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涂附磨具生产线通排风技术探讨

来源:涂附磨具分会

时间:2018-07-27

涂附磨具 通排风 环保技术 工业卫生

摘要:本文重点描述了涂附磨具生产线车间通排风的必要性,给出了通排风系统的风速风量计算和要求,提出了通排风系统的管道设计和维护的建议。

面对国家对安全生产和环境保护的重视程度不断提升,涂附磨具行业部分企业原有的粗放式生产模式面临一系列的困难和调整要求,行业上下游企业产能均受到不同程度的限产,甚至不少企业接到关停进行全面整顿的指令。同时随着社会的发展,年轻的一线员工对安全和舒适的工作环境越来越关切。涂附磨具行业传统的作业模式下粉尘和异味的问题相当严重,这其中既有行业工艺固有的局限,也对通排风的问题存在认知的误区,以致有些企业往往投入重金增加通排风措施却达不到理想效果的情况屡屡出现。因此本文试图就本行业作业特点对工业通排风问题提出一些建议和措施供业内人士参考。


一、采用局部通排风措施作为重要的空气污染物控制手段的必要性


    涂附行业实际应用中不仅需要考虑作业环境安全和舒适程度,也要关注环境温湿度对于工艺设备的影响。工业通排风可以控制或消除生产过程中产生的粉尘、有害气体、高温和余湿,从而营造安全舒适的生产环境,并可提高设备性能。目前涂附行业新造厂房中均考虑到全面通风的问题,采用全面通风的方式来实现厂房内外空气的流通,对于生产过程中产生的废气采用局部通排风的方式对排放的气体进行净化和处理。


    例如对作为制造线核心设备静电植砂设备的影响。磨料在电场中受力情况分析如图1所示。磨料在高压电场中除了收到重力作用外,还受到电场力F的作用,F力的计算公式为:


    11.png

    图1 . 磨料在电场中的受力


    12.png

    其中介电常数受环境温湿度影响较大,我国地处温热带大陆性气候区,冬夏温差和湿度差较大,因此这也是静电植砂质量不稳定的主要因素之一。


    此外烘箱、混胶以及涂布区域、植砂区域,为粉尘、溶剂挥发的重灾区,烘箱由于高温加速了溶剂的混发,植砂和溶剂作业区域目前也存在砂粒直接大量暴露在操作环境中的情况,必须采用局部通排风措施作为主要的控制手段。局部排风技术能够从源头上直接控制和降低粉尘和溶剂在操作环境的排放。对于有条件的企业,建议静电植砂间、涂头等重点工段采用封闭隔间处理以增强温湿度控制及通排风效果。


    二、关于通排风系统的风速和风量要求


    根据本行业的工艺特点,局部通排风系统推荐的捕获风速如下:


    气体或蒸汽: 0.5 米/秒


    粉尘或颗粒物:0.75 米/秒


    结合行业特点,推荐法兰采用如下形式:


    13.png

    图2   局部排风罩法兰推荐形式


    局部排风的风量Q计算见公式2:


    14.png


    Q=需求的排风风量,


    Vc=捕获速度,


    x=风罩距离控制源的距离,


    S=风罩口面积


    据公式2,需求的排风风量和捕获物质与排风罩法兰距离的平方相关,该越远,捕获效果将会大幅度下降。


    因此,使用局部排风罩也应该遵循以下原则:使风口尽可能接近污染源;最多允许距离污染源1.5倍风管直径。


    三、通排风系统的管道设计和维护


    本行业通常使用镀锌钢板制作通排风管道,因此主管道和支管的风速设计分别不应低于6米/秒及2米/秒,对于除尘系统的设计,垂直管道风速不应低于12米/秒,水平管道不应低于14米/秒。新风系统设计中主风道设计风速应该6~9米/秒,送风送风口的设计风速应满足3~4米/秒。


    同时工业送排风管道的设计参照以下原则:


    分支与主管道的衔接角度宜控制在30-45 度范围内;


    管道内壁应尽量光滑,管道材料应针对内部气体考虑其耐酸碱腐蚀等特性要求;


    适当增加风阀以便调整风速;


    排放口远离工作区,无废气返回到工作区;


    软管的阻力是刚性管的两倍,任何软管尽量完全伸展,以降低阻力;


    尽量减小管道的长度,以便减小阻力;


    最大限度减小管道的转弯,弯曲,或者改变管道方向。


    在管道设计和施工中不可避免遇到风管汇集的情况,推荐的风管接头形式如图3:

     

    15.jpg

    图3  推荐风管接头形式

     

    在管道施工敷设过程中应参照以下原则:


    通排风除尘管道应垂直或倾斜敷设;


    分支管与水平或倾斜主干管连接时,应从上面或侧面接入;


    除尘管道一般建议在明处铺设;


    通排风管直径不宜太小;


    支管除尘器及通排风机出入口上设置侧孔,推荐可以安装压差开关;


    潮湿空气输送管道要注意保温。


    在通排风系统的设计中除了需要慎重考虑风机的选型,可以计算出风量、风压需求后和风机厂商协作共同完成选型任务,此外风机的安装方式也应该着重注意。通排风管道的设计需要尽量避免风机所产生的系统损失,风机进出口管道的设计可以遵循“六进三出法”原则。


    16.jpg

    图4  风机安装示意图


    如图4所示在笔直通排风管中,风扇入口提供约6个风管直径长直管道,在风扇出口约3个通排风管直径长直管道,可以有效降低风阻损失。


    为避免新风系统的二次污染,排风烟囱的高度H通常需要高出屋顶脊线3m,见图5,或者新风进风口距离排风口距离超过15m,通常烟囱排风风速一般不应低于15m/s。


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    图5. 进出风口设计图

     

    通排风系统的建成并非一劳永逸,各企业除了注意通排风系统的设计,建议还应加强经常性的维护和保养。


    应按月巡检通排风管和风罩的物理条件:


    1.   测量捕捉点的风速;


    2.    使用发烟管来观测风向,从而检查系统有效性;


    3.   与上次检查记录对比,是否有任何变动;


    4.    至少一年两次对局部通排风系统进行检查;


    5.    检查记录应注意保存,便于日后维护和后续扩展。


    机遇与往往与挑战并存,环保要求的持续提高,也加剧了行业内制造企业的洗牌速度,只有迎难而上,积极主动的采取有效措施,对外不仅能够满足不断增长的环保要求,对内又能够为一线员工创造更为舒适的工作环境,企业的持续性运营也能得到进一步保障。因此,工业通排风技术在本行业的推广应用就显得尤为重要和迫切。

     

    郑慧峰  男  1980年5月出生,德国伊特林根大学虚拟制造技术专业硕士毕业,现东华大学机械工程专业在读博士。2002-2004年在南京航天晨光集团任工艺及设计工程师;2008-2014年任职3M中国有限公司项目及机械设计工程师;2014 年至今任上海文声机械技术有限公司总经理。


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