解麗娜

（沈陽(yáng)工學(xué)院 能源與水利學(xué)院，遼寧 撫順 113008）

為了防止機(jī)械設(shè)備生銹、腐蝕等現(xiàn)象的出現(xiàn)以及設(shè)備的美觀性，制造過(guò)程中常需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行電鍍處理，該工藝過(guò)程將會(huì)產(chǎn)生大量的廢水、廢氣、粉塵等污染物，若處理不及時(shí)、不到位，將會(huì)嚴(yán)重危害從業(yè)人員的身體健康[1-2]。由于電鍍粉塵對(duì)于人體的影響重大，國(guó)內(nèi)外學(xué)者展開(kāi)了廣泛研究。

目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)電鍍工藝通風(fēng)除塵技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展，袋式除塵、電除塵等技術(shù)已經(jīng)成熟，能夠有效的處理生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵。電除塵器作為高效除塵設(shè)備在世界各國(guó)都得到廣泛的重視[3-4]。我國(guó)20 世紀(jì)60 年代開(kāi)始開(kāi)展電除塵器的研究，80 年代中期以后結(jié)合引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，促使電除塵器得到特別迅速的發(fā)展，數(shù)量急劇增加[5]。

綜上所述，在自然通風(fēng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)機(jī)械通風(fēng)的理論研究與技術(shù)應(yīng)用，最大可能地改善、保證作業(yè)環(huán)境的清潔，在職業(yè)病的預(yù)防上具有重要意義，同時(shí)也有助于車(chē)間提高經(jīng)濟(jì)效益。

1 工程實(shí)例

在風(fēng)險(xiǎn)控制措施中，為了防止事故的發(fā)生，一般通過(guò)對(duì)“危險(xiǎn)源- 傳播過(guò)程- 受體”三方面的處理，減少事故發(fā)生的可能性，降低事故后果嚴(yán)重性。

以遼寧省某電鍍車(chē)間為研究對(duì)象，該車(chē)間的電鍍工藝生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生了大量的含重金屬離子的電鍍廢水和各類(lèi)酸霧廢氣。由于目前的技術(shù)沒(méi)有更好的工藝使得源頭產(chǎn)塵量減少的措施，故為了有效預(yù)防塵肺病，通過(guò)對(duì)工藝過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵傳播過(guò)程進(jìn)行控制，如對(duì)其進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，盡可能地降低作業(yè)場(chǎng)所粉塵濃度，減少粉塵對(duì)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(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇最優(yōu)的除塵系統(tǒng)，盡量做到除塵設(shè)備的最佳配置，同時(shí)力爭(zhēng)使除塵系統(tǒng)的布置簡(jiǎn)潔、垂直或者傾斜布置管路，減少?gòu)濐^、三通等局部管件的布置。綜合考慮各種因素，盡量滿足技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理，該工程實(shí)例的除塵系統(tǒng)的類(lèi)型選擇為一級(jí)濕式的負(fù)壓的集中除塵系統(tǒng)。

3 排風(fēng)罩的設(shè)計(jì)及風(fēng)量計(jì)算

為了保證排風(fēng)罩的效果，依據(jù)排風(fēng)罩設(shè)計(jì)原則和該實(shí)例的工藝特點(diǎn)，電鍍車(chē)間自動(dòng)生產(chǎn)線上廣泛應(yīng)用的局部排風(fēng)罩為條縫式槽邊排風(fēng)罩。

由于鍍鋅槽邊寬度B=500mm＜700mm，故采用單側(cè)條縫式槽邊排風(fēng)罩。

根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，條縫式槽邊排風(fēng)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(jù)已給數(shù)據(jù)查附錄“鍍槽邊緣控制點(diǎn)的吸入速度”可得：

控制風(fēng)速：vx=0.40m/s

高截面單側(cè)排風(fēng)量依據(jù)公式

L=2vxAB（B/A）0.2（1）

計(jì)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(shè)條縫口風(fēng)速：ν0=10m/s（通常取7～10 m/s）

采用等高條縫，條縫口面積依據(jù)公式

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

條縫口高度依據(jù)公式

h0=f0/A （3）計(jì)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(shè)四個(gè)罩子，設(shè)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(jù)公式△p=ζν2ρ/2 （4）計(jì)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(xué)除油槽、鍍錫槽、鍍銀槽的計(jì)算結(jié)果如表1。

表1 各槽參數(shù)表

4 除塵器的設(shè)計(jì)

除塵器結(jié)構(gòu)包括除塵器外殼、除塵器進(jìn)風(fēng)口、除塵器出風(fēng)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(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)結(jié)果見(jiàn)表2 所示。

表2 除塵器數(shù)據(jù)表

5 除塵管道設(shè)計(jì)

依據(jù)通風(fēng)管道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題和假定流速法的計(jì)算步驟和方法所設(shè)計(jì)的除塵系統(tǒng)軸測(cè)圖如圖1 所示。經(jīng)計(jì)算的各管道尺寸表參數(shù)如表3 所示。

圖1 除塵系統(tǒng)軸測(cè)圖

表3 管道尺寸表參數(shù)

6 風(fēng)機(jī)選型及經(jīng)濟(jì)概預(yù)算

依據(jù)公式

式中Pf- 風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，Pa；

Lf- 風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，m3/h；

Kp- 風(fēng)壓附加系數(shù)，一般的送排風(fēng)系 統(tǒng) 取 1.1-1.15； 除 塵 系 統(tǒng) 取1.15-1.20；

KL- 風(fēng)量附加系數(shù)，一般的送排風(fēng)系統(tǒng)取1.1；除塵系統(tǒng)取1.1-1.15；

?P- 系統(tǒng)的總阻力，Pa；

L- 系統(tǒng)的總風(fēng)量，m3/h。

計(jì)算所得的風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)壓，查《除塵裝置系統(tǒng)及設(shè)備設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》，選用4-72-No5A 型離心式通風(fēng)機(jī)。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，該除塵系統(tǒng)的總費(fèi)用：

S總=S初+S維=18.7+274.2=292.9 萬(wàn)元

除塵系統(tǒng)的建立在給電鍍車(chē)間帶來(lái)的總效益為：

S=S罰款+S醫(yī)療=150+103=253 萬(wàn)元

比較可知，建立這個(gè)設(shè)計(jì)的除塵系統(tǒng)不會(huì)給車(chē)間造成很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，而是在使用年限內(nèi)給該電鍍車(chē)間帶來(lái)了更高的效益，可見(jiàn)建立該除塵系統(tǒng)是個(gè)合理、明智的選擇。

7 結(jié)論

為了防止電鍍車(chē)間產(chǎn)生對(duì)人體的危害，通過(guò)設(shè)計(jì)除塵系統(tǒng)，使粉塵傳播過(guò)程中得到有效控制，且該系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)概預(yù)算結(jié)果顯示建立這個(gè)設(shè)計(jì)的除塵系統(tǒng)不會(huì)給車(chē)間造成很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，而是在使用年限內(nèi)給該電鍍車(chē)間帶來(lái)了更高的效益，可見(jiàn)建立該除塵系統(tǒng)是個(gè)合理、明智的選擇。