摘要：简要介绍通风除尘系统设计的内容。结合我厂的砂轮机使用现状，设计一套可行的通风除尘系统。
关键词：通风；除尘；砂轮机
在工业生产活动中，各种生产加工设备通常会产生大量的烟雾、粉尘，同时伴随着刺激性气味，如不加以控制和消除，那么将会对生产作业的工人，大气环境等造成很大的影响和污染。为了避免以上情况的发生，必须对产生烟雾和粉尘的设备、设施配备相应的通风、除尘系统。当然，现阶段，通风除尘系统的除尘效果只要达到了相关企业或国家标准即可，达到完美的除尘效果基本上很难。通风除尘系统的效果好坏没有质的区别，只有量的区别。一般通风除尘系统包括：吸尘罩、通风管、通风机和除尘器等四种主要部件。
一般情况下，由于生产工艺条件限制，生产制造成本考虑，都是采取的局部通风，在不得以的情况下会采用局部通风为主，全面通风为辅。局部通风除尘通常是指在临近产生粉尘的设备或设施位置上安装有吸尘罩，利用通风机通过通风管道把含尘气体排放到室外或集中起来，使工作地点的含尘浓度符合相关《卫生排放标准》。
下面我们重点对吸尘罩和通风管道设计内容进行说明。
一、吸尘罩
吸尘罩按结构分，大致可分为：伞形罩、条缝罩、密闭罩、吹吸罩和空气幕等，伞形罩由于结构简单、制作方便，是应用比较广泛的一种局部吸尘罩，所以这里着重对伞形罩进行说明。
1.伞形吸尘罩的尺寸
伞形吸尘罩通常安装在粉尘源的上方，少数也有安装在侧面。伞形罩的尺寸确定一般应该使罩口的截面和形状尽可能与尘源的水平投影相似。实践证明：为了使罩口风速比较均匀，吸尘罩的开口角α不要大于60°，开口角越大，则边缘风速越小，而中心则越大，不利于通风除尘。
2.伞形罩的设计和计算
吸尘罩的排风量一般可以按下式进行计算：
Q=3600VA m3/h
式中：Q—吸尘罩的排风量 m3/h
A--吸尘罩罩口面积 m2
V—吸尘罩罩口面的风速 m/s
由上式可以看出，确定吸尘罩的排风量，罩口截面面积一定的情况下，罩口的风速是设计中的关键因素，因此，罩口风速的选择应根据不同工况进行合理选择，下表为常用罩口风速。
常见罩口形状为矩形和圆形，其中，罩口面积计算方法：
矩形罩口：A=LW
其中：L=L+0.5h W=ω+0.5h
圆形罩口：A=πR2
其中：R=r+0.25h
式中：L—罩口长度，m；W—罩口宽度，m；
L—设备或粉尘源的长度，m；ω—设备或粉尘源的宽度；
h—设备或粉尘源至罩口的距离，m；R—罩口半径，m；
r—设备或粉尘源半径，m。
通过Q=3600VA,可以看出，在罩口速度不变的情况下，要减少排风量Q，就要减少罩口面积A。由于设备或粉尘源的长度和宽度是保持不变的，所以减少排风量实际上就是减小设备或粉尘源至罩口的距离h。因此，在满足生产工艺操作的前提下，应尽量减小设备或粉尘源至罩口的距离，这样能有效的降低设计成本和风机运行能耗。
二、通风管道
通风管道是通风系统主要组成部分，它起到输送和分配空气的作用。在通风除尘系统中、通风管道将吸尘罩，除尘器和通风机等连接为一个整体。合理的设计、施工和使用通风管道，是通风除尘系统正常使用而又经济合理的重要条件。
1.通风管道计算的基本公式
通风机提供的能量就是管道系统的作用压头。作用压头一部分用以克服管道摩擦阻力，另一部分是克服管道的局部构件的局部阻力和管道出口动压损失。通风管道计算基本公式为：
H=KQ2
其中：H—管道压损，mmHg；K—管道综合阻力系数
Q—排风量，m3/h。
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2.通风管道压损平衡
通风系统中，如果并联支路压损不平衡，则不能按预定风量分配值进行输送空气，那么整个系统的运行效率也将大大降低，所以必须对通风管道系统进行管段压损平衡调整。
2.1增加局部阻力调节装置，比如截止阀、蝶阀等，比较常见，不但可以调节阻力，也可以随时断开某支路，节省气流。
2.2对于不允许安装调节装置的系统上，则必须进行调整通风管道压损平衡。一般按下式进行计算：
D0=D1(H1/H0)n
当4<n<5，取1/n=0.225
式中D0—调整后的管径；D1—调整前的管径；
H0—调整后的压损；H1--调整前的压损。
3.通风管道计算方法
在通风工程中，通常用的最多的是流速控制法，也称比摩阻法。该方法以管道内空气流速作为控制因素，据此计算管径和压损。
空气流速是通风管道系统设计中的关键数据，因为风道内空气流速的大小，对于通风系统的经济性和有效性影响很大，所以设计中确定管内流速，要考虑各种技术经济因素。
通过理论与实践相结合，我们对工厂民品车间砂轮间进行了改造并收到了良好的通风除尘效果，现简单介绍如下：
我厂是军工维修和离心机生产制造企业，随着工厂的迅猛发展，尤其是在近几年，十五规划期间先后建造了多个生产、加工车间，随之配套砂轮间也逐步增多。现工厂砂轮机数量已经达到30多台，且分布散，型号众多，粉尘污染一直存在。虽然，各中大型砂轮机都配备吸尘系统，但是效果不理想，由于工作需要，各式的砂轮机混装在一起，尤其是个别小型砂轮机不具备除尘功能，这样砂轮间除尘系统改造计划将迫在眉睫。
为了配合我厂现场管理、设备安全、文明生产作业等，我们决定首先对民品车间2个砂轮间进行除尘系统改造。
一、对砂轮机使用现状分析
1.设备本身存在设计缺陷，个别不具备除尘配套设施。
2.各个车间没有设立专、兼职人员，定期对砂轮间进行清洁、打扫。
3.设备利用率高。由于我厂自身生产特点，尤其是民品车间每周晚基本都要进行加班作业，同时砂轮机也是一直在使用。
4.砂轮机的特点决定了在几台共用一个砂轮间，其中一台使用过，房间基本就充满粉尘和铁屑等。
二、对于工厂生产、使用现状，对砂轮间进行有针对性的系统改造，改变目前的局面，具体改造措施和方案如下 ：
1.对原有的各式除尘设施进行拆除处理。
2.根据砂轮间房间空间大小与砂轮机的数量，测量管路距离进行设计。要求对砂轮间空间进行通风，砂轮间面积18平方米，高3米，房间实际空间为54立方米左右。通过查阅相关设备资料手册，我们选用型号为：
4-72-4A型离心式通风机，流量=2006-3709 m3/h，电机功率=1.1KW,全压=501-329Pa作为我们的主动力设备，管道材料选用高强度PVC-U管，通风管径为DN100，通风管总长共7米，中间只有一处90度弯，能够满足通风除尘效果。
3.对每个砂轮机的电源启动开工与通风机电源开工进行联动控制，只要其中一台砂轮机工作那么通风机就会工作。好处是：方便快捷、省时省力、节能降耗等等。
4.在砂轮间室外地下挖掘尺寸为长×宽×深=3米×1.5米×1米的粉坑，同时在里面注入1/4左右生活水，目的是防止集中后的粉尘发生二次污染，也便于运输和清理。
5.通过我们充分的准备工作，土建和设备安装用时两天完成。
三、改造效果
改造后，我们现场进行了试验，发现使用情况良好，系统振动和除尘效果不错，大大降低砂轮间粉尘浓度。
不足之处是最远端砂轮机除尘效果一般，这也是我们下一步需要改进的地方。
四、结束语
因企业性质而决定了设备的基本使用情况和对周围工作场地的环境卫生等条件，对于我厂各方面的综合评定都占有很重要的地位，而此改造项目多次列为上级单位的重点整改项目。
经过相关部门给予考评，满足使用要求，能够有效的为民品生产提供有力的保障。
利用第一套改造经验和使用情况，为此，我们进行推广应用，逐步对工厂其他重要砂轮间实施改造。
参考文献
[1]林明清.通风除尘.北京：化学工业出版社，1980.
[2]李志华.通风出现系统中吸尘罩的设计与计算.特种橡胶制品.2005.
论文作者:田承龙
论文发表刊物:《防护工程》2017年第32期
论文发表时间:2018/3/21
标签：砂轮机论文; 粉尘论文; 通风管道论文; 砂轮论文; 系统论文; 设备论文; 通风机论文; 《防护工程》2017年第32期论文;