通风管道系统的设计

通风管道系统的设计

　　在进行通风管道系统的设计计算前，必须首先确定各排风点的位置和排风量、管道系统和净化设备的布置、风管材料等。设计计算的目的是确定各管段的管径(或断面尺寸)和阻力，保证系统内达到要求的风量分配，为风机选择和绘制施工图提供依据。

　　通风除尘管道系统的设计计算步骤如下。

　　(1)绘制通风系统轴侧图(见图5—1)，对各管段进行编号，标注各管段的长度和风量。以风量和风速不变的风管为一管段。一般从距风机最远的一段开始，由远而近顺序编号。管段长度按两个管件中心线的长度计算，不扣除管件(如弯头、三通)本身的长度。

图5—1  通风除尘系统的示意

　　(2)选择合理的空气流速。风管内的风速对系统的经济性有较大影响。流速高、风管断面小、材料消耗少、建造费用低；但是，系统阻力增大，动力消耗增加，有时还可能加速管道的磨损。流速低、阻力小，动力消耗少；但是风管断面大，材料和建造费用增加。对除尘系统，流速过低会造成粉尘沉积，堵塞管道。因此必须进行全面的技术经济比较，确定适当的经济流速。根据经验，对于一般的工业通风系统，其风速可按表5—1确定。对于除尘系统，防止粉尘在管道内沉积所需的最低风速可按表5—2确定。对于除尘器后的风管，风速可适当减小。

表5—1  一般通风系统风管内的风速／(m／s)

表5—2  除尘通风管道内最低空气流速／(m／s)

　　(3)根据各管段的风量和选定的流速确定各管段的管径(或断面尺寸)，计算各管段的摩擦阻力和局部阻力。阻力计算应从最不利的环路(即距风机最远的排风点)开始。

　　对于袋式除尘器和电除尘器后的风管，应把除尘器的偏风量及反吹风量计入。除尘器的漏风率见有关的产品说明书，袋式除尘器的偏风率一般为5％～10％。

　　(4)对并联管路进行阻力平衡。一般的通风系统要求两支管的阻力差不超过15％，除尘系统要求两支管的阻力差不超过10％，以保证各支管的风量达到设计要求。

　　当并联支管的阻力差超过上述规定时，可用下述方法进行阻力平衡。

　　①调整支管管径  这种方法是通过改变管径，即改变支管的阻力，达到阻力平衡的。调整后的管径按下式计算

　　　　　　 (5—1)

式中  D′——调整后的管径，m；

　　  D——原设计的管径，m；

　　  △p——原设计的支管阻力，Pa；

　　  △p′——为了平衡阻力，要求达到的支管阻力，Pa。

　　采用本法时不宜改变三通支管的管径，可在三通支管上增设一节渐扩(缩)管，以免引起三通支管和直管局部阻力的变化。

　　②增大排风量  当支管的阻力相差不大时(例如在20％以内)，可以不改变管径，将阻力小的那段支管的流量适当增大，以达到阻力平衡。增大的排风量按下式计算。

　　　　　　 (5—2)

式中  Q′——调整后的排风量，m3／b；

　　  Q——原设计的排风量，m3／h；

　　  △p——原设计的支管阻力，Pa；

　　  △p′——为了平衡阻力，要求达到的支管阻力，Pa。

　　③增加支管阻力  阀门调节是最常用的一种增加局部阻力的方法，它是通过改变阀门的开度，来调节管道阻力的。应当指出，这种方法虽然简单易行，不需严格计算，但是改变某一支管上的阀门位置，会影响整个系统的压力分布。要经过反复调节，才能使各支管的风量分配达到设计要求。对于除尘系统还要防止在阀门附近积尘，引起管道堵塞。

　　(5)计算系统总阻力。

　　(6)根据系统总阻力和总风量选择风机。