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集气罩的类型与风量计算

文章来源:本站   发布时间:2019-08-27   点击数:4263

集气罩的类型与风量计算

废气处理系统

集气罩在废气治理工程系统中处于前沿阵地,它主要借助于风机在罩口造成一定的吸气速度而有效地将生产过程中产生的废气和有害气体吸走,经过处理达到收尘净化的目的。要合理、经济地解决废气治理问题,正确地设计集气罩也是至关重要的。


设计原则


集气罩的形式,根据产生废气源的设备、工作环境的要求不同,可以是多种多样的,但无论是哪种形式的集气罩在设计时都应该遵循“通、近、顺、封、便”的原则。

通:就是废气能畅通地被吸走。通常物料从高处落地时,会向四面散发,此时,废气的散发速度称为飞扬速度。物料落点处的废气飞扬速度大。随着废气散发距离的增加,达到一定距离后,其散发速度为零。当废气散发速度较大时,不容易被捕集。而散发速度达到零时,废气被捕集就容易得多了。速度达到零点的那一点称为控制点,控制点到集气罩口的距离为x,废气源至集气罩口的距离为D,如下图所示。

废气源

在实际工作中,为有效捕集废气,应根据废气源周围空气运动的速度、废气的有害程度,使集气罩在该处造成一个吸收速度(称为控制风速)。要在废气源点造成一定的控制风速,必须有相应的罩口风速(罩口面风速)。对一定形式的集气罩,风量愈大,罩口风速愈大,控制风速也愈大,废气就容易被捕集。

近:就是集气罩要尽量靠近废气源。

顺:在生产中,必须在顺着废气飞溅的方向设置罩口正面对着含尘气流的集气罩,使集气罩充分利用含尘气流的动能,以提高捕集效果。

封:就是在不影响操作和生产的前提下,集气罩应尽可能将废气源包围起来。这样有利于用较少的抽风量达到收尘效果。

便:就是集气罩的结构设计应便于操作,便于检修。

 通、近、顺、封、便这五个方面是一个整体,不可分割,但也常常发生矛盾,尤其是近、顺、封与便更是常发生矛盾。当集气罩和废气源设置太近时,操作往往不方便。所以,设计过程也是正确处理这些矛盾的过程。

本篇主要讲述VOCs废气集气罩的风量设计。


密闭罩及通风柜风量计算


密闭罩及通风柜的风量按式1计算。

𝐿 = 𝑣 × 𝐹 × 𝛽× 3600  (1)

式中:L——密闭罩及通风柜的计算风量,m3/h;

v——操作口平均风速,m/s。可取0.4~0.6,根据内部有害物质的危险性调节;越危险风速越高;

F——操作口面积,m2;

β——安全系数,一般取1.05~1.1。


外部吸罩风量计算


外部吸罩一般分为:顶吸罩、侧吸罩、底吸罩。外部吸罩的控制点为距离距罩口远处的散逸点, 控制点风速取0.3~0.5m/s。

外部吸罩

顶吸罩宜与有害物散发源形状相似,并完全覆盖散发源。顶吸罩应设裙边,当边长较长时,可分段设置。顶吸罩的风量按式2计算。

𝐿1  = 𝑣0 × 𝐹 × 3600          (2)

式中:L1 ——顶吸罩的计算风量,m3/h;

𝑣0 ——罩口平均风速,m/s。可取0.5~1.25,应根据控制点风速调节;

顶吸罩敞开情况

一边敞开

两边敞开

三边敞开

四边敞开

𝑣0

0.5~0.7

0.75~0.9

0.9~1.05

1.05~1.25

F——罩口面积,m2;裙边高度c=0.25√F。


矩形顶吸罩                           F=A×B         
圆形顶吸罩                           F=πD2/4

A、B--矩形顶吸罩两边,m;

a、b--有害物散发矩形平面两边,m;

D--圆形顶吸罩直径,m;

d--有害物散发圆形平面直径,m;

𝐴 = 𝑎 + 0.4 × ℎ

𝐵 = 𝑏 + 0.4 × ℎ

𝐷 = 𝑑 + 0.4 × ℎ

ℎ——罩口与有害物面的高度,m。

顶吸罩示意图

(顶吸罩示意图)

侧吸罩

整体收集风量计算

整体排风宜与事故通风系统兼用,换气次数不宜小于12次/h。

整体收集时,应考虑以下情况:

1)有人员在密闭空间作业时,废气收集系统风量,应同时满足员工职业卫生接触限值和断面风速的要求,按照式4、式5同时计算,并取大值。

2)无人员在密闭空间作业时,仅需要满足断面风速的要求,按照式5计算。

3)如整体收集计算得到的风量,造成进风面风速超过0.6m/s或外窗外门风速超过1.5m/s,密闭空间内应设补风系统。宜考虑作业人员的岗位送风,并满足GBZ1的相关要求。

按照VOCs主要成分浓度计算的风量,总风量为各成分计算风量之和,各成分的计算风量按式3计算,总风量按式4计算。

总风量公式

式中:L0——总风量,m3/h;

L2——各成分的计算风量,m3/h;

G——密闭空间内该成分的散发量,mg/h;

C1——密闭空间内部该成分的作业接触限值,mg/m3。取值应符合GBZ 2.1的规定;

C2——进风、补风的该成分的浓度,mg/m3。

按照密闭空间开口断面的计算风量,进风面包括员工进出口、物料进出口、补风口等,按式5计算。

L3  =v ×F× 3600  (5)

式中:L3——按照密闭空间开口断面的计算风量,m3/h; 

v——控制风速,m/s,采用车间整体密闭,开启的外门、外窗取1.2~1.5m/s;其他进风面,取0.4~0.6m/s;

F——进风面的面积,m2。


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