老师批评指正。
目录
1基本资料1
1.1地区资料1
1.2气象资料1
1.2.1室外气象资料1
1.2.2室内气象资料1
1.3工艺资料1
1.3.1工作班制1
1.3.2工艺流程1
1.3.3有害物介绍2
1.3.4车间主要设备表2
1.4土建资料3
1.4.1门窗规格3
1.4.2墙体结构3
1.4.3屋顶结构4
1.4.4地面结构4
2建筑围护结构热阻校核5
2.1外墙(低限)热阻校核5
2.2屋顶(低限)热阻校核6
3供暖通风方案确定8
3.1供暖通风系统方案确定8
3.2排风系统方案确定8
3.3送风系统方案确定9
4热负荷及散热量计算11
4.1围护结构的基本耗热量11
4.2围护结构的附加耗热量12
4.2.1朝向修正耗热量12
4.2.2风力附加耗热量12
4.2.3高度附加耗热量12
4.3冷风渗透耗热量13
4.4冷风侵入耗热量13
4.5工作工况下围护结构耗热量及其修正13
4.6工艺设备散热量14
5局部排风系统设计17
5.1排风量确定18
5.1.1熔炼工部排风量计算21
5.1.2清理工段排风量计算22
5.1.3砂处理工段排风量计算22
5.1.4制芯、浇注和造型工段排风量计算22
5.1.5辅助建筑排风量计算23
5.2排风系统(除尘系统)划分24
5.3净化设备(除尘器或净化塔等)选择及计算24
5.4排风系统(除尘系统)水力计算26
6送风系统设计31
6.1风热平衡计算31
6.2送风管道选择及送风小室设备34
6.2.1管道材料的选择34
6.2.2支架的设置34
6.2.3送风小室计算35
6.3送风系统水力计算38
6.4局部送风40
7.夏季车间热风平衡校核44
致谢49
附录50
基本资料
1.1地区资料
本工程为西安市红旗精密铸造厂的通风除尘设计
纬度:
北纬34018ˊ经度:
东经108o56ˊ海拔:
396.9m
大气压力夏季:
95.95KPa冬季:
97.87KPa
1.2气象资料
1.2.1室外气象资料
冬季供暖温度:
-5℃冬季通风温度:
-1℃冬季室外风向:
ENE,1.7ms
夏季通风温度:
30.7℃夏季空气调节温度:
35.2℃
1.2.2室内气象资料
查文献〔5〕表2-11-2:
熔炼工段:
12℃浇注工段:
14℃砂处理工段:
15℃
造型、制芯工段:
15℃清理工段:
14℃落砂工段:
12℃
1.3工艺资料
1.3.1工作班制
每天三班平行工作制,三班内均进行造型、浇注、落砂各项工作。
全年工作天数:
360天
1.3.2工艺流程
铸造工艺可分为三个基本部分,即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。
铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料,它是以一种金属元素为主要成分,并加入其他金属或非金属元素而组成的合金,习惯上称为铸造合金,主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。
金属熔炼不仅仅是单纯的熔化,还包括冶炼过程,使浇进铸型的金属,在温度、化学成分和纯净度方面都符合预期要求。
为此,在熔炼过程中要进行以控制质量为目的的各种检查测试,液态金属在达到各项规定指标后方能允许浇注。
铸型准备包括造型材料准备和造型造芯两大项工作。
砂型铸造中用来造型造芯的各种原材料,如铸造砂、型砂粘结剂和其他辅料,以及由它们配制成的型砂、芯砂、涂料等统称为造型材料造型材料准备的任务是按照铸件的要求、金属的性质,选择合适的原砂、粘结剂和辅料,然后按一定的比例把它们混合成具有一定性能的型砂和芯砂。
铸件自浇注冷却的铸型中取出后,有浇口、冒口及金属毛刺披缝,砂型铸造的铸件还粘附着砂子,因此必须经过清理工序。
有些铸件因特殊要求,还要经铸件后处理,如热处理、整形、防锈处理、粗加工等。
1.3.3有害物介绍
铸造车间在生产过程中散发出大量的粉尘,有害气体等对劳动者有害的物质。
铸造车间产生的有害物质种类很多,大致可以分为生产性粉尘和生产性有害物。
生产性粉尘是指在生产过程中形成的,能较长时间漂浮在生产环境空气中的固体颗粒;生产性有害物是指生产过程中产生有毒的物质。
在铸造车间,污染源及产生的污染物种类、散发量,根据各自的工艺特点、使用条件等的不同而有所差异。
铸造车间各工段产生有害物的具体情况见下表1-1。
表1-1铸造车间各个工段产生的散发物
序号
工段
作业
散发物种类
1
2
3
4
5
熔炼工段
造型浇注和落砂
清理工段
砂处理工段
制芯工段
感应电炉
造型
浇注
落砂
喷丸
砂处理系统
混砂
制芯
粉尘、油蒸汽
砂粉尘蒸汽
金属氧化物蒸汽烟气
粉尘水蒸气烟
粉尘
细粉
细粉粉尘
细砂粉尘粉尘
1.3.4车间主要设备表
表1-2车间主要设备表
工段名称
设备名称
型号规格
数量
熔炼工段
3t工频感应电炉
GYL125AN=125kw
2
电炉变压器室
变压器
SJ2-1010
2
清理工段
橡胶履带抛丸清理机
Q3210AN=24.3KW1300*1210*3450(mm)
4
砂处理工段
15GN金属履带抛丸机
Q326N=7.5KW1300*1210*3450(mm)
1
颚式破碎机
PEF-250*400N=15KW1108*1142*1392(mm)
3
混砂机
S1114N=30KW2028×1882×1607(mm)
1
制芯工段
射芯机
N=30KW
16
造型工段
造型机
Z143WN=1.8KW
16
1.4土建资料
1.4.1门窗规格
门窗规格见表1-3
表1-3门窗规格表
门窗编号
门窗材质
门窗尺寸(m)
门窗传热系数(W㎡·K)
M-1
单层钢门
5×3
4.65
M-2
单层钢门
1.5×2.1
4.65
C-1
单层金属窗
3.6×2
6.4
C-2
单层金属窗
4.5×2
6.4
C-3
单层金属窗
1.5×2
6.4
C-4
单层金属窗
1.2×2
6.4
C-5
单层金属窗
2.1×2
6.4
1.4.2墙体结构
空心砖墙,厚370mm,内表面水泥砂浆抹面厚20mm,外表面保温砂浆抹面厚20mm,墙体传热系数K=1.08(W㎡·K)。
1.4.3屋顶结构
20mm水泥砂浆找平面,60mm粒状高炉熔渣保温层,25mm大型预制板,屋面传热系数K=1.38(W㎡·K)
1.4.4地面结构
采用不保温的贴土地面。
2建筑围护结构热阻校核
在设置供暖的建筑物中,要求围护结构具有一定的保温性能。
所以选用的传热系数要最大限度的满足其使用要求,卫生要求和经济要求。
围护结构的内表面温度
应满足下以要求:
①内表面不结露;②内表面温度过低,即使在相同的室内空气温度下,人体辐射热过多,会产生不舒适的寒冷感。
能满足上述要求的就是围护结构的最小传热阻。
Rn㎡·℃w(2-1)
式中R0min—围护结构的最小传热阻,㎡·℃w
—供暖室内计算温度tn与围护结构内表面温度
的允许温差,℃;
tw,e—冬季围护结构的室外计算温度,℃。
多层均质材料结构的热惰性指标D值计算公式:
D=
(2-2)
式中Ri—各层材料的传热热阻,㎡·℃w
Si—各层材料的蓄热系数,W(㎡·℃)
2.1外墙(低限)热阻校核
围护结构材料热物理性参数查文献[7]附录2.1
1)确定外墙传热系数
查文献[7]表2.3和2.4得,外墙内表面换热系数an=8.7W(㎡·℃),外墙外表面换热系数aw=23W(㎡·℃)。
根据文献「8」(2.7)公式得外墙传热系数为:
外墙实际热阻为
2)计算外墙最小传热阻
根据(2-2),计算该外墙的热惰性指标D。
查文献〔7〕表2.15,该墙属于Ⅱ类围护结构,则
=-7.92(℃)
查文献〔7〕表2.14,
=6℃,外墙的最小热阻为
根据(2-1)
R0>R0,min,该外墙满足保温要求。
2.2屋顶(低限)热阻校核
屋顶结构材料热物理性参数查文献「7」附录2.1
1)确定屋顶传热系数
查文献「7」表2.3和2.4得,屋顶内表面换热系数an=8.7W(㎡·℃),屋顶外表面换热系数aw=23W(㎡·℃)。
根据文献「7」(2.7)公式得屋顶传热系数为:
外墙实际热阻为
2)计算外墙最小传热阻
根据(2-2),计算该外墙的热惰性指标D。
查文献〔7〕表2.15,该屋面属于Ⅱ类围护结构,则
=-7.92(℃)
再查文献〔7〕表2.14,
=6℃,外墙的最小热阻为
根据(2-1)
R0>R0,min,该屋面满足保温要求。
3供暖通风方案确定
通风房间的气流组织主要方式有:
上送上排、下送上排和中间送上下排。
气流组织的确定原则:
1)送风口应接近人员操作的地点,或者送风沿着最短的线路到达人员作业地带,保证送风先经过人员操作地点,后经污染区排至室外。
2)排风口应尽可能靠近有害物源或有害物浓度高的区域,把有害物迅速排至室外必要时进行净化处理。
3)在整个房间内,应使进风气流均匀分布,尽量减少涡流区
3.1供暖通风系统方案确定
由于铸造车间在熔炼和浇注时,会产生大量的热。
所以铸造车间不设置采暖系统,利用送风系统承担全部热负荷和补风量。
对于辅助部分如一层更衣室,砂处理电控室,二层实验室等采用送风系统承担补风量,冬季送热风,夏季利用室内空调进行降温。
二层更衣室,制样间,气体储存室,光谱室,金相硬度室利用窗式换气扇承担补风量,并利用空调对室内温度进行调节.。
3.2排风系统方案确定
凡是在散发有害物(有害蒸气、气体、粉尘)的场合,为了防治有害物污染室内空气,必须结合工艺过程设计局部排风系统。
对于作业地带有害物的浓度,不应高于最高允许浓度,否则亦应该设置局部排风系统进行处理。
排风系统的设置,首先要以不妨碍工艺设备的生产操作为前提,然后再具体考虑局部排风的措施.排风系统中排风罩的形式对排风效果的好坏起决定作用,因此,必须配合工艺设备确定适宜的罩口形式及形状。
排风系统的设计,必须以造价低,排风量小和能最大限度地排除所散发的有害物为原则,只有在自然排风不能排除有害物或技术上经济上不合理时,则考虑采用机械排风系统。
局部排风系统的划分原则:
①当两种或两种以上的气体混合后,如不会达到爆炸或燃烧的浓度极限时,则可以合并为一个排风系统,此时不选用防爆通风机。
②不同的生产流程以及不同时使用的生产设备,视设备的数量以及管线的长短,确定是否组合成一个系统或者设立单独系统。
凡散发剧毒性或易燃爆气体的设备和场所的均应设立单独的排风系统。
宜将同时运转、生产流程相同、粉尘性质相同而且相互距离不大的扬尘设备的吸风点合为一个系统。
③对于易凝结的蒸汽、高温气体与颗粒状粉尘,为防止风管堵塞或两种不同有害物相混合时,可引起爆炸,燃烧,结聚凝块,或形成毒性较强的有害物,均不能合并为一个排风系统。
④温度高于80℃的气体,蒸汽和相对湿度在85%以上的气体,属于高温高湿性气体,此类排风系统应单独设置,不允许与排除一般气体的排风系统合并。
因此,我将熔炼工部单独设为一个系统(C-1),熔炼工部的熔炼变压器室、电气间为一个系统(P-1),清理工部和砂处理工部划分为一个系统(C-2),浇注工部划分为2个系统(P-3,P-4).一层更衣室、砂处理电控室和型砂实验室划分为一个系统(P-2)。
3.3送风系统方案确定
自然通风是依靠室内外温差所形成的热压,或者室外风力作用在建筑物上所形成的压差,使室内外的空气进行交换,从而改善室内的空气环境。
因为自然通风不需设动力装置,对于产生大量余热的车间是一种经济及有效的通风方式。
不足的是,自然进入室内的空气无法预先处理。
另外,自然通风的换气量一般受室外气象条件的影响,通风效果不稳定。
机械送风借助于通风机所产生的动力而使空气流动,其风机的风量和压力可根据需要来选择。
因此,机械送风能保证送风量,并可控制空气流向和流速,也可按所要求的空气环境,对送风进行处理。
铸造车间产生有害气体和大量的热,自然通风的通风效果不稳定,所以采用机械送风,可以确保良好的工作环境。
电炉变压器室设备过热时会引起出力下降,为了防止出现故障,采用下部送风方式。
电气间,采用上部送风方式。
型砂实验室,砂处理电控室,熔炼监控室都靠近热辐射大的作业地点,并且室内电气设备较多,采用下部送风方式。
浇注工段在浇注时会产生大量的热,所以在其工作岗位设置局部送风系统。
对于二层男女厕所,制样间等对温度要求不高的房间,给窗户上设排风机。
熔炼工部控制室,给其屋顶设风机,简单,便宜,但其对降温效果作用不大。
因此,给其室内加设空调装置。
4热负荷及散热量计算
所谓热负荷是指维持室内一定热湿环境所需要的在单位时间向室内补充的热量。
所谓得热量是指进入建筑物的总量,它们以导热、对流、辐射、空气间热交换等方式进入建筑,比如太阳辐射的外扰作用的热量,室内人员,设备等的内扰作用的热量。
计算工厂设备的散热量,可以合理的设计房间热负荷,节省能源。
供暖系统设计热负荷应根据房间得﹑失热量的平衡进行计算,即
房间设计热负荷=房间失热量总和-房间得热量总和
房间的失热量包括:
1)围护结构的传热耗热量Q1;
2)加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量Q2;
3)加热由门,孔洞和其他相邻房间浸入的冷空气的耗热量Q3;
4)加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量Q4;
5)水分蒸发的耗热量Q5;
6)加热由于通风进入室内的冷空气的耗热量Q6;
7)通过其他途径散失的热量Q7;
房间的得热量包括:
1)太阳辐射进入房间的热量Q8;
2)非供暖系统的热管道和其他热表面的散热量Q9;
3)热物料的散热量Q10;
4)生产车间最小负荷班的工艺设备散热量Q11;
5)通过其他途径获得的热量Q12.
对于产热量很大的工业厂房来说,热负荷的计算不只考虑围护结构的传热耗热量,冷风渗透耗热量,冷风浸入耗热量,以及太阳辐射的热量,更要考虑其在生产过程中设备的散热量。
在设计计算中,太阳辐射的热量Q8可对Q1按照比例修正得到。
4.1围护结构的基本耗热量
(4-1)
式中q′—围护结构的基本耗热量,W;
K—围护结构的传热系数,w(㎡·℃);
F—围护结构的面积,㎡;
tn—冬季室内计算温度,℃;
tw′—供暖室外计算温度,℃;
a—围护结构的温差修正系数。
整个建筑物的基本耗热量Q1′等于各个部分围护结构的基本耗热量q′的总和。
Q1′=
′=
(4-2)
4.2围护结构的附加耗热量
在实际中,气象条件和建筑物的结构特点都会影响基本耗热量使其发生变化,此时需对基本耗热量加以修正,这些修正耗热量称为围护结构附加耗热量。
附加耗热量主要有朝向修正,风力附加和高度附加耗热量。
4.2.1朝向修正耗热量
朝向修正耗热量是太阳辐射对建筑物围护耗热量的修正。
表4-1本设计朝向修正率
朝向
修正率
朝向
修正率
北
0
西
-5%
东
-5%
南
20%
4.2.2风力附加耗热量
《暖通规范》规定:
在一般情况下不必考虑风力附加。
4.2.3高度附加耗热量
《暖通规范》规定:
民用建筑和工业辅助建筑物(除楼梯间)的高度附加率,当房高超过4m时,每增加1m,附加围护结构基本耗热量和其他修正耗热量总和的2%,但总附加率不超过15%。
所以,建筑物的总耗热量等于围护结构的基本耗热量和朝向修正、风力附加、高度附加耗热量的总和,则
(4-3)
式中xch—朝向修正率,%;
xf—风力附加率,%;
xg—高度附加率,%。
4.3冷风渗透耗热量
在室内外风压和热压压差的作用下,室外的冷空气通过门窗等的缝隙渗入室内,被加热后又逸出室外。
把冷空气加热到室内温度所耗的热量称为冷风渗透耗热量。
计算冷风渗透耗热量常用的方法有缝隙法,换气次数法和百分数法。
根据各自的特点,本设计采用百分数法计算冷风渗透耗热量。
根据建筑物结构特点,本设计渗透耗热量占围护结构总耗热量的百分率取40%。
4.4冷风侵入耗热量
冬季在风压和热压的共同作用下,当外门开启时,会有大量的冷空气进入室内,把将这部分冷空气加热到室温时所消耗的热量称为冷风侵入耗热量。
采用外门附加的方法计算,
冷风侵入耗热量=外门基本耗热量×外门附加率
公共建筑工业厂房中,其外门附加率为500%。
4.5工作工况下围护结构耗热量及其修正
以电炉变压器室为例。
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- 精品 铸造 车间 通风 除尘 毕业论文