毕业设计（论文）某企业电镀车间通风除尘系统设计.doc

摘 要随着经济的发展和人民生活水平的提高，工作人员对自己的身心健康要求越来越高，同时更加关注工作环境。工业通风是通风工程的重要部分，其主要任务是降低工作环境中的粉尘浓度、有害气体等，创造良好的生产环境和保护大气。做好工业通风工作，一方面能够改善生产车间及其周围的空气条件，防止职业病的产生、保护人民健康、提高劳动生产率；另一方面可以保证生产正常运行，提高产品质量。如何做好工业通风除尘，职业安全健康管理以及环境保护是我们安全工作人员的一项重要职责。 此次毕业设计针对某企业电镀车间进行通风除尘系统设计。通过对该企业电镀车间各工段进行危险有害因素辨识，找出问题所在，采取有效措施将污染物进行收集、净化并排至室外，控制车间的粉尘浓度，提高车间的空气质量，使车间内有害物浓度低至国家卫生标准规定的最高允许浓度以下。本研究通过对车间内有害因素进行分析，根据分析结果，设计通风系统。关键词：电镀车间；粉尘；通风除尘AbstractWith economic development and people's living standards improve, the staff of their own physical and mental health have become increasingly demanding, and more attention to the work environment. Industrial Ventilation Ventilation is an important part of the project, whose main task is to reduce the concentration of dust in the working environment, harmful gases, to create a good production environment and protection of the atmosphere. Industrial ventilation work to do, on the one hand to improve plant production and its surrounding atmospheric conditions to prevent the generation of occupational diseases, protecting people's health, improve labor productivity; on the other hand can ensure normal operation of production, improve product quality. How to industrial ventilation and dust, occupational safety and health management and environmental protection is a safety of our staff is important duties.The graduation design for ventilation and dust removal system design an enterprise plating shop. Workshop harmful substances by the enterprise electroplating workshop each station identification of hazardous and harmful factors, identify problems and take effective measures to collect pollutants, purifying side by side outdoors, plant control dust concentration, improve air quality workshop, so concentrations as low as the national health standards for the maximum allowable concentration less. This study of the workshop harmful factors were analyzed, according to the results of the analysis, design of ventilation systems.Keywords: electroplating workshops, dust, ventilation dust目 录 摘 要Abstract第1章 绪论11.1 课题的提出11.2 课题研究背景11.2.1国内外研究现状、水平及存在问题11.2.2研究的目的和意义21.3 研究内容和方法21.3.1研究内容21.3.2 研究方法31.4 项目概况31.4.1建设单位基本情况31.4.2机械厂所在地的自然条件41.5 设计要求4第2章 电镀车间危险因素辨识分析52.1 喷砂室52.2 抛光机62.3 化学除油槽62.4 电化学除油槽72.5 化学除锈槽72.6 磷化槽72.7 镀锌槽82.8 总结8第3章 通风除尘方案选定103.1 除尘系统分类及特点103.2 除尘系统的选定12第4章 通风除尘设计134.1 集气罩选用134.1.1集气罩设计原则134.1.2集气罩分类134.1.3集气罩选型144.2 除尘器选用154.2.1除尘器选型考虑因素154.2.2除尘器类型及优缺点154.2.3除尘器选型164.3 通风管道设计174.3.1通风管道设计原则174.3.2通风管道选材与部件选取184.4 通风机选型原则184.5 排风口设计194.5.1烟气排放的原则194.5.2排气筒高度确定194.6 总 结20第5章 除尘系统附属设备215.1 平台与梯子215.2 防雷与防静电215.3 防火防爆215.4 风机降噪减震设施22第6章 工程概预算246.1 除尘设备费用246.2 集气罩费用246.3 通风管道费用246.4 零部件费用246.5 施工安装费用246.6 维护费用246.7 除尘系统总费用24结 论25致 谢26参考文献27第1章 绪论1.1 课题的提出随着经济社会的发展，科技的进步以及人民生活水平的提高，各式各样的机械制品逐渐出现在我们的生活中。机械制造过程中经常需要对产品进行电镀处理，一方面能够使产品防锈、防腐蚀，另一方面能够使产品美观漂亮。电镀过程会产生大量的的废水、废气等污染物，若不及时进行处理，将会对工作人员的身体健康产生巨大的危害。对于电镀工作者而言，工作环境与自身的健康问题有密切的关系。在提倡“以人为本”的社会中，处理工作环境中的粉尘问题，能够保证工作人员的身体健康，预防职业病的发生；同时有助于减少污染物的排放，减少大气污染，服务社会。工业通风除尘主要研究处理工作场所中的粉尘等污染物，保证工作环境的清洁，在职业病的预防上具有重要意义。因此，这个课题的提出是有必要的。21.2 课题研究背景随着经济的发展，人民生活水平的提高，工作人员对作业环境的卫生要求逐渐提高，同时粉尘对于人体及设备均有很大的危害。在不断追求经济、效率的同时，工作人员不断追求工作环境的清洁，保证自身的身心健康。因此工作场所的通风除尘越发重要。1.2.1国内外研究现状、水平及存在问题目前国内外通风除尘技术已经有了很大的发展，袋式除尘、电除尘等技术已经成熟，能够有效的处理生产过程中产生的粉尘，提高环境质量，保证工作人员的身体健康。4不同工序产生的粉尘的性质不同，因此处理方法不尽相同。在粉尘处理过程中，必须根据不同粉尘的不同性质选择合适的处理装置，否则不仅无法有效控制工作环境中的粉尘浓度，甚至可能引起一连串连锁问题。因此通风除尘研究大多围绕具体工序或者污染物进行，而很少有对整个车间进行综合性的研究。由于我国职业卫生防护起步较晚，在相当一段时期，我们盲目追求经济效益而忽视了自身的健康问题。目前，部分企业仍然一味地追求效益，对于工人的健康，劳保方面不负责，或者尽可能的减少支出。部分工作人员缺乏自我保护意识，不懂得用法律保护自己应有的权益，导致职业病高发。随着生活水平的提高，工人的自我保护意识越来越高，对工作环境要求也越来越高，国家对工作环境质量也做出具体的要求，从各方面保护工作者。粉尘能够损坏生产设备，尤其是对精密仪器的损伤尤为严重，同时降低产品的质量，因此控制粉尘浓度对生产设备、产品均有重要意义。1.2.2研究的目的和意义课题研究的意义在于将通风除尘技术应用于具体生产车间，控制车间污染物浓度，保证工人工作环境的清洁，预防职业病的发生。通风除尘看似是一个独立的学科，但事实却不是。职业卫生防护需要各方面的支持，通风除尘就是其中一项。现今社会提倡“以人为本”，预防职业病，保护工人的身心健康是企业的一项主要政策。通过有效的通风除尘系统，企业能够有效降低生产环境中硅、铝等有害粉尘以及酸雾的含量，加之有效的劳保用品，能够更高效地保护现场工作人员。通过降低环境中的粉尘浓度，能够保证产品的质量，减少设备的损伤，从另一方面为企业提高经济效益。课题研究为电镀企业提供一个有效的保护工作人员、预防职业病，同时提高生产效率，保证产品质量的方法，具有很大的安全，健康意义。1.3 研究内容和方法1.3.1研究内容工业通风除尘有理论研究和实践应用两方面，总趋势侧重于应用。虽各国的国情不同，但是通风除尘的目标相同：减少环境污染，减低污染物浓度，保护工作人员。各企业根据自身生产产生的污染物。设计并选用合适的通风系统以及除尘装置。各国对通风除尘均有不同的研究，大多侧重于除尘装置的性能、效率等。本文根据通风系统的设计要求，从以下几个方面进行研究：11、生产工序产尘点：为提高除尘效率，防止粉尘在大范围内扩散，应在粉尘产生处将其收集处理，因此产尘点是除尘系统的起始位置；2、除尘器的选用：电镀车间有不同的工序，产生的污染物不同，不能盲目使用同一种除尘器，必须根据不同污染物性质选用不同除尘器；3、通风管道设计：处理以后的空气需要通过通风管道排至室外，管道设计不能影响正常的操作，同时要高效，节省成本；4、风机选用：仅仅依靠自然通风动力，处理后的气体无法正常排至室外，因此必须加装风机，提高风压。风机要考虑效率，风量等关键问题，太大或太小均不适用。5、排风口设计：室外的排风口的设计必须满足设计要求，并且根据当地气象条件及污染气体性质进行具体设计。1.3.2 研究方法通风除尘系统的设计，需要综合多方面的知识，例如流体力学等，同时必须了解污染物的物理、化学性质。通风除尘系统设计的意义在于控制工作环境粉尘浓度，保护工作者，所以必须与实际接轨，因此所有数据必须来自实际测量，所选用设备必须符合生产要求。本次研究主要采用实测法及理论研究法，将二者有效结合，设计出合理使用的通风除尘系统。1.4 项目概况1.4.1建设单位基本情况某机械厂地处历史文化名城河北省邯郸市，是经国家计委批准创建于1963年，现为中国船舶重工集团公司直属企业，是中国第一台硒静电复印机诞生地，是国内第一家实现“863”重大项目有机光导鼓（OPC）产业化的企业，通过了中国新时代ISO9001质量体系认证，国家一级计量单位，具有一级安防工程企业资质证书。公司占地32万平方米，总资产16.5亿元。现有职工2200人，其中各类专业技术人员560多人，具有高级职称的218人，享受国家政府特贴18人，具有博士、硕士学位的近200人。历经五十年的发展，该厂现已成为一家科研技术先进、加工制造能力强大、质量保证体系完善、科研与生产相结合的大型企业，逐步形成了光学、机械、电子、自动控制、数学建模、软件设计、机器视觉、导航、化学和特种工艺等十大专业优势。先后研发产品300多项，其中100多项产品曾获得国家金质奖、银质奖、全国科学大会奖及国家、省、部级科技进步奖，获国家科技进步奖特等奖、二等奖各一项。列入国家“863”、“973”、国家火炬计划、国家重点新产品、国家重点产业集群、国家高新技术产品等项目20多项，拥有各种专利 236项。光学惯性器件、办公自动化耗材、视觉感知、信息安全、能源装备、新材料、轻工装备、特种装备等领域主导产品在国内均具有领先地位，主要产品销售遍布全国各地，并出口到欧美、东南亚等众多国家和地区。1.4.2机械厂所在地的自然条件某机械厂地处邯郸市，故邯郸市自然条件即为所在地自然条件。邯郸市属典型的暖温带半湿润大陆性季风气候，日照充足，雨热同期，干冷同季，随着四季的明显交替，依次呈现春季干旱少雨，夏季炎热多雨，秋季温和凉爽，冬季寒冷干燥。年平均气温14，最冷月份（一月）平均气温-2.5，极端最低气温-20，最热月份（七月）平均气温27，极端最高气温42.5，全年无霜期200天，年日照2557小时。下图中B点即为该机械厂所在地。 图1-1 该机械厂所在地简图1.5 设计要求本设计生产场所粉尘浓度应符合工业企业设计卫生标准(GBZl-2010)、处理后气体排入大气，应符合大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)，排放颗粒物浓度100mg/m³。第2章 电镀车间危险因素辨识分析在产品生产完成之前，需要经过包括喷砂、抛光、电镀等在内的多种不同工艺处理。不同的工序均会产生包括粉尘、酸雾等在内的污染物，若不及时进行处理，对工作人员身体健康产生极大的危害，同时会影响设备正常运行，降低产品质量。对电镀车间不同工段进行危险因素分析，提高对不同危害因素的认识，能够为管理者采用合适通风除尘方法提供基本条件支持。162.1 喷砂室喷砂工艺具有的独特优点, 使其在众多产品的表面预处理中被广泛采用。喷砂的目的在于除掉金属表面的毛刺、氧化皮及铸件表面的熔渣等杂质。一般大、中型喷砂设施主要包括三大部分: 机械吹抛设备, 砂料筛选输送系统和除尘系统。国内各厂喷砂设施中筛选输送系统大多数是相对独立的系统, 常用方式有机械输送，气体输送和真空输送三类，这三类装置在使用中消耗大量能源,增加产尘点及产尘量,影响作业环境及机械的使用。本文主要对喷砂室产生的粉尘进行处理，降低粉尘排放量，提高工作人员的工作效率，改善工作环境。国内喷砂工艺中大多使用的是石英砂、河砂等易粉碎性丸料，因此喷砂房排出的粉尘，不仅降低车间、厂区的空气质量，扩散之后甚至能够污染大气。通过分析发现，目前喷砂室主要问题有：1、喷砂室内能见度差。工人不得不经常地通过袖口把零件拿出来观察, 这不仅影响另件质量和工效, 同时易把粉尘带出喷砂室, 增加工作区的粉尘浓度；2、排风量大；3、喷砂室内负压大, 造成袖口处风速太高；4、有的除尘器选择不当或者缺乏运行经验, 造成排气中粉尘浓度过高, 对环境的污染严重；5、排风管道中选择的风速太大, 使耗砂量增大, 加速了管道磨损, 增加了通风系统的压力损失；喷砂室工作人员劳动强度大，工作环境恶劣，游离的二氧化硅等能够引起尘肺病等重性疾病，职业危害比较严重。因此提高喷砂设备的自动化程度和工作效率，减轻工人劳动强度, 提高通风除尘效率，改善工作环境, 以及最大限度地节约能耗，是喷砂工艺中急待解决的问题。92.2 抛光机抛光的目的在于消除金属零件表面的微观不平，并使它具有镜面般的外观。在工业生产中许多产品如:日用五金,机械零件等需进行抛光作业,该工艺产生的粉尘对人体能产生尘肺病。抛光工艺使用的砂轮,主要是金刚砂和刚玉制成,其主要化学成分是碳化硅和三氧化二铝，其它还有树脂(做粘合剂)和少量的二氧化硅。布轮和砂轮是由棉布和少量的粗细砂制成。该机械厂加工的零件主要是铝及铝合金制品。作业过程中，零件被加工而产生的粉尘,同时砂轮、砂布等也产生一定量的粉尘,其中以铝的含量最多,其它有金刚砂、刚玉等,以及能够引起硅肺病的游离二氧化硅，这些粉尘飞扬在空气中，工人在这种条件下工作，若无防护措施就会将粉尘吸入肺内,逐渐发展为尘肺病。 解决该问题的最根本的措施就是通风除尘，控制粉尘的扩散。目前各企业均采取了通风除尘设施,但效果不佳,经分析得出其原因有:1、防尘口罩等劳保用品质量不合格或者使用不当；2、作业环境中粉尘清扫不及时,同时清扫过程中易造成二次扬尘；3、没有严格的除尘管理制度；4、除尘设备效果不理想；5、通风除尘设备维修及清理不及时。通过分析可知，抛光作业中因为摩擦，工件以及砂轮等均会产生大量粉尘，对做作业人员产生巨大危害，因此抛光作业时通风除尘至关重要，应采取合理有效的除尘措施保护作业人员。2.3 化学除油槽化学除油是利用热碱溶液对油脂的皂化和乳化作用，将零件表面油污除去的过程。化学除油的优点有：介质无毒、不燃，设备简单，操作简便、低成本；缺点：但是作业相对长，除油后不易清洗。目前，工件进行除油作业大多选用化学除油，但化学除油一般作为工件电镀前的预除油，之后通过电化学除油将油脂彻底除尽。常用碱性溶液的组成：氢氧化钠，碳酸钠，磷酸三钠，乳化剂，表面活性剂。因除油过程为提高效果必须使用热碱溶液，增加了溶液挥发的速率，使作业环境中存有氢氧化钠蒸气，长期接触会对身体产生危害，并且对设备产生腐蚀，影响设备的运行，并减少设备的使用寿命。除利用热碱溶液除油之外，利用有机溶剂除油也是常用方法。常用有机溶剂有汽油、煤油、丙酮等，均是易燃液体，若使用不当，极有可能引起火灾，并伴随严重的爆炸事故。因此车间内必须严禁烟火，劳保用品必须是防静电用品，以免静电引起火灾。2.4 电化学除油槽电化学除油又称电解除油，其溶液成分与化学除油大致相同，即在碱性溶液中，以零件为阳极或阴极，采用不锈钢板、镍板、镀镍钢板或钛板为第二电极，在直流电作用下将零件表面油污除去的过程。若第二电极使用镍板，则除油速度更快，更彻底，同时不必加入乳化剂。由于阴极除油和阳极除油各有优缺点，生产中常将两种工艺结合起来，即阴极一阳极联合除油，取长补短，使电化学除油方法更趋于完善。在联合除油时，最好采用先阴极除油、再短时间阳极除油的操作方法，这样既可利用阴极除油速度快的优点，同时也可消除“氢脆”现象。因为在阴极除油时渗入金属中的氢气，可以在阳极除油的很短时间内几乎全部除去。此外，零件表面也不至于氧化或腐蚀。除油过程中，碱性溶液的挥发使空气中含有一定量的碱性蒸气，对人体和设备均有不同程度的影响。从保护作业人员和机械设备等方面考虑，必须处理其挥发出来的蒸气。2.5 化学除锈槽化学除锈法是利用化学反应从工件表面溶解掉一般锈迹、氧化皮及各种腐蚀产物而不影响基体金属的方法。常用无机酸和有机酸作为除锈材料，因而通常又称为酸洗。又因需要将工件浸入酸性溶液中，故又称为浸蚀。该厂主要对铝及铝合金制品进行电镀处理，除锈槽会使用大量含盐酸的溶液。因此除锈槽产生的主要危害物是酸雾，必须对其进行处理，以减少对作业人员的危害。在防止产生酸雾对作业人员产生危害的同时，作业过程中，必须佩带防腐手套、眼镜的劳保用品，防止人体直接接触酸液。2.6 磷化槽磷化是常用的预处理技术，原理上属于化学转换膜处理。磷化主要目的是给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。目前应用广泛的方法是化学磷化，作业温度为50-75，属于中温型磷化。同时磷化作业过程中会加入亚硝酸盐和硝酸盐类的促进剂，加速磷化液的成膜速度。磷化作业会产生一氧化氮，一氧化氮不稳定，在空气中很快转变为二氧化氮产生刺激作用。氮氧化物主要损害呼吸道。吸入初期仅有轻微的眼及呼吸道刺激症状，如咽部不适、干咳等，长期吸入可能逐渐发展为肺水肿等重性呼吸系统疾病；吸入微量一氧化氮的慢性影响主要表现为：神经衰弱综合征及慢性呼吸道炎症，个别病例出现肺纤维化。但是少量NO在人体内具有扩张血管、增强记忆的功能。 对于在磷化工段的作业人员，及时处理产生的一氧化氮以及佩戴合格的劳保用品，能够有效预防其发生呼吸系统疾病。2.7 镀锌槽镀锌工艺主要分为热镀锌和冷镀锌两类，其中冷镀锌又称为电镀锌。镀锌溶液根据PH可分为碱性镀液和酸性镀液，碱性镀液根据络合剂不同又分为氰化物镀液和锌酸盐镀液两类。氰化物镀锌工艺稳定，镀层细腻，镀液分散能力好，但是毒性太大，对环境污染严重，已逐渐被新型镀锌方式取代。锌酸盐镀锌不如氰化物镀锌工艺稳定、细致，但是其不含氰，对环境污染很小；酸性镀液的PH值为4-6，其中氯化钾镀锌是应用最广泛的全新镀锌工艺。氯化钾镀锌的优点是镀液稳定、镀层光亮细致且成本低、电流效率高、无毒。缺点是镀液的分散能力比碱性镀锌稍差，镀层的脆性也较大。从市场上看，目前电镀锌工艺主要有两种：碱性锌酸盐镀锌和酸性氯化钾镀锌。该机械厂使用的为电镀锌工艺，镀液为碱性锌酸盐镀液。该镀液主要含有氧化锌以及氢氧化钠，氢氧化钠为强碱，在作业过程中会产生含有氢氧化钠蒸气的有害气体，若作业人员接触碱性蒸气，轻者可能产生中毒、灼伤等现象，重者可能直接有生命危险；若与水结合，则对生产设备产生腐蚀，影响设备的正常运行及其精度。2.8 总结在工厂积极采用通风除尘设施对电镀车间各工段产生的污染物进行处理的同时，车间内作业人员应提高自我保护意识，按照国家规定正确穿戴防腐手套、眼镜等劳保用品，同时必须严禁烟火，采用防静电工作服，防止静电引起易燃液体或者蒸气的燃烧，甚至发生爆炸，从各方面保护作业人员的身体健康。电镀车间各工序产生的主要污染物如下表：表2-1 各工段主要污染物名称主要污染物名称主要污染物喷砂室粉尘化学除锈槽酸雾抛光机粉尘磷化槽氮氧化物化学除油槽碱雾、易燃蒸气镀锌槽碱雾电化学除油槽碱雾第3章 通风除尘方案选定通过对电镀车间实地测量以及分析，根据所得资料选取合适的通风除尘方案，能够有效的利用资源，节省投资，达到最好的除尘效果。3.1 除尘系统分类及特点除尘系统按其规模和配置特点，可分为就地除尘系统、分散除尘系统和集中除尘系统；按除尘器种类，可分为干式除尘系统和湿式除尘系统；按设置除尘器的段数，可分为单段除尘系统和多段除尘系统；按除尘器在系统中的位置，可分为正压式除尘系统和负压式除尘系统。71、就地除尘系统特点：（1） 单点除尘，无集气罩、吸尘管路及卸尘装置，系统简单，布置紧凑，操作简便，维护管理方便；（2） 可将除尘器、通风机和电动机等做成一体，构成就地除尘机组；（3） 坐落在料仓上或移动生产设备上的就地除尘机组可不设排风口，净化后的空气直接放散在厂房内部，但排放空气中粉尘浓度必须达到国家标准；（4） 外形尺寸小，处理的含尘气体量小；（5） 所捕集的粉尘直接卸放到工艺设备上，使粉尘直接回收利用。2、分散除尘系统的特点：分散除尘系统一般适用于同一工艺设备或同一生产流程的几个相距较近的除尘排风点，其除尘器和通风机往往分散布置在产尘设备附近，是目前应用较多的除尘系统。其特点如下所述。（1）利用厂房的空间位置布置除尘设备，对场地条件有较好的适应性。（2）管路较短，分支管较少，布置简单，稍加条件系统阻力即能达到平衡。（3）系统操作简便，运行效果比较可靠，可由生产操作人员兼管运行，但捕集的粉尘回收和处理比较困难。3、集中除尘系统的特点：在产尘点多、相对集中、各点排风量大，且有条件设置大型除尘设施时，可将一个或几个相邻车间或生产流程的除尘排风点汇入大型除尘设备，形成集中除尘系统，其特点如下所述。（1） 处理能力大、连接的除尘排风点多；（2） 适于配用袋式除尘器、电除尘器等高效净化设备，有利于减少对大气环境的污染；（3）由于除尘设备集中布置，排尘量大，有利于粉尘的统一管理和回收利用，并建设了二次扬尘。要求设专职管理人员，实现集中管理，保持较高的维护管理水平；（4）占地面积较大，管网和设备的初投资费用较高；运行费用比分散除尘系统高；（5）管网较复杂，阻力平衡、运行调节比较困难。4、干式除尘系统的特点：干式除尘系统使用干式除尘器，不需要用水作为除尘介质。在所有除尘系统中干式除尘系统占90%以上，其特点是：（1）使用范围广，可满足大多数除尘对象的要求，尤其是大型集中除尘系统，基本上是干式除尘系统。（2）捕集的粉尘以干粉尘排出，有利于集中处理和综合利用，但处理不当时易产生二次扬尘。（3）处理相对湿度高的含尘气体或高温气体是，需要采取防止结露的措施，否则易产生粉尘黏结，堵塞现象。（4）当气体中含有有毒、有害气体时干式除尘系统不能除去有毒、有害成分。5、湿式除尘系统的特点：湿式除尘系统使用以水作为净化介质的湿式除尘器，其特点如下：（1）除尘设备构造较简单，初投资较低，净化效率较高；（2）能处理相对湿度高、有腐蚀性的含尘气体，甚至尘一气共生的含尘气体；（3）由于湿式除尘器内具有激烈的传质、传热过程，在除尘的同时，还能吸收含尘气体中的其他有害成分，并使气体温度降低，对净化含有害成分的高温含尘气体具有特殊意义。（4）耗水量大，排出泥将状的含尘污水；（5）总体能耗较高；高效湿式除尘器的阻力要比同样效率的干式除尘器高得多；（6）北方地区采用湿式除尘系统，要注意解决冬季防冻问题。3.2 除尘系统的选定综合以上分析，根据本设计具体的生产实际，最终确定在不同工段选用不同除尘系统。喷砂室及抛光机工段均选用干式分散除尘系统，其余各工段选用湿式集中通风除尘系统。第4章 通风除尘设计通风除尘系统设计是一个复杂的过程，不能简单而随意的选择通风所需设备，也不可随意安装，必须进行实地测量，获取相应的数据以及具体的粉尘种类。并对所得数据进行分析，进而设计合适的通风除尘系统。在设计通风除尘系统时，一般从以后几个方面进行考虑。4.1 集气罩选用4.1.1集气罩设计原则通风除尘，顾名思义是对作业过程中产生的粉尘进行处理，以达到改善作业环境，保护作业人员，防止污染环境的目的。因此在进行通风除尘设计之前必须确定作业环境中的产尘点，并选择合适位置安装集气罩，要做到既不影响作业人员的工作，同时又能在粉尘及污染物扩散之前对其进行收集处理。14各工段生产设备即是粉尘、酸雾等污染物的产生点，集气罩的设计应按照以下原则进行：1、 改善排放粉尘有害物的工艺和工作环境，尽量减少粉尘排放及危害；2、 集气罩尽量靠近污染源并将其围罩起来，若妨碍操作以将其站在在侧面，可采用风量较小的槽型或桌面型；3、 决定集气罩的安装位置和排气方向；4、 决定开口周围的环境条件；5、 防止集气罩周围的紊流；6、 吹吸式（推挽式）利用喷出的力量将污染气体排出；7、 决定控制风速。4.1.2集气罩分类集气吸尘罩因生产工艺条件和操作方式的不同，型式很多，按集气吸尘罩的作用和构造，主要分为四类：密闭罩、半密闭罩、外部集气罩和吹吸罩。1、密闭集气罩：主要有局部密闭罩、整体密闭罩和大容积密闭罩三种基本形式。局部密闭罩是将设备产尘地点局部密闭，工艺设备露在外面的密闭罩。其容积较小，适用于产尘气流较小，瞬时增压不大，且集中、连续扬尘的地点，如胶带机受料点、磨机的受料口等。整体密闭罩是将产生粉尘的设备或地点大部密闭，设备的传动部分留在外面的密闭罩，其特点是密闭罩本身为独立整体，易于密闭。通过罩上的观察孔可以对设备进行监视，设备传动部分的维修，可在罩外进行。这种密闭方式适用于具有振动的设备或产尘气流速度较大的产尘地点，如振动筛等。大容积密闭罩：将产生粉尘的设备或地点进行全部封闭的密闭罩。它的特点是罩内容积大，可以缓冲含尘气流，减小局部正压。通过罩上的观察孔能监视设备的运行，维修设备可在罩内进行。这种密闭方式适用于多点产尘、阵发性产尘和产尘气流速度大的设备或地点，如多交料点的胶带机转运点等。2、半密闭罩：有箱式集气罩和柜式集气罩。柜式集气罩又按排风形式有下部排风柜式罩、上部排风柜式罩和上、下联合排风柜式罩。3、外部集气罩：分为上吸式和侧吸式两类。当有害物源不能密闭或围挡起来时，可以设置外部集气吸尘罩，它是利用罩口的吸气作用将距吸气口有一定距离的有害物吸入罩内。实际的罩口具有一定的面积，为了了解吸气的气流流动规律，可以假想罩口为一个吸尘点，即点汇吸气口，让后推广到实际罩口的吸气气流流动规律。根据这些规律就可以确定外部罩的排风量。采用外部集气罩时，应考虑工艺设备的安装高度，室内横向气流的干扰因素，必要时也可采取围挡、回转升降及其改进措施。4、吹吸罩：吹吸罩需要考虑到吸气口吸气速度衰减很快，而吹起气流形成的气幕作用的距离较长的特点，在槽面的一侧设喷口喷出气流，而另一侧为吸气口，吸入喷出的气流以及被气幕卷入的周围空气和槽面污染气体。这种吹吸气流共同作用的集气罩称为吹吸罩。由于吹吸罩具有风量小，控制污染效果好，抗干扰能力强，不影响工艺操作等特点，在环境工程中得到广泛的应用。吹吸式集气吸尘罩除了气幕式形式外，还有旋风式。4.1.3集气罩选型喷砂作业一般在密闭的喷砂室中进行，且该厂喷砂室规格为V=1.5m3 ，故在喷砂工段设置整体密闭罩，将污染空气经由喷砂室顶部排出；抛光机在打磨过程中产生大量的磨屑，该厂使用的为双侧砂轮抛光机，布轮机及毡轮机，均为运动机械结构，选用接受式集气罩；其余各工段均为槽式结构，且各槽宽度均为500-1000mm，采用双侧槽边吸气罩且为条缝式吸气口，既不影响操作，又能防止有害物经过人的呼吸区。4.2 除尘器选用4.2.1除尘器选型考虑因素电镀车间在作业过程中会产生多种污染物，各种污染物性质均不同，不能简单的同一而论。若图简单只选择一种除尘器，则达不到除尘效果，失去了设计通风除尘的初衷。除尘器的选型需要考虑以下因素：按处理气体量选型；按粉尘的分散度和密度选型；按气体含尘量选型；按粉尘的黏附性选型；按粉尘的尘比电阻选型；根据含尘气体的温度选型；湿式除尘器应考虑其自身的选用依据，并且应考虑污水处理；除尘器的使用范围。4.2.2除尘器类型及优缺点除尘工程中常用除尘器分为机械除尘器、电除尘器、袋式除尘器以及湿式除尘器等四类。机械除尘器又分为重力除尘器、惯性除尘器和旋风除尘器三种。机械式除尘器效率低、阻力低、节省能源，在风量不打、除尘要求不高的场合可单独使用；在要求严格的场合，常作为高级除尘器的预除尘之用。袋式除尘器除尘效率高、运行稳定、适应能力强，是目前各类除尘器中应用最多的一类。目前国内常见的电除尘器可分为以下几类：按电场烟气流动方向分为立式和卧式，按电极形状分为板式和管式，按是否需要通水冲洗电极分为干式和湿式等。湿式除尘器按其结构可分为重力喷雾湿式除尘器（喷淋洗涤塔）、旋风式湿式除尘器（水膜式除尘器，旋风水膜式除尘器）、自激式湿式除尘器（，冲激式除尘器，水浴式除尘器）、填料式湿式除尘器（填料塔，湍球塔）、泡沫式湿式除尘器（泡沫式除尘器，旋流式除尘器，漏板塔）、文丘里湿式除尘器（文氏管除尘器）、机械诱导式湿式除尘器（拨水轮除尘器）。各类除尘器优缺点对比如下表：表4-1 各类除尘器优缺点除尘器类型优点缺点重力除尘器结构简单、阻力小、易维护体积大、效率低惯性除尘器结构简单、阻力小效率较低旋风分离器结构简单、操作方便、耐高温、造价低、阻力中等捕集粒径小于5微米的微粒效率不高袋式除尘器净化效率高、结构简单、投资省、运行稳定、可回收高电阻率粉尘过滤速度低、体积庞大、耗钢量大、寿命短、压力损失大、运行费用高脉冲喷吹袋式除尘器清灰效果好、净化效率高、处理气量大、滤袋寿命长、维修工作量小、运行安全可靠需要压缩空气，若压缩空气压力不够，则会大大降低清灰效果静电除尘器净化效率高、阻力损失小、允许操作温度高、可处理腐蚀性气体、处理范围大、可自动控制设备复杂、对粉尘比电阻有一定要求、受气体温度等条件影响较大、投资大电袋复合除尘器可降低滤袋阻力、降低喷吹压力、延长滤袋寿命粉尘需兼顾电除尘与袋除尘的操作要求湿式除尘器结构简单、压力损失小、操作稳定、投资省需处理污泥，有可能造成二次污染4.2.3除尘器选型本次设计为常温下通风除尘，喷砂室粉尘浓度为10000mg/m3，抛光机粉尘浓度为2000mg/m3，通过查阅资料可知，喷砂室及抛光机集中除尘，选用脉冲袋式除尘器；其余各工段产生的污染气体主要含有酸雾或者碱雾，同时除油工段可能存有易燃蒸气且浓度较低，为保证安全，选用湿式除尘方式中的填料塔进行处理。1.本次设计选用LCPM型侧喷脉冲袋式除尘器，其特点为：取消了喷吹管及每个滤袋上口的文氏管装置，设备阻力低，安装、维护、换袋方便；喷吹压力低，只需100-150kPa便可实现理想清灰，并采用低压直通阀的结构形式，易损件使用寿命超过1年；滤袋笼骨可分硬骨架和弹簧骨架两种，适用于不同用户的各种需求；可掀的精巧小揭盖，在保证密封的前提下，开启灵活、自如，机外换袋方便；当用户没有空压站集中供气气源的条件下，可自配气源空压泵对设备供气，减少了安装气源管路的麻烦，使用方便。本次设计选用湿式填料塔处理酸雾等污染物，其特点为：气液接触时间、液气比均可在较大范围内调节；结构简单、压力降小；生产能力大，分离效率高。4.3 通风管道设计4.3.1通风管道设计原则通风管道在除尘系统中连接集气罩、除尘器以及排风口等关键设备，合理的布置通风管道不仅能够节省成本，同时能够保证除尘的效果。在风机等选型之前，需要按照铺设好的通风管道进行水力计算，以选取合适风机等其他设备。一般情况下，管道布置应遵循以下原则：11管道系统配置应从总体布局考虑，对全车间管线通盘考虑，合理布局，并且保证安装、操作、维修方便，尽可能缩短长度，节省投资；对于有多个污染源的场合，可以分散布置多个独立系统，也可以采用集中布置一个系统；管道布置应力求顺直、减小阻力；管道应尽量避免遮挡室内采光和妨碍门窗的开闭；不妨碍其他设备的操作和检修；水平管道应有一定的坡度，以便于放水、放气、疏水和防止积尘；为方便检修、安装，以焊接为主要连接方式的管道中，应设置足够数量的法兰；以螺栓连接为主的管道，应设置足够数量的活接头；穿墙或楼板的管段不得有焊缝；管道与阀件不宜直接支承载设备上，需单独设置支架与吊架；管道上应设置必要的调节和测量装置。4.3.2通风管道选材与部件选取管道断面形状有圆形和矩形两种。在相同断面积时，圆形管道的眼里损失较小，且用材比矩形省。矩形管道有效截面积效，而且其四角的涡流会造成眼里损失、噪声和振动。因此本设计选用圆形管道。用钢板制作的管道具有坚固耐用、造价低、易于制作安装等优点，常用钢板有普通薄钢板和镀锌钢板两种。除尘管道最常用的材料是Q235钢板。除尘系统中，输送管道会产生磨粒磨损，磨损程度取