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漆雾净化节能方案

信息来源:paintkey.com  时间:2009-07-08  浏览次数:211

  对高大空间净化工程而言,节能、经济的出路主要在于最大限度地减小系统总循环风量,最有效的途径就是最大限度地压缩净化空间。

  1 均压送风箱气流组织方案

  本项目属高大空间喷漆车间,采用常规漆雾净化方案控制效果差、送排风量大、耗能大。根据节能的最大潜力在于尽可能减少净化空间的体积的原则,本文经过分析喷漆气流特性提出有效控制区概念。为了实现有效控制区送排风气流组织,作者依据文献[17],对常规漆雾净化方案进行研究,提出均压送风箱有效控制区顶部送风,地面条状排风口排风气流组织方案。

  1.1 均压送风箱送风量

已知每个有效控制区长为5m、宽0.6mm、高1.8mm,因此,本设计均压箱距地面标高取1.8m(该标高可依据工件高度进行调整,均压箱设计详见2.5.3):选取有效控制区内控制风速Vc=0.55m/s;每个控制区设置两个均压送风箱。

送风量:Ls=3600×AK×VC                   (3-4)

  式中,AK——有效控制区面积m2

  每个有效控制区送风量:Ls=5×0.6×0.55×3600=5940m3/h

  每个送风系统由四个均压送风箱控制区组成,总送风量:

  Ls=4×Ls=4×5940=23760m3/h

  1.2 排风量、排风风速、排风口尺寸的选择和计算

  (1)排风量的选择

  排风量略大于送风量,使其喷漆车间内略处于负压,以避免喷漆车间内未经净化的空气串人总装车间内,排风量按照送风量的1.1~1.3倍计算,取1.1。

  由公式(3-2),每个控制区排风量计算如下:Lp=1.1×5940=6534m3/h

  每个排风系统由四个控制区组成,总排风量为: Lp=4×6534=26136m3/h

  (2)排风风速

  因送风控制风速0.55米/秒,为了保证整个喷漆控制区温度场、速度场均匀,  保证喷漆质量,排风风速应等于送风控制风速即Vp=Vc=0.55米/秒。

  (3)每条排风口尺寸计算:Ap=Lp÷Vp÷3600(3-5)

  式中,Ap-排风口面积m2

  代人已知数得:Ap=6534÷0.55÷3600=3.3m2

  取每条排风口长Sp=5m,那么每条排风口宽为:

  Bp=Ap÷Sp

  式中,Sp-排风口长,m;Bp-排风口宽,m;

  代人已知数得:Bp=3.3÷5=0.66m

  1.3 冬季送风加热量Q

  由于冬季每天的早晚和中午的气温变化大,如对送风温度不控制,喷漆车间内的溶剂混合比例、漆膜外观,所以应对送风温度进行控制。一般送风温度应控制在15~27℃空气范围内,经技术经济比较后取送风温度为23℃。

  由(3-3)式,代人已知数得:

  Q=31363×1.01(23+8)/3.6=237643W=273kW

  2 常规漆雾净化方案与均压送风箱方案比较

  2.1 常规漆雾净化方案

  (1)屋顶局部孔板送风方式送风量较大

  送风气流从屋顶向下送出,在运动过程中,不断混人周围空气,使气流段面由小变大,温度与风度迅速衰减。大型工件喷漆间工艺要求层高较高、平面尺寸大,本工程喷漆车间高度为7m,考虑到送风气流风速沿垂直方向的衰减,为保证工作区控制风速0.55m/s,屋顶孔板送风出口风速取5m/s。这样大的风速导致送风量成倍增加,在相同的工艺条件下,每个屋顶局部孔板送风系统总送风量为64744m3/h,而每个均压送风箱送风系统总送风量为23760m3/h,二者比较,屋顶局部孔板送风量大约是后者的3倍。送风量大使得送风管尺寸、送风机型号和耗电量均增加。

  (2)屋顶均压层送风方式排风量也较大

  因喷漆时产生有害漆雾和散发有机溶剂,为了使它不逸至其它环境,一般使喷漆间内保持负压,措施是排风量大于送风量。所以,通风系统送风量的增加,必定导致排风量也增加,使排风管管径增大,排风系统漆雾净化设备、废气净化装置、废水净化设备型号均增大,系统造价增高。

  (3)冬季送风加热耗能大

  因冬季送风需加热,送风量增大,也使加热量大幅度增加,耗能量大,结果使送风系统的初投资、运行费用增加,不利于节能。

  每个屋顶局部孔板送风系统总耗热量为743kW,每个系统均压送风箱总送风量为273kW,二者比较,屋顶局部孔板耗热量大约增加3倍。

  (4)冬季热浮力作用及噪声

  冬季送热风时,应选择较大的送风速度值,加大送风量减小送风温差以避免气流受到热浮力而上升,形成分层现象。送风速度较大时,稳压层中静压变化对送风速度的影响小些,稳压层中气流流动速度对送风气流方向影响小些。同时,送热风时送风速度大,容易送到工作区。但是,送风速度大于7~8m/s,孔口处会产生噪声,因此,一般采用4~5m/s。

  (5)高大空间顶部均压层孔板送风易产生回旋气流

  高大空间采用顶部均压层送风方式时,因层高较高,且当孔板上各孔眼的送风速度不均匀时,均会使室内气流产生局部回旋,严重影响喷漆车间净化效果。因此,设计时应采取措施,选择合宜的送风速度使送风均匀,特别要注意稳压层的设计。

  2.2 均压送风箱送风方案

  (1)均压箱送风控制漆雾效果好、送风量较小  送风气流从均压箱向下送出,使屋顶均压层降低至污染源附近,用较少的送风量即可达到所需的控制风速,更有效地控制了污染气流的扩散。因均压箱直接处在漆雾控制区,均压箱气流出口风速取0.6m/s,即可满足有效控制区控制风速Vc=0.55m/s要求。均压箱送风量与屋顶局部孔板送风量相比减少63%。送风量小使得送风管尺寸、送风机型号和耗电量均大幅度下降。

  (2)均压箱送风方式排风量也较小

  通风系统送风量的减小,必定导致排风量也降低,使排风管管径减小、漆雾净化设备、废气净化装置、废水净化设备型号均相应减小,系统造价下降。

  (3)冬季送风加热耗能低

  因冬季送风需加热,送风量小,也使加热量成倍下降,节能效果明显,同时使送风系统的初投资、运行费用降低。

  在高大空间喷漆车间内采用均压箱送风与屋顶局部孔板送风方案相比,可节能63%以上。

  (4)漆雾控制效果好

  因送排风口距离近,空气始终以同一速度作垂直层流运动,使控制区速度场均匀,各点均有较大流速,能够克服冬季送热风时,热浮力使气流上升的影响,而且不需要选择较大的送风速度和送风量;同时,在漆雾刚刚产生出来时,即被气流带走,不污染附近的作业环境,故工人无论在何处进行作业,均可有效地将散发的有害物消除,保护作业工人的健康。

  综上所述,高大空间喷漆车间采用屋顶局部上送、地面排风气流组织方案弊大于利,笔者认为,采用均压箱上送风、地面条形风口排风气流组织方案能够使作业区风速稳定,满足工艺要求。治理污染效果好,工人在清洁区作业,可有效地保护身体健康。特别是系统节能效果显著、初投资和运行费用均较低,因此,大型喷漆间可优先选取此种方式。
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