河南 XX 学院 《通风工程》课程设计说明书
题
目：
某锅炉房除尘系统管道
设
计
计
算
学生姓名：
学
号：
系部名称：
指导老师：
完成时间：
0 2010 年 年 6 6 月 月 4 24 日
二○一○年六月 二十四 日
一、 设计目的 《通风工程》课程设计是工业通风课程中的重要实践性环节，是通风课程结束后学生的一次计算和设计的总额和能力训练，目的旨在提高学生运用所学的理论知识解决实际问题的能力。通过课程设计了解工程设计的内容、方法和步骤，初步培养确定设计方案、设计计算、绘制图纸、使用技术资料及编写设计说明的能力。为毕业后从事该行业打下坚实基础。
二、设计任务：
按要求设计完成设计说明书一份和一张 A3 图幅的除尘系统轴测图，要求投影原理正确并符合制图相关标准。
三 、主要参考资料：
《采暖通风工程常用规范》 《简明 通 风 设 计 手册》 《实用 供热通风空调设计手册》 《通风工程》 机械工业出版社 四 、设计内容：
如图所示为某车间的除尘系统图，采用矩形伞形排风罩排尘，风管用钢板制作（粗糙度 K=0.15mm），输送含铁矿粉尘的含尘气体，气体温度为 20℃。该系统采用 XS-4B 型双旋风除尘器，除尘器含尘气流进口尺寸为 318mm×552mm，除尘器阻力 ΔPc=910 Pa.对该系统进行水力计算，确定该系统的风管断面尺寸和阻力并选择风机和电机。
五、除尘通风 设备选用
（1 1 ）排风罩的选用
本设计采用矩形伞形排风罩，它是局部排风系统的重要组成部分。通过局部排风罩的气流运动，可在有害物散发地点直接捕集有害物或控制其在车间的扩散，保证室内工作区有害物浓度不超过国家卫生标准的要求。对这种锅炉房除尘系统排风罩应尽量靠近并对准有害物的散发方向。排风罩的型式应保证在一定风速时，能以最少的风量，有效地排走其散发的有害物。伞形罩结构简单，制作方便。为防止有害物扩散 外溢。其安装高度距地应为 2m，在工程设计中伞形罩比其 它 罩用得较为广泛。
（2 2 ）
风 管材料的 选 用
用作风管的材料有薄钢板、硬聚乙烯塑料板、胶合板、矿渣石膏板、砖及混凝土等。这里选用薄钢板，因为它的优点是易于工业化加工制作、安装方便、能承受较高温度。
（3 3 ）
风 管 断 面形 状 的 选 用
风管断面形状有圆形和矩形两种。两者相比，在相同断面积时圆形风管的阻力小、材料省、强度也大；圆形风管直径较小时比较容易制造，保温亦方便。但是圆形风管管件的放样、制作较矩形风管困难；布置时不易与建筑、结构配合，明装时不易布置得美观。当风管中流速较高，风管直径较小时，通常使用圆形风管。所以此处选用圆形风管。
(4) 弯头 的确定
布置管道时，应尽量取直线，减少弯头。圆形风管弯头的曲率半径一般应大于（1～2）倍管径。故此处取90弯头。由于管道中含尘气流对弯头的冲刷磨损，极易磨穿、漏风，影响正常的集尘效果，因此要对弯头加以耐磨设施。
(5)
三通 的确定
三通内流速不同的两股气流汇合时的碰撞，以及气流速度改变时形成涡流时造成局部阻力的原因。为减小三通的局部阻力，应避免引射现象，还应注意支管和干管的连接，减小其夹角，所以支管与总管的夹角取30 a；同时，还应
尽量使支管和干管内的流速保持相等。通弯头一样，三通管件也应加耐磨设施。
(6)
除 尘 器的 选用
锅炉房除尘器的选用应根据该车间内粉尘的特性，双旋风除尘粉径较粗的含尘气体处理，推荐处理粉尘径在 20～100um 范围内。
XS-4B 型双旋风除尘器是一种工业锅炉除尘装置，适用于层燃的工业及采暖锅的烟气除尘。它除尘效率较高，压力损失适中，结构精巧，阻力底、性能稳定、处理风量大、占地面积少、除尘系统材料省等特点，适用于锅炉等粗尘粒较多的烟气除尘。
六 、 除 尘 系 统管 道水力 计 算
（1）
绘制系统轴测图，对各管进行编号，标出管段长度和各排风点的排风量。（见图）
（2）选定最不利环路，本系统选择 1—2—3—4—除尘器—5—6—风机—7—8 为最不利环路。
（3）根据各管道的风量及选定的流速，确定最不利环路上各管段的断面尺寸和单位长度摩擦阻力。
根据表 8-5（除尘风管的最低风速），输送含有铁矿粉尘的空气时，风管内最小风速为：垂直风管 14 / m s ，水平风管 16 / m s . 考虑到除尘器及风管漏风，管段6及7计算风量为 13850×1.15=15928 3/ m h
管段 1-2 根据 h m q v / 37003 （1.033/ m s ）、 161 v / m s
，求出管径，所选管径应尽量符合由附录 6 的通风管道统一规格。据此可查出管径和单位长度摩擦阻力。
管径取整，令 mm D 2802 1
由附录四查的管内实际流速 1 216.73 / v m s
m P Ra m/ 13
同理可查得管段 2—3、3—4,5—6、7—8，9—2,10—3 的管径及比摩阻，具体结果见表 1 （4）确定管段 2、4 的管径及单位长度摩擦阻力，见表 1 （5）查附录 7，确定各管段的局部阻力系数。计算各管段的摩擦阻力和局部阻力 参见图 2 和图 3 4 437001 23600 3600 16286vqvD mm
① 管段 1-2 摩擦阻力
,1 2 ,1 2 1 213 5.5 71.5m mp R l Pa
局部阻力
矩形伞形罩 30 a
10 . 0
90 弯头（ 0 . 1 D R ）2 个
50 . 0 2 25 . 0
合流三通（1—2）见图 2 当30 a
根据3 2 1F F F
3 3 FV
1 1 FV
49 . 040028023 22 1 FF 51 . 0730037003 12 1 LL
2 2 FV
查得
14 . 02 9
53 . 02 1
13 . 1 53 . 0 14 . 0 10 . 0
图 2
合流三通示意图
管内动压：
2 21.2,1 2 1 2 2 216.73 167.9dp v Pa
1 2 ,1 21.13 167.9 189.73dp p Pa
② 管段 9—2 摩擦阻力
,9 2 ,9 2 9 212.6 5.4 68.4m mp R l Pa
局部阻力 矩形伞形罩
30 a
10 . 0
90 弯头（ 0 . 1 D R ）2 个
50 . 0 2 25 . 0 合流三通（9—2）见图 2
查得
14 . 0 74 . 0 14 . 0 50 . 0 10 . 0
9 2 ,9 2 ,9 268.04 117.10 185.14d mp p p Pa
③ 管段 2—3
摩擦阻力 ,2 3 ,2 3 2 37.3 5.5 40.15m mp R l Pa
局部阻力 合流三通（3—5）见图 3
3 2 1F F F
45 a
47 . 01380065504 33 10 LL
10 33 423805300.51FF 查得：
18 . 03 2
10 30.924
0.18
,2 3 ,2 30.18 156.5 28.17z dp p Pa
管段 2—3 的阻力 2 3 ,2 3 ,2 328.17 40.15 68.32d mp p p Pa
④管段 10—3
摩擦阻力 ,10 3 ,10 3 10 38 8.5 33.6m mp R l Pa
局部阻力：
矩形伞形罩
30 a
10 . 0
90 弯头（ 1 DR）2 个
50 . 0 2 25 . 0 合流三通（10→3）见图 3
查得
924 . 03 10
524 . 1 924 . 0 50 . 0 10 . 0
,10 3 ,10 31.524 154.52 235.49z dp p Pa
管段 10—3 的阻力 10 3 ,10 3 ,10 333.6 235.49 269.09d mp p p Pa
⑤ 管段 3—4 摩擦阻力 ,3 4 ,3 4 3 46.0 3.7 22.2m mp R l Pa
局部阻力
除尘器进口变径管（渐扩管）
除尘器进口尺寸 mm 552 318 ，变径管长度 mm 360 ，
325 . 0360318 55221tan a
18 a
04 . 0
,3 4 ,3 40.04 182.7 7.31z dp p Pa
管段 3—4 的阻力 3 4 ,3 4 ,3 422.2 7.31 29.51d mp p p Pa
⑥ 管段 5—6 摩擦阻力 ,5 6 ,5 6 5 63.4 6.2 21.08m mp R l Pa
局部阻力 90 弯头（ 0 . 1 D R ）2 个
50 . 0 2 25 . 0
除尘器出口变径管（渐缩管）
除尘器进口尺寸 mm 552 318 ，变径管长度 mm 300 , 39 . 0300318 55221tan a
3 . 21 a
1 . 0
0.50 0.10 0.60
,5 6 ,5 60.6 111.3 66.78z dp p Pa
管段 5—6 的阻力 5 6 ,5 6 ,5 666.78 21.08 87.86d mp p p Pa
⑦管段 7—8； 摩擦阻力 ,5 6 ,5 6 7 83.4 12 40.8m mp R l Pa
局部阻力 根据设计经验，选用离心式通风机，先近似选出一台风机，试选用 4-68 No.8C 型离心式风机 取风机进口直径 mm mm D 515 448 ,
2 . 1515 . 0 448 . 06 . 08 724 出FF扩散角度按设计定为 10
0. 10
带扩散管的伞形风帽
00.5 h D
0.60
70 . 0 60 . 0 10 . 0
,7 8 ,7 80.7 111.3 77.91z dp p Pa
管段 7—8 的阻力：
7 8 ,7 8 ,7 877.91 40.8 118.71d mp p p Pa
（5）
校核节点处各支管的阻力平衡
1、节点 2：
1 2261.23 p
9 2185.14 p
1 2 9 21 2261.23 185.14261.2329.1% 10%p pp 为使管段 1—2、9—2 打到阻力平衡，要修改原设计管径。重新计算管段阻力。
改变 1—2 的管径 1 29 20.2250.225"261.231 2 1 2 185.14280 302.6PPD D mm mm
根据通风管道统一规格，取"1 2300 D mm
根据3,1 23700 /vq m h
，"1 2300 D mm
则实际流速为 14.57m/s，管内动压为2 21.2,1 2 1 2 2 214.57 127.40dp v Pa
查附录 4，",1 29.0mR Pa
摩擦阻力
,1 2 ,1 2 1 29.0 5.5 49.5m mp R l Pa
合流三通（1—2）见图 2
当30 a
根据3 2 1F F F
56 . 040030023 22 1 FF
51 . 0730037003 12 1 LL 查的三通局部阻力系数大致不变，其余管件局部阻力系数也不变，则1.13
重新校核阻力平衡 " "1 2 9 2"1 2193.45 185.14193.454.3% 10%p pp 此时认为节点 2 处于平衡状态。在有些时候，如果管段调节管径仍不能达到支管平衡的要求，可以通过风管上设置的阀门和调节风管长度等手段调节管内气流阻力。
2、 节点 3：
2 368.32 p ，10 3269.09 p
10 3 9 2 310 3269.09 185.14 68.32269.095.8% 10%p pp
符合要求 6、 计算系统的总阻力：
因为风道 10—3 的阻力（269.09Pa）大于风管（1—3）（261.77Pa）的阻力，所以核定为管道 10—3—4—除尘器—5—6—风机—7—8 为主管线。该系统的总阻力 m zp R l p
10 3 3 4 5 6 7 8 ccqp p p p p
=（269.09+29.51+910+87.86+118.71）Pa =1415.17 Pa 七 、风机 的选择
风机的选择计算 （1）根据输送气体性质、系统的风量和阻力确定风机的类型。例如输送清洁空气，选用一般的风机；输送有爆炸危险的气体或粉尘，选用防爆风机。
（2）考虑到风管、设备的漏风及阻力计算的不精确，应按下式的风量、风压选择风机：
Pf·Kp·ΔP
Pa
（7-3-1）
Lf=KL·L
m3/h
（7-3-2）
式中
Pf——风机的风压，Pa；
Lf——风机的风量，m3/h；
Kp——风压附加系数，一般的送排风系统 Kp=1.1～1.15； 除尘 系 统 Kp=1.15 ～1.20；
KL——风量附加系数，一般的送排风系统 KL=1.1； 除尘系统 KL=1.1～1.15； ΔP——系统的总阻力，Pa；
L——系统的总风量，m3/h. 由公式f pp pK ，风机风压：
1.20 1415 1698f pp pK Pa Pa
由公式, v f q vq K q ，风机风量：3 3,1.15 13850 / 15928 /v f q vq K q m h m h
由《简明通风设计手册》P304 查得，应选用 4-68 No.8C 型离心式风机，其性能为：3,16979 /v fq m h
， 2009fp Pa ，风机转速：
1400 /min n r
配用1180 4 Y M 型电动机，电动机功率为 17 N KW
No.8C 离心通风机外形及安装尺寸表
进风口尺寸
出风口尺寸
外形尺寸
No.8C 离心通风机外形及安装尺寸图
NO. D1 D2 D3 n1×d1 A1 A2 A3 A4 A5 A6 X Y n2×d2 E F G K M H L S1 S2 8C 630 690 740 12×Φ12 520 580 636 400 462 509 5 4 18×Φ15 236 495 1178 540 1574 280 1404 8 0.5～2