某電鍍車間通風除塵系統設計

解麗娜

（沈陽工學院 能源與水利學院，遼寧 撫順 113008）

為了防止機械設備生銹、腐蝕等現象的出現以及設備的美觀性，制造過程中常需要對產品進行電鍍處理，該工藝過程將會產生大量的廢水、廢氣、粉塵等污染物，若處理不及時、不到位，將會嚴重危害從業人員的身體健康[1-2]。由于電鍍粉塵對于人體的影響重大，國內外學者展開了廣泛研究。

目前國內外針對電鍍工藝通風除塵技術已經有了很大的發展，袋式除塵、電除塵等技術已經成熟，能夠有效的處理生產過程中產生的粉塵。電除塵器作為高效除塵設備在世界各國都得到廣泛的重視[3-4]。我國20 世紀60 年代開始開展電除塵器的研究，80 年代中期以后結合引進國外的先進技術，促使電除塵器得到特別迅速的發展，數量急劇增加[5]。

綜上所述，在自然通風的基礎上，通過機械通風的理論研究與技術應用，最大可能地改善、保證作業環境的清潔，在職業病的預防上具有重要意義，同時也有助于車間提高經濟效益。

1 工程實例

在風險控制措施中，為了防止事故的發生，一般通過對“危險源- 傳播過程- 受體”三方面的處理，減少事故發生的可能性，降低事故后果嚴重性。

以遼寧省某電鍍車間為研究對象，該車間的電鍍工藝生產過程產生了大量的含重金屬離子的電鍍廢水和各類酸霧廢氣。由于目前的技術沒有更好的工藝使得源頭產塵量減少的措施，故為了有效預防塵肺病，通過對工藝過程中產生的粉塵傳播過程進行控制，如對其進行通風系統設計，盡可能地降低作業場所粉塵濃度，減少粉塵對人體健康的影響。

2 除塵方案的選擇

在滿足除塵要求的條件下，根據現場實際情況選擇最優的除塵系統，盡量做到除塵設備的最佳配置，同時力爭使除塵系統的布置簡潔、垂直或者傾斜布置管路，減少彎頭、三通等局部管件的布置。綜合考慮各種因素，盡量滿足技術和經濟合理，該工程實例的除塵系統的類型選擇為一級濕式的負壓的集中除塵系統。

3 排風罩的設計及風量計算

為了保證排風罩的效果，依據排風罩設計原則和該實例的工藝特點，電鍍車間自動生產線上廣泛應用的局部排風罩為條縫式槽邊排風罩。

由于鍍鋅槽邊寬度B=500mm＜700mm，故采用單側條縫式槽邊排風罩。

根據國家相關標準設計，條縫式槽邊排風罩的斷面尺寸（E×F）共有三種，分別為250mm×200mm、250mm×250mm、200mm×200mm，鍍鋅槽將選用E×F=250mm×200mm。

根據已給數據查附錄“鍍槽邊緣控制點的吸入速度”可得：

控制風速：vx=0.40m/s

高截面單側排風量依據公式

L=2vxAB（B/A）0.2（1）

計算可得L=2vxAB（B/A）0.2=2×0.40×1.5×0.5×（0.5/1.5）0.2=0.481m3/s

假設條縫口風速：ν0=10m/s（通常取7～10 m/s）

采用等高條縫，條縫口面積依據公式

f0=L/ν0（2）計算可得f0=L/ν0=0.481/10=0.048m2

條縫口高度依據公式

h0=f0/A （3）計算可得h0=f0/A=0.048/1.5=0.032m=32mm

由于f0/Ft=0.048/0.25×0.20=0.960＞0.3，為保證條縫口上速度分布均勻，設四個罩子，設四根立管。

因此：f'/Ft=f0/4Ft=0.048/(4×0.25×0.20)=0.240＜0.3

阻力依據公式△p=ζν2ρ/2 （4）計算可得△p=ζν2ρ/2=2.34×102×1.2/2=140Pa（其中ζ=2.34，ρ 取1.2kg/m3）

同理，電化學除油槽、鍍錫槽、鍍銀槽的計算結果如表1。

表1 各槽參數表

4 除塵器的設計

除塵器結構包括除塵器外殼、除塵器進風口、除塵器出風口、除塵器下部椎體以及污水口、螺旋形噴嘴、供水管、折板脫水器。除塵器設計的數據結果見表2 所示。

表2 除塵器數據表

5 除塵管道設計

依據通風管道設計時應注意的問題和假定流速法的計算步驟和方法所設計的除塵系統軸測圖如圖1 所示。經計算的各管道尺寸表參數如表3 所示。

圖1 除塵系統軸測圖

表3 管道尺寸表參數

6 風機選型及經濟概預算

依據公式

式中Pf- 風機的風壓，Pa；

Lf- 風機的風量，m3/h；

Kp- 風壓附加系數，一般的送排風系 統 取 1.1-1.15； 除 塵 系 統 取1.15-1.20；

KL- 風量附加系數，一般的送排風系統取1.1；除塵系統取1.1-1.15；

?P- 系統的總阻力，Pa；

L- 系統的總風量，m3/h。

計算所得的風機風量和風壓，查《除塵裝置系統及設備設計選用手冊》，選用4-72-No5A 型離心式通風機。

經過計算，該除塵系統的總費用：

S總=S初+S維=18.7+274.2=292.9 萬元

除塵系統的建立在給電鍍車間帶來的總效益為：

S=S罰款+S醫療=150+103=253 萬元

比較可知，建立這個設計的除塵系統不會給車間造成很大的經濟負擔，而是在使用年限內給該電鍍車間帶來了更高的效益，可見建立該除塵系統是個合理、明智的選擇。

7 結論

為了防止電鍍車間產生對人體的危害，通過設計除塵系統，使粉塵傳播過程中得到有效控制，且該系統的經濟概預算結果顯示建立這個設計的除塵系統不會給車間造成很大的經濟負擔，而是在使用年限內給該電鍍車間帶來了更高的效益，可見建立該除塵系統是個合理、明智的選擇。