大型碳制品热交换器加工厂房的通风除尘

1993． 2 碳 寰 ·33- 一 大型碳制品热交换器an-F- 锐≥ 厂房的通风除尘 至 堂 ． (哈尔滨电碳厂) G tl＼7‘／ 摘要 对大型碳制品热交换器加工中的通风除尘设计所 采用的新技术、新 材料进行进 了探 讨，通过提 出电碳企业在技术改遣中通风除尘的一些有效 讷螓巍。 tr 叙词 大型碳制品 热交换器 加工厂房 通疯除尘 、 ＼ 、—— —— 、 L，一 、 ’ 本文着重探讨某厂在技术改造中，用原材料仓库改建大型碳制品热交换器加工厂房 通风除尘的设计中出现的若干技术问题和采取的相应措施。 一 、 加工厂房的基本概况 原材料仓库面积为1500m 左右，拟建年产量以加工大型碳制品2000吨、炭板400吨和 400m。以下列管式石墨换热器，200m 以下块状孔式石墨换热器及其它大型、异型不 适 性石墨件的车间。 本厂房共需要购置安装二十几台套主要生产设备，其中包括c83O一1A车床二 台、 c02O车床二台、 cW6280马鞍车床、 CA6140车床 Z525B主钻、 BQ2110龙门刨 ， C5225立车 XAG032万能铣、 1800×2000树脂浸溃罐、固化罐等各一台。根据工艺要求， 为了消除在生产中产生的粉尘和烟害，主要设备全部需要安装通风除尘装置。并 ll，为 了严格区分人造石墨粉和含树脂石墨粉，提出加设二台可移动式单机除尘器机组，以便 今后把收集下来的废料粉加以回收利用。由于本厂房在生产过程中 (尤其加工大型碳制 品)产生的大量粉尘，如果任其在车间工作区内飞扬弥漫，不仅影响人体健康、污染空 气、遮挡光照，粉尘还能加速机械的磨损，降低生产设备的寿命J粉尘落在电气设备上 有可能破坏绝缘或阻碍散热，因而发生事故I更有甚者，粉尘浓度如果比较高，还存在 着粉尘爆炸的隐患，所以本厂房的通风除尘装置在改造中占有相当重要的位置。 厂房主要生产设备的布置全部在车间中心的北侧，厂房顶部没有天窗，生产操作主 要依靠电光源照明。这样要保证从北窗的自辖采光和室内空间的宽阔通畅，工艺提出通 风除尘系统整体应 以地下式为主，通风除尘设备应安装在厂房北侧。根据以上的要求， 确定这个厂房的通风陈尘的啄则有四条：第一，加工产品尺寸大、机床转速高、粉 尘量大，需要大风量。第二，加工部位复杂、多变、一台设备往往需要几个吸风口同时 -r作，形成周体性负压区。第三，通风主干遭设置在O．OO标高以下。第四}室外的通风设 备和管遭布置应避开窗户，选用于式一辑降坐t 维普资讯 http://www.cqvip.com · 34· 碳 素 1993。 2 二、主要通风除尘系统设计方案分析 保护和改善劳动条件和生态 境、防治污染和 自然环境的破坏，是我国社会主义现 代化建设中的一项基本国策。对于新建、扩建，改建项 目，以及一 切可能使环境造成污 染和破坏的工程建设和自然开发项 目，都必须严格执行防治污染和生态破坏的措施与主 体工程同时设计、同时施工，同时投产，并且在设计中采用行之有效的先 进 技 术 将粉 尘，毒物及其它有害物质和三废物质等消除在生产过程中，采取必要的综合预防和治理 措施。 ’ 根据工艺设备的平面布置，对防尘排毒的要求，按照国家有关法令和设计规范，在 加工厂房里共确定了六条通风除尘系统。在经常开启的北大门，通行汽 车拉运产品，为 防止大量热损失和冷空气的侵入，在门的上方安装了二台 电热 空气幕。树脂浸渍罐工作 开启时，有毒气体会突然大最外波，为防止中毒事件的爆发，靠近罐体 5米高处安装二 台6‘轴流防爆风机。 下面是一条较为有代性的通风除尘系统 (图 I)。 " ‘ 。 —勺 ～ 。 ’ 1 图1 过风除尘系统图 风机采用4—72一l1型 8C离心通风机，配带电机YI80M一2，22千瓦，1600转／分， 每小时排风景1792 0~31000m。，全风压2471~1843Pa。根据以往实践 经 验，碳素行业 推荐风量(大大超过国家设计规范)C630车床最高达3500m。／h，C620车床3000m~／h， CW6280车床3000m。／h。C630车床和CW6280车床增加后面的辅助吸风 口，主辅风口总 风量可达5000~6000m。／h。不难看出，一台车床在加工碳制品时仅汉通 吼除尘这一项 所耗电能和热能也是惊人的。 电碳粉尘属于憎水性粉尘，亲水性能极差。采用湿法除尘，不仅除尘效率降低，而 且污水难以处理，造成二次污染，有的厂家已有先例。 粉尘的捕捉和回收是除尘系统的核心，而除尘效率则是评价一个脒尘器效果好坏的 维普资讯 http://www.cqvip.com 碳 襄 ·35· 唯一。本系统采用CLT／A 4×6．0 I型旋风脒尘器。这种除尘器由于构造简单，设 备费用低，维修工作量小，在一般厂矿的除尘系统中得到广泛的应用。表 1是该除尘器 的有关试验数据。 袁 1 粒 径 (I蛐 ) < 5 5～20 20~ 40 >40 豫 尘 通 用 型 < 5 50～ 80 80~95 95—90 效 率 高 效 型 50~80 80～90 95．-99 95N99 除尘器每小时处理含尘气体为l0630～16000m。，设备阻力为8 60~1950P a。 噪声是造成 目前环境质量下降的重要污染源之一，噪声对环境的污染，破坏和对凡 体的危害已被广泛的重视。长期在80分贝以上的环境中生活，工作 ，会 l起多种疾病， 5O分贝以上就可损伤大脑，诸如心血管病，神经系统疾病等。风机 噪 声在90~120分贝 之间。风机噪声来自运转部件的机械噪杂和气流运动两个方面。为了消除噪声的危害， 本系统采取了二个措施，一是选择低转速 (1600转／分)、高效率风机，二是 选用 F型 消声器。这是一种复合阻抗式消声器，是针对高压风机的噪声特性而设计的。里面由二 节抗性串联内加十字形阻性吸声片的阻抗复合段和一节列管式阻性消声器组台而成。其 静态消声量低颧为10w15分贝 (A)、中频为20~$5分贝 (A)，实际消声量在25~50分 贝 (A)。防疫部门曾对同类型系统安装这种消声器进行测定，结果为，投 安装时，距 风机5米处噪声为96分贝 (A)，安装后为74分贝 (A)，低于国家规定的噪声 标准。 消声器型号为F。A型，处理风量16000m ／h。 室内主干道为地下砖、水泥、钢板结构，如图 2 o 图 2 地下风道结 构 简图 由于这种风道置于地下，不影响操作人员 活动、不占空间、不影响采光和自然通风，结 构简单、造价低廉，维修量小，在有条件的地 方应尽量采用。 碳制品的加工往往是多部位的，产品规格 型号也相当复杂。所以，加工方 向、切 削速 度，走刀量随时都有变化。刀架有的上下左右 运动，有的旋转，要求排尘量能相应的变化。 为了充分满足生产的需要，采取二个措施 一 是主要大型生产设备，加设二个排风口，从图 1可以看出，在设置主排风f1外，又加一个放在设备侧面或后面的辅助排风口。二是在 排风r=l和设备排吼支管间采用塑料簧弹软管代替传统的硬 (钢板)连接，软连接使用随 心所欲，可以把排尘罩放在任何尘源的部位。 碳制品除坐符曲下料装置，目前使用的主要有表2所列几种 维普资讯 http://www.cqvip.com 、 ～ · 36· 破 素 表 2 阀 门 名 稚 使甩特点 自动程度 电 耗 发生敖障原因 f 备 注 圆锥式闲动阀 I灵 活 自 动 不用电能 星藿篙券赣君冀灵l硪除尘器中尽量不甩 密封式插扳阀 f 不 灵 活 手 动 不用电能 磷粉梭易睹塞阀门 ， 需配减速 两侧滑动槽 回转下睾牛口 J灵 活 电 动 器和触电机 未发生故碡 }有条件的选用 本设计采用 150(焊接)回转下料器 ，经过一年多的运转，使用情况良好。 除尘器的料粉回收，一是人为的野蛮操作，二是刮风下雨极易造成周围烟尘弥漫， 黑水横流 本设计在除尘器支架四周设置围挡装置，高1．2m，用1．5m厚钢板焊 制 ，前 边加一个能开启的活动门，避免了粉尘回收时造成的二次环境污染 。 三、典型排尘罩的分析 排尘罩的作用是将设备工作时产生的尘化气流与周围气流隔开，并在局部和』用搏风 量的作用造成负压区，来控制产尘气流外逸。在负压气流的诱导下进入预定管路和除尘 设备。所以，排屯罩的性能对通风除尘系统技术经济效果产生很大的影响 一个美观适 用、经济台理的通风除尘系统首先从排尘罩开始表现出来。 1．C630—1^ 车床 图3 C63O一 1 A车床加工和排风装置示意图 固 4 该设备中心 高300ram，长3500ram． 以加工石墨电极为例，如图3所示，车床 在加工过程中，车刀切削制品如果处在① 的位置，所产生的粉尘，在主排尘罩 的速 度场作用下 (足够大的排风量)，切削下 来的碳尘除大于2~3mm粒经的外，大部分 可以随气流进入风罩内，不致飞扬到周围 环境中。主排尘罩具有前后伸缩 (最大可 500ram)和绕支管中心转动360 的功能。所 以，在加工不 同直径和长度以及异塑的制 品时，都可随尘源变化移动风罩 但是，在 强大的切削力作用下，小部分粉尘顺着切 线方向冲击速度场，飞向操作工人站立的 一 侧，影响工人视线，尤其当刀架移动达 到一定长度，如③的位置，主排尘罩伸缩 l～ 2米是不可能的，它的速度场很快失 去作用，粉尘必然飞溅四面八方。为此 ，在 刀上固定一弹簧软管连接的辅助风罩，可 以随刀架运动，转动所需角度 这样就解凑 维普资讯 http://www.cqvip.com 1993． 2 碳 素 ·37· 了C6S0~：床加工大、长制品的除尘。为了提高排尘效果，罩口做成圆弧形J在罩口变径 处加装10x 10铁丝网可以防止杂物，手套、棉纱类飞进管道引起堵塞，如图 4， R的尺 寸随加工制品形状而变化。 2． 1 800×2000辑膳浸渍醴 由于罐体直径大 ( 1800ram)，罐盖开启后吊装制品需要用 5吨吊车，在吊取 制品 筐时罐内冒出大量有毒气体，为不影响操作，浸渍罐的排风罩做成可以转动180。的侧吸 形状 (如图 5)。 图5 树脂浸渍罐旋转风罩侧吸 简图 图 6 辅助风罩的转 动机构简图 3．辅助风罩的转动机构 辅助风罩的工作状态由三个环节来实现，一是风罩在变径处不和短管咬合，而是两 部分直径差5ram，且短管往 里扣边，风 罩 管 外 卷 边，这样风罩可以在短管内滑动或转动}二是弹簧 塑料软管，有一定的柔性和伸缩性，在一定 的范围 内里自由状态，三是在设备排风支管上部安装转动 机构 (见图6)，由固定盘、活动盘滚珠来实现。 这样，当辅助风罩固定在刀架上后，就可满足加工 制品排尘的需要了。 4．苯酚熔化槽 该槽长2990mm、宽800ram (图7)，工作时产 图 7 生大量的苯酸气体，槽的位置离墙只有300ram，要 用吊车把制品吊进吊出，不能安伞形罩，把它做成二个组合式侧吸罩，罩L1和 弯头 合 一 ， 用弧形代替弯头，既不影响操作，排毒效果又十分明显。 5．部分设备排尘罩罩 口风速禹定结果 (围B裹3，围9裹4，围l0裹5) 1)C630车床主风罩 ／ 维普资讯 http://www.cqvip.com - 38· 碳 寨 3 XA5032 凰 E L — 一 一 图 9 万能工具铣风罩 图 1O 固 表 3 点 I 1 l 2}3 4 5 I 6 l 7 风速m／s 0．1 1．。：1．。：1．4 0．5 0．4l O． 表 4 — — _T ] —『_-_ 一 — — — — — — — — — — — — ÷—～ ，一 竺竺 ： 』!：：L：!! 一 袁 5 点 I 1 l 3 J I 5 l 6 面 网 四、存在问题与建议 1．冬季厂翳内遗度墒慨 虽然，厂房内采暖系统安装了圆异型疆气片120根，热流量可达7Okw以上，在正常 生产的情况下，六条通风除尘系统的排风量可达80000m。／h，带走 了大 量 的热嚣，致 使室内气温急剧下降。经测定，最骶只有6～7℃，最高也不超过10℃，在这种气温下工 作，对产品的质量和生产工人的操作都带来很大影响。 为了提高室内温度，尤其是操作工人经常活动场地的温度，建议增设 8台 ZN85-． 2R s型顶吹式暖风机。 2．一级赊尘效率较低 袋式除尘器由于除尘效率高、价格较低，易安装维修，得到广泛的应用，但是在北 方冬季，由于室内外温差太大，造成气流结露，致使布袋堵塞失灵，所以北方室外不能 采用袋式除尘器已成定论。 率设计采用的CLT／A立式离心旋风除尘器适用于捕集粉尘比重和颗粒较大 、 干燥 和非纤维的物质。图lO是同类除尘嚣当含尘气体~13000m。／h时经除尘器处理后进 入大 气中的粉尘分散度。 维普资讯 http://www.cqvip.com 碳 索 囤1 0 粉尘枉径与除尘效率的关系 · 39· 从表 1和图lO可以看出，对于10pra 以上的碳尘，除尘效率在80 以上，甚 至90 以上，当粉尘粒径小于10p,m，除 尘效率将急剧下降。粒 径小于1 0Fro的占 排入大气中粉尘的83．5 ，而大于60p．m 几乎很少，约占O，3 N1，5 。有关资 料介绍，粒径小于l0“m的瓢尘，能通过 呼吸逋侵入人体或沉积在肺泡内，吸收 到血液和淋巴液内，尤其小于 m的粒子，进入气管以至肺的深部，其中一部分沉积在肺 泡内造成危害，一部分细颗粒被吞噬或经牯液纤毛伸缩器官，进入间咏或淋 巴系 统 中 而消失，严重危及人的健康。这些飘尘同时缩生恬环境及其它方面也带来很大影响。烟 尘弥蠼，阳光被遮、玷污衣物，腐蚀器具、 响气候。所以，如果有条件尽量采用除尘 效率更高更精细一些的除尘器。 3．设立围蹬扳 在不影；向设备运转和操作的情况 f，在生产机床尘源产生处增设围挡板，减少粉尘 飞溅和提高除尘效果。比如，车床在刀架上、铣床、磨床、立式钻床在工作台上加设有 机玻璃防护罩等。 五、结 论 本厂房通风除尘的设计，经过一年多的运行，能够满足生产的需要，排尘防毒各指 标经过铡定，完全达到国家要求的禄准。结构简单、投资节省 技术可靠、安装和维修 方便是系统的主要特点。对于一般碳索制品生产的企业，在资金、场地、技术力量受限 制的条件下，具有广泛的推广价值。 参 考 文 献 供热通风设计手册，陆耀庆，1 987年版16章，l9章 再谈电碳生产的通风除尘，王增恩， “碳索 1985年 3期 国家 “环境保护法”，1 989年l2月26日公布 工业企业三废排放标准，第三章16~22条，1979年颁布。 (转封三) 维普资讯 http://www.cqvip.com