船舶工業大跨度涂裝工場的設計

鐘睿

【摘 ?要】大跨度涂裝工廠是船舶生產過程中的重要環節，其會直接影響到船舶質量與企業成本。基于此，文章對船舶工業大跨度涂裝現場進行多方面設計，希望對相關從業人員提供參考與借鑒。

【關鍵詞】船舶制造;大跨度;涂裝工場;設計

1.工程概況

文章以中船第九設計研究院工程有限公司的工程項目為例，該船舶涂裝工場的長度與跨度均為60m，涂裝工場的高度為15m，屬于大跨度涂裝工場范疇，根據涂裝工場的制造生產需求，對車間內部溫度與作業表面溫度有著嚴格要求，因此要在設計制造階段進行全方位考慮，這樣才能保證涂裝工場的后期應用質量。由于本工程項目的車間跨度較大，因此選擇在部分屋面應用四角錐網架，以此來保證建筑整體穩定性。然而設置網架會在冬天形成較大的耗能，所以還要增設吊頂來緩解耗能情況。接下來，文章將從建筑設計、送風及排風、廢氣治理、防排煙、電氣設計、給水與排水等方面對大跨度涂裝工場開展設計，具體內容如圖1所示。

2.大跨度涂裝工場的設計方案

2.1建筑設計

首先要對大跨度涂裝工場進行建筑設計，由于大跨度涂裝工場的生產環節會產生二甲苯，根據火災類型進行分類，大跨度涂裝工場的危險性為乙級，因此大跨度涂裝工場要符合一級耐火等級，具體設計措施如下：（1）圍繞涂裝工場設置泄壓設施，大量采用透光天窗來增加泄壓總面積，將車間的整體泄壓比值控制在0.11以上，保證車間的泄壓面積符合相應的防爆要求;（2）針對涂裝工場的熱能耗問題設置吊頂，并且采用FLACS技術對吊頂后的應用情況進行數值模擬，保證大跨度涂裝工場在發生爆炸事故時可以有效泄爆;（3）由于大跨度涂裝工場在生產過程中屬于密閉空間，因此還要對加工產生的有機廢氣量進行監控，將相應的報警極限設置為爆炸下限的25%;（4）將大跨度涂裝工場劃分為兩個防火分區，根據相關規定對防火分區的面積重新進行劃分，保證分區內防火設施與閥門管道的數量，要同時兼顧大跨度涂裝工場的生產要求與防火防爆規范。

2.2送風及排風設計

由于大跨度涂裝工場在生產制造環節屬于密閉形式，因此還要進行送風與排風設計，本次設計方案采用全新的換氣設施，根據大跨度涂裝工場的建筑尺寸對換氣次數進行設計，以此來滿足車間的換氣要求，節省送風系統的運行成本。具體設計措施如下：（1）在車間的噴漆階段將設備的換氣頻率調整至6次/h，在其余階段將設備的換氣頻率調整為3次/h，這樣可以準確控制車間內部的二甲苯含量，防止車間內部產生火災與爆炸事故;（2）為滿足車間在冬季的生產需求，還要對排風設施重新進行設計，以此來保證室內溫度，具體為采用機械加熱方式，并且結合蒸汽與天然氣來制造熱源，該方式當前被廣泛應用于大跨度涂裝工場的送風與排風設計中;（3）車間在夏季生產時，還要強化去濕能力，因此也要對送風與排風效率進行調整，構建科學的空氣循環體系，可以快速去除車間內部濕氣，進而更好的控制大跨度涂裝工場的生產溫度。

2.3廢氣治理設計

在針對大跨度涂裝工場進行廢氣治理時，本方案選擇實時監控模式，也就是對車間內部的廢棄囤積情況進行準確分析，同時選擇沸石轉輪+RTO治理技術，其運行原理如下：（1）對車間內部有機廢氣中的雜質與粉塵進行去除，也就是對車間內部空間進行初步過濾;（2）使用轉輪沸石將有機物質截留在設備內部，實現有機廢氣與空氣的分離，由于沸石中的有機物在受熱后可以揮發出來，這樣可以與有機廢氣中的有機物質相結合;（3）采用RTO運行模式不需要天然氣進行加熱處理，因此具備環保、節能等優點，同時可以更好的控制大跨度涂裝工場內部溫度，保證船舶涂裝生產質量與效率。

2.4防排煙設計

在進行防排煙設計時，雖然本工程設計中屋面采光帶采用可熔材料，在溫度大于80℃時能自行熔化，并不產生熔滴的可燃材料。但是由于分段涂裝工場增設吊頂，排煙不符合消防規范，無法滿足自然排煙的要求，需增設機械排煙系統。因此，將大跨度涂裝工場劃分為2個防煙分區，并且設置相應的排煙風機與機房內，保證車間內部的防排煙效率。

2.5電氣設計

由于本次設計采用吊頂工程，因此要對車間內部照明系統重新進行設計，并且做出相應的變更，具體如下：（1）根據涂裝工場的特點將其環境危險區域劃分為二區，在進行電力配置與照明設計時嚴格遵守二區設計規定要求;（2）配置合理的火災報警系統，在車間內部放置自動報警器，并且建立火災聯動控制體系。

2.6給水與排水設計

最后進行給水與排水設計，涂裝工場的消防系統要保證車間的正常運行，同時還要將消防系統分為室內與室外兩個階段，首先是室外消防，由廠區供水管網上的室外消火栓負責保護，供消防車及消防隊員臨時從室外消火栓取水滅火;其次是室外階段，由于車間跨度大、凈空高，常規消火栓系統無法滿足保護要求，因此車間室內采用消防炮系統，以此來提升涂裝工場的滅火能力。

3.大跨度涂裝工場的設計方案的評價分析

本研究應用FLACS技術對大跨度涂裝工場的設計工作進行指導，在滿足涂裝工場生產制造的基礎上盡可能降低能耗，以此來保證涂裝工場的整體成本投入，經過計算可以得知，本設計方案包含吊頂加熱，可以優化涂裝車間內部的去濕能耗，提升車間內部的溫度控制精度，這樣可以解決的設備投資費用約為20%。此外，大跨度涂裝工場在生產制造中會產生較大的排風量，并且夾雜大量有機廢氣，而布置設計送風與排風系統可以符合最新的生產環保標準，采用沸石轉輪廢氣處理技術可以滿足上海市DB31/934-2015《船舶工業大氣污染物排放標準》中的限制參數。總而言之，本次大跨度涂裝工場的設計方案可以有效結合多環節，降低涂裝工場的能耗，具有良好的環保性特點。

4.結語

綜上所述，船舶制造行業想要合理滿足行業市場需求，便要從生產規模與質量方面作出革新。大跨度涂裝工場是重要的生產環節，在對車間進行設計時要從多方面入手，不僅要考慮涂裝工裝的經濟性，還要從生產與環保等角度進行綜合分析，這樣才能促進涂裝工場設計方案的科學性與可行性。本文對大型涂裝工場的設計方案進行研究，從建筑設計、送風及排風、廢氣治理、防排煙、電氣設計、給水與排水等方面開展設計，經計算該設計方案的去濕能耗降低約30%左右，節約設備投資費用20%左右，可以大幅度提升船舶制造企業的利潤效益。

參考文獻

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