电机厂电镀车间通风与采暖系统设计.doc

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1、 摘要本次课程设计的题目为：承德市电机厂电镀车间通风与采暖系统设计，设计期限为2012/6/18至2012/6/29。根据设计任务要求，查阅相关规范和设计手册，确定了承德市的室外气象参数及电机厂电镀车间各工部室内的参数要求。通过热风平衡计算确定了各工部的采暖负荷和通风热负荷及通风量。经过分析比较，确定了各工部的采暖、通风、除尘、有害气体处理方案。对送风系统、除尘系统、有害气体净化系统做了详细的水力计算和设备选择计算。经设计计算，电镀车间采暖系统供热负荷为：57.7 kw，选用光面管型散热器，通风供热量为：231.96kw 选用SRL177型加热器2台，机械通风量为：19645.2 m3/h，选

2、用 Y225S-4型通风机一台，电动机功率为37 kw，有害气体处理风量为828 m3 /h ，选用 Y112M-2型通风机一台，电动机功率为：4kw,选用GBF4-72型防腐通风机一台，电动机功率为5.5kw 。 关键词：供暖 通风 热风平衡及算 除尘 有害气体净化 目录1设计题目32设计依据32.1工业通风课程设计任务书32.2原始资料33 设计内容43.1 室外气象资料43.2 车间各工部室内计算参数的确定及热负荷的计算43.3车间各工部电动设备、热槽散热量计算53.4车间各工部机械排风量的计算63.5车间各工部通风与供暖方案的确定73.6车间各工部散热器散热量、型号及数量选择计算83.

3、7车间热风平衡及送风小室冬季换热设备换热量的计算93.8各房间送风量的计算和送风温度的校核103.9送风小室冬季换热设备换热量的计算114水力计算124.1除尘系统的水力计算124.2送风系统水力计算的确定144.3.有害气体的净化系统161设计题目承德市电机厂电镀车间通风与采暖系统设计2设计依据2.1工业通风课程设计任务书2.2原始资料2.2.1厂址：河北省承德市。车间组成及生产设备布置见附表1，生产设备见表（1）。建筑结构：墙普通红砖墙；墙内有20毫米厚的1：25水泥砂浆抹面，外涮耐酸漆两遍。屋顶带有保温层的大块预制钢筋混凝土卷材屋顶；窗钢框玻璃，尺寸为1.501.80 米；地面非保温水泥

4、地坪；外门木制，尺寸为1.502.50米，带上亮子。2.2.2工艺资料： 所有由厂内机械加工车间和热处理来的零件，首先进行表面清理，方法有以下。机械处理：体积较大的零件在喷砂室中去锈，体积较小的镀锌件在滚筒内用砂参石灰清除其上毛刺和氧化皮（湿法处理）。化学处理：需要化学处理的零件，先在苛性碱溶液中去油，对氧化层很厚的零件，则需在酸液中腐蚀去锈直到锈层消失为止。1）需要磷化处理的条件，经表面清理后用苏打水去油，在去油后进行磷化处理，处理后再在皂液和油中进行处理，以提高防腐力。2）零件经过表面处理后，在电镀前还要进行精细的电解去油和用淡的酸溶液去锈，然后进行电镀。 镀锌：零件在氰化液槽中挂镀。 镀

5、镍：零件在酸性溶液中镀镍,在镀镍前需在氰化液中镀铜。 镀锡：在碱性溶液中镀锡。 镀铬：在铬液中镀铬，镀铬后在回收槽洗去附在镀件上的电解液。 电镀后的零件均在冷水槽和热水槽内清洗，为使镀件光亮，可在抛光机上用布质轮对零件进行抛光，电解液的分析、配置和校正，均在溶液配制室内进行。2.2.3工作班制：两班制。 2.2.4建筑资料：热源参数：厂区热源为：13070热水，热力管道在北墙边敷设。3 设计内容3.1 室外气象资料表1 承德市室外气象资料室 外 计 算 温 度 /夏季室外空气调节计算湿球温度/ 冬 季夏 季供暖空气调节通风通风空气调节空气调节日平均日较差-14-17-920323028343.

6、2 车间各工部室内计算参数的确定及热负荷的计算3.2.1车间各工部室内计算参数的确定表2冬季室内参数喷砂室抛光室发电机部准备工部办公室电镀部溶液配制室14141416231615 3.2.2热负荷的计算建筑物总体积：V=42127=3528 m3选取体积热指标Vq=0.7w/* m3整个建筑物的供暖热负荷为：Q=VVq（tp-tw）=95781w各工部维护结构热负荷按建筑外轮廊体积V用下式估算。表3围护结构散热量计算表工部类型体积/ m3体积指标q修正系数a温度/围护结构负荷kw厕所更衣室199.50.71.28265.11 喷砂室199.50.71.28285.90 抛光室199.50.71

7、.28285.90 3.3车间各工部电动设备、热槽散热量计算参考陆耀庆实用供暖通风设计手册下册Pa1553页，公式20.9-23.3.1计算公式如下：以抛光室为例，计算电动设备的散热量。qs=0.60.80.45800/0.86W=19W,其它各工部汇总如下：表4 散热量计算表工部名称电动设备n1n2n3效率散热量/w厕所和更衣室无喷砂室无抛光室N=0.8kw0.60.80.450.79136发电机部设计不计准备工部N=0.1kw0.60.80.450.8619仓库无办公室无电镀部无溶液配制室无3.3.2热槽散热量的计算水面的空气流速V1=0.2m/s，油面的空气流速V2=0.3m/s设局部排

8、风罩的槽不计入内，由于热量会被带走以准备部热水槽10为例，计算其散热量。Q=1.1610-3（4.9+3.5v）（t1-t2）F=1.1610-3（4.9+3.50.2）（50-16）0.48=106.01W其它各工部汇总如下：表5热槽散热量计算表工部类型工业槽风速m/st1/t2/散热量/W准备部热水槽100.25016106.01热水槽140.25016106.01电镀部热水槽180.25016106.01热水槽400.25016106.01热水槽320.25016223.62油槽310.312016215.343.4车间各工部机械排风量的计算槽边罩是外部吸气罩的一种特殊形式，专门用于各种

9、工业槽如电镀槽，酸洗槽。本设计选取条缝式槽边罩，当 B700时， 选择单边罩, B700时， 选择双边罩。所有的槽边罩都选高截面，规格为250mm200mm 。3.4.1喷砂部排风量的计算采用局部防尘密闭罩，风量计算采用换气次数法。喷砂室排风的作用有二：一是防止粉尘跑出；二是保证工作空间一定的可见性。在工作容积小于1立方米时，取换气次数为1500次/时，但不得小于1000m3/h；工作容积在18立方米时，取换气次数为1200次/时，但不得小于2000m3/h。本次设计的密闭罩工作容积在18立方米，因此L=12002=2400 m3/h。3.4.2抛光机风量的计算当采用布质光轮时，排风量按每毫米

10、轮径6 m3/h计算。排风量L=20064=4800 m3/h。3.4.3以*9有色金属腐蚀槽为例，计算其它总的排风量A=1.5m，B=0.8m，VX =0.4m/s L=20.41.50.8(0.8/3)0.2=2664 m3/h 同理，得其它各排风罩的机械排风量。现将结果统计如下 表6 工业槽排风量计算表工部名称设备编号设备名称排风量 m3/h排风罩的类型喷砂部*1喷砂室2000密闭罩抛光部*3抛光机1200接受罩准备部*9有色金属腐蚀槽2664双侧槽边罩*12黑色金属腐蚀槽2664双边槽边罩*13化学去油槽2016双边槽边罩溶液配置室*15溶液配置槽828单边槽边罩*16溶液配置槽828

11、单边槽边罩3.5车间各工部通风与供暖方案的确定3.5.1方案一如下：1） 厕所更衣室、仓库通风：采用轴流风机进行通风换气。 补风量=冷风渗透量+机械送风量。采暖：采用散热器和热风联合供暖方式。2) 喷砂工部、抛光室、准备工部、溶液配制室、电镀工部通风：由于工艺原因，需要设机械局部排风；为了维持热，风平衡需要设机械送风；由于该工部生产过程中会散发有害气体，故使该工部处于负压。风量=门窗冷风渗透量+机械送风量+部分走廊机械送风量。采暖：夜间采用散热器独立采暖，维持夜间值班温度5，白天采用散热器和热风联合供暖方式。3） 办公室通风：使办公室处于正压，由于自然排风量远大于冷风渗透量，为了维持热风平衡，

12、应设机械送热风。采暖：夜间采用散热器独立采暖，维持夜间值班温度5，白天采用散热器和热风联合供暖方式，夜间如有人值班，需采用其它采暖设备如热风机。4） 发电机工部通风：冬季余热量满足白天工作温度，不设机械送风。 采暖：夜间设采暖值班温度5，供暖设备白天运行，只要工部温度不超过发电机要求的工作环境温度即可。 3.5.2方案二如下： 1） 厕所更衣室、仓库通风：采用采用轴流风机进行通风换气，补风量=冷风渗透量+机械送风量。采暖：采用散热器和热风联合供暖方式2） 喷砂工部、抛光室、准备工部、溶液配制室、电镀工部通风：该工部由于工艺卫生等的要求，需要设局部排风。该部的补风量应为门窗的冷风渗透量、大门冷风

13、侵入量、直接送该部的机械通风量及来自办公室和其他工部的自然排风量及部分走廊送风量的总和。供暖：夜间采用散热器独立采暖，维持夜间值班温度5，白天采用散热器和热风联合供暖方式，夜间如有人值班，需采用其它采暖设备如热风机。3） 办公室供暖：办公室不设局部排风系统。办公室的自然排风全部用于对外工部的补风，此时自然排风量远大于其他冷风渗透量，故考虑机械送热风，同时与散热器联合供暖保证室内的设计温度。4) 发电机工部通风：冬季余热量满足白天工作温度，不设机械送风，采暖：夜间设采暖值班温度5，供暖设备白天运行，只要工部温度不超过发电机要求的工作环境温度即可。 综上，选择方案一作为本次课设的通风供暖方案。3.

14、6车间各工部散热器散热量、型号及数量选择计算3.6.1散热器型号的选择散热器采暖维持室内5的室温，其它负荷由热风负担。散热器选择光面管，外形尺寸：L=4000mm，规格为：B型763.5，H=328，三排。5时，单位长度散热量为238w，23时，单位长度散热量为192w。3.6.2散热器散热量及数量的选择首先计算各工部的采暖负荷，公式如下： Q=*V*q*T式中： Q采暖负荷 修正系数 V工部体积 q供暖体积指标T温差以厕所和更衣室为例，计算其采暖负荷。 Q=1.28199.50.719=3735.92w现将各工部采暖负荷统计如下：表7各工部采暖散热量计算表工部名称体积/ m3体积指标qT/修

15、正系数a采暖负荷/ w 厕所更衣室199.50.7191.283735.92 喷砂室199.50.7191.283735.92 抛光室199.50.7191.283735.92 发电机部199.50.7191.283735.92 准备工部598.50.7191.2811207.75 仓库199.50.7191.283735.92 办公室199.50.7281.285505.56 电镀部897.750.7191.2816811.63 溶液配制室99.750.7191.281867.96 参考陆耀庆实用供暖通风设计手册Pa429页，光面管散热器应根据其单位长度的散热量来计算其总的长度。以喷砂室为例

16、，计算散热器的长度。L=3735.92238=15.70m16m，故选L=4000mm，排数4排。同理得其它工部散热器排数如下：表8 散热器长度计算表工 部名 称采暖负荷/w单位长度散热量/w总长度/mL/m排数厕所和更衣室3735.92 23815.70 44喷砂室3735.92 23815.70 44抛光室3735.92 23815.70 44发电机部3735.92 23815.70 44准备工部11207.75 23847.09 43仓库3735.92 23815.70 43办公室5505.56 19228.67 43电镀部16811.63 23870.64 43溶液配制室1867.96

17、2387.85 433.7车间热风平衡及送风小室冬季换热设备换热量的计算3.7.1车间热风量平衡的计算列车间热风平衡方程式，由于车间处于负压，所以Gzp=0 ，假设Gjj=0.6 GjpGjj+Gzj=Gzp+Gjp0.6 Gjp + Gzj =0+ GjpGzj =0.431618.5=11196 m3/hGjj= 5.457 m3/s=19645.2 m3/h热量平衡式， Q1=Q2式中：Q1产热量/kwQ2散热量/kw表9热量平衡表计算表设备类型产热量/kw电动设备0.145热槽0.651散热器58.08机械进风152.218自然进风52.770.145+0.631+58.08+152.

18、218+52.77= Gjj*C*t0.145+0.631+58.08+152.218+52.77=5.4571.21.01t经计算，t=4137,符合送风温度。3.7.2送风小室冬季换热设备换热量的计算Q=1.21.014.66841=231.96kw3.8各房间送风量的计算和送风温度的校核以喷砂室为例，计算各工部机械送风量和送风温度。风量平衡 Gjj+Gzj=Gzp+Gjp式中：Gjj机械进风量m3/hGzj自然进风量m3/hGzp自然排风量m3/h Gjp自然排风量m3/h热量平衡 Q1= Gjj *C*t1+ Gzj*C*t2式中：t1机械进风温度t2自然进风温度其它同上Gjj + G

19、zj =0+0.659.43+5.90+4.003=1.2Gjj1.0141+1.2Gzj1.01(-14)经计算，Gjj =0.314 m3/s，Gzj =0.246 m3/s。Gzj/ Gjj=75在1090中间，故合理，其它工部统计如下。表10各工部机械进风量计算表工部类型压力/Pa机械排风 m3/s机械排风散热量/kw机械进风量 m3/s自然进风量 m3/s机械送风温度校核喷砂室负压0.569.430.3140.2464175抛光室负压1.3322.620.1511.1794168准备工部负压2.0439.561.2130.8264146办公室正压0.082.310.100.07415

20、5电镀部负压4.1580.382.4231.7374172配制室负压0.468.360.2580.20241783.9送风小室冬季换热设备换热量的计算3.9.1空气加热器的选择1)初选加热器型号:A1=G/v式中A1 有效加热面/G 风量kg/sv 空气质量流速，取8kg/m3sL= 5.457 m3/s, G=*L=6.5kg/sA1=G/v=6.58=0.82查空气加热器技术数据表8-6，选择SRL177型加热器2台，规格如下：有效截面积为0.5，加热面积80,压损为56.8Pa，根据有效加热面积，求的空气的实际流速v1=6.50.52=6.5m/s2)求加热器的传热系数由表8-5查的SR

21、LA/3型加热器的传热系数公式为： k=14.5（v1）0.29 =14.5（6.5）0.29 =26.8w/m2 k3）计算加热面积及台数所需加热量Q=c*L*（t2-t1） =1.015.4571.2（41+14）kw =320.2kw所需加热面积A=QkT=320.226.884.5=142m2所需加热器串联的台数为N=142/80=0.9,故选两台并联。4）计算压损P=3.03（6.5）1.62=59.8Pa3.9.2 过滤器的选择 处理风量为19645.2 m3/h，因此选择LWZ-12型过滤器，规格为，风量20000 m3/h，阻力140Pa，滤层网片数100。4水力计算4.1除尘

22、系统的水力计算4.1.1除尘器的选择由于含沉气流的浓度较大，所以选择两级除尘器。一级系统为重力沉降室作为粗效过滤，选用规格为100010001000，二级为布袋除尘系统，抛光室的局部排风量为4788 m3/h，选MC24-型脉冲袋式除尘器，参数如下：进口高1000mm ，风管规格200200，出口高2700mm 风管规格660860，长1240mm 宽1190mm高3696mm，入口含尘浓度315g / m3，净化效率9099.5，压力损失12001500 Pa。4.1.2管径的确定根据流量计算管径，抛光室的处理风量为1.33 m3/s，查 简明通风设计手册：除尘管道内最低流速为：水平管23m

23、/s， 垂直管19 m/s。以管段1为例，计算管径。假设管道内流速为23 m/s，风量L=3.33 m3/s 则管径D=(4L/3.14v)0.5=147mm,因此选管径为150mm，返回去计算v=25.2 m/s23m/s，合理。4.1.3管段沿程阻力的计算Rm1=0.181.225.225.20.5=68.6PaRm2=0.1061.224.124.10.5=36.9 Pa表11沿程阻力计算表管段编号管径/mm风速m/s长度m/d比摩阻Pa/m沿程阻力/Pa115025.24.2050.1868.6288.1215025.21.0000.1868.668.6320024.13.4000.1

24、0636.9125.64.1.4管段局部阻力损失的计算 根据以上公式，以90圆管弯头的局部阻力计算为例，计算如下：Z=0.151.225.220.5=228.6 Pa,其余构件统计入下：表12局部阻力计算表局部构件类型数量局部阻力系数流速m/s密度局部阻力/Pa90圆管弯头40.1525.212228.6锥形扩大管10.0225.2127.6锥形收缩管10.0925.21234.3风帽1因此管道总局部阻力为170.5Pa4.1.5除尘系统总阻力损失P=170.5+1200+482.32=1852.82Pa查简明通风设计手册，公式如下：L=1.14788 =5266.8 m3/hP=1.2185

25、2.82=2223.8Pa，故选择4-68型离心通风机。表13离心风机性能参数机号NO传动 方式全压流量内效率内功率所需功率电动机型号功率kw4.5A2170579083.35.135.9Y132S-27.5表14 4-68型离心通风机安装尺寸出口尺寸进口尺寸外形尺寸A1A2A3A4A5A6D1D2D3EFGMN3283603822532843084505005451903117418955314.2送风系统水力计算的确定 4.2.1假定流速法计算管径其特点是先按技术经济要求假定风管的流速，再根据风管的风量确定其断面尺寸和阻力。查简明通风设计手册253页，管材为为薄钢管，工业建筑机械通风干管风

26、速614m /s，支管风速为28 m /s。选择编号为114的管为最不利环路，以管段1为例，进行水力计算。查实用供暖通风设计手册Pa1087页，管径宽2000mm高400mm，下面校核其流速v=L/a*b=5.45720.4=6.82m/s,符合要求。同理得其它管段。现将水力计算统计如下：表15 送风系统干管水力计算表管段编号长度m3/s长度/mm宽/mm高/mm流速m/s15.457350920.46.82 25.143232420.46.43 35.043219620.46.30 44.77415001.60.55.97 53.62315001.60.211.32 63.35430001.

27、250.2510.73 73.08530001.250.259.87 82.81630001.250.259.01 92.547300010.327.96 102.27830001.250.257.29 112.00913801.250.256.43 120.79616200.320.1615.55 130.52730000.320.1610.29 140.25857650.20.1210.75 表16送风系统支管水力计算表管段编号流量m3/s长度/m宽/mm高/mm流速m/s151.213 1.250.253.88 160.6061.50.320.325.92 170.404310.123.

28、37 180.20230.630.162.00 190.1510.620.160.127.86 200.0751.50.160.123.91 210.0751.50.160.123.91 220.12.9460.160.125.21 230.0530.160.161.95 240.3140.620.80.162.45 250.1571.50.20.126.54 260.1571.50.20.126.54 4.2.2局部阻力和沿程阻力的计算 以90弯头为例，计算局部阻力。Pa=0.5*v2=0.51.20.256.422=6.42Pa,沿程阻P=Rm*L=0.893.509=3.1 Pa.不利环

29、路的总阻力等于沿程阻力加局部阻力，根据管段的总阻力来选择风机类型和电机功率。同理计算其他构件的阻力如下。表17送风系统局部阻力计算表管段编号90弯头分流三通风口三通风口总阻力系数风速m/s局部阻力/Pa比摩阻沿程阻力/Pa10.25-0.02000.236.826.42 0.893.1 200.07000.076.431.74 0.892.1 3000.0800.086.31.91 0.541.2 400.04000.045.970.86 0.460.7 5000.0200.0211.321.54 4.066.1 6000.0200.0210.731.38 3.069.2 7000.0200.

30、029.871.17 2.557.7 8000.0200.029.010.97 2.557.7 9000.0200.027.960.76 1.384.1 10000.0200.027.290.64 1.484.4 1100.02000.026.430.50 1.131.6 12000.0200.0215.552.90 3.054.9 13000.0200.0210.291.27 6.3719.1 140.2500.0200.2710.7518.72 10.8362.4 总阻力为空气加热器、过滤器、沿程阻力、局部阻力之和。L=1.119645.2 =21609.72 m3/h，P=56.8+14

31、0+40.77+134.3+50=421.8Pa表18 4-68型离心通风机性能参数表机号NO传动方式全压流量内效率内功率所需功率电动机型号功率kw8C33802183085.723.4528.4Y225S-437表19 4-68型离心通风机安装尺寸出口尺寸进口尺寸外形尺寸A1A2A3A4A5A6D1D2D3EFGH59656984485155780086091033755613322804.3.有害气体的净化系统 4.3.1 净化设备的选择15号槽是溶液配制槽，溶液性质为酸性，处理风量为828 m3 /h，选用DGS-3型净化塔，其规格如下，塔直径1400mm，塔高2650mm，进气口直径4

32、00mm，中心高1700mm，排气口直径400mm，净化阻力180200mmHg，选配风机型号GBF4-72，电机功率5.5kw。4.3.2管道尺寸及阻力的确定由于净化塔的进排气口直径已知，=400mm 所以管径也为400mm，净化系统的沿程阻力计算方法同送风系统，现将结果统计如下： 表20净化系统沿程阻力计算表管段编号形状尺寸比摩阻Pa/m长度/m沿程阻力/ pa1矩形4007.782.9723.11 2圆形7.331.712.46 3圆形0.44.941.98 总阻力P=63.86+1800=1824Pa。4.3.3风机的选型表21 离心风机参数机号NO传动方式全压流量内效率内功率所需功率

33、电动机型号功率kw4A1830618288.63.484.18Y112M-24 表22 安装尺寸出口尺寸/mm进口尺寸/外形尺寸/mmA1A2A3A4A5A6D1D2D3EFGMN291322345224255279400450490179278660799476参考文献1. GB50019-2004 采暖通风与空调设计规范2. GB/T50114-2001 暖通空调制图标准3. 孙一坚. 简明通风设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1997.4. 陆耀庆.实用供热空调设计手册. 北京：中国建筑工业出版社，20085. 钢铁企业采暖通风设计参考资料编写组：钢铁企业采暖通风参资料.冶金工业出版社，19796. 国家建筑标准设计图集-暖通空调设计选用手册上下集.中国建筑标准设计研究院出版社，1996 致谢通过本次设计，全面了解了电机厂通风采暖系统设计的基本流程和计算方法，学会了用理论知识解决实际问题。如如何计算车间的热、风平衡；如何计算组合式空调机组，如何水力计算等等。与此同时，学会了和同学交流，相互协作。通过本次课程设计让我认识到，团队的力量远大于个人的力量，同时认识到手绘的重要性。感谢党老师的悉心教导，让我理解了整个计算原理，而且提高我的排版能力。感谢同学的帮助，让我顺利的完成了本次课程设计。第19页 共18页