某电镀车间通风除尘系统设计

解丽娜

（沈阳工学院 能源与水利学院，辽宁 抚顺 113008）

为了防止机械设备生锈、腐蚀等现象的出现以及设备的美观性，制造过程中常需要对产品进行电镀处理，该工艺过程将会产生大量的废水、废气、粉尘等污染物，若处理不及时、不到位，将会严重危害从业人员的身体健康[1-2]。由于电镀粉尘对于人体的影响重大，国内外学者展开了广泛研究。

目前国内外针对电镀工艺通风除尘技术已经有了很大的发展，袋式除尘、电除尘等技术已经成熟，能够有效的处理生产过程中产生的粉尘。电除尘器作为高效除尘设备在世界各国都得到广泛的重视[3-4]。我国20 世纪60 年代开始开展电除尘器的研究，80 年代中期以后结合引进国外的先进技术，促使电除尘器得到特别迅速的发展，数量急剧增加[5]。

综上所述，在自然通风的基础上，通过机械通风的理论研究与技术应用，最大可能地改善、保证作业环境的清洁，在职业病的预防上具有重要意义，同时也有助于车间提高经济效益。

1 工程实例

在风险控制措施中，为了防止事故的发生，一般通过对“危险源- 传播过程- 受体”三方面的处理，减少事故发生的可能性，降低事故后果严重性。

以辽宁省某电镀车间为研究对象，该车间的电镀工艺生产过程产生了大量的含重金属离子的电镀废水和各类酸雾废气。由于目前的技术没有更好的工艺使得源头产尘量减少的措施，故为了有效预防尘肺病，通过对工艺过程中产生的粉尘传播过程进行控制，如对其进行通风系统设计，尽可能地降低作业场所粉尘浓度，减少粉尘对人体健康的影响。

2 除尘方案的选择

在满足除尘要求的条件下，根据现场实际情况选择最优的除尘系统，尽量做到除尘设备的最佳配置，同时力争使除尘系统的布置简洁、垂直或者倾斜布置管路，减少弯头、三通等局部管件的布置。综合考虑各种因素，尽量满足技术和经济合理，该工程实例的除尘系统的类型选择为一级湿式的负压的集中除尘系统。

3 排风罩的设计及风量计算

为了保证排风罩的效果，依据排风罩设计原则和该实例的工艺特点，电镀车间自动生产线上广泛应用的局部排风罩为条缝式槽边排风罩。

由于镀锌槽边宽度B=500mm＜700mm，故采用单侧条缝式槽边排风罩。

根据国家相关标准设计，条缝式槽边排风罩的断面尺寸（E×F）共有三种，分别为250mm×200mm、250mm×250mm、200mm×200mm，镀锌槽将选用E×F=250mm×200mm。

根据已给数据查附录“镀槽边缘控制点的吸入速度”可得：

控制风速：vx=0.40m/s

高截面单侧排风量依据公式

L=2vxAB（B/A）0.2（1）

计算可得L=2vxAB（B/A）0.2=2×0.40×1.5×0.5×（0.5/1.5）0.2=0.481m3/s

假设条缝口风速：ν0=10m/s（通常取7～10 m/s）

采用等高条缝，条缝口面积依据公式

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

条缝口高度依据公式

h0=f0/A （3）计算可得h0=f0/A=0.048/1.5=0.032m=32mm

由于f0/Ft=0.048/0.25×0.20=0.960＞0.3，为保证条缝口上速度分布均匀，设四个罩子，设四根立管。

因此：f'/Ft=f0/4Ft=0.048/(4×0.25×0.20)=0.240＜0.3

阻力依据公式△p=ζν2ρ/2 （4）计算可得△p=ζν2ρ/2=2.34×102×1.2/2=140Pa（其中ζ=2.34，ρ 取1.2kg/m3）

同理，电化学除油槽、镀锡槽、镀银槽的计算结果如表1。

表1 各槽参数表

4 除尘器的设计

除尘器结构包括除尘器外壳、除尘器进风口、除尘器出风口、除尘器下部椎体以及污水口、螺旋形喷嘴、供水管、折板脱水器。除尘器设计的数据结果见表2 所示。

表2 除尘器数据表

5 除尘管道设计

依据通风管道设计时应注意的问题和假定流速法的计算步骤和方法所设计的除尘系统轴测图如图1 所示。经计算的各管道尺寸表参数如表3 所示。

图1 除尘系统轴测图

表3 管道尺寸表参数

6 风机选型及经济概预算

依据公式

式中Pf- 风机的风压，Pa；

Lf- 风机的风量，m3/h；

Kp- 风压附加系数，一般的送排风系 统 取 1.1-1.15； 除 尘 系 统 取1.15-1.20；

KL- 风量附加系数，一般的送排风系统取1.1；除尘系统取1.1-1.15；

∆P- 系统的总阻力，Pa；

L- 系统的总风量，m3/h。

计算所得的风机风量和风压，查《除尘装置系统及设备设计选用手册》，选用4-72-No5A 型离心式通风机。

经过计算，该除尘系统的总费用：

S总=S初+S维=18.7+274.2=292.9 万元

除尘系统的建立在给电镀车间带来的总效益为：

S=S罚款+S医疗=150+103=253 万元

比较可知，建立这个设计的除尘系统不会给车间造成很大的经济负担，而是在使用年限内给该电镀车间带来了更高的效益，可见建立该除尘系统是个合理、明智的选择。

7 结论

为了防止电镀车间产生对人体的危害，通过设计除尘系统，使粉尘传播过程中得到有效控制，且该系统的经济概预算结果显示建立这个设计的除尘系统不会给车间造成很大的经济负担，而是在使用年限内给该电镀车间带来了更高的效益，可见建立该除尘系统是个合理、明智的选择。