張今

（上海彪瑪建筑工程咨詢有限公司 200336）

引言

通常硫化是橡膠制品生產(chǎn)的必備工藝。在橡膠制品的硫化工藝過程中，產(chǎn)生的有機(jī)廢氣會污染室內(nèi)環(huán)境和對操作人員的身體造成危害：如非甲烷總烴、硫化氫、二氧化硫、臭氣、煙塵、顆粒物等。其中硫化氫是強(qiáng)烈的神經(jīng)毒素，會對粘膜產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激作用；二氧化硫進(jìn)入呼吸道后，由于其易溶于水的特性，故大部分被粘滯在上呼吸道，生成具有腐蝕性的亞硫酸、硫酸、硫酸鹽在濕潤的粘膜上，增強(qiáng)了刺激作用。特別是對眼及呼吸道粘膜有強(qiáng)烈的刺激作用。同時由于橡膠硫化的生產(chǎn)過程是在150～160℃發(fā)生，在這個過程會產(chǎn)生44℃熱煙氣，如果通風(fēng)不暢，會造成室內(nèi)處在高溫環(huán)境，危害操作人員的身體健康。

本文介紹針對改造某生產(chǎn)企業(yè)的硫化車間的廢氣收集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及工程實(shí)踐。

1 改造前

現(xiàn)有廠房屋頂安裝了通風(fēng)器，通風(fēng)換氣次數(shù)約8次。但硫化設(shè)備上沒有設(shè)風(fēng)管排風(fēng)，排風(fēng)效果不佳。硫化車間的壓鑄機(jī)工作時，當(dāng)設(shè)備打開，高溫、異味白煙溢出。同時安裝了六臺環(huán)保型水冷機(jī)用于冷卻廠房，每臺送風(fēng)量52，000cmh，用電量22kW，其中一臺在之前的改造中拆除。

1.1 通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題

（1）廠房內(nèi)現(xiàn)有的送風(fēng)立管安裝在大概離地4m的高度，出風(fēng)口是普通格柵風(fēng)口，其中部分送風(fēng)口已脫落，出風(fēng)風(fēng)速高達(dá)3～4m/s，擾動了整個車間的氣流，使熱廢氣在車間內(nèi)混合在一起，氣流組織不合理。

（2）廠房屋頂設(shè)通風(fēng)器，不能有效地將設(shè)備廢熱氣排走。由于沒有排風(fēng)管道系統(tǒng)，目前的全室熱排氣從設(shè)備中溢出后，在廠房內(nèi)擴(kuò)散，不能很快排除，懸浮在廠房內(nèi)，越積越多，形成儲煙倉，造成廠房內(nèi)溫度很快上升。

（3）根據(jù)業(yè)主提供的第三方檢測公司的室內(nèi)污染物檢測報(bào)告，總粉塵量，油霧及非甲烷總烴超過國家標(biāo)準(zhǔn)限值。

2 改造系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于現(xiàn)有的全局通風(fēng)不能有效地排除廢氣，因此本次改造考慮采用局部排風(fēng)系統(tǒng)。

2.1 收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

針對原有的送風(fēng)系統(tǒng)，考慮將現(xiàn)有送風(fēng)口末端改為置換風(fēng)口，垂直送風(fēng)管道從離地4m高度延長，置換風(fēng)口底部離地1.2m；將送風(fēng)風(fēng)速降低為1.0m/s，減小對室內(nèi)氣流的擾動；

圖1 送風(fēng)改造立面圖

增加設(shè)備末端排風(fēng)：

針對不同的設(shè)備類型采取不同的局部收集方式。從設(shè)備內(nèi)部設(shè)置側(cè)吸口，或者從每臺設(shè)備的正面或者背面設(shè)置局部排風(fēng)罩（根據(jù)不同的設(shè)備）。

模具從硫化機(jī)中取出后，會放置到修剪臺上進(jìn)行毛邊修理，因此修剪臺上方設(shè)置局部排風(fēng)罩。設(shè)備上連接的排風(fēng)罩設(shè)置電動開關(guān)風(fēng)閥，電動風(fēng)閥與工藝設(shè)備聯(lián)鎖，根據(jù)設(shè)備的開模和關(guān)模信號啟停。

共設(shè)2臺變頻排風(fēng)機(jī)，設(shè)在室外。

2.2 局部排風(fēng)系統(tǒng)計(jì)算

2.2.1 風(fēng)量計(jì)算

廠房現(xiàn)有壓鑄機(jī)共84臺，設(shè)備同時使用系數(shù)取為33.3%。排氣罩排風(fēng)量計(jì)算采用槽邊側(cè)集罩和帶法蘭邊的傘形罩模型。

降低舒張壓不能僅依靠藥物治療，重要的還需要改變自己的生活狀態(tài)。盡量地多運(yùn)動，減輕體重至標(biāo)準(zhǔn)，不要熬夜，疏緩自己的情緒，讓緊張的神經(jīng)松弛下來。飲食中注意少吃鹽、糖、脂肪含量多的食物，多吃新鮮水果和蔬菜。要持之以恒的保持健康的生活狀態(tài)，一定可以將血壓控制到正常范圍內(nèi)。

槽邊側(cè)集罩[1]：

Q=BWC或者Q=V0n；

h按罩口速度Vx=10m/s確定；C為風(fēng)量系數(shù)，在0.25～2.5m3/（m2.s）范圍內(nèi)變化，一般取0.75～1.25；

帶法蘭邊的傘形罩模型[2]：

L=3600V0F

F——罩口面積，m2；

V0——罩口平均風(fēng)速，m/s，取值可按如下規(guī)定：

圖2 槽邊側(cè)集罩

排除有刺激性的有害氣體時：

一邊敞開V0=0.5～0.75m/s，本工程取0.5m/s；

根據(jù)上述公式，針對不同的設(shè)備，計(jì)算得風(fēng)量為2200～2700cmh；圖3：傘形罩另外修剪臺采用傘形罩，計(jì)算得風(fēng)量為1300～2500cmh；修剪臺和設(shè)備為不同時工作，設(shè)備使用存在延時的關(guān)系，設(shè)備和修剪臺同時工作系數(shù)取0.6，共84個單元，各單元同時使用系數(shù)為0.33，漏風(fēng)率考慮5%，總風(fēng)量為108000cmh。

圖3 傘形罩

2.2.2 阻力計(jì)算

通風(fēng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性受到風(fēng)管內(nèi)氣體流速的較大影響。流速大，風(fēng)管斷面小，消耗的材料少，建造費(fèi)用??；但是系統(tǒng)阻力大，電能消耗大，運(yùn)行費(fèi)用高。流速小，阻力小，電能消耗少，但是風(fēng)管橫截面積大，材料和施工費(fèi)用高，風(fēng)管占的空間大。因此必須通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選定適當(dāng)?shù)臍怏w流速，使投資和運(yùn)行的費(fèi)用最低。

對于管道系統(tǒng)，取支管速度12m/s，主管速度15m/s；風(fēng)管材質(zhì)按照鍍鋅鐵皮考慮，室外為PP風(fēng)管；直通管阻力系數(shù)取0.04；風(fēng)管水利計(jì)算表如下：

末端處理設(shè)備阻力考慮為2000Pa，考慮10%的余量，整個系統(tǒng)設(shè)計(jì)總阻力為3500Pa。

2.3 控制系統(tǒng)

由于84臺壓鑄機(jī)不同時工作，因此本系統(tǒng)為變風(fēng)量系統(tǒng)。

壓鑄機(jī)上的電動風(fēng)閥根據(jù)設(shè)備提供的開模信號打開，根據(jù)設(shè)備提供的關(guān)模信號關(guān)閉，修剪臺設(shè)手動風(fēng)閥，人工開啟和關(guān)閉。主管上設(shè)壓力傳感器，當(dāng)末端設(shè)備的風(fēng)閥開啟和關(guān)閉后，造成系統(tǒng)中的靜壓發(fā)生變化根據(jù)風(fēng)管的靜壓變化，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)變頻；主風(fēng)管上設(shè)置旁通電動風(fēng)閥，當(dāng)末端風(fēng)閥逐漸關(guān)閉，風(fēng)管的靜壓逐漸升高，排風(fēng)機(jī)頻率降低，排風(fēng)機(jī)頻率降低到報(bào)警值，旁通風(fēng)閥打開，風(fēng)機(jī)低頻運(yùn)行。當(dāng)末端風(fēng)閥逐漸開啟，風(fēng)管靜壓逐漸降低，排風(fēng)機(jī)頻率升高，旁通風(fēng)閥逐漸關(guān)閉。

表1 風(fēng)管水力計(jì)算表

排風(fēng)機(jī)與70℃防火閥連鎖，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時自動關(guān)閉全部風(fēng)機(jī)；

該控制系統(tǒng)根據(jù)末端設(shè)備的開啟，靈活地控制風(fēng)量，節(jié)省了運(yùn)行過程的電量，避免了能源的浪費(fèi)。

圖4 排風(fēng)控制示意圖

3 系統(tǒng)安裝

在施工過程中，由于本系統(tǒng)屬于高靜壓系統(tǒng)，所有拼接縫和風(fēng)管連接處均采用密封措施。室內(nèi)風(fēng)管采用鍍鋅螺旋風(fēng)管，角鋼法蘭連接，并在接縫處密封。室外風(fēng)管采用PP風(fēng)管，熱熔焊接。由于現(xiàn)場設(shè)備型號不同，因此需根據(jù)不同的設(shè)備，采取頂吸罩和側(cè)吸罩的形式。

4 結(jié)語

改造后的系統(tǒng)總排風(fēng)量為108000m3/h，風(fēng)機(jī)阻力為3500Pa。通過增加置換送風(fēng)口，改進(jìn)了室內(nèi)的氣流組織，使清潔的風(fēng)有效地送入室內(nèi)。末端排風(fēng)罩的收集，快速地將90%的煙氣排除，將大部分的熱量和有害物質(zhì)排出室內(nèi)，降低了車間內(nèi)的溫度，改善了車間的工作環(huán)境，在生產(chǎn)的全過程最大限度地減少對操作人員的危害。為企業(yè)有效地處理VOCs，減少污染物的排放量，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)提供了條件。

[1]王純，張殿印.廢氣處理工程技術(shù)手冊[M].2012.

[2]陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊[M].2007.