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                      除尘器

                      机床厂总装车间通风除尘系统改进设计

                      作者:郑州快三投注环保    来源:www.xinruiep.com    发布时间:2018-12-24 16:35:58

                      摘要:参照国家法律法规和行业技术标准。在某总装车间进行实际考察的基础上对总装车间已有的通风除尘系统提出改进设计。对总装车间存在的职业危害因素进行分析,同时依据地区和车间特点分析已有通风除尘系统的有效性;并根据国家行业的法规、规范对通风除尘系统提出改进设计方案。设计重点对通风系统的类型和通风除尘管道水力平衡进行论证说明。

                      关键词:机床厂总装车间;通风;除尘;除尘系统改造

                      建国初期,在前苏联专家的帮助下,我国建设了一批重要的重工业和能源交通企业。如今,这些企业还在为中国的经济发展做贡献。但是这些企业的厂房、劳动安全卫生设施等等都已陈旧不堪,远远落后于国家标准和行业标准。在科学进步、文明发展的今天,有必要对劳动者的生活、工作条件予以改善。

                      这里对某重型机床厂总装车间现有的通风除尘系统提出改进设计方案。

                      机床厂总装车间通风除尘系统改进设计4.jpg

                      1总装车间生产特点

                      总装车间即产品出厂前所要经历的最后一道工序的加工场地。

                      在组装过程中可能产生某些粉尘和有毒有害物质。如未干的油漆挥发。油漆所含溶剂与颜料都具有较大的毒性,如过氯乙烯油漆中就含苯、甲苯、氯苯、树脂、丙酮、丁脂、氯化松节油等有害物质。工人操作时,易将这些有害物质吸人体内,造成职业病。另外金属工件在组装过程中发生的刮、擦、碰撞等都会造成金属屑,导致粉尘。

                      车间除对工作区温度、湿度有均匀性要求外,其余仅要求在若干工作带(面积相当大的条状或块状区域)有舒适的工作环境,其他部分无特别要求。在生产过程中产生的各类废气须及时排走,以保证车间环境符合卫生要求。

                      2车间通风除尘系统分析

                      车间长为150m,宽为50m,高为25m,主安全通道3m,工作区都有机械零件布置。车间原有系统是一个全面通风系统,不设置除尘设备,能对车间供应冷热风。在两侧较长,墙壁上沿墙布置风管,各成一个系统。2个较短墙面上开有可供通行的门,门上方设置有大门空气幕。

                      车间总高为25m,风管布置高度为10m,沿墙体水平布置,每隔2m开送风孔,送风口是38×40mm,间隔10m有1个加压风机。属于压送式送风系统。风管是采用均匀等径矩形管,管道断面尺寸为600×400mm,用薄钢板制造。另有直径为300mm圆管冬季供热。室内温度达到22℃左右。间隔10m有1个进风口,进风口靠墙壁放置在地面上,进风口宽1350mm,高2160mm。

                      车间内主要粉尘是金属粉尘,金属粉尘因为密度较大,较少产生二次扬尘,而且油漆的挥发量也不是很大,因此在原有的系统中没有设置除尘设备。

                      房间内每隔10m布置的加压风机的类型:风量40000m3/h;冷量175854kJ/h;功率2.2kW;热量276342kJ/h。

                      这套通风除尘系统是20世纪90年代初设计安装的,在当时达到了同行业的最高要求,也属于业内先进。对于高大厂房,也基本能达到通风除尘卫生要求,对减少职工职业危害起到了一定的作用。但是历经近10多年的技术发展,系统在使用过程中也不断磨损,某些系统元件和管件也失去其应有的作用,系统不能像最初那样具备良好的通风除尘效果,所以要对系统进行重新设计改造。

                      机床厂总装车间通风除尘系统改进设计5.jpg

                      3车间通风除尘系统改进设计

                      3.1设计依据

                      武汉属北亚热带季风性(湿润)气候,冬冷夏热,四季分明。夏季最长约130多天;春秋2季各约60d。全年平均气温为17.6℃。1月为全年最冷季节,平均最低温度为4℃,8月为全年最热季节,平均最高温度为33℃。室内最适宜温度为20℃。

                      3.2通风系统的确定

                      根据采暖通风与空气调节设计规范(GBJ19-87)确定通风除尘系统的类型。车间空旷高大,设备布置面积大但不集中。车间高度达到25m,加上开有自然通风天窗,粉尘及污染物在空气中的扩散速度很快,造成车间内各部位无明显的浓度差异。产生粉尘的工件太大,无法采用局部排风罩。综合考虑各方面因素决定沿用全面通风系统。

                      3.3排风量的确定与均匀送风

                      计算全面通风量。全面通风换气量按“换气次数×房间体积=通风量”来计算。

                      因为该车间高大、宽阔,产生的粉尘浓度不大,产尘也不是很集中,因此按一般装配车间的通风要求,每h换气2次。

                      L=n×Vf(Vf为车间的体积)

                      Vf=[50x18+5×5+2×(5+50)/2]×150=147000m3

                      L=147000×2=294000m3/h=81.667m3/s

                      因此车间的全面通风量为294000m3/h。

                      排风点的布置。根据排风点布置原则,将排风点设置在水平布置的风管上,每隔2M开送风口,送风口断面是38×40mm。供热管道与送风管道同线布置。送风口高10m,排风点布置在地面,清洁风由上向下流动,首先经过操作区,符合卫生设计要求。排风点改为间隔15m设置。因为车间内将很多生产工艺步骤细化,不再进行喷漆等高污染作业,因此,空气中的污染粉尘更加不集中,加上安装的美观效果,因此决定采用每隔15m设置1个排风点。

                      实现均匀送风。在系统中采用的是矩形风管,渐缩管不方便制造,所以对于断面不变的矩形风管,要保持孔口的面积也不变,管内静压会不断增大,可根据静压的变化,在孔口上设置不同的阻体,使不同的孔口具有不同的阻力,以达到均匀送风的目的。

                      机床厂总装车间通风除尘系统改进设计6.jpg

                      3.4管道系统的布置

                      考虑到空间效果和材料的节约,改进设计将原来每隔10m设置1个排风口改为间隔15m,将风机放在侧墙的中间部位。因为管线太长,沿最长线的两面墙壁对称设计通风管网系统,因此一侧管网的总排风量为147000m3/h。所以每个排风口的排风量为13363.64m3/h,即3.712m3/s。

                      风管材料应根据使用要求和就地取材的原则选用,采用镀锌薄钢板既符合送、排风要求,又具有一定的防腐性能。

                      原有系统是采用上送式大门空气幕,这种空气幕喷出气流卫生条件好,安装简便,占用空间小,不影响建筑美观。车间大门经常有人出入,很适合设置这种上送式大门空气幕。大门上方设出风口,地面设回风口,空气经处理后循环使用。大门空气幕是总装车间通风除尘系统的重要组成部分。大门空气幕的风量风压不记入通风管道计算中,在设计中不做讨论。

                      根据进、排风口设置要求,将进风口设在外墙1.5m高处,车间墙外是绿化带。车间厂房高25m,设置排气口高出屋面1m,即高26m,带渐扩管的伞形风帽。

                      矩形天窗是过去常用的一种天窗形式,这种天窗采光面积大,但建筑结构复杂,造价高,由于该厂房的结构较好,可以继续使用,不用考虑矩形天窗的造价问题。利用已有的矩形避风天窗可以达到很好的采光通风效果,在春秋两季,车间污染物浓度很低时就可以利用天窗进行自然通风换气。

                      原有系统中没有采用净化设备,在本设计中决定采用的净化设备是旋风除尘器。旋风除尘器结构简单,体积小,维护方便,对于10-20μm的粉尘,效率为90%左右。本设计中要净化空气中的金属粉尘,选用旋风除尘器能达到较好的效果,也便于系统的维护。

                      3.5通风管道系统的水力计算

                      画出系统轴测图,对各管段进行标号(见图1)。

                      机床厂总装车间通风除尘系统改进设计2.JPG

                      各管段风量、各管段长度见表1,考虑到除尘器风管漏风,L21=L22=40.833×1.05=42.875m3/s。

                      机床厂总装车间通风除尘系统改进设计3.JPG

                      各管段尺寸。输送含有钢铁粉尘的空气时,风管内的最小风速为水平管15m/s,垂直管13m/s。

                      根据全国通用通风管道计算表确定各管段尺寸及管内风速见表1。

                      例:根据L1=3.712m3/s,最小风速=15m/s,断面最大面积A=3.712/15=0.247m2;

                      初步选定风管尺寸为500×400mm;风速为V1=3.712/0.2=18.56m/s。管2、4、6、8、10、12、14、16、18风量相同,风速要求也相同。同理,其他管道依据不同的风量和风速要求确定尺寸和风速。然后根据查单位长度摩擦阻力线算图确定各管段单位长度摩擦阻力,各管段摩擦阻力系数及受到的摩擦阻力见表1;确定各管段沿程阻力;确定各管段动压,动压的计算公式:P=υ2ρ/2(取空气密度为1.204kg/m3);确定局部阻力系数。90°矩形断面弯管R/D=1.0;

                      风管截面长/宽=400/500=0.8;由此ξ=0.23;三通合流,L2/L3=0.5;F2/F3=500×500/(800×500)=0.625;ξ=-0.1;管段9、19为一个四汇流V9=V19;V9/V10=18.56/20.4:0.91;Σξ9=0.2;各管段阻力系数及总阻力见表1。局部阻力计算公式为:Z=ξ(υ2ρ/2)。

                      对于汇合点进行阻力平衡计算。本系统中有5个汇合点,3个三通合流,1个四通合流。以四通汇合点计算为例,如图2所示,这是1个四通合流,需使E点达到平衡,即要使干管与支管的阻力差不大于10%。

                      ΔP9=△P19=89.5Pa,△P10=83.8Pa

                      (△P9-△P10)/△P9=(89.5-83.8)/89.5×100%=6.4%<10%:

                      此时E点阻力平衡。

                      机床厂总装车间通风除尘系统改进设计4.JPG

                      3.6风机的选用

                      风机风量42.875×1.15=49.3m3/s=177503/h

                      风机风压3777.1X1.15=4344Pa

                      选用风机型号:4-72型离心风机N0.6号,风压2727~1883Pa,风量10600~19600/h,转速2240r/min,配用Y180M-4型电动机。

                      3.7通风系统的风量及热量平衡计算

                      本系统在启用机械通风系统时将避风天窗全部关闭,设自然通风量和自然进风量为0。则有机械进风量和机械排风量相等,为Ljp=294000/h。


                      冬季关闭门窗,设围护结构、材料吸热量与生产设备产品及采暖设备散量相等。室内最适温度为20℃。

                      Gjj=Gjp=40.833×1.204=49.2kg/s

                      Gjj×C×tj=Ljp×C×ρ20×tn

                      机械进风温度tj=20℃(理想状态)

                      加热机械进风所需热量:Q=49.2×1.01×(20-4)=795.1kW,夏季关闭门窗,设围护结构、材料吸热量与生产设备产品及采暖设备散量相等。室内最适温度为20℃。

                      机械进风温度tj=200C(理想状态)

                      冷却机械进风所需冷风为Q=49.2×1.01×(33-20)=646.0kW

                      机床厂总装车间通风除尘系统改进设计7.jpg

                      4设计结果与分析

                      本设计是按照最新国家和行业标准,进行通风除尘系统的设计。设计从系统选型开始严格按照通风除尘系统设计程序进行排风量、排风点的确定,管道系统的布置,除尘设备的选择,管道水力平衡,风机的选用以及风量和热量平衡。

                      设计采用了全面通风系统,将全车间分成2个分系统,风量和风点对称布置;管道系统考虑到安装和美观因素采用矩形风管上送下排形式安装;除尘设备选用的是旋风除尘器和4-72型离心风机№.6号;对车间送冷热风所需热、冷量进行计算。

                      本设计主要用于类似的机械行业总装车间,对总装车间的通风除尘系统设计有一定的参考价值。但是由于某些技术原因和客观条件的限制,设计过程中对有些数据是按理想状态下进行处理的,所以在实际应用时必须考虑实际状况对数据进行修正。

                      有关更多机床厂总装车间通风除尘系统改进设计的信息,请联系郑州快三投注环保的工程师13322814846。