通风除尘在复合材料打磨上的设计应用

摘 要：文章通过对复合材料工件打磨工位通风系统的设计研究，提出了改善工人工作环境的解决办法，介绍了工厂全面通风除尘的方法以及应用要点。

关键词：复合材料；打磨除尘；气流组织；方法

引言

随着我国航空工业的快速发展，在航空制造中固体废物之一——复合材料打磨除尘的处理越来越引起关注。大量的复合材料粉尘或烟尘弥漫在工作现场，对作业者的健康构成了严重的威胁，由此可能引起尘肺等职业病。结合工厂的实际情况，现对一典型的打磨工段复合材料粉尘处理方案设计进行介绍。

1 工程概况

辽宁省沈阳市某工厂复合材料工件打磨车间，车间空间尺寸，长×宽×高17.62m×9.75m×10m，建筑体积V=1717.95m3。

2 室内外设计计算参数

（1）室外设计参数：夏季通风室外计算温度28℃，相对湿度64%；冬季通风室外计算温度-13℃，相对湿度63%。

（2）室内设计参数：夏季室内设计参数32℃；冬季室内设计温度28℃，冬季室内设计相对湿度75%。

3 方案选择

3.1 通风形式

一般分为自然通风、机械辅助通风、完全机械通风三种形式；机械通风又分为全面通风和局部通风。

（1）自然通风是指利用厂房内外空气密度差引起的热压或风力造成的风压来促使空气流动而进行的通风换气。自然通风的优点，换气量很大，在不消耗可再生能源情况下，可实现被动式制冷，有效改善室内热环境，保证充足的新鲜空气和良好的室内空气质量。自然通风的缺点，由于室外气候和建筑物本身的影响，对通风效果有很大影响；气流组织不好控制，易产生气流死角，局部地方可能产生过热。

（2）机械辅助通风，在一些污染源或人员相对集中的厂房，除了整体自然通风外，还加上局部送排风设备，形成机械通风与自然通风相结合的设计。优点，对污染源有很好的控制，不等其扩散就将其抽走，保证了整体厂房的环境。

（3）机械通风是指利用送、排风机进行强制换气的通风系统。优点，机械通风能精确地调节室内环境，对进出空气进行有效的处理。缺点，投资大，维护复杂，需要消耗可再生能源。

3.2 厂房实际情况

本工程的厂房走向为南北走向，外窗面向北。厂房只有一侧外窗，而且外窗只有厂房底部的可开启，如果想要靠热压通风，显然达不到自然通风的有利条件。此厂房的周围有其它高大的厂房，靠风压来通风，效果也不会好。

因此，此厂房不具备自然通风的良好条件，必须采用完全的机械通风设计，厂房产生的废气利用价值低，不适合做一次或二次回风使用。

3.3 方案确定

通过上述对几种通风形式的分析，结合主厂房布置、当地的气候条件及初投资的考虑，本工程空调通风采用如下方案，即采用全新风设计，上送风下排风；冬季热负荷采用蒸汽加热。

4 气流组织

排除有害物最有效的方法是局部排风，但由于航空复合材料工件的显著特点为体积大、形状不规则；其打磨工作平台又多为可移动式。故本设计采用全面送、排风方式，采用上送下排的气流组织。图1为气流组织示意图。

5 通风计算

在进行通风管道系统的设计计算前，必须首先确定各送（排）点的位置和送（排）风量、管道系统、风管材料等。设计计算的目的是，确定各管段的管径和压力损失，保证系统内达到要求的风量分配，并为风机选择和绘制施工图提供依据。

5.1 送风计算

根据均匀送风管道设计计算原理和假定流速法进行送风管路系统水力计算，水力计算结果见图2所示。

5.2 排风计算

根据均匀排风管道设计计算原理和假定流速法进行排风管路系统水力计算，水力计算结果见图3所示。

6 计算结果

厂房总换风量为60000m3/h，换气次数n为35次/h。

（1）送风系统为全新风系统，总风量为60000m3/h，送风口数量为16个，送风口尺寸为600×400，风口风速为4.34m/s；送风系统采用蒸汽换热器加热，加热量为628kW。

（2）除尘排风系统总排风量为60000m3/h，排风口数量为18个，排风口尺寸为600×400，风口风速为3.39m/s。

7 设备的选择

7.1 新风机组选择

根据厂房实际情况和上述综合计算，选择ZK60新风机组，额定风量L=60000m3/h，加热量628kW。新风机组新风处理过程见图4所示。

7.2 排风机选择

根据水力计算结果，管路阻力约为1000pa，除尘器阻力为1300pa，因此系统总阻力为2300pa。根据阻力和风量综合考虑，NO.8C离心风机两台，参数：风量为30000m3/h，功率37kW，风压2754 pa。

7.3 除尘器的选择

除尘器的选择要在调查研究的基础上，根据处理粉尘的不同，主要从除尘效率、处理能力、动力消耗与经济性等几个方面综合考虑。

除尘器的种类很多，一般根据主要除尘机理的不同可分为重力、惯性、离心、过滤、洗涤，静电等六大类；根据气体净化程度的不同可分为粗净化、中净化、细净化与超净化等四类；根据除尘器的除尘效率和阻力可分为高效、中效、粗效和高阻、中组、低阻等几类。

本设计参考上述原理，综合考虑选择滤筒除尘器两台。根据处理风量和环保具体要求，确定除尘器技术参数如下：处理风量28800-34600m3/h；过滤面积480m2；过滤风速1.04m/min；滤筒规格φ325×1000mm，40个；滤料材质，防静电滤料。

8 设计预期结果

本套通风系统，能够将厂房的空气进行充分循环，带走厂房的复合材料粉尘，并为厂房不断带进新鲜空气。此套系统解决了厂房粉尘超标和空气不流通的问题，为工人创造了一个良好的工作环境，保证了操作人员的身体健康，从而确保了各项生产的顺利进行。

参考文献

[1]陆耀庆.供暖通风设计手册[S].北京：中国建筑工业出版社，1987.

[2]孙一坚.简明通风设计手册[S].北京：中国建筑工业出版社，1997.

[3]付祥钊.流体输配管网[M].北京：中国建筑工业出版社，2001.

[4]张殿印，王纯.除尘工程设计手册[S].北京：化学工业出版社，2003.

作者简介：张志福（1983-），男，本科，工程师。

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