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详细了解涂装车间空调、供排风及水系统

 wunianyi 2015-08-19
涂装线上喷漆、流平室用空调送风系统的配置

目前国内外喷漆室均采用上送下吸的通风方式,喷漆室由送风空调系统、密闭室体、排风系统、漆雾处理系统和循环水系统等组成。喷漆室的洁净度是靠室体和送风空调系统来保证,喷漆室内的温湿度、洁净度主要是靠空调送风系统来保证。为了保证给喷漆室洁净、温湿度合适的送风,空调送风系统的配置主要是由以下功能段组成,分述如下:(本次课件以汽车涂装车间为主)

1 进风段

(1)进风段是更换初过滤袋式无纺布的地方,壁板上要求设人工进出方便门,门上装视镜(圆形),门向外开。顶部要求装照明灯以方便更换滤布照明之用。

(2)进风口处装防鸟虫网。

(3)进风口处装温湿度检测传感器各一个,并要求在电控柜上有显示温湿度的仪表(只起显示作用,不参加控制)。

(4)进风口装电动开关阀,当送风机启动时连锁进风口处的电动开关阀打开确保进风畅通。

2 初效过滤段

(1)该段的作用是将进入空调的空气进行初过滤,使空气初步净化。

(2)过滤采用初效袋式过滤器,该段布置多少过滤器由制造厂根据空调断面尺寸定。

(3)初效过滤段外侧壁板上安装压差计,显示该段前后的压差,以便于及时了解压差大小更换过滤布。

3 一次加热段

(1)该段是主要加热段(蒸汽加热),加热器设置应有足够的量,比如冬季要将空气从-10℃加热到35℃左右。

(2)该段在蒸汽管路上设置电动调节阀。电动调节阀由空调出风风管上的温度传感器感温及电控柜的设置来控制调节阀的开度,从而控制给蒸汽量的大小进而控制温度,温度超过设定值时自动减小阀的开度,不够设定值时自动增大阀的开度,根据所需空气温度自动调节。

(3)在电动调节阀处设置管路旁通。

(4)在蒸汽管路的最低点设置放水阀,每天工作前先放冷凝水,待放水阀出蒸汽时关闭,之后才能开机运行,这样可以防止管路积水而导致运行不稳。

(5)在蒸汽管路出口处加装冷凝水疏水器及管路旁通并安装止回阀。

4 第一中间段

(1)该段的作用是将一次加热段的加热器和雾化喷淋段的挡水板离开一定距离,防止由于加热器发热损坏挡水板。

(2)该段的另一作用是人工检修加热器及安装雾化喷淋段的挡水板。

(3)该段设人工进出门,门向外开,要求密封,门上设圆形视镜,段顶部设防水照明灯。

5 雾化喷淋段

(1)该段的主要是加湿空气作用,另外还起到一定的空气降温作用。加湿的目的是提高空气中的相对湿度。

(2)该段内设若干喷淋管(不锈钢)和喷嘴,顶部设防水照明灯,下部设水槽,喷淋管上的喷嘴应采用对喷方式。该段外部设水泵及管路阀门压力表等。电动三通调节阀和电磁开关阀由空调出口处风管上的湿度传感器及电控柜的设置来控制开度和开关。

(3)水槽有给水管,可在加水时手动加水,运行时自动补水,自动补水由液位计控制一个电磁阀开关来实现,到低处液位计时电磁阀开补水,到高液位计时电磁阀关停止补水。水槽设溢水管和排水管。

(4)喷淋段上前后均设挡水板(前小后大)防止水喷到其它段中。喷淋段设防水密

封人工进出门,门向外开,门上设圆形视镜,段顶部设防水照明灯。

6 第二中间段

(1)该段的主要作用是将表冷器与喷淋段挡水板分开一定距离,另一作用是方便挡水板和表冷器检修。

(2)该段设人工进出密封门,门向外开,门上设圆形视镜,顶部设防水照明灯。

7 表冷段

(1)该段具有冷却空气和空气除湿作用,可将夏季空气温度降低1OcI=以上,并将湿度较大的热空气迅速冷却,空气中湿量由于冷却作用凝结成水滴,经表冷器后面的挡水板挡住流入下部水槽中排出,从而起到降温、除湿作用。

(2)该段内包括表冷器、挡水板、下部积水槽排水管。

(3)该段外部包括冷水机组、冷水循环泵、冷水管路各种阀门压力表等。冷水机组给表冷器供低温冷水。冷水管路最顶部设放气阀和膨胀补水箱。

(4)冷水机组在制冷过程中产生热量,需要有冷却水对其进行冷却,所以冷水机组要配置冷却塔及冷却水循环泵。

8 第三中间段

(1)该段的作用是将表冷挡水板和二次加热器离开一定距离,另一作用是方便挡水板和加热器的维修。

(2)该段设人工进出密封门,门向外开,门上设有圆形视镜,段顶部设防水照明灯。

9 二次加热段

(I)该段的作用是靠升温来降低空气中的相对湿度。

(2)该段内由加热器和外部管路阀门等组成。加热器的设置不必多,满足加热范围升温15℃ 即可。

(3)该段在外部蒸汽管路上设置电动调节阀,电动调节阀由空调出口风管上的湿度传感器及电控柜设置来控制调节阀的开度,从而控制给蒸汽量的大小进而控制空气中相对湿度。

(4)在电动调节阀处设置管路旁通。

(5)在蒸汽管路的最低点设置放水阀,每天工作前先放冷凝水,待放水阀出蒸汽时关闭,之后才能开机运行,这样可以防止管路积水而导致运行不稳。

(6)在蒸汽管路出口处加装冷凝水疏水器及管路旁通并安装止回阀。

1O 第四中间段

(1)该段的作用是更换中效过滤段的袋式无纺布。

(2)该段顶部设防水照明灯,壁板上设人工检修用密封门,门向外开,门上设有圆形视镜。

11 中效过滤段

(1)该段的作用是将经过初过滤后的空气再细过滤,使送入喷漆室的空气更干净。

(2)该段采用中效袋式过滤器,个数与初效过滤段相同。

(3)中效过滤段外侧壁板上安装压差计,显示该段前后的压差,以便于及时了解压差大小更换过滤布。

12 送风机段

(1)该段的作用是将初步净化、加热、加湿、降温除湿、调温调湿、二次净化的空调空气经风管送入喷漆室顶部的动压室,达到给喷漆室送温度湿度洁净度适合的空气的作用。

(2)该段内设送风风机,顶部有检修防水照明灯,壁板上设有人工检修用进出方便门,门要向外开并密封,门上设有圆形视镜。

(3)风机的风量应满足喷漆室用风量,风机的全压要大于整个空调内阻力和喷漆室内动、静压室阻力之和。

(4)送风机下设置减震台座和减震器防止噪声。风机出口要设软连接风管。

作为喷漆室用送风空调,上述12个功能段设置为一般较标准的设置形式(仅供参考)。但对于送风机的全压较大噪音大的空调来说还应在送风机出风后加消音段,防止噪音超标准。对于空气较干燥地区,还会在送风机入口前加干蒸汽加湿段(该段一般在冬季使用)。



涂装车间空调工艺设计要点

工艺设计要点

1、室外空气状态的选择

考虑到涂装工艺空调全年运行,计算冷热负荷而选择室外空气状态时,必须考虑极限工况,一般来说,以长沙为例,极限气候条件如下:

① 冬季室外空气极限工况,比如:长沙地区,温度-0.8℃,湿度90%;

② 夏季室外空气极限工况,比如:长沙地区,温度36.5℃,湿度57%;

2、送风条件

根据选择使用的油漆施工工艺要求,确定送风状态:

溶剂型油漆,空调送风温湿度:23±3℃,65±5%;

水性漆,空调送风温湿度条件:23±1℃,65±3%;

工位、厂房空调可以根据舒适性要求设计送风温湿度。工艺空调必须严格按照送风条件,来计算空调负荷,且保证10-20%的富余量;工位、厂房空调可适当放宽送风要求,减少空调设备投资和运行费用。

3、能源选择

根据项目所在位置,合理选择加热、制冷和加湿的冷、热源。能源主要形式有:天然气、蒸汽、热水、冷冻水、天然冷热源等。一般来说选择天然气加热换热效率较高,可达98%以上,其次是蒸汽,但蒸汽需锅炉系统,且涉及到冷凝水处理问题,系统较复杂;冷冻水系统必须根据整个车间所有需求冷量的设备使用频次情况,选择制冷机组,一般为2 台或多台组合,可以节省能源。天然冷热源如太阳能、地热能等需根据不同的地理位置,合理利用。

4、风量计算

计算风量时,需将工艺空调和工位、厂房空调分开计算,因此彼此送风条件不同,可以节省能源。在保证工艺施工要求的同时,尽量减少系统的新风量,降低能耗。

5、功能段选择

根据工艺要求选择功能段。一般水性漆油漆对送风温湿度要求较高,空调不能采用露点送风,必须增设二次加热段来调节送风相对湿度。溶剂型空调对温湿度要求相对较低,根据进风条件,机组可以考虑设计加热段和加湿段即可,夏季空气进风温度较高,可以通过水喷淋降温处理;当室外空气为高温高湿时,可避开白班生产。

随着近几年环境温度不断升高,工位空调考虑生产操作舒适性要求,增设表冷段来改善车间生产条件。

空气过滤段设计要点

1、组合式空调机组一般设置两道过滤:初效过滤段和中效过滤段。根据室外空气质量,必要时设置砂过滤装置,砂过滤器安装在进风室内,进风百叶窗之后,砂过滤器必须设置接沙盘和排水装置,防止过滤器框架生锈。也可以取消百叶窗,因为砂过滤器装置有挡水和均风的功能,砂过滤可以安装在墙体上,下面设置接沙盘和排水装置。

2、过滤器迎面风速一般取2.5-2.7m/s 较为经济,根据机组总风量和经济风速即可计算出过滤袋个数及布置方式。过滤框架材料一般采用1.5mm 镀锌钢板折制,必须保证足够的强度。

3、对于大风量机组,考虑到过滤袋个数较多,高度较高,必须设置检修平台、栏杆和直梯;平台采用镀锌花纹钢板4mm,栏杆和直梯都必须采用热镀锌材料,栏杆高度高过平台位置1.2m 以上。

4、在滤袋迎风面位置设置检修门和照明灯,方便更换滤袋。检修门尺寸最小为1400*600mm,最好采用钢制结构,设置内外门把手,把手配有转动方向指示。

换热器设计要点

1. 换热器必须符合相关国家标准《空气冷却器与空气加热器GB/14296-8》的要求。

2. 表面式换热器可以垂直安装,也可以水平安装或倾斜安装。但对于用蒸汽做热媒的空气加热器来说,为了便于排出凝结水,水平安装时应考虑一定坡陡。

3. 对于表冷器而言,垂直安装时务必使肋片保持垂直位置,否则将因肋片上积水而增加空气阻力和降低传热性能。

4. 冷、热媒的管路上应有截止阀,以便调节或关断换热器。为了观察冷、热媒的初终才参数,还应设压力表和温度计。

5. 对于蒸汽系统来说,在回水管上应装疏水器,疏水器的连接管上有截止阀和旁通管利于运行中的检修。

6. 为了保证换热器的正常工作,在水管最高点设置自动排气阀,在最低点设置排水和排污阀。

7. 如果表面式换热器是冷、热两用,则热媒以热水为宜,热水温度不宜大于65℃,以免管内积垢过多而降低传热性能。

8. 表冷段迎面风速超过2.5m/s 时,后面必须设置挡水板。接水盘排水通畅,排水口设置水封,水封高度一般为200mm 左右。

9. 表冷挡水板一般采用ABS 材质,节水盘和排水管为不锈钢材质。

10. 蒸汽加热器进出口与主管连接处设置金属软连接,可以减小蒸汽对接头处焊缝的冲击。

11. 加热器和表冷器在出厂前都必须经过气压或水压检漏实验。蒸汽加热器液压实验时,液体实验压力为设计压力的1.5 倍,不能低于6bar;热水加热器液压实验时,液体实验压力为设计压力的1.5 倍,不能低于9bar;表冷器液压实验时,液体实验压力为设计压力的1.5 倍,不能低于12bar;且试压时间不低于3min。气压试验压力为设计压力的1.2 倍,不低于12bar,试压时间不低于1min。

水喷淋设计要点

1、冷却除湿时,每级喷水室的喷嘴一般采用两排对喷。两排之间的距离一般为600mm,间距加大并不提高热交换效率。喷淋管与分风板和挡水板距离一般采用200—300mm。喷嘴的密度,国内低速为13~24 个/㎡·排,JS 型高速离心喷嘴则为38~41个/㎡·排。

当需要更大的喷水系数时,通常靠保持喷嘴密度不变,提高喷嘴前水压的的办法来解决。但喷嘴前的水压也不宜大于0.25MPa。冷却除湿过程,喷水压力一般为100~150kPa(1~1.5kg/cm2),不宜大于250kPa。

2、通过喷淋段风速一般取2~3m/s。

3、挡水板与空调机组间应保证严密,并考虑挡水板后气流中的带水量对处理后空气参数的影响。挡水板的过水量不超过0.4g/kg。

4、冷水温升一般采用3~5℃。国内机组中,二排喷水室最大焓降可达37.71kj/kg。

5、喷水室的补水量可按水量的3~5%考虑。

6、二排或三排单级喷水室喷嘴密度为18~24 个/㎡·排,在以下工况进行实验时:进风干球温度27℃、进风湿球温度19.5℃、进口水温7℃、进出水温差5℃时,喷水段热交换效率不小于下表的规定值:

迎面风速

Kg/㎡·s

2.0

2.2

2.4

2.6

2.8

3.0

喷嘴直径d

4mm

0.63

0.63

0.64

0.64

0.65

0.68

4mm

0.72

0.72

0.73

0.74

0.74

0.78

注:喷嘴直径≥4mm,供水表压117.7kpa;

喷嘴直径2.5~3.5mm,供水表压196.1kpa;传统大喷淋。

喷嘴直径2~2.5mm,供水表压345.8kpa.

喷嘴直径1mm,供水压力500kpa;雾式喷淋。

7、大喷淋时,空气冷却干燥过程(冷却除湿),水气比取1~1.5;空气绝热加湿过程(等焓加湿),水气比取0.5~1;雾式喷淋时,水气比取0.1~0.2。

8、大喷淋水泵流量大,扬程小,加湿效率相对较低;高压雾化喷淋,喷嘴孔径小,水泵流量相对较小,喷淋压力要求高,且喷淋对水质要求较高,必要时须对循环水进行软化和过滤处理,防止堵塞喷嘴。

9、喷淋一般采用独立内胆不锈钢结构,内胆必须全部满焊密封处理,打胶处理不能保证长时间效果,可能导致漏水。挡水板安装在水槽以内,挡水板与喷淋内壁板之间必须密封处理,安装时必须考虑挡水板的清洁和更换。

10、喷淋段水槽设置必要的补水管、排水管、溢流管、循环水管,管径大小必须通过设计计算决定,通常水槽补水和排水通过自动控制实现,所以管道安装电动阀或电磁阀,自动排水有利于保持水槽水质清洁。

11、喷嘴一般采用不锈钢喷嘴,塑料喷嘴不耐高温,时间长易变形和老化,会影响喷水效果和空气质量。因不锈钢喷嘴较为昂贵,必须时刻保持水质的清洁,不然喷嘴堵塞,清洁和更换的成本较高。

消音及减振设计要点

1、尽可能选用低转速后倾式叶片的离心风机,并是风机的正常工作点接近其最高效率点。

2、风管流速不宜过大,对于主风管内的流速有消声要求的空调系统不宜超过8m/s,有严格要求的空调系统不宜超过5m/s。

3、通风机、水泵等安装在弹性减振基础上。进出口设置软连接,进出口应避免急剧转折。风管上调节阀尽量少。

4、空调机组放置位置尽量远离有消声要求的房间。

5、根据组合式空调国家标准,当机组额定风量80000-160000m3/h时,机组噪音低于90dB(A)。

6、片式消声器的片间距一般取100-200mm,吸声材料的厚度一般为100mm 左右。消声器结构型式便于拆装,消声器前后设有检修门以便清灰。消声段减噪量≥15dB(A)。

控制系统设计要点

1. 进风电动阀、出口防火阀与风机连锁控制;

2. 空调机组温度、湿度的自动化控制;

3. 天然气自动点火控制、UV 检测、温度调节系统、故障报警切断系统;

4. 车间所有空调系统温度和湿度控制方式要求采用自动和手动相结合的控制方式;

5. 每台空调设备的温湿度控制系统为一个完整控制系统,能实现温湿度的恒温恒湿的自动控制和监控,显示空调系统的升降温度与湿度曲线、亦能随时设定、修改参数以便调整温度与湿度;

6. 在自动模式下,变频水泵只能在机组风机启动后才能开启,蒸汽电动阀在风机启动后才能开启;

7. 采用变频比例调节技术来控制出风的相对湿度;

8. 空调喷淋水箱增加自动排污系统,水箱排污程序要求可任意设定;水箱设置液位计和浮球阀,自动控制液位,液位异常报警和水泵低位保护。

9. 加热段要求高温报警。


涂装车间供排风、水系统

喷漆室循环风技术

循环风就是将喷漆室的“排风”经过过滤和温湿度调节处理后,再返回到喷漆室中作为“送风”使用。

这是最直接最有效的节能方法,最大限度地保留了喷漆室热量和湿度。根据设备功率估算,年产量为40万的涂装车间如采用循环风技术,每月动能消耗费用下降约85万元。

循环风空调流程:初效过滤段→中效过滤段→表冷除湿段→加热段→亚高效过滤段→风机段。


局限性:

1、喷涂过程中产生的溶剂无法分离,导致喷漆环境VOC含量很高,不适合人员操作区域的应用;

2、大多数大型涂装喷漆室采用湿式捕漆雾方式,导致循环风经过水洗后,洁净度差,湿度很高,需要经过2-3道过滤和除湿、调温处理,一定程度上减少了成本节约量。


干式喷漆室

干式喷漆室,即捕捉过喷漆雾不采用水洗的方式,而采用折流板、滤网、滤棉等过滤漆雾。因无废水产生,结构简单,具有对环境友好、设备投资成本低的特点。由于没有水洗,在循环风式喷漆室中无需对空气进行除湿调温,有效降低了动能成本。

干式喷房最大的缺点就是过滤器材需定期更换,换下的废滤材较难处理,且更换过滤器材较麻烦,故一般不适合在产量大的生产线使用。

目前该项技术在国外应用已经很成熟,国内近两年也已经开始有几条新建涂装线使用了该技术。


EcoDryScrubber漆雾洗涤系统是利用特定的石灰粉末与过喷漆雾结合,再经过过滤器的过滤来完成对漆雾的捕捉。石灰粉末放置在位过滤器下侧的漏斗状容器中,石灰在压缩空气的吹动下悬浮在风道中,在喷漆室气流的带动下一起经过过滤器,漆雾与石灰一起粘接形成块状物附着在过滤模组上,当聚集到一定程度时,风压的变化会触动反清洗气流,将块状物吹落脱离过滤器,并掉入漏斗中(约25分钟一次)。当掉落的块状物达到一定重量时,系统会自动转移块状物,切换新的石灰。

系统特点:

1、在运行之前,石灰粉末会先附着到过滤器上,避免了油漆直接粘附在过滤器上,所以过滤器使用寿命很长,可达三年之久;

2、自动清理、自动换料,运行维护工作量小;

3、杜尔提供稳定的石灰材料供应商;

4、漆渣块可供回收利用;

5、降本效果明显,与传统湿式分离相比,减少运行动能损耗约60%;

6、由于系统无需使用不锈钢材料、减少空调处理量、设备占地面积小,与传统湿式分离相比该系统设备投资成本降低约35%。

杜尔干式分离系统与传统的水洗式分离系统的比较:

比较项

湿式分离

干式分离

喷漆室风直接循环,无需空调

+

为了符合喷漆室洁净度要求,需过滤处理

-

+

减少排放

-

+

废漆处理更彻底

+

需要重新调整温湿度

-

需要循环水和水处理

-

管道腐蚀

-

管道污染

-

淤泥处理

-

槽内和管道内滋生细菌,需要其它化学品处理

(细菌、臭味、泡沫)

-

需要絮凝剂、凝聚剂等化学品

-

+:优势;-:劣势;●:不需要;○:无关


供排风系统

一、供排风总揽


二、供风系统


湿度:湿度就是指空气中湿气的含量.物理定义:空气湿度是用来表示空气中的水汽含量多少或空气潮湿程度的物理量。

相对湿度:实际空气的湿度与在同一温度下达到饱和状况时的湿度之比值。

单位:%
相对湿度过(RH)= Ma/Mg * 100% / t
Ma = 空气中水的含量
Mg = 该空气可含水的最大容量
t = 温度
同样体积空气的含水饱和度随着温度的变化而变化。温度越高,空气含水饱和度越高。

绝对湿度:空气中的水蒸气质量与湿空气的总体积之比。

对湿度是个难懂的概念。以下是对它的解释说明。

在标准气压下,抽出一立方米空气中的水蒸气,称量其重量就可以得到绝对湿度。它表示为一立方米空气的含水量(g/m3)。
以下的焓湿图表显示的是在一定温度下,一立方米空气中最大的水蒸气含量。随着气温的增加,空气中的水蒸气含量也随之增加。在摄氏10度(50 °F)时,空气能包含9克水蒸气。此时空气处于其最大绝对湿度当中,也就是我们所说的饱和状态。在摄氏20度(68 °F) 时,空气饱和度是17g/m3 。因此,如果在20摄氏度的情况下,一个密封容器内一立方米的空气含有9克水蒸气,其饱和度就是9 g/m3 。如果把3克水加入容器中,水蒸发使得容器内的绝对湿度增加到12 g/m3 。如果再加入8克水,有5克水会蒸发,另外3克水会留在容器底部,因为在摄氏20度的情况下,一立方米空气中只能够含有17克水蒸气。当容器中只有9克水蒸气时,容器中空气的相对湿度就是9/17=53%
相对湿度依赖于空气温度。如果没有多余的水蒸气加入,随着温度的上升,相对湿度将会下降。所以,当容器加热到25摄氏度时,表中显示在此温度下,一立方米空气能包含23克水蒸气,相对湿度随之下降:9/23=39%
如果容器中的空气气温下降到15摄氏度,即便没有加入更多的水,相对湿度也会上升。在15摄氏度时,一立方米空气中只能够包含12.5克水蒸气,因此此时相对湿度就是9/12.5=72%。
如果空气冷却到9摄氏度,容器内的水蒸气就处于饱和状态,其相对湿度就会上升到百分之百。如何空气进一步冷却,在容器器壁就会形成小水滴,因为空气必须凝结一部分水蒸气。水蒸气凝结开始出现的温度(也就是空气达到饱和的温度)就被称作露点。冬天在室内,空气循环到窗棱处,此处温度足够低,空气就能够被冷却在其露点以下,水滴就会出现在窗户上。

三、用风系统


四、排风系统

其中部分引用陈星星、李倩课件,本文取材于互联网。



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