第26卷第2期 有色金属设计 Vol. 26No. 2 1999 NONFERROUS M ET ALS DES IGN 1999
铝厂中心化验室的通风设计探讨*
刘 志 玲
(贵阳铝镁设计研究院, 贵阳 550004)
摘 要 论述了铝厂中心化验室通风设计的特点、系统划分、风量的选择等, 并就有关问题提出了意见。
关键词 铝厂化验室 通风设计 风量选择
操作的需要来启闭风机, 节省动力和减少补风补热损失; 由于系统小, 风量、阻力也小, 风机的风量、风压都不大, 噪声与振动相应也较小; 工作时彼此不会干扰, 对工艺的变动发展和调整适应性大; 其缺点是风机数量多, 占地面积较大, 但风机一般都装在屋面, 可不占用使用面积。
对于排风系统, 笔者认为采用分散式的机械排风系统为好, 在系统划分时尽量采用单独的排风系统, 但对通风柜排风, 采取同一房间的通风柜设置一个排风系统, 这样同一房间内如有两个以上的通风柜, 避免一个通风柜使用, 其它的通风柜产生倒流, 使室内受到污染。对伞形罩排风, 那些相邻的排风点, 如同时工作的时间较多, 并且有害气体性质允许混合的, 可采用一个排风系统。
1 概述
随着我国铝工业的迅速发展, 不可避免地带来了对环境的污染。铝厂的中心化验室担负着全厂的原材料、半成品、辅助材料和成品的性能和质量的分析、检验任务。在化学试验过程中, 经常会产生各种难闻的、有腐蚀性的、有毒的气体, 这些有害气体如不及时排出室外, 就会造成室内空气污染, 将会给作业人员的身体健康带来极大的危害, 并会影响仪器设备的精度和使用寿命, 因此, 必须设置排风除尘系统。
2 系统的划分
中心化验室排风系统有通风柜排风系统和伞形罩排风系统。采用机械排风, 可分为集中式和分散式两种。集中式排风系统是把多个排风点组成一个系统, 或把一层楼面或几层楼面的排风点组成一个系统。其优点是风机少, 占地面积小, 设备投资省, 对排风点的数量增减及位置变更, 具有一定适应性; 其缺点是风机设备较大, 使用及维护不方便, 振动较厉害, 系统较大, 风量不易平衡, 且补风补热损失及动力消耗大。分散式排风系统是把一个排风点或同房间的几个排3 风管的布置
中心化验室多为3层楼以上的建筑, 对于底层的排风管需穿越几层楼的房间, 而排风点多居房中间, 如风管采用直管直上, 势必会影响上面房间的使用及美观, 然而采用拐弯至屋角的方案, 则会增加系统阻力, 故设计时可以与工艺专业密切配合, 在尽量不
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第2期 刘志玲:铝厂中心化验室的通风设计探讨61
影响工艺操作的情况下, 调整工艺配置, 把通风柜和排风点尽量布置于顶层, 这样风管可直上屋面, 既不会影响其余房间, 也有利于选择低压头, 低转速的风机, 以减小噪声。
一边敞开 0 5~0 75
根据铝厂化验室有害气体的实际情况, 大多取值在0 5~1 0m/s 之间。4 3 侧吸罩
对于在试验台上或设备上进行试样的粉碎、筛分时所产生的含尘气体, 在很多情况下, 采用的是侧上向吸气的加条缝侧吸罩, 这样, 有害物既能直接就近抽出, 又不会影响工艺操作, 并且在有害物的抽出过程中, 不用经过人的呼吸区。根据 实用供热空调设计手册 , 侧吸罩的排风量可按下式计算:
3
L =3 x XB (m /s)
4 风量的选择
化验室的通风系统要求气流平稳, 风速不能太大, 否则会引起火焰熄灭, 气流紊乱
等现象。加之做试验的试剂量较小, 风量太大、风速太高, 甚至会抽走试剂, 故排风量也不能过大, 而风量太小又不能控制废气的散发, 现在我们一般都依据现有的专业设计手册上的吸风口风速来确定。
4 1 通风柜
目前对有气味和有害气体散发的化学试验都置于通风柜内进行, 以便有组织地将有害气体排至室外。在铝厂的中心化验室, 在通风柜内产生的有害气体为酸雾, 比空气重, 又多为热气体, 所以目前几乎都是采用上、下部联合排风的狭缝式玻璃钢通风柜。4 2 伞形罩
对于某些由于试验设备装置较大, 或者试验操作上的要求, 无法在通风柜中进行的可在其上部采用结构简单、制作方便的伞形罩。伞形罩的罩口截面和形状可灵活地与有害物扩散区水平投影相似, 并且在不影响工艺操作的情况下, 可以尽量靠近有害物散发点。根据 实用供热空调设计手册 , 伞形罩的排风量:
L =3600 0F (m 3/h) 式中 F 罩口面积, m 2;
0 罩口平均风速, m/s 。伞形罩罩口风速如下:
散发有害物种类 罩口平均风速(m/s) 排除无刺激性的有害气体 0 3~0 5 排除有刺激性的有害气体 四边敞开 1 05~1 25 三边敞开 0 9~1 05 式中 x 吸入速度, m/s;
X 吸入口距有害物扩散区的距离, m;
B 条缝口的宽度, m;
在设计中条缝口的高度一般取h 50mm 。
侧吸罩吸风速度如下:
周围气流情况 吸入速度(m/s) 危害性小时 危害性大时无气流或易安装挡板的地方
0 2~0 25 0 25~0 30
中等程度气流
0 25~0 30 0 30~0 35
的地方
较强气流的地方或不安挡板的地方
0 35~0 40 0 38~0 50
强气流的地方 0 5非常强气流的地方 1 0
根据铝厂化验室的实际情况, 大多取值在0 25~0 35m/s 之间。
5 设备的选择
排风设备选择要考虑到噪音小、振动小以及防腐等因素。在以前的化验室设计中, 大多采用在屋面走廊设置风机房, 采用离心通风机集中排放的方案, 根据笔者的设计经验, 认为有以下不足之处:一是由于采用的,
62有色金属设计 第26卷
系统风量大, 管路长, 要求风机的压力也相应增高。根据风量风压而选型的风机的转速大多较高, 这样将会造成噪声增大, 并且还需设置隔振台座, 而化验室所排气体多为腐蚀性气体, 风机进出口的帆布软接管在实际使用中腐蚀非常快, 需常常更换; 二是由于集中排放, 无形中管路长度增加很多, 造成材料量的增加; 三是排风点越多, 同时使用率就越低, 这样动力的浪费增加, 尤其在采暖地区的化验室, 就有调温空气的补给问题, 冬季就有热量损失的无形增加。如把不工作的排风点阀门关闭, 又会造成其余排风点的风速的不稳定。
在目前的铝厂化验室设计中, 大多采用的是单独的屋顶风机排风系统, 由于风管尽量直上, 以减少管道长度和减少系统阻力损失, 所以所选风机的压力不需太高, 转速也可较低。由于铝厂的化验室大多排酸气, 在实际设计中, 大都选用玻璃钢屋顶风机, 根据计算所得的排风量和系统阻力, 乘以10%的附加量来选择风机, 而据用户反映, 玻璃钢屋顶风机的实际出力比样本上的性能偏小, 故笔者建议在风机设计选型时, 按计算所得考虑放大一档来选择风机。
对于除尘系统, 根据排风量不是很大, 散尘点单一, 浓度不高, 间断使用的特点, 为使除尘风管布置简单, 维护管理方便, 相互干扰少, 采用分散的除尘系统。即尽量一个房间设一个除尘系统, 以避免采用集中除尘系统交叉管道多、除尘设备大难于布置, 以及除尘风机大引起噪音振动也大的问题。故大都选用的是带灰箱的单机除尘器。该机组具有体积小、更换滤袋及安装方便等优点, 对化验室的除尘是较为理想的设备。
形式、流量、全压及转速等因素。所以在设计中, 宜尽量选择低流量、低压头、低转速、制造精密运转噪声低的风机。根据许多铝厂的实际运行经验, 宜选择5 6#以下的风机, 并且转速小于1000r/min 为宜。气流噪声与风管内的气流速度有关, 风管内的风速太高就会出现噪声, 风管内的风速以小于7m/s 为宜。风机在运转时, 通过设备基础将振动传至其它地方, 最后以空气声向四周空间辐射, 在设计中, 我们在屋顶风机基础顶面采用10~20mm 的橡胶垫来隔振。
7 防腐问题
由于铝厂化验室所排气体多为热的酸性腐蚀性气体, 故对排风系统有防腐要求。化验室风管材料主要有以下几种:一是钢管, 易腐蚀, 并且对风机噪声吸收能力小, 但制作、安装方便; 二是陶土管, 虽经久耐用, 但安装时需注意承插口的密封和管道的固定问题, 并且其吸声能力也很差; 三是聚氯乙烯管, 虽然材质轻, 耐腐蚀, 易于安装, 但易老化; 四是玻璃钢管, 也具有材质轻、耐腐蚀等优点, 且比聚氯乙烯管耐用。在铝厂化验室设计中, 如果所排腐蚀性气体的排风点较少, 所需风管的量不大, 不方便订货时, 一般采用钢管, 在其内外表面均刷防锈漆; 如果风管量较大时, 一般采用玻璃钢风管。
8 结语
在铝厂中心化验室的设计中, 笔者认为系统风量的选择计算以及低噪声设备的选择最为重要, 只有设计人员的精心设计, 才能给化验室创造一个舒适的环境。
参考文献
1 陆耀庆 实用供热空调设计手册 中国建筑工业出
版社, 1993
2 陆轸 实验室建筑设计 中国建筑工业出版社,
1981
6 噪声控制
化验室的噪声源是风机噪声和气流噪声。风机的噪声又由空气动力性噪声及机械
第26卷第2期 有色金属设计 Vol. 26No. 2 1999 NONFERROUS M ET ALS DES IGN 1999
会泽烟厂锅炉房扩建工程热工设计的特点*
陈 绍 兰
(昆明冶金研究院, 昆明 650031)
摘 要 结合会泽烟厂锅炉房扩建工程的实际, 论述了该工程设计的特点。
关键词 锅炉房 扩建 热工设计
会泽烟厂锅炉房原有两台SHL10-1 27-W 双横包链条炉, 因生产需要, 增加一台SHL20-1 27-A 链条炉, 锅炉装机容量由20t/h 增加到40t/h, 1997年完成扩建工程施工图设计。与一般工程相比, 扩建工程有其特殊性和复杂性, 就热工设计来讲, 为达到充分挖掘潜力, 合理利用原有的建筑物、构筑物、设备和管道, 减少工程量, 节省投资, 并利于管理和维修的要求, 我们因地制宜, 调查研究和分析比较, 较好地处理了设计中出现的问题。
引风机
造。为保证燃尽, 我们请厂家将正规的20t/h炉炉排前后轴中心线由7m 增加为7 5m , 炉排面积由20m 2增加到22 5m 2。此外, 为提高炉子对煤种的适应能力, 保证高原条件下的正常出力, 分别对前后拱、侧密封、排灰门都作了较大改进。
表1 原配、新配设备型号及电机功率比较表
设备名称鼓风机
厂家原配SG20-1左90 N =75k W Y4-73-11NO12D 左180 N =90k W 4GC-4N =45k W
设计新配G4-73-11D 右45
N =55kW Y8-39 14D 左0
N =75kW DG25-30 7N =30kW
1 打破常规, 变被动为主动
1 1 主要辅机选型
通风机和给水泵是锅炉房的主要辅机, 也是锅炉房耗电量最大的设备。
因锅炉厂所生产的锅炉是定型产品, 已配好鼓、引风机和电动给水泵, 我们主动与厂家联系, 结合云南海拔高的特点, 通过气压修正和计算, 在保证风压风量的前提下, 合理选配鼓、引风机和电动给水泵, 并重新配备电机, 以降低辅机的电耗, 见表1。1 2 燃烧设备的改进
锅炉节能技术改造中, 燃烧设备总是在锅炉房建成后才发现问题, 比如锅炉出力不足等, 在运行一段时间后只有大修。针对这种情况, 我们变被动改造为主动改进, 在锅电动给水泵
2 因地制宜, 优化组合
2 1 合理设置除氧系统
锅炉给水对热力设备危害最大的是氧气, 在旧设备的合理利用、优化组合中, 采取有效措施, 节约工程投资。锅炉房原有热力除氧器一台, 置于水处理间屋面上, 以满足除氧水箱最低水位与给水泵中心线间的高差应不小于6~7m 的要求。如果增加一台新的除氧器, 屋顶面积受限, 支撑处理麻烦, 若弃旧买新, 也不划算, 我们决定优化组合, 把已闲置多年的5m 3容积式热交换器利用起来, 重新配管, 与除氧水箱连通,
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64有色金属设计 第26卷
增大除氧水箱的体积, 基本满足扩建后所需。然后再把除氧由20t/h 改为40t/h, 这就省去了屋面荷重的改造费用。2 2 选用大倾角皮带输送机
若锅炉房扩建部分布置在原锅炉房与煤棚之间, 运煤系统布局受限。我们选择大倾角皮带输送机代替原爬车运煤系统。
(1) 分层给煤装置
分层给煤装置代替原炉前加煤斗。从煤仓中溜下来的合格混煤, 由煤闸板定量控制, 经转动的滚筒疏松后, 散落到筛板上, 粒度较大的颗粒从筛板上沿斜面滚到炉排上, 粒度较小的漏到筛下, 这样, 混煤中的大颗粒先落到炉排上, 形成下大上小分布的疏松的煤层, 从而实现分层燃烧。采用分层给煤装置, 煤层上部的小颗粒, 被炉膛冲出的半沸腾燃烧的红炭粒覆盖新煤层, 吸热多, 着火快, 明显改善了着火条件。同时, 因为煤层疏松, 阻力减小, 通风均匀, 避免了火口、火龙, 提高了炉排热强度和煤层的燃尽程度。会泽烟厂原1#和2#炉采用分层给煤装置后, 有明显的节能效果, 部分测试指标见表2(以2#为例) 。
表2 采用分层给煤装置的实测结果
项目蒸发量热效率排烟热损失排渣物理损失炉渣含碳量排烟温度
单位kg/h %%%%
标准 10000 728 940 82 15180
实测1092075 129 170 7710 22184
3 更新观念, 补充完善
由于长期以来, 人们忽视炉前煤的预处理和筛分破碎工作, 将煤场里的煤直接输送到煤仓, 致使供给锅炉的煤粒度范围波动较大, 直接影响了锅炉热效率。针对这一问题, 我们考察了海口200#的20t/h 链条炉, 决定在锅炉房较为宽敞的堆煤场建立一套受煤、筛分、破碎系统。
对燃煤设置了两道筛选、一次破碎。首先, 由固定筛进行筛分:筛上部分是粒度超过颚式破碎机要求的煤块, 由人工粗破碎; 筛下部分通过漏斗落到振动筛上, 进行二次筛分。振动筛二次筛分后, 筛下部分直接由漏斗落到输送机入料口; 筛上部分则用一台250 400型颚式破碎机进行破碎。这样, 煤的颗粒大小能满足锅炉燃烧的需要, 由振动筛筛下和破碎机出料口源源不断地汇集到入料漏斗里, 通过大倾角皮带输送机运到锅炉房煤仓, 这套受煤、筛分、破碎系统是先筛后破, 避免过粉碎, 减少破碎机耗电量, 能保证所要求煤的颗粒度, 补充完善原有锅炉房存在的不足。
总结1#和2#炉的生产经验, 要求锅炉厂家直接给3#炉配置分层给煤装置, 使锅炉房节煤增效, 改善环境, 为锅炉保持良好的运行状态提供了保证。
(2) 搪瓷管空气预热器
空气预热器布置在锅炉尾部, 不仅吸收烟气热量, 降低排烟温度, 减少排烟热损失(一般能提高锅炉效率6%~8%) , 而且还加热空气, 提高炉膛温度, 改善燃烧过程和传热过程。
空气预热器工作条件十分恶劣, 经常堵塞、腐蚀和磨损, 寿命只有1~2a 。经过改造的卧式搪瓷管空气预热器可正常运行。
(3) 全电脑自动软水设备
为了避免或减少水垢的产生, 要采取措4 采用高新科技产品
采用工业锅炉微机控制系统和变频技术使锅炉燃烧自控、水位自控, 提高了锅炉自动化水平, 可大大减轻司炉工的劳动强度, 改善锅炉房的环境, 提高企业的管理水平, 给企业带来较高的经济效益。会泽烟厂锅炉房1和2炉还采用了最新分层给煤装置和#
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第2期 陈绍兰:会泽烟厂锅炉房扩建工程热工设计的特点65
有两台 2000机械过滤器和两台GH N -1500型回程式离子交换器, 水处理量有限。我们决定更新换代, 选用国际先进的全电脑软水设备(型号为962Q -750, 容量10t/h, 共4台, 其中1台备用) , 达到操作简单, 管理方便, 确保水质水量的要求。
破常规, 改进锅炉及辅机设备存在的不足, 尽可能避免或减少运行中发生故障。该设计把高新科技引入锅炉房, 对节能降耗, 提高企业经济效益, 保证锅炉安全、可靠、经济地运行是十分必要的。
参考文献
1 航天工业部第七设计研究院. 工业锅炉房设计手册(第二版) . 北京:中国建筑工业出版社, 19872 西安电力学校. 小型火力发电厂锅炉设备及运行. 北京:水利电力出版社, 1973
5 结语
在会泽烟厂锅炉房扩建面积有限的情况下, 应因地制宜, 精心策划、精心布置、打(上接第54页)
4 统一规划, 分期建设
中小型焦化厂大都有从小到大的发展过程, 可采用3种方式预留发展用地。(1) 端头预留方式。焦化厂一般采用两组焦炉, 初期先上一组, 端头预留发展用地, 配煤车间和贮煤场等也应预留。(2)在车间内预留或一次建成。如初冷部分是在车间内预留, 皮带廊、煤塔多是一次性建成, 可节约投资, 避免简单地重复建设。
(3)厂外预留。因精制车间生产规模小, 占地大, 环保问题不易解决, 建议在焦化厂较为集中的地区集中建设焦油精加工和苯精加工企业。这样资金可多方筹措, 占地较少, 生产可连续进行, 污染易处理。
6 绿化
焦化厂污染物质主要来自粉尘、有害气体等, 应栽种不同作用的植被, 减少污染, 为职工创造一个美好的工作环境。
(1) 贮煤场、焦场的周围可布置减尘、滞尘为主的林带, 宽度4m 以上, 乔、灌木各一行, 这样可使另一侧减少50%的灰尘。乔木可选择樟树、大叶桉等常绿阔叶树种, 灌木可选择大叶黄扬、海桐、夹竹桃等。
(2) 有害气体的工段应在四周选择对烟气有吸收和净化作用的树种, 如罗汉松、龙柏、侧柏、合欢吸收SO 2显著, 也可采用小乔灌木黄扬、丁香、夹竹桃、海桐等, 尤其是夹竹桃具有广泛的适应性, 柏树次之, 如昆明煤气厂广泛栽种这两种树种, 生长良好, 效果明显。
(3) 应充分利用山坡建厂的特点搞立体绿化。由于各车间位于不同标高的台地上, 车间四周高低错落, 应按空间的变化进行水平绿化或垂直绿化, 选种乔、灌木和草坪, 厂区边缘结合自然山水景色绿化, 做到点、线、面结合, 组成一个统一协调的立体绿化空间。
参考文献
1. 廖祖裔, 吴迪慎, 雷春浓等. 工业建筑总平面布
. :1984
5 山洪防治
因雨量集中, 易形成山洪, 山区建厂应注意防治, 可采用以下方式解决。
(1) 在厂址区上方适当位置使多条冲沟汇流, 再用排洪沟排除, 在贮煤场上方也应加设截洪沟引流。
(2)厂区内适当保留横穿厂区的排洪沟, 使洪水顺畅排泄, 并为厂区排水创造条件。
(3) 在山坡脚下沿厂内边缘修建排水沟, 以便将场地雨水排除。
第26卷第2期 有色金属设计 Vol. 26No. 2 1999 NONFERROUS M ET ALS DES IGN 1999
铝厂中心化验室的通风设计探讨*
刘 志 玲
(贵阳铝镁设计研究院, 贵阳 550004)
摘 要 论述了铝厂中心化验室通风设计的特点、系统划分、风量的选择等, 并就有关问题提出了意见。
关键词 铝厂化验室 通风设计 风量选择
操作的需要来启闭风机, 节省动力和减少补风补热损失; 由于系统小, 风量、阻力也小, 风机的风量、风压都不大, 噪声与振动相应也较小; 工作时彼此不会干扰, 对工艺的变动发展和调整适应性大; 其缺点是风机数量多, 占地面积较大, 但风机一般都装在屋面, 可不占用使用面积。
对于排风系统, 笔者认为采用分散式的机械排风系统为好, 在系统划分时尽量采用单独的排风系统, 但对通风柜排风, 采取同一房间的通风柜设置一个排风系统, 这样同一房间内如有两个以上的通风柜, 避免一个通风柜使用, 其它的通风柜产生倒流, 使室内受到污染。对伞形罩排风, 那些相邻的排风点, 如同时工作的时间较多, 并且有害气体性质允许混合的, 可采用一个排风系统。
1 概述
随着我国铝工业的迅速发展, 不可避免地带来了对环境的污染。铝厂的中心化验室担负着全厂的原材料、半成品、辅助材料和成品的性能和质量的分析、检验任务。在化学试验过程中, 经常会产生各种难闻的、有腐蚀性的、有毒的气体, 这些有害气体如不及时排出室外, 就会造成室内空气污染, 将会给作业人员的身体健康带来极大的危害, 并会影响仪器设备的精度和使用寿命, 因此, 必须设置排风除尘系统。
2 系统的划分
中心化验室排风系统有通风柜排风系统和伞形罩排风系统。采用机械排风, 可分为集中式和分散式两种。集中式排风系统是把多个排风点组成一个系统, 或把一层楼面或几层楼面的排风点组成一个系统。其优点是风机少, 占地面积小, 设备投资省, 对排风点的数量增减及位置变更, 具有一定适应性; 其缺点是风机设备较大, 使用及维护不方便, 振动较厉害, 系统较大, 风量不易平衡, 且补风补热损失及动力消耗大。分散式排风系统是把一个排风点或同房间的几个排3 风管的布置
中心化验室多为3层楼以上的建筑, 对于底层的排风管需穿越几层楼的房间, 而排风点多居房中间, 如风管采用直管直上, 势必会影响上面房间的使用及美观, 然而采用拐弯至屋角的方案, 则会增加系统阻力, 故设计时可以与工艺专业密切配合, 在尽量不
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第2期 刘志玲:铝厂中心化验室的通风设计探讨61
影响工艺操作的情况下, 调整工艺配置, 把通风柜和排风点尽量布置于顶层, 这样风管可直上屋面, 既不会影响其余房间, 也有利于选择低压头, 低转速的风机, 以减小噪声。
一边敞开 0 5~0 75
根据铝厂化验室有害气体的实际情况, 大多取值在0 5~1 0m/s 之间。4 3 侧吸罩
对于在试验台上或设备上进行试样的粉碎、筛分时所产生的含尘气体, 在很多情况下, 采用的是侧上向吸气的加条缝侧吸罩, 这样, 有害物既能直接就近抽出, 又不会影响工艺操作, 并且在有害物的抽出过程中, 不用经过人的呼吸区。根据 实用供热空调设计手册 , 侧吸罩的排风量可按下式计算:
3
L =3 x XB (m /s)
4 风量的选择
化验室的通风系统要求气流平稳, 风速不能太大, 否则会引起火焰熄灭, 气流紊乱
等现象。加之做试验的试剂量较小, 风量太大、风速太高, 甚至会抽走试剂, 故排风量也不能过大, 而风量太小又不能控制废气的散发, 现在我们一般都依据现有的专业设计手册上的吸风口风速来确定。
4 1 通风柜
目前对有气味和有害气体散发的化学试验都置于通风柜内进行, 以便有组织地将有害气体排至室外。在铝厂的中心化验室, 在通风柜内产生的有害气体为酸雾, 比空气重, 又多为热气体, 所以目前几乎都是采用上、下部联合排风的狭缝式玻璃钢通风柜。4 2 伞形罩
对于某些由于试验设备装置较大, 或者试验操作上的要求, 无法在通风柜中进行的可在其上部采用结构简单、制作方便的伞形罩。伞形罩的罩口截面和形状可灵活地与有害物扩散区水平投影相似, 并且在不影响工艺操作的情况下, 可以尽量靠近有害物散发点。根据 实用供热空调设计手册 , 伞形罩的排风量:
L =3600 0F (m 3/h) 式中 F 罩口面积, m 2;
0 罩口平均风速, m/s 。伞形罩罩口风速如下:
散发有害物种类 罩口平均风速(m/s) 排除无刺激性的有害气体 0 3~0 5 排除有刺激性的有害气体 四边敞开 1 05~1 25 三边敞开 0 9~1 05 式中 x 吸入速度, m/s;
X 吸入口距有害物扩散区的距离, m;
B 条缝口的宽度, m;
在设计中条缝口的高度一般取h 50mm 。
侧吸罩吸风速度如下:
周围气流情况 吸入速度(m/s) 危害性小时 危害性大时无气流或易安装挡板的地方
0 2~0 25 0 25~0 30
中等程度气流
0 25~0 30 0 30~0 35
的地方
较强气流的地方或不安挡板的地方
0 35~0 40 0 38~0 50
强气流的地方 0 5非常强气流的地方 1 0
根据铝厂化验室的实际情况, 大多取值在0 25~0 35m/s 之间。
5 设备的选择
排风设备选择要考虑到噪音小、振动小以及防腐等因素。在以前的化验室设计中, 大多采用在屋面走廊设置风机房, 采用离心通风机集中排放的方案, 根据笔者的设计经验, 认为有以下不足之处:一是由于采用的,
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系统风量大, 管路长, 要求风机的压力也相应增高。根据风量风压而选型的风机的转速大多较高, 这样将会造成噪声增大, 并且还需设置隔振台座, 而化验室所排气体多为腐蚀性气体, 风机进出口的帆布软接管在实际使用中腐蚀非常快, 需常常更换; 二是由于集中排放, 无形中管路长度增加很多, 造成材料量的增加; 三是排风点越多, 同时使用率就越低, 这样动力的浪费增加, 尤其在采暖地区的化验室, 就有调温空气的补给问题, 冬季就有热量损失的无形增加。如把不工作的排风点阀门关闭, 又会造成其余排风点的风速的不稳定。
在目前的铝厂化验室设计中, 大多采用的是单独的屋顶风机排风系统, 由于风管尽量直上, 以减少管道长度和减少系统阻力损失, 所以所选风机的压力不需太高, 转速也可较低。由于铝厂的化验室大多排酸气, 在实际设计中, 大都选用玻璃钢屋顶风机, 根据计算所得的排风量和系统阻力, 乘以10%的附加量来选择风机, 而据用户反映, 玻璃钢屋顶风机的实际出力比样本上的性能偏小, 故笔者建议在风机设计选型时, 按计算所得考虑放大一档来选择风机。
对于除尘系统, 根据排风量不是很大, 散尘点单一, 浓度不高, 间断使用的特点, 为使除尘风管布置简单, 维护管理方便, 相互干扰少, 采用分散的除尘系统。即尽量一个房间设一个除尘系统, 以避免采用集中除尘系统交叉管道多、除尘设备大难于布置, 以及除尘风机大引起噪音振动也大的问题。故大都选用的是带灰箱的单机除尘器。该机组具有体积小、更换滤袋及安装方便等优点, 对化验室的除尘是较为理想的设备。
形式、流量、全压及转速等因素。所以在设计中, 宜尽量选择低流量、低压头、低转速、制造精密运转噪声低的风机。根据许多铝厂的实际运行经验, 宜选择5 6#以下的风机, 并且转速小于1000r/min 为宜。气流噪声与风管内的气流速度有关, 风管内的风速太高就会出现噪声, 风管内的风速以小于7m/s 为宜。风机在运转时, 通过设备基础将振动传至其它地方, 最后以空气声向四周空间辐射, 在设计中, 我们在屋顶风机基础顶面采用10~20mm 的橡胶垫来隔振。
7 防腐问题
由于铝厂化验室所排气体多为热的酸性腐蚀性气体, 故对排风系统有防腐要求。化验室风管材料主要有以下几种:一是钢管, 易腐蚀, 并且对风机噪声吸收能力小, 但制作、安装方便; 二是陶土管, 虽经久耐用, 但安装时需注意承插口的密封和管道的固定问题, 并且其吸声能力也很差; 三是聚氯乙烯管, 虽然材质轻, 耐腐蚀, 易于安装, 但易老化; 四是玻璃钢管, 也具有材质轻、耐腐蚀等优点, 且比聚氯乙烯管耐用。在铝厂化验室设计中, 如果所排腐蚀性气体的排风点较少, 所需风管的量不大, 不方便订货时, 一般采用钢管, 在其内外表面均刷防锈漆; 如果风管量较大时, 一般采用玻璃钢风管。
8 结语
在铝厂中心化验室的设计中, 笔者认为系统风量的选择计算以及低噪声设备的选择最为重要, 只有设计人员的精心设计, 才能给化验室创造一个舒适的环境。
参考文献
1 陆耀庆 实用供热空调设计手册 中国建筑工业出
版社, 1993
2 陆轸 实验室建筑设计 中国建筑工业出版社,
1981
6 噪声控制
化验室的噪声源是风机噪声和气流噪声。风机的噪声又由空气动力性噪声及机械
第26卷第2期 有色金属设计 Vol. 26No. 2 1999 NONFERROUS M ET ALS DES IGN 1999
会泽烟厂锅炉房扩建工程热工设计的特点*
陈 绍 兰
(昆明冶金研究院, 昆明 650031)
摘 要 结合会泽烟厂锅炉房扩建工程的实际, 论述了该工程设计的特点。
关键词 锅炉房 扩建 热工设计
会泽烟厂锅炉房原有两台SHL10-1 27-W 双横包链条炉, 因生产需要, 增加一台SHL20-1 27-A 链条炉, 锅炉装机容量由20t/h 增加到40t/h, 1997年完成扩建工程施工图设计。与一般工程相比, 扩建工程有其特殊性和复杂性, 就热工设计来讲, 为达到充分挖掘潜力, 合理利用原有的建筑物、构筑物、设备和管道, 减少工程量, 节省投资, 并利于管理和维修的要求, 我们因地制宜, 调查研究和分析比较, 较好地处理了设计中出现的问题。
引风机
造。为保证燃尽, 我们请厂家将正规的20t/h炉炉排前后轴中心线由7m 增加为7 5m , 炉排面积由20m 2增加到22 5m 2。此外, 为提高炉子对煤种的适应能力, 保证高原条件下的正常出力, 分别对前后拱、侧密封、排灰门都作了较大改进。
表1 原配、新配设备型号及电机功率比较表
设备名称鼓风机
厂家原配SG20-1左90 N =75k W Y4-73-11NO12D 左180 N =90k W 4GC-4N =45k W
设计新配G4-73-11D 右45
N =55kW Y8-39 14D 左0
N =75kW DG25-30 7N =30kW
1 打破常规, 变被动为主动
1 1 主要辅机选型
通风机和给水泵是锅炉房的主要辅机, 也是锅炉房耗电量最大的设备。
因锅炉厂所生产的锅炉是定型产品, 已配好鼓、引风机和电动给水泵, 我们主动与厂家联系, 结合云南海拔高的特点, 通过气压修正和计算, 在保证风压风量的前提下, 合理选配鼓、引风机和电动给水泵, 并重新配备电机, 以降低辅机的电耗, 见表1。1 2 燃烧设备的改进
锅炉节能技术改造中, 燃烧设备总是在锅炉房建成后才发现问题, 比如锅炉出力不足等, 在运行一段时间后只有大修。针对这种情况, 我们变被动改造为主动改进, 在锅电动给水泵
2 因地制宜, 优化组合
2 1 合理设置除氧系统
锅炉给水对热力设备危害最大的是氧气, 在旧设备的合理利用、优化组合中, 采取有效措施, 节约工程投资。锅炉房原有热力除氧器一台, 置于水处理间屋面上, 以满足除氧水箱最低水位与给水泵中心线间的高差应不小于6~7m 的要求。如果增加一台新的除氧器, 屋顶面积受限, 支撑处理麻烦, 若弃旧买新, 也不划算, 我们决定优化组合, 把已闲置多年的5m 3容积式热交换器利用起来, 重新配管, 与除氧水箱连通,
*:03-
64有色金属设计 第26卷
增大除氧水箱的体积, 基本满足扩建后所需。然后再把除氧由20t/h 改为40t/h, 这就省去了屋面荷重的改造费用。2 2 选用大倾角皮带输送机
若锅炉房扩建部分布置在原锅炉房与煤棚之间, 运煤系统布局受限。我们选择大倾角皮带输送机代替原爬车运煤系统。
(1) 分层给煤装置
分层给煤装置代替原炉前加煤斗。从煤仓中溜下来的合格混煤, 由煤闸板定量控制, 经转动的滚筒疏松后, 散落到筛板上, 粒度较大的颗粒从筛板上沿斜面滚到炉排上, 粒度较小的漏到筛下, 这样, 混煤中的大颗粒先落到炉排上, 形成下大上小分布的疏松的煤层, 从而实现分层燃烧。采用分层给煤装置, 煤层上部的小颗粒, 被炉膛冲出的半沸腾燃烧的红炭粒覆盖新煤层, 吸热多, 着火快, 明显改善了着火条件。同时, 因为煤层疏松, 阻力减小, 通风均匀, 避免了火口、火龙, 提高了炉排热强度和煤层的燃尽程度。会泽烟厂原1#和2#炉采用分层给煤装置后, 有明显的节能效果, 部分测试指标见表2(以2#为例) 。
表2 采用分层给煤装置的实测结果
项目蒸发量热效率排烟热损失排渣物理损失炉渣含碳量排烟温度
单位kg/h %%%%
标准 10000 728 940 82 15180
实测1092075 129 170 7710 22184
3 更新观念, 补充完善
由于长期以来, 人们忽视炉前煤的预处理和筛分破碎工作, 将煤场里的煤直接输送到煤仓, 致使供给锅炉的煤粒度范围波动较大, 直接影响了锅炉热效率。针对这一问题, 我们考察了海口200#的20t/h 链条炉, 决定在锅炉房较为宽敞的堆煤场建立一套受煤、筛分、破碎系统。
对燃煤设置了两道筛选、一次破碎。首先, 由固定筛进行筛分:筛上部分是粒度超过颚式破碎机要求的煤块, 由人工粗破碎; 筛下部分通过漏斗落到振动筛上, 进行二次筛分。振动筛二次筛分后, 筛下部分直接由漏斗落到输送机入料口; 筛上部分则用一台250 400型颚式破碎机进行破碎。这样, 煤的颗粒大小能满足锅炉燃烧的需要, 由振动筛筛下和破碎机出料口源源不断地汇集到入料漏斗里, 通过大倾角皮带输送机运到锅炉房煤仓, 这套受煤、筛分、破碎系统是先筛后破, 避免过粉碎, 减少破碎机耗电量, 能保证所要求煤的颗粒度, 补充完善原有锅炉房存在的不足。
总结1#和2#炉的生产经验, 要求锅炉厂家直接给3#炉配置分层给煤装置, 使锅炉房节煤增效, 改善环境, 为锅炉保持良好的运行状态提供了保证。
(2) 搪瓷管空气预热器
空气预热器布置在锅炉尾部, 不仅吸收烟气热量, 降低排烟温度, 减少排烟热损失(一般能提高锅炉效率6%~8%) , 而且还加热空气, 提高炉膛温度, 改善燃烧过程和传热过程。
空气预热器工作条件十分恶劣, 经常堵塞、腐蚀和磨损, 寿命只有1~2a 。经过改造的卧式搪瓷管空气预热器可正常运行。
(3) 全电脑自动软水设备
为了避免或减少水垢的产生, 要采取措4 采用高新科技产品
采用工业锅炉微机控制系统和变频技术使锅炉燃烧自控、水位自控, 提高了锅炉自动化水平, 可大大减轻司炉工的劳动强度, 改善锅炉房的环境, 提高企业的管理水平, 给企业带来较高的经济效益。会泽烟厂锅炉房1和2炉还采用了最新分层给煤装置和#
#
第2期 陈绍兰:会泽烟厂锅炉房扩建工程热工设计的特点65
有两台 2000机械过滤器和两台GH N -1500型回程式离子交换器, 水处理量有限。我们决定更新换代, 选用国际先进的全电脑软水设备(型号为962Q -750, 容量10t/h, 共4台, 其中1台备用) , 达到操作简单, 管理方便, 确保水质水量的要求。
破常规, 改进锅炉及辅机设备存在的不足, 尽可能避免或减少运行中发生故障。该设计把高新科技引入锅炉房, 对节能降耗, 提高企业经济效益, 保证锅炉安全、可靠、经济地运行是十分必要的。
参考文献
1 航天工业部第七设计研究院. 工业锅炉房设计手册(第二版) . 北京:中国建筑工业出版社, 19872 西安电力学校. 小型火力发电厂锅炉设备及运行. 北京:水利电力出版社, 1973
5 结语
在会泽烟厂锅炉房扩建面积有限的情况下, 应因地制宜, 精心策划、精心布置、打(上接第54页)
4 统一规划, 分期建设
中小型焦化厂大都有从小到大的发展过程, 可采用3种方式预留发展用地。(1) 端头预留方式。焦化厂一般采用两组焦炉, 初期先上一组, 端头预留发展用地, 配煤车间和贮煤场等也应预留。(2)在车间内预留或一次建成。如初冷部分是在车间内预留, 皮带廊、煤塔多是一次性建成, 可节约投资, 避免简单地重复建设。
(3)厂外预留。因精制车间生产规模小, 占地大, 环保问题不易解决, 建议在焦化厂较为集中的地区集中建设焦油精加工和苯精加工企业。这样资金可多方筹措, 占地较少, 生产可连续进行, 污染易处理。
6 绿化
焦化厂污染物质主要来自粉尘、有害气体等, 应栽种不同作用的植被, 减少污染, 为职工创造一个美好的工作环境。
(1) 贮煤场、焦场的周围可布置减尘、滞尘为主的林带, 宽度4m 以上, 乔、灌木各一行, 这样可使另一侧减少50%的灰尘。乔木可选择樟树、大叶桉等常绿阔叶树种, 灌木可选择大叶黄扬、海桐、夹竹桃等。
(2) 有害气体的工段应在四周选择对烟气有吸收和净化作用的树种, 如罗汉松、龙柏、侧柏、合欢吸收SO 2显著, 也可采用小乔灌木黄扬、丁香、夹竹桃、海桐等, 尤其是夹竹桃具有广泛的适应性, 柏树次之, 如昆明煤气厂广泛栽种这两种树种, 生长良好, 效果明显。
(3) 应充分利用山坡建厂的特点搞立体绿化。由于各车间位于不同标高的台地上, 车间四周高低错落, 应按空间的变化进行水平绿化或垂直绿化, 选种乔、灌木和草坪, 厂区边缘结合自然山水景色绿化, 做到点、线、面结合, 组成一个统一协调的立体绿化空间。
参考文献
1. 廖祖裔, 吴迪慎, 雷春浓等. 工业建筑总平面布
. :1984
5 山洪防治
因雨量集中, 易形成山洪, 山区建厂应注意防治, 可采用以下方式解决。
(1) 在厂址区上方适当位置使多条冲沟汇流, 再用排洪沟排除, 在贮煤场上方也应加设截洪沟引流。
(2)厂区内适当保留横穿厂区的排洪沟, 使洪水顺畅排泄, 并为厂区排水创造条件。
(3) 在山坡脚下沿厂内边缘修建排水沟, 以便将场地雨水排除。