第一章设计题目：铸工车间轮碾机皮带
机粉尘治理
一、设计题目：
某铸工车间轮碾机、皮带机粉尘治理。
二、原始资料：
1、轮辗机四台S114型直径2300mm。
皮带机两条宽B=500mm，其中一条为上料皮带，在轮碾机的上部。
另外一条皮带为下料皮带，深入地下500-800mm。
3、吸入气流量及浓度：流量1500mg/m3含SiO210%以上。要求两台轮碾机的粉尘用一套粉尘治理系统。除尘设备可选用电除尘器或袋式除尘器。
4、环境温度t=14℃
5、车间平面图、车间立面图及轮碾机立面图附后。
三、成果要求：
1、绘制粉尘治理平面图、剖面图、系统图各一份<2号>
2、整理计算书一份
要求：水力计算
设备选择计算
车间风平衡计算，给出补风量
四、参考资料：
《工业通风》建筑工业出版社
车间平面布置图
轮碾机立面图
第二章设计
一除尘系统的划分
1 划分原则
①以生产主机为中心，同一生产流程。运行班次相同，生产时间相同的扬尘点划分为
一个中心。
②每一个系统排风点，不超过5～6个。
③粉尘性质相同的吸风点划分为一个系统，以利于物粒回收。
④下列情况之一不能划分为一个系统：
a 易燃易爆粉尘和油污
b 混合后有结雾可能的气体
c 混合后有爆炸可能的气体
d 混合后影响物粒回收的气体
2 系统划分
根据所给设计资料，可知其生产工艺操作过程为：物料由架空皮带运输于碾上时，物料经溜槽落至轮碾机上，被碾碎后，再经溜槽落至地沟皮带上，故可定八个产尘点。
将八个产尘点划分为两个对称系统，两台轮碾机及各自相应皮带产尘点为一个系统，此划分方法，一方面两系统对称，可省管材，使风机与除尘器选择型号一样，维护及检修更方便；另一方面，在系统中，有一台轮碾机停止工作时，也可以不致使除尘器空载量过大。
二捕集装置（集气罩）的设计
1 布置要求
①尽可能将污染源密闭，以隔断污染气流与室内气流的联系，防止污染物随室内气
流扩散。
②密闭罩内应保持一定的负压，避免污染物从罩上缝隙外逸。
③吸风点位置不宜设在物料集中地点和飞侧区内，避免把大量物料吸入净化系统。
④设计密闭罩不应防，妨碍工艺生产操作。
2 布置原则
①集气罩应尽可能将污染物包围起来，使污染物扩散在最小范围内，以防止横向气
流干扰，减少排风量。
②集气罩的吸风方向尽可能与污染气流运动方向一致，充分利用污染气流的初始动
能。
③尽可能减少集气罩的开口面积，减少排风量。
④集气罩的吸气气流不允许经过人工的呼吸区再进入罩内。
3 捕集装置的布置
由于轮碾机为一落料点，静压较高，可以局部架密闭罩，并设排气罩。地沟皮带也是一落料点，静压较高，也设局部密闭罩，并设排气罩。
4 捕集风量的计算
①轮碾机上捕集风量的确定
由轮碾机尺寸Ф=2300mm，可查得密闭罩排放量Q=4484 m3/h考虑架空皮带产尘
点，有密闭罩通过槽与轮碾机密闭罩相连。所以轮碾机排风量上再加一个附加值，取为500m3/h，故轮碾机密闭罩排风量为4984m3/h.
②地沟皮带局部捕集风量的确定
物料落至皮带运输机时，排风量可按下式计算：
L=L
1+L
2
式中：L——工艺设备排风量 m3/h
L
1
——随物料带入空气量 m3/h
L
2
——为使罩内形成一定负压而吸入空气量 m3/h
取溜槽角度ａ=650高度H=3m，可得L
=2500 m3/人，ξ=1.05 L=
ξL
=1.05×2500=2625 m3/h，故地沟皮带密闭罩排风量L=2600 m3/h。
③整个系统排风量确定
由于一个系统由两个轮碾机及各自相应皮带产尘点组成，故总风量为上述风量的二倍。
L=2×（2625+4984）=15218 m3/h
三除尘器设计选择
1 除尘器选择原则
①选用的除尘器必须满足排放标准规定的排放浓度
②粉尘的物理性质对除尘器性能有较大影响，粘性大的粉尘容易黏结在除尘器表
面，不宜采用干法除尘；比电阻过大或过小的粉尘，不宜采用电除尘；纤维性或
憎水性粉尘，不宜采用湿法除尘。
③气体的含尘浓度较高时，在静电除尘器或袋式除尘器前应设置低阻力的初净化设
备，去除粗大尘粒，以使设备更好的发挥作用。
④气体温度和其他性质也是选择除尘设备时必须考虑的因素。
⑤选择除尘器时，必须同时考虑捕集粉尘的处理问题。
⑥选择除尘器还必须考虑设备的位置，可利用的空间，环境条件等因素；设备的一
次投资（设备、安装和工程等）以及操作和维修等经济因素也必须考虑。
2 除尘效率
η=（η
1-η
2
）/η
1
×100%=(1500-100)/1500×10%=99.8%
η
1
：除尘器进口空气含尘浓度1500mg/m3
η
2
: 除尘器出口空气含尘浓度2mg/m3
注：系统局部通风除尘后所允许的排放浓度：第一类含10%以上的游离二氧化硅为 2 mg/m3
3 除尘器的选择
①除尘器参数
②除尘器类型的选择
本设计一个系统总排风量为15218 m3/h，因此采用了72ZC300A型回转反吹扁袋
式除尘器。配套性能如下：
风量：10200～15300 m3/h 袋长：3m 袋数：72条
吹风机：型号9-26NO.4.5 风量：3521 m3/h
风压：4920Pa 转速：2900r/min
-2 功率：7.2Kw
电机：型号 Y32 S
2
减速器：BLY2715-43×17 速比：731
该除尘器选用X型S旋，入口气流顺时针方向旋转，出口向上。净化效率 =99～
99.5%，工作阻力ΔP=800～1300Pa，
除尘器外型尺寸：净高F=6035mm 出口尺寸：Ф630mm
进口尺寸：400×800mm 出口高度：5230mm 四输送管道设计
1 管道布置原则
①一般原则 a 划分系统原则 b 管道敷设原则
c 管道支撑的原则
d 管道连接原则
②除一般原则外应满足：
a 除尘管道应尽可能垂直或倾斜敷设。
b 为减轻风机磨损，特别当气体含尘浓度较高时，应将净化装置设在风机的吸入
段。
c 分支管与水平管或倾斜主干管连接时，应从上部或侧面接入，三通管夹角一般
不宜大于300.
d 输送气体中含磨溜性强的粉尘时，在有局部压力损失的地方应采取防磨措施，并
考虑管件的检修方便。
2 管道的布置方式
为了便于管理和运行调节，官网系统不宜过大，同一系统的吸尘点不宜过多，同一系统有多个分支管时，应将这些分支管分组控制。
常见干管布置方式有：
a 干管配管方式
b 个别配管方式
c 环状配管方式
3 管道水力计算步骤
①首先确定各抽风点位置和风速、风量、气体净化装置、风机和其他配件型号，
风管材料等，本设计采用
②根据现场实际情况布置管道，绘制管道轴测图，并进行管段编号，标注长度和
风量。
④根据系统各管段的风量和选择的流速确定各管段的断面尺寸。
⑤风管断面尺寸确定后，应按管内实际流速计算压损，压损计算从最不利环路（系
统中压损最大的环路）开始。
⑥对并联管道进行压力平衡计算，两分支管段的压力差应满足以下要求：除尘系
统应小于10%，其他通风系统应小于15%。
⑦计算除尘系统的总压力损失。
⑧根据系统的总风量、总压损选择风机和电动机。
4 管路系统水力计算
①选择计算环路：1-2-3-4-5-6-7为最不利管路
t=14℃ρ=ρ
o ×T
O
/T=1.293×273/(273+14)=1.23kg/m3
管号
流量Q
（m3/h）
管长
L（m）
管径D
（mm）
流速V
（m/s）
λ
/d(m-1)
ρ
v2/2(Pa)
Δ
P
L
=L(λ
/d)(ρ
v2/2)
(Pa)
1-2 2625 11.5 250 14.86 0.0716 135.80 111.81
2-3 7609 1.3 450 13.30 0.0441 108.79 6.24
3-4 15218 3.5 560 17.17 0.0298 181.31 18.34
除尘
器
15218
5-6 15218 10 560 17.17 0.0298 181.31 52.40
6-7 15218 20 560 17.17 0.0298 181.312 104.80
8-2 4984 7.5 360 13.61 0.0565 113.92 48.27
9-10 2625 10.25 250 14.86 0.0716 135.80 996.64
10-11 4984 9 360 13.61 0.0565 113.92 57.93
A 管段1-2
a 矩形集气罩α=40°查得ξ=0.12 插板阀门开启ξ=0
b 合流三通：α=30° D
1=250mm D
2
=300mm D
3
=400mm
F
1+ F
2
> F
3
L
2
/L
3
=0.6 F
2
/ F
2
=0.56
查得ξ=0.56 支管ξ=0.12
C 90°圆形弯头：R/D=1.5 用三中节两端节ξ=0.23
管段1-2的局部阻力 Z
1
=（0.12+0.56+0.23）×109.05=99.24Pa B 管段2-3
90°Y型三通α=45° L
2/L
1
=0.5 查得ξ=0.56 Z
2
=0.56×102.3=57.29Pa
C 管段5-6
两个90°圆形弯头 R/D=1.5 用三中节两端节ξ=0.23 Z
1
=（0.23+0.23）×43.4=19.96Pa
D 管段6-7
a 渐扩管F
1/ F
=1.5 α=30°查得ξ=0.13
将ξ
0变成对应于F
1
的动压ξ即ξ=ξ
（F
1
/F
）2=0.29
b 风帽：h/D=0.5 查得ξ=1.3 Z
4
=(0.29+1.3)×43.4=69.01Pa
E 管段7-8：
a 矩形罩α=40°查得ξ=0.12
b 合流三通ξ=0.12 Z
5
=(0.12+0.12)×154.1=36.98Pa
F 管段9-10：
a矩形罩α=40°查得ξ=0.12
b合流三通：α=30° D
1=250mm D
2
=300mm D
3
=400mm
F 1+ F
2
> F
3
L
1
/L
2
=0.4 F
2
/ F
3
=0.39
查得ξ
1=0.05 支管ξ
2
=0.2 Z
6
=（0.12+0. 2）×109.05=27.26Pa
G 管段10-11：
a 矩形罩α=40°查得ξ=0.12
b合流三通：α=30°ξ=0.05
c 90°圆形弯头ξ=0.23
Z
7
=（0.12+0.05+0.23）×154.1=61.64Pa
③并联管路压力平衡
节点2：ΔP
1-2=189.03Pa ΔP
2-8
=113.95Pa
（ΔP
1-2-ΔP
2-8
）/ΔP
1-2
=（189.03-113.95）/189.03=39.7%>10%
节点压力不平衡，调整后管径为
d′
2-8= d
2-8
(ΔP
2-8
/ΔP
1-2
)=249.86mm
调整为250mm
节点10：ΔP
9-10=114Pa ΔP
10-11
=154.01Pa
（ΔP
10-11-ΔP
9-10
）/ΔP
10-11
=（154.01-114）/154.01=26%>10%
节点压力不平衡，调整后管径为：
d′
9-10= d
9-10
(ΔP
9-10
/ΔP
10-11
)=250×（114/154.01）0.225=233.6mm
调整为240mm
④通风机和电动机的选择
功率：系统总功率等于1-7管段与布袋除尘器的阻力，再加上风机两头压损与最后一弯头估计压损150Pa。
风量：L′=L×K
L
=1.15×11700=13455 m3/h
风压：ΔP′=K×ΔP=1.2×(1422.13+150)=1886.56Pa
则预选4-86N
O
.6.3C型风机
转速：1800r/min 序号：5 全压：2200Pa 功率：14.56Kw
流量：17396 m3/h 电机：Y160N
O -2(JO
2
61-2) 电机功率：15Kw
管道水力计算表总表
⑤校核
A 风机进出口局部损失：进口尺寸：D=630mm 出口尺寸：353×459mm
a 进口局部损失：tan(α/2)=0.5×（700-630）/630=0.11
其中α=120 得ξ=0.1
断面流速：V
1
=15218×4/3600п(0.63)2=13.57m/s
Z
1
=0.1×1.23×13.57×13.57/2=11.32Pa
b 出口局部损失：F
4/ F
=п×0.72/(6.353×0.459)=2.37
tan(α/2)=0.5×（700-459）/630=0.24 其中α=27°得ξ=0.38 断面流速：V
2
=15218/3600(0.353×0.459)=26.09m/s
Z
2
=0.38×1.23×26.092/2=159.08Pa
B 除尘器进出口局部损失：进口尺寸：400×800mm 出口尺寸：D=630mm
a 进口局部损失：F
4/ F
=4×800×400/(п×4002)=2.54
tan(α/2)=0.5×（800-400）/2×800=0.25 其中α=28°得ξ=0.33
Z
3
=0.33×99.77=32.92Pa
b 出口局部损失：
直角弯管：R/D=1.5 ξ=0.23 Z
5
=0.23×40.4=9.29Pa
带锥风帽：h/D=0.5 ξ=1.3 Z
6
1.3×40.4=5
2.52Pa
ΣZ=11.32Pa +159.08 Pa +32.92 Pa +0.804 Pa +9.29 Pa +52.52 Pa =265.93Pa
修正后总风压为：ΔP
修
=1060.27+265.93-150=1176.2Pa
ΔP=1.2×1176.2=1411.4Pa
符合所选电机和风机的型号