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摘要：金属冶炼车间在生产过程中会产生大量的尘埃，如果不加以收集治理将会影响生产环境甚至破坏生产环节。DH公司就在这方面加强了研究，了解到要想清除金属冶炼车间中的大量尘埃就必须加强除尘系统中集气罩的设计。
关键词：除尘系统； 集气罩； 设计原则； 计算
DH公司作为国家高薪技术企业，具备强有力的设计研发、工程建设与设备制造能力，特别是对金属冶炼技术尤为擅长。在冶金制造过程中也在不断的完善已有技术与生产工艺，为确保冶金生产过程中产生空气污染，对金属冶炼车间除尘系统中的集气罩设计做出了精心的研究。
1.金属冶炼车间除尘系统集气罩及设计目的
我国目前的很多生产制造车间都存在一定的粉尘污染，我国的大气污染排放标准明确规定了砂轮磨尘的最高允许排放量为每平方米60mg，对于铝合金以及金属铝的粉尘颗粒排放量规定在每平方米4mg。在金属冶炼过程中，常常需要对金属工件进行必要的打磨、切割、抛光等工艺加工，在加工的过程中会产生大量的金属废屑以及金属粉尘颗粒[1]。这些粉尘如果不加以治理，将在金属冶炼车间内随着空气的流动而造成车间的二次污染，甚至会随气流流入外界空气中，造成大气环境污染。因此，为提高工艺水准，改善金属冶炼车间工作环境，根据国家与相关行业对粉尘污染的标准规定，又根据我公司车间的环境与生产工艺状况，设计了金属冶炼车间除尘系统集气罩。
除尘系统集气罩是一种可以回收粉尘，防止其扩散到空气中，通过净化过滤系统将粉尘类污染物得到回收的烟气净化装置[2]。集气罩根据污染源与生产安装环境的不同可以分为吹气式和吸入式两种形式[3]。前者是利用了吹吸气流回收污染源的方式进行设计，同理，后者则是根据吸气气流收集污染源。吸入式除尘集气罩根据污染源产生环境又分为排气柜、接受式、密闭式和外部集气罩。由于我公司的金属冶炼车间不能对粉尘等污染源物质进行封闭，所以我们选择了设计外部集气罩。在设计前考虑要在车间粉尘污染源设备的上方，决定应用伞形上部集气罩。除尘系统中集气罩设计的质量直接影响着最终粉尘的排放标准是否合格，对于生产环境与大气环境的保护具有非常重要的作用。
2.金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计原则与设计理论
金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计主要是根据我公司金属冶炼车间的具体生产车间环境与粉尘污染源的位置应用机械力学理论和CAD制图软件的配合设计而成的。主要的设计原则与设计理论如下：
2.1.金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计原则
除尘系统中的集气罩要尽量用最小的吸风量去集中控制粉尘污染源，设计过程中还要本着节约能源与成本的大原则。由于车间环境影响不能采用密闭罩，而是采用了上部伞形集气罩，设计中一定注意要尽量控制伞形集气罩的吸力范围减少到最小，罩体的位置要尽可能的贴近或者包围住粉尘污染源，以有利于回收粉尘。在设计中还要减少风力对流等干扰气流的出现，粉尘流动气流与吸气气流要最大程度保持同一方向。在设计前也要充分考虑除尘系统操作人员的操作岗位位置，对于已经被集气罩收集的污染粉尘一定注意不要让人误吸。此外，集气罩在设计中还要考虑车间房屋结构，安装后要方便以后维修人员进行维护。集气罩设计工艺上也要坚持不能够阻碍或者影响原有金属冶炼车间正常生产的原则。
2.2.金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计理论
任何设计都要以相应的正确理论作为设计基础，金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计主要是应用了流体力学理论对车间内大量的粉尘污染物进行最有效力的汇集。针对我公司的吸气式伞形集气罩的设计，主要是应用了大量的吸入气流理论。该理论认定在集气罩进行粉尘吸入时会在吸气口产生一定的负压，利用这种压力就可以将包围在罩体下的粉尘污染物吸收。在设计中要考虑吸气口的流速与压力，要注意无边的吸气口的流速要高于有边吸风口的流速[4]。其中，外部集气罩口的气流分布都遵循等速面的气流分散规律，即如果以吸气口为球心，罩口气流分布将是以该吸气口为球心的等速球面[5]。
3.金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计方法
金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计方法主要根据设计原则与设计理论而形成的。
首先，我们要测量金属冶炼车间的建筑结构，包括车间的高度、长、宽、面积等基础数据，这些基础数据可以帮助我们合理的将伞形集气罩安装在便于操作而工作效率又高的位置；其次，设计人员要计算出材料消耗、压力损失与排气流量。材料消耗主要是根据伞形集气罩的外形尺寸进行确定，计算中也不能忽视各个零部件材料的损耗。
其次，要注意集气罩口的面积一定要大于罩口粉尘污染物的扩散断面面积。金属冶炼车间除尘系统集气罩设计难点就在于确定排气量，集气罩的排气量可以用公式Q=VⅹS来进行计算，即排气量是集气罩的罩口面积与吸入粉尘的平均的吸收速度的乘积。排气量也可以利用集气罩内管道的横截面积与通过管道内的平均流速的乘积来确定；
最后，设计者要注意允许的罩内负压要小于等于25Pa，另外，一定不要忘记计算除尘系统集气罩的压力损失，这需要用系统连接管内的动压与压力损失常数相乘来得到压力损失数据。
根据以上设计理论与设计方法设计出来的金属冶炼车间除尘系统集气罩经过在我公司的运行实践可以看出：集气罩结构合理、安装位置便于操作和维护，运行期间运行状况良好，能够让除尘效果达到国家规定标准，系统能源消耗低，成本消耗低，值得使用。
4.结语：由以上分析可得知，在金属冶炼车间除尘非常必要，要保障正常生产与环境安全就必须加强除尘系统中集气罩的设计，设计中要掌握恰当的原则与方法。
参考文献：
[1]张殿印.工业除尘设备设计手册[M].化学工业出版社.2012：88
[2]胡传鼎.通风除尘设备设计手册[M].化学工业出版社.2011：100-101
[3]唐敬麟，张禄虎.除尘装置系统及设备设计选用手册[M].2009：55-59
[4]王鹏，张校先.浅析除尘系统的设计原则[M].2009（03）：20-22
[5]姜凤有.工业除尘设备—设计、制作、安装与管理[M].2012：18
作者简介： 翟玉昌（1980-），男，江苏南京人，江苏大峘集团有限公司
关键词：除尘系统； 集气罩； 设计原则； 计算
DH公司作为国家高薪技术企业，具备强有力的设计研发、工程建设与设备制造能力，特别是对金属冶炼技术尤为擅长。在冶金制造过程中也在不断的完善已有技术与生产工艺，为确保冶金生产过程中产生空气污染，对金属冶炼车间除尘系统中的集气罩设计做出了精心的研究。
1.金属冶炼车间除尘系统集气罩及设计目的
我国目前的很多生产制造车间都存在一定的粉尘污染，我国的大气污染排放标准明确规定了砂轮磨尘的最高允许排放量为每平方米60mg，对于铝合金以及金属铝的粉尘颗粒排放量规定在每平方米4mg。在金属冶炼过程中，常常需要对金属工件进行必要的打磨、切割、抛光等工艺加工，在加工的过程中会产生大量的金属废屑以及金属粉尘颗粒[1]。这些粉尘如果不加以治理，将在金属冶炼车间内随着空气的流动而造成车间的二次污染，甚至会随气流流入外界空气中，造成大气环境污染。因此，为提高工艺水准，改善金属冶炼车间工作环境，根据国家与相关行业对粉尘污染的标准规定，又根据我公司车间的环境与生产工艺状况，设计了金属冶炼车间除尘系统集气罩。
除尘系统集气罩是一种可以回收粉尘，防止其扩散到空气中，通过净化过滤系统将粉尘类污染物得到回收的烟气净化装置[2]。集气罩根据污染源与生产安装环境的不同可以分为吹气式和吸入式两种形式[3]。前者是利用了吹吸气流回收污染源的方式进行设计，同理，后者则是根据吸气气流收集污染源。吸入式除尘集气罩根据污染源产生环境又分为排气柜、接受式、密闭式和外部集气罩。由于我公司的金属冶炼车间不能对粉尘等污染源物质进行封闭，所以我们选择了设计外部集气罩。在设计前考虑要在车间粉尘污染源设备的上方，决定应用伞形上部集气罩。除尘系统中集气罩设计的质量直接影响着最终粉尘的排放标准是否合格，对于生产环境与大气环境的保护具有非常重要的作用。
2.金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计原则与设计理论
金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计主要是根据我公司金属冶炼车间的具体生产车间环境与粉尘污染源的位置应用机械力学理论和CAD制图软件的配合设计而成的。主要的设计原则与设计理论如下：
2.1.金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计原则
除尘系统中的集气罩要尽量用最小的吸风量去集中控制粉尘污染源，设计过程中还要本着节约能源与成本的大原则。由于车间环境影响不能采用密闭罩，而是采用了上部伞形集气罩，设计中一定注意要尽量控制伞形集气罩的吸力范围减少到最小，罩体的位置要尽可能的贴近或者包围住粉尘污染源，以有利于回收粉尘。在设计中还要减少风力对流等干扰气流的出现，粉尘流动气流与吸气气流要最大程度保持同一方向。在设计前也要充分考虑除尘系统操作人员的操作岗位位置，对于已经被集气罩收集的污染粉尘一定注意不要让人误吸。此外，集气罩在设计中还要考虑车间房屋结构，安装后要方便以后维修人员进行维护。集气罩设计工艺上也要坚持不能够阻碍或者影响原有金属冶炼车间正常生产的原则。
2.2.金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计理论
任何设计都要以相应的正确理论作为设计基础，金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计主要是应用了流体力学理论对车间内大量的粉尘污染物进行最有效力的汇集。针对我公司的吸气式伞形集气罩的设计，主要是应用了大量的吸入气流理论。该理论认定在集气罩进行粉尘吸入时会在吸气口产生一定的负压，利用这种压力就可以将包围在罩体下的粉尘污染物吸收。在设计中要考虑吸气口的流速与压力，要注意无边的吸气口的流速要高于有边吸风口的流速[4]。其中，外部集气罩口的气流分布都遵循等速面的气流分散规律，即如果以吸气口为球心，罩口气流分布将是以该吸气口为球心的等速球面[5]。
3.金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计方法
金属冶炼车间除尘系统集气罩的设计方法主要根据设计原则与设计理论而形成的。
首先，我们要测量金属冶炼车间的建筑结构，包括车间的高度、长、宽、面积等基础数据，这些基础数据可以帮助我们合理的将伞形集气罩安装在便于操作而工作效率又高的位置；其次，设计人员要计算出材料消耗、压力损失与排气流量。材料消耗主要是根据伞形集气罩的外形尺寸进行确定，计算中也不能忽视各个零部件材料的损耗。
其次，要注意集气罩口的面积一定要大于罩口粉尘污染物的扩散断面面积。金属冶炼车间除尘系统集气罩设计难点就在于确定排气量，集气罩的排气量可以用公式Q=VⅹS来进行计算，即排气量是集气罩的罩口面积与吸入粉尘的平均的吸收速度的乘积。排气量也可以利用集气罩内管道的横截面积与通过管道内的平均流速的乘积来确定；
最后，设计者要注意允许的罩内负压要小于等于25Pa，另外，一定不要忘记计算除尘系统集气罩的压力损失，这需要用系统连接管内的动压与压力损失常数相乘来得到压力损失数据。
根据以上设计理论与设计方法设计出来的金属冶炼车间除尘系统集气罩经过在我公司的运行实践可以看出：集气罩结构合理、安装位置便于操作和维护，运行期间运行状况良好，能够让除尘效果达到国家规定标准，系统能源消耗低，成本消耗低，值得使用。
4.结语：由以上分析可得知，在金属冶炼车间除尘非常必要，要保障正常生产与环境安全就必须加强除尘系统中集气罩的设计，设计中要掌握恰当的原则与方法。
参考文献：
[1]张殿印.工业除尘设备设计手册[M].化学工业出版社.2012：88
[2]胡传鼎.通风除尘设备设计手册[M].化学工业出版社.2011：100-101
[3]唐敬麟，张禄虎.除尘装置系统及设备设计选用手册[M].2009：55-59
[4]王鹏，张校先.浅析除尘系统的设计原则[M].2009（03）：20-22
[5]姜凤有.工业除尘设备—设计、制作、安装与管理[M].2012：18
作者简介： 翟玉昌（1980-），男，江苏南京人，江苏大峘集团有限公司