Вентиляция кузнечного цеха Минского машиностроительного завода

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа по теме:

«Вентиляция кузнечного цеха Минского машиностроительного завода»

Тепловой баланс помещения

вентиляция кузнечный горн

Технологический процесс

Производственные процессы в кузнечных цехах включают резку и ковку холодных заготовок металла, их нагрев, ковку и штамповку, очистку кованых деталей.

Резка и правка холодных заготовок металла производится на гильотинных ножницах и правильных плитах.

Нагрев заготовок и слитков перед ковкой и штамповкой до новых температур происходит в кузнечных цехах в нагревательных печах.

Кузнечные печи работают на твёрдом, жидком, газообразном топливе. Для свободной ковки и горячей штамповке используют пневматические и паровоздушные молоты, кривошипные и гидравлические прессы и др. Основные производственные вредные выделения в кузнечных цехах - это конвективное и лучистое тепло, окись углерода, сернистый газ, пыль окалины метала, пары и аэрозоли кислоты в травильном отделении.

Метеорологические условия в кузнечных цехах принимаются как для помещений со значительными избытками явного тепла и категории тяжёлых работ. Во всех производственных помещениях отопление совмещается с приточной вентиляцией. Дежурное отопление устраивают путём переключения на рециркуляцию приточных или циркулирующих систем.

Общий воздухообмен кузнечнопрессовых цехов рассчитывают на ассимиляцию теплоизбытков с проверкой на растворение до уровня ПДК выделяющихся вредных газов в холодный период года.

На рабочих местах, где участки более подвержены тепловому облучению, предусматривается воздушное душирование.

Местную вентиляцию устраивают под загрузочным отверстием печей - зонты - козырьки и у горнов - зонты.

Для компенсации воздуха удаляемого местными отсосами, предусматривают механическую приточную общеобменную вентиляцию с раздачей воздуха в рабочую зону. Во все периоды года организуют аэрацию. Весь приточный воздух, как летом, так и зимой, может подаваться в цех через фрамуги окон.

Метеорологические параметры воздуха

Город строительства: Минск

Ориентация по сторонам света фасада: Север

Коэффициент теплопередачи покрытия Кп = 1,75 Вт/м2К

Характер освещения: окна деревянные и фонари с двойным вертикальным остеклением

Тип ворот: распашные

Поверхностная плотность лучистого теплового потока qр.м=1700 Вт/м2

Расчётная географическая широта: 520 с.ш.

Барометрическое давление: 990 гПа

Расчётные параметры наружного воздуха.

Параметры наружного воздуха принимаем из [5] прил.7

d, - принимаем по Jd - диаграмме

Все данные сводим в таблицу

Расчётные параметры наружного воздуха

Таблица 1

Период года	Параметр	tн, 0С	Jн кДж/кг	dн г/кг	н, %
Тёплый	А	21,2	49.8	11.4	73
Холодный	Б	-25	-24.3	0.51	6
переходный	-	8	22,5	5,6	87

Расчётные параметры внутреннего воздуха.

Температуру, относительную влажность, скорость воздуха V в рабочей зоне принимаем по [2] табл. 1.2 для холодного и переходного периода года по табл. 1.3 для тёплого периода года.

Кузнечный цех - (это) со значительными избытками явной теплоты.

Категория работ - тяжёлая III табл. 1.3 [3]

ХП: tр.з.=16 0С V=0,3 м/с

ПП: tр.з.=16 0С V=0,3 м/с

ТП: tр.з.=25 0С V=0,5 м/с

Теплопоступления

От людей

Количество работающих определяется по формуле:

N=Nст(1,31,5)=191,5=28 человек

Nст - количество станков

Теплопоступления от людей не учитываются, т.к. объём помещения приходящегося на 1 человека 248 м3 > 40 м3

От источников искусственного освещения

Qосв=EFgосвосв; Вт

E - требуемая освещённость в помещении [3] табл. 2.3.

E=150 лк

F - площадь пола помещения, м2, F=1190,4 м2

qосв - удаляемое тепловыделение [3] табл. 2.4 qосв=0,15

осв - доля тепла поступающего в помещение; осв=0,5

Qосв=150·1190,4·0,15·0,5=13392 Вт

От солнечной радиации

Теплопоступления через остеклённые поверхности:

Qост.рад=FостqостAост

Теплопоступления через покрытия:

Qпокр.рад=FпqпКп

Где Fост,Fп - площади поверхности остекления и покрытия, м2

qост - теплопоступления от инсоляции через 1 м2 остекления (245 Вт/м2)

qп - теплопоступления через 1 м2 покрытия при Kп=1

Kп - коэффициент теплопередачи покрытия Kп=1,75

Aост - коэффициент зависящий от характера остекления

По [6] Aост=1,15 (двойное остекление в одной раме)

Fб.ок=4,84=19,2 м2 для 8 окон Fб.ок=19,28=153,6 м2

Fм.ок=4,81,5=7,2 м2для 8 окон Fм.ок=7,28=57,6 м2

Fост.фонари=249,6=99,2 м2

Fост = 310,4 м2

Qост.рад=310,42451,15=87455 Вт

Fп = 1190,4 м2; qп = 17 ; Kп=1,75

Qпокр.рад=1190,4·17·1,75=35414 Вт

Q.рад=87455+35414=122869 Вт

От технологического оборудования

Таблица 2

Характеристика оборудования кузнечного цеха	Количество
Высота цеха, м		9
1. Отрезной станок, мощность двигателя, кВт	1	22
2. Кран, мощность двигателя, кВт	2	5
3. Нагревательная печь	3
- производительность по металлу, кг/час		300
- расход мазута, кг/час		18
- температура печи, 0С		1300
4. Горн на один огонь	1
- количество сжигаемого топлива, кг/час		10
5. Горн на два огня	1
- количество сжигаемого топлива, кг/час		16
6. Наковальня	4
7. Молот пневматический	2
- мощность двигателя, кВт		25,5
9. Комбинированные ножницы	1
- мощность электродвигателя, кВт		7,5
10. Вальцы, мощность двигателя, кВт	1	5,8
11. Правильная плита	1
12. Ванна с водой	1
13. Верстак	1

Nу - установочная (номинальная) мощность электродвигателей или выпрямителей, кВт

Kсп - коэффициент спроса на электроэнергию, принимаемый по табл. 2,5 [3] и принимаемый по следующим данным:

При загрузке электродвигателя от 1 до 0,5 Kп=1, при загрузке <0,5 Kп=0,9

- КПД электродвигателя при полной его загрузке, принимаемый по следующей зависимости:

Таблица 3

	<0,5	0,5-5	5-10	10-28	28-50	>50
	0,75	0,84	0,85	0,88	0,90	0,92

Kт - коэффициент перехода тепла в помещение, принимаемый равным для металлорежущих станков без охлаждения эмульсий режущего инструмента

- металлорежущие станки мелкосерийного производства Kсп=0,14

- то же, крупносерийного производства Kсп=0,2

- индукционные печи Kсп=0,8

- двигатели генератора, выпрямительный полупроводник Kсп=0,5

- кузнечные машины Kсп=0,4

1. Отрезной станок

=22 кВт; Kсп=0,14; Kп=1; Kт; =0,88

=220,14(1-10,88+110,88103)=2711 Вт

2. Кран

=7 кВт; Kсп=0,8; Kп=1; Kт; =0,85

70,8(1-10,85)103=840 Вт 2=1680 Вт

3. Нагревательные печи

V=18 кг/ч; 38970; Gм=300 кг/ч; tпов=1300 0С от стенок и сводов по [1] стр. 36

V - расход мазута, кг/ч

- потери в цехах, =30%

- теплота сгорания, кДж/кг

=0,27818389700,3=58501 Вт

- излучение через рабочий проём по [1] стр. 40

- коэффициент диафрагмирования рис. 2.3 =0,55

F0 - площадь открытого отверстия 0,50,5

qл - теплопоступления через 1 м2, отверстия печи, Вт/м2

z - среднее за 1 час, количество минут в течении которых отверстие открыто, z=20 минут



- приведённый коэффициент лучеиспускания, принимаем =4,64 tпов=1300 0С

ТП: Вт/м2

ХП, ПП: Вт/м2

ТП: Q0=0,550,25283709=13003 Вт

ХП, ПП: Q0=0,550,25283751=13005 Вт

- с продуктами сгорания через рабочий проём

с - удельная теплоёмкость, , с=1,005

Gг - количество выбивающихся из печи газов, м/ч

- коэффициент, учитывающий сужение струи газа при выходе из отверстия =0,6

F0 - площадь рабочего отверстия печи, м2, F0=0,25 м2

Vг - скорость выбивающихся из отверстия печи газов, м/с



- избыточное давление в печи, равное примерно 1...5 Па под давлением которого газы выходят из отверстия

- объёмная масса выбивающихся из печи газов кг/м3

- температура газов поступающих в цех, обычно принимается на 150 0С ниже температуры в печи, =1150 0С

z - время, в течение которого открыта загрузочная дверца, мин. z=20 мин

кг/м3

м/с

Gг=36000,60,254,920,248=219,63 кг/ч

ТП: Qп.с.=0,2781,005219,63(1150-25)=65236 Вт

При наличии вытяжного зонта над загрузочным отверстием печи учитываем 30% от Qп.с. (19571 Вт)

ХП, ПП: Qп.с.=0,2781,005227,8(1050-16)=69032 Вт

При наличии вытяжного зонта над загрузочным отверстием печи учитываем 30% от Qп.с. (20710 Вт)

- от зонта над загрузочным отверстием

=4,64 Вт/м2 - коэффициент теплопередачи укрытия

- площадь поверхности укрытия, м2 F=2,0 м2

- температура смеси газов и воздуха под укрытием =150...200 0С

ТП: =4,642,0(170-25)=1346 Вт

ХП, ПП: =4,642,0(170-16)=1429 Вт

- от остывающего материала [1] стр.33

G - масса материала, кг/ч

с - его средняя теплоёмкость кДж/кгК

- коэффициент, учитывающий интенсивность теплоотдачи по времени =0,9

tн=1300 0C

ТП: Qм=0,2783000,73(1300-25)0,9=69862 Вт

ХП, ПП: Qм=0,2783000,73(1300-16)0,9=70355 Вт

Суммарные теплопоступления от нагревательной печи:

ТП: Qтп=162283 Вт ? 3=486849 Вт

ХП, ПП: Qтп=164000 Вт ?3 =492000 Вт

4. Горн на один огонь

В - расход топлива кг/ч, В=10 кг/ч

- теплота сгорания топлива кДж/кг, =26816 кДж/кг

- коэффициент учитывающий долю теплоты выделяющейся в цех [1] рис. 2.4. =0,23

=0,27810268160,23=17146 Вт

- от зонта над горном

 0С (по рис.2.4 [1])

ТП: =4,644,2(73-25)=935 Вт

ХП, ПП: =4,644,2(73-16)=1111 Вт

Суммарные теплопоступления от горна на один огонь

ТП: Q=18081 Вт

ХП, ПП: Q=18257 Вт

5. Горн на два огня

В - расход топлива кг/ч, В=16 кг/ч

- теплота сгорания топлива кДж/кг, =26816 кДж/кг

- коэффициент учитывающий долю теплоты выделяющейся в цех [1] рис. 2.4. =0,23

=0,27816268160,23=27434 Вт

- от зонта над горном

0С (по рис.2.4 [1])

ТП: =4,644,2(73-25)=935 Вт

ХП, ПП: =4,644,2(73-16)=1111 Вт

Суммарные теплопоступления от горна на два огня

ТП: Q=28369 Вт

ХП, ПП: Q=28545 Вт

6. Молот пневматический

Nэл.у.=25,5 кВт

Kсп.=0,4; Кп=1; =0,88

Qобщ=Nу Kсп(1- Кп+КтКп)103, Вт

Qобщ=25,50,4(1-10,88+110,88) 103=10200 Вт

? 2=20400 Вт

Комбинированные ножницы

Nэл.д.=7,5 кВт

Qэл.д.=Nу Kсп(1-Кп)103, Вт

Kсп.=0,4; Кп=1; =0,85

Qобщ=7,50,4(1-10,85)103=450 Вт

Суммарные теплопоступления от технологического оборудования

ТП: Q=558540 Вт

ХП, ПП: Q=564043 Вт

Теплопотери

Через ограждающие конструкции

1) ; Вт

V- объём здания по внешнему обмеру, V=10713 м3

q0 - удельная тепловая характеристика, q0=0,754 Вт/(м30с)

= +t(h-2)

t=0,7-2 0С/м - при значительных тепловыделениях (принимаем t=1,50С)

h - высота здания, h = 9 м

=16+1,57=26,5 0С

 0С

1,016107130,754(21,25-(-25))=379566 Вт

2) ; Вт

Вт

На нагрев инфильтрующего воздуха

Qин=0,3Qпот

ХП: Qин=0,3379566=113870 Вт

ПП: Qин=0,3108740=32622 Вт

На нагрев поступающих материалов [2] стр.25

; Вт

=0,9 - коэффициент неравномерного нагрева

Cм - средняя теплоёмкость материала в интервале температур tн-tк Cм=0,46 кДж/кгК

Gм - расход металла Gм=900 кг/ч

tн и tк - начальная и конечная температуры материала, 0С

ХП: tн=-25 0С tк=16 0С

ПП: tн=8 0С tк=16 0С

ХП: Qм=0,2789000,46(16+25)0,9=4247 Вт

ПП: Qм=0,2789000,46(16-8)0,9=829 Вт

На нагрев транспорта

, МДж

- количество тепла, МДж, необходимого для обогрева автомобилей [2] табл. 2.15 ЗИЛ - 150 1 шт.

=61 МДж

t=30 мин=1800с

Вт

n - среднее количество автомашин, одновременно находящихся в помещении в расчётный час, n=1 шт.

Баланс тепла

Тепловой баланс помещений без учёта теплообмена в процессе вентиляции

Таблица 4

Источники теплопоступлений и направления террасного тепла	Тепловой поток, Вт
	Объём помещения, м3 = 8928
	Кузнечный цех
	Период года
	Холодный	Переходный	Тёплый
ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ
1. От оборудования Q1	493693	493693	488678
2. От остывающих материалов Q2	70355	70355	69862
3. От искусственного освещения Q3	13392	13392	13392
4. От солнечной радиации Q4	-	-	122869
5. Прочие (5-6 % от Q1-4)	28872	28872	34740
6. Всего	606312	606312	729541
ТЕПЛОПОТЕРИ
7. Через ограждающие конструкции Q7	379566	108740	-
8. На нагрев инфильтрующего воздуха Q8	113840	32622	-
9. На нагрев материала и транспорта Q9	7069	829	-
10. На нагрев воздуха врывающегося через открытые проёмы Q10	-	-	-
11. Прочие (5-6 % от Q7-10)	25024	7109	-
12. Всего	525499	149300	-
ИЗБЫТКИ ТЕПЛА
13. Общие, Вт	80813	457012	729541
14. Удельные Вт/м3	6,2	35,3	56,3

Местная приточная вентиляция

Воздушные завесы

Исходные данные

1. -25 0С1,43 кг/м3

2. 161,22 кг/м3

3. tсм - нормируемая температура в районе ворот, для тяжелой работы

tсм=80С

кг/м3

4. Длина притворов приточных аэрационных проёмов: lп=360 м

5. Длина проёмов аэрационного фонаря: lв=352 м

6. Расстояние от центра приточных проёмов до цента фрамуг аэрационного фонаря: hн+hв=8 м

7. Расстояние от центра ворот до центра приточного проёма: h1=0,5 м

8. Размеры ворот: Fпр=4,5 ? 4=18 м2

9. Продолжительность открывания ворот: =12 мин

10. Место расположения вентилятора: расположение в рабочей зоне

Решение:

1. Принимаем следующие величины:



2. По таблице 4.1 [2] стр. 63 определяем =0,258

3. Определяем расстояние от середины проёма до центральной зоны по формуле для случая, когда есть аэрационный фонарь:

м

Определяем количество воздуха, подаваемого завесой по формуле:

, кг/ч

- характеристика завесы:

- количество воздуха, проходящего через проём

Рекомендуемое значение =0,6...0,8

- коэффициент расхода воздуха через проём при наличии завесы, принимается в зависимости от и и по таблицам в зависимости от вида проёма;

- площадь проёма

- площадь воздуховыпускных щелей

h - расстояние от середины проёма оборудованного завесой по вертикали до центральной зоны здания.

кг/ч

Определяем и по [2] рис. 4.1 Q=0,13

Определяем температуру воздуха, подаваемого завесой по формуле:



- отношение количества теплоты теряемой через открытый проём к количеству теплоты, подаваемого завесой.

0С

Вычисляем тепловую мощность калорифера или воздухонагревателя по формуле:

Вт

с - теплоёмкость, кДж/кгК

- расход воздуха м3/ч

- температура воздуха забираемого на завесу 0С

Вт

Определяем ширину воздуховыпускной щели по формуле:

м

Определяем скорость выхода воздуха из щели по формуле:

кг/м3

м/с < 25 м/с

Количество теплоты, необходимое для компенсации дополнительных теплопотерь помещения за счёт врывания воздуха через открытый проём (ворота) определяется по формуле:

, Вт

- продолжительность открывания проёма в течении часа, мин: =12 мин

Вт

Потери давления в воздухораздаточном коробе:

, Па

Принимаем =2

, Па

12. По табл. 4.4 [2] стр. 66 выбираем унифицированную воздушнотепловую завесу с осевым вентилятором типа К.

Выбор осуществляем по кг/ч;

и по Вт=229 кВт

Тип установки А 10 №8

Электродвигатель:

- марка АО2-56-1

- мощность, кВт 5,5

- частота вращения 980 об/мин

Воздухораздаточный короб:

- размеры, мм 1000?1000

- ширина щели 200 мм

- F=12

- =10,5 м/с

Расход воздуха:

- L=34 тыс.м3/ч

- G=39000 кг/ч

Калориферы (ГОСТ 7201-80)

- тип КВБ4-П-01

- номер 4

- количество 4

Теплопроизводительность, кВт 325,6

=37,5, 0С

Воздушное душирование рабочих мест

Рассчитать воздушное душирование рабочего у нагревательной печи. Категория работ - тяжёлая. Поверхностная плоскость лучистого теплового потока

=1700 Вт/м2. Температура воздуха в рабочей зоне =25 0С. Согласно табл. 4.23 [1] средняя температура =19 0С, подвижность воздуха на рабочем месте

=2,3 м/с. Расстояние от душирующего патрубка до рабочего Х=1,8 м.

Решение:

При адиабатическом процессе охлаждения на выходе из форсуночной камеры температура воздуха 18,5 0С.

Принимаем душирующий патрубок ПДН-4

Размеры 630 мм h1=1540 мм l1=1260 мм

Расчётная площадь 0,23 м2

Коэффициент m=4,5 n=3,1 =3,2 =00-200

Определяем площадь теплового сечения патрубка:

м2

Табличное значение =0,23 м2

Находим скорость воздуха на выходе из патрубка:

м/с

Устанавливаем расход воздуха подаваемого душирующим патрубком:

м3/ч

В холодный период года и в переходных условиях температура и скорость движения воздуха на рабочем месте должны быть в таких пределах:

=18...19 0С =2,0...2,5 м/с =16 0С

Оставляем неизменными принятые для тёплого периода, определяем температуру воздуха на выходе из душирующего патрубка при =16 0С и =19 0С используя формулу:

0С

Вентиляция кабин крановщиков

Система вентиляции кабин крановщиков с подачей наружного воздуха. Вентиляция должна обеспечивать подпор в наличии 10-15 Па.

Система вентиляции кабины с подачей наружного воздуха осуществляется по схеме, приведённой на рис. 1. Конструкция содержит коллектор, расположенный вдоль пути движения крана, заборное устройство, движущееся в щели коллектора и жёстко соединённое с кабиной крановщика. В качестве уплотняющего устройства щели коллектора применяют резиновую ленту или гидравлический затвор.

Рис. 1 - Вентиляция крановой кабины с подачей воздуха через коллектор: 1 - коллектор, 2 - вентилятор, 3 - крановая кабина, 4 - глушитель, 5 - уплотнительная резиновая трубка

Местная вытяжная вентиляция

Местные отсосы от оборудования выделяющего пары, газы, дурные запахи

Расчёт зонта - козырька над загрузочным отверстием нагревательной печи

Зонт - козырёк над загрузочным отверстием печи предназначен для улавливания потока газов, выходящих из отверстия под влиянием избыточного давления в печи. Размеры всасывающего отверстия зонта должны соответствовать размерам всасывающейся струи с учётом её искривления под действием гравитационных сил (рис. 2.)

Рис. 2 - Зонт - козырёк над загрузочным отверстием печи

Определим объём удаляемого воздуха и размеры зонта - козырька у термической печи, имеющей загрузочное отверстие размером h?b=0,5?0,5 м. В печи поддерживается температура газов tг=1150 0С, температура воздуха в рабочей зоне =25 0С

1. Определим среднюю скорость, с которой газы выбиваются из отверстия печи, предварительно вычислив:

кг/м3

кг/м3

Па

м/с

где - коэффициент расхода 0,65

- избыточное давление в печи, Па

h0 - половина высоты загрузочного отверстия, м

и - плотность соответственно воздуха рабочей зоны и газов выходящих из печи, кг/м3

2. Объём газов, выходящих из рабочего проёма печи, м3/с

где - площадь рабочего проёма печи, м2

=2,78(0,5?0,5)=0,69 м3/с

0,690,25=0,17 кг/с

3. Вычисляем критерий Архимеда

где - эквивалентный по площади диаметр рабочего проёма, м

и - температура соответственно газов в печи и воздуха в рабочей зоне, К

Критерий Архимеда при м

К

К

4. Расстояние, на котором ось потока газов искривлённого под давлением гравитационных сил, достигает плоскости всасывающего отверстия зоны, м

где m, n - коэффициенты изменения скорости и температуры при отношениях высоты загрузочного отверстия h к его ширине и в пределах 0,5...1 применяются равными соответственно 5 и 4,2. Определим расстояние x при h0=0,25 m=5 n=4,2

м

5. Диаметр потока газов на расстоянии x при

0,565+0,440,653=0,852 м

6. Находим вылет и ширину зонта

A= м

Б=b+(150...200)=b+0,2=0,5+0,2=0,7 м

7.Определяем расход отсасываемой смеси газов и воздуха:

8. Расход воздуха подсасываемого из помещения:

0,727-0,69=0,037 м3/с

0,0371,18=0,044 кг/с

9. Температура смеси газов и смеси, 0С

0С

Которая недопустимо высока и для естественной (< 300 0С) и для механической (< 80 0С). Принимаем =300 0C, когда расход подсасываемого воздуха м/с, увеличивается до значения:

кг/с

Суммарный объём:

м3/с

Определим высоту дымовой трубы для удаления найденной массы воздуха. Примем диаметр трубы dТР=500 мм

площадь поперечного сечения трубы:

0,7850,52=0,196 м2

Скорость воздуха в трубе м/с

Предварительно задаёмся высотой трубы hтр=6 м. На головке трубы устанавливаем дефлектор диаметром dдеф=500 мм, высота дефлектора hдеф=1,7dдеф=1,70,5=0,85 м

- коэффициент местного сопротивления дефлектора

- коэффициент местного сопротивления зонта

Потери давления в вытяжной трубе вместе с дефлектором с учётом загрязнения стенок определяем по формуле:

Па

Уточним примерную высоту вытяжной трубы из равенства:

Температура наружного воздуха tн=21,2 0С, тогда:

кг/м3

Высота зонта:

м

Подставим наёденные значения в формулу:

м

=5,73 м близко к предварительно применимому

Расчёт зонта над кузнечным горном

Рассчитать зонт, определить расход воздуха, высоту и сечение дымовой трубы:

от кузнечного горна на один огонь с расходом топлива B=10 кг/ч. Топливо - каменный уголь с теплотой сгорания 26816 кДж/кг. Размер горна в плане 1,4?1,0 м., высота 0,8 м.

Решение:

Принимаем высоту установки зонта H=1,8 м

Тогда h=1,8-0,8=1,0 м

Размеры зонта в плане A=a+0,8h=1,4+0,81,0=2,2 м

B=b+0,8h=1,0+0,81,0=1,8 м

Расход воздуха определяем по графику рис. 4.5 (б) [1]

3300 м3/ч. Найденный расход пересчитываем на 26816 кДж/кг

м3/ч = 0,838 м2/с

Высоту зонта определяем при угле раскрытия =600 и диаметре дымовой трубы D=640 мм

м

По рис. 4.5 а [1] высота трубы Н=7 м.

от кузнечного горна на два огня с расходом топлива B=16 кг/ч. Топливо - каменный уголь с теплотой сгорания 26816 кДж/кг. Размер горна в плане 1,4?1,0 м., высота 0,8 м.

Решение:

Принимаем высоту установки зонта H=1,8 м

Тогда h=1,8-0,8=1,0 м

Размеры зонта в плане A=a+0,8h=1,4+0,81,0=2,2 м

B=b+0,8h=1,0+0,81,0=1,8 м

Расход воздуха определяем по графику рис. 4.5 (б) [1]

5300 м3/ч. Найденный расход пересчитываем на 26816 кДж/кг

м3/ч

Высоту зонта определяем при угле раскрытия =600 и диаметре дымовой трубы D=640 мм

м

По рис. 4.5 а [1] высота трубы Н=7 м.

Общеобменная вентиляция. Отопление

Характеристика и интенсивность вредных веществ

Общеобменная вытяжная вентиляция предназначена для удаления тех вредных выделений, которые попадают в воздух вследствие несовершенства местных отсосов, недостаточной эффективности их работы или невозможности их устройства. Согласно СНиП II-33-75 вытяжку следует организовать из мест максимальной концентрации вредных выделений и так, чтобы потоки загрязнённого воздуха не протекали через рабочие места.

Из верхней зоны воздух удаляют при избытках явного тепла и влаги с учётом требований для газов и паров [2] стр. 87

Помимо тепловыделения в атмосферу кузнечного цеха выделяющегося продукта сгорания топлива (мазут, уголь) по таблице 7.7 [2] стр. 104

Окись углерода CO - 7 г/кг у.т.

Сернистый газ SO2 - 5,2 г/кг у.т.

50% удаляется через местные отсосы, а 50% попадает в атмосферу цеха.

кг/ч

кг/ч

В - расход топлива, кг/ч

- низкая рабочая теплота сгорания

=29330 кДж/кг

Мазут В=54 кг/ч =38970 кДж/кг

кг/ч

кг/ч

Каменный уголь.В=26 кг/ч =26816 кДж/кг

кг/ч

кг/ч

кг/ч

кг/ч

Значение ПДК в рабочей зоне:

CO - 20 мг/м3 SO2 - 10 мг/м3

Вытяжная вентиляция

Расходы воздуха общеобменной вытяжной вентиляции кг/ч, определяют из условий доминирующих вредных выделений, а именно 2 вида вредных выделений: избыточное тепло и газы.

Воздухообмен по явным избыткам теплоты

ТП:

- избытки явной теплоты, кДж/ч ()

с - теплоёмкость воздуха

- температура уходящего воздуха, 0С, определяется как:

- температура приточного воздуха в ТП=,

m - коэффициент теплораспределения оказывает долю выделяющейся теплоты, которая идёт на повышение температуры воздуха в рабочей зоне помещения, по [1] табл. 5.2 для кузнечного цеха m=0,4

- суммарное количество воздуха, уносимое местными отсосами, кг/ч

()

- температура воздуха, удаляемого местным отсосом

- суммарная производительность воздушных душей, =9627 кг/ч

- температура воздуха, подаваемая воздушным душем ()

Подставляем данные значения в уравнения воздушного и теплового баланса, получаем:

ХП:

- избытки явной теплоты, кДж/ч ()

с - теплоёмкость воздуха

- температура уходящего воздуха, 0С, определяется как:

- температура приточного воздуха в ХП=,

m - коэффициент теплораспределения оказывает долю выделяющейся теплоты, которая идёт на повышение температуры воздуха в рабочей зоне помещения, по [1] табл. 5.2 для кузнечного цеха m=0,4

- суммарное количество воздуха, уносимое местными отсосами, кг/ч ()

- температура воздуха, удаляемого местным отсосом

- суммарная производительность воздушных душей, =9627 кг/ч

- температура воздуха, подаваемая воздушным душем ()

Подставляем данные значения в уравнения воздушного и теплового баланса, получаем:

Воздухообмен по выделяющимся вредностям

- концентрация вредных веществ в приточном воздухе, принимаем равным 25% от концентрации в рабочей зоне (ПДК)



- концентрация вредных веществ в уходящем воздухе

кг/м3

- коэффициент воздухообмена по концентрации вредных веществ, =1,1

5+1,1·(20-5)=21,5 мг/м3

2,5+1,1·(10-2,5)=10,75 мг/м3

кг/ч

кг/ч

За расчётный воздухообмен принимаем минимальный для тёплого и холодного периодов, то есть воздухообмен по явным избыткам теплоты.

Таблица 5

Воздушный баланс помещений
Характеристика вентиляции	Единицы измерения	Наименование и объём помещений, м3
		Кузнечный цех, 12960 м3
		Период года
		Холодный	Тёплый
1	2	3	4
1.Избытки (+) недостатки (-) тепла	Вт	80813	729541
Вытяжная вентиляция
Расход воздуха местной вентиляцией
2. Естественный
3. Искусственный		-	-
Расход воздуха общеобменной вентиляцией
4. Естественный
5. Искусственный		-	-
6. Всего
7. Кратность обмена		4,9	19,2
8. t уходящего воздуха	0С	19	30,7
Приточная вентиляция
Расход воздуха местной вентиляцией
9. Естественный		-	-
10. Искусственный
Расход воздуха общеобменной вентиляцией
11. Естественный
12. Искусственный		-	-
13. Всего
14. Кратность обмена		4,9	19,2
15. t приточного воздуха	0С	-25	21,2

Аэродинамический расчёт систем вентиляции

Выбор и компоновка вентиляционных систем

Качественной основой выбора систем вентиляции служит воздушный баланс помещений.

Помещение условно делится на чистую и загрязнённую части. Приток чистого воздуха осуществляем к чистой части и в направлении рабочей зоны, а вытяжку загрязнённого воздуха из загрязнённой части.

Диаметр воздуховодов принимаем минимальный. Вентиляционную камеру размещаем на площадке у наружных стен, используя для решёток проём в стене.

Приточную камеру применяем типовую 2ПК - 10, раздачу приточного воздуха производим с помощью воздухораспределителей.

Расчёт приточной системы

Так как принимаем приточную тепловую камеру, аэродинамический расчёт механической системы рассчитываем до всасывающего отверстия вентилятора.

Цель расчёта: подобрать диаметры и увязать ответвления

Воздуховоды - стальные, круглого сечения. Если приточной вентиляции нет, то расчёт ведём воздушного душирования.

Расчёт выполняем по методу удельных потерь на единицу длины.

Аксонометрическая схема воздуховодов показана на рис. 3.

Расчёт сводим в таблицу 4

Коэффициенты местного сопротивления (КМС).

Патрубок 3,2

Отвод на 900 0,4

Тройник на проход 0,3

Тройник на ответвление 0,2

Вход в вентилятор0,15

Выход из вентилятора 0,1

Проводим увязку ответвлений

Участок 1

ДР5 = 29,38 Па; ДР1 = 24,59 Па;

Применим диафрагму:

Ризб = 29,38 - 24,59 = 4,79 Па

Определим КМС диафрагмы

Подбираем диафрагму по таблице 12.51 [4]

391 мм - диаметр диафрагмы

Длина диафрагмы: мм

Участок 7

ДР7 = 28,267 Па; ДР1 + ДР2 + ДР3= 39,38 Па;

Применим диафрагму:

Ризб = 41,746 - 28,267 = 13,479 Па

Определим КМС диафрагмы

примем 1,52

Подбираем диафрагму по таблице 12.51 [4]

319 мм - диаметр диафрагмы

Длина диафрагмы: мм

Участок 8

ДР8 = 29,38 Па; ДР1 + ДР2 + ДР3 = 41,746 Па;

Применим диафрагму:

Ризб = 12,36 Па

Определим КМС диафрагмы

примем 1,52

Подбираем диафрагму по таблице 12.51 [4]

319 мм - диаметр диафрагмы

Длина диафрагмы: мм

Подбор воздушного фильтра, калориферной установки и вентилятора для систем приточной вентиляции

1. Принимаем начальную запыленность воздуха .

Требование санитарно-гигиенической очистки удовлетворяются фильтрами III класса.

Принимаем для установки ячейковый фильтр ФР, как обладающий наибольшей пылеемкостью среди ячейковых фильтров - 2300г/м3.

Его характеристики:

1) воздушная нагрузка на входное сечение L=6000м3/ч*м2;

допустимая L=7000м3/ч*м2;

2) площадь одной ячейки fя=0,22м2;

3) определяем необходимую площадь фильтрующей поверхности:

4) определяем требуемое количество ячеек:

принимаем 6 шт.

5) определяем действительную воздушную нагрузку:

6) определяем начальное сопротивление чистого фильтра, зависящее от воздушной нагрузки:

7) определяем сопротивление фильтра, обусловленное наличием пыли:

H=160Па - аэродинамическое сопротивление фильтра перед регенерацией;

8) определяем пылеемкость Gул в зависимости от H(Gул):

9) определяем количество пыли, оседающей в восьми ячейках в течении суток:

E - степень очистки;

1-Е, % - проскок;

1-Е =0,13%; Е=0,87%;

10) определяем продолжительность работы фильтров до очередной регенерации или до достижения заданного сопротивления:

принимаем 42 дня.

11) определяем запыленность очищенного воздуха:

Расчет калориферной установки

Исходные данные:

- расход нагреваемого воздуха:

- температура наружного воздуха:

- температура

- температура воды в подающем трубопроводе:

- температура воды в обратном трубопроводе:

1. Определяем расход тепла на нагрев воздуха:

;

2. Определяем ориентировочную площадь живого сечения калориферной установки по воздуху:

принимаем от 4 до 12 кг/м*с;

3. По ориентировочной величине живого сечения подбираем тип калорифера КФБО-6 для которого:

4. Определяем действительную массовую скорость воздуха в живом сечении калорифера:

m - количество калориферов, m=1.

5. Принимаем способ соединения калорифера по воде:

Подбор вентилятора

Подбор вентилятора осуществляется исходя из условия обеспечении требуемого расхода воздуха, подаваемого воздушным душированием, и преодоления сопротивления магистрального направления. В качестве побудителя тяги используются центробежные вентиляторы, обладающие большой эксплуатационной надёжностью. Требуемая производительность вентилятора и полное давление, развиваемое им

Qт=1,1Qп=1,17950/3600=2,43 м3/с = 8745м3/ч

Pт=1,1P=1,1(90 +135+180)=445,5 Па =46,2 кгс/м2

Вентилятор центробежный ВР-80-75-6,3 К1 nв=1000 об/мин; =0,8. Двигатель 4А90L6, мощностью N=1,5кВт.

Охрана воздушного бассейна

В кузнечном цехе такие вредные выделения как углекислый газ, окись углерода и сернистый газ.

Значение ПДК в рабочей зоне:

СО - 20 мг/м3 SO2 - 10 мг/м3

Для улавливания этих газов предназначены зонты - козырьки над печами и завесы над кузнечными горнами, которые загрязняют окружающий воздух.

Расчёт вытяжной системы

Для кузнечного цеха естественные вытяжки от горнов и нагревательных печей, поэтому расчёт приведён в пункте 3.1.

Борьба с шумом вентиляционных установок

Уровень шума является существенным критерием качества системы вентиляции.

Для снижения шума самого источника необходимо:

при выборе оборудования учитывать наряду с другими рабочими параметрами уровень звуковой мощности вентилятора

стремиться к тому, чтобы при заданном объёмном расходе и сопротивлении сети вентилятор работал в режиме максимального КПД

снимать сопротивление сети и не устанавливать вентилятор с запасом по давлению

делать плавный подвод воздуха к входному патрубку вентилятора

особое внимание обращать на статическую и динамическую балансировку рабочего класса вентилятора

отдавать предпочтение центробежным компрессорам и насосам как менее шумным по сравнению с поршневыми.

Расчёт аэрации

Аэрация представляет собой естественный организационный воздухообмен, происходящий вследствие разности плотностей наружного и внутреннего воздуха, действия ветра и их совокупного воздействия. Применяется в цехах со значительными тепловыделениями, если концентрация вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% ПДК в рабочей зоне.

Площади аэрационных проёмов определяют по формуле:

- приточных

- вытяжных

=3,5 =6,2

=(0,1...0,4) р, где

р=9,81·h· - естественное (гравитационное) давление Па

ТП: Определим площадь приточных и вытяжных аэрационных проёмов при следующих условиях:

21,2 0С, =1,2 кг/м3 30,7 0С =1,16 кг/м3

278723 кг/ч 272822 кг/ч

Расстояние между центрами приточных и вытяжных проёмов в фонаре h=9 м

Решение:

Определяем естественное давление:

р=9,81h=9,819(1,2-1,16)=3,53 Па

n=0,3, тогда =0,33,53 = 1,06 Па

3,53 - 1,06=2,47 Па

м2

м2

Режим работы отопительно-вентиляционного оборудования

В зависимости от работы предприятия режим работы вентиляционного оборудования в сутки разное. Оно работает, когда рабочие находятся на своих местах во время рабочей смены. Отопительное оборудование в рабочее время не работает, а в нерабочее время предусмотрено дежурное отопление с регулирующей приточной системой или воздушно - отопительными агрегатами в холодный период года.

Список использованных источников

1. Волков О.Д. «Проектирование вентиляции промышленного здания»: [Учебное пособие] - Х: Высшая школа, изд-во при ХГУ, 1989г. - 240 с.

2. «Проектирование промышленной вентиляции»: Справочник /Торговников, Табачник В.Е. - Киев, Будiвельник, 1983г. - 256 с.

3. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и промышленных зданий: Учебное пособие для вузов / В.П. Титов и др. - М.: Стройиздат, 1985 - 208 с.

4. «Справочник проектировщика»: Внутренние санитарно-технические устройства, Староверов, Ч-2. «Вентиляция и кондиционирование воздуха» М.: Стройиздат 1978 - 509стр.

5. СНиП 2.04.05 - 86. Отопление, вентиляция и конструирование / Госстрой СССР - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987 - 64 с.

Размещено на Allbest.ru