一、項目概況與設計依據
1.1 項目概況
鶴山德美餐具有限公司是擁有150年歷史的著名德資企業WMF集團2000年在中國投資的分公司
現有系統收集口風速偏低,粉塵不能有效收集;收集粉塵清掃困難等安全隱患,因此急需對原有除塵系統進行改造以滿足吸塵與環保治理要求。
根據《嚴防企業粉塵爆炸五條規定》(國家安全監管總局令第68號)、(粵安辦〔3046〕56號)關于印發《廣東省粉塵涉爆企業專項治理行動方案》的通知等相關要求,并結合貴司粉塵組成成份的實際情況,特制定如下改造方案。通過對現場吸塵口風量的計算,核算處理總風量為282000m3/h,按照貴司要求,共設計5套粉塵處理系統,其中2套處理系統的每套設計風量60000m3/h,3套處理系統的每套設計風量50000m3/h。設計采用噴淋水膜除塵器處理工藝,風管利用車間原有進行進行整改。另外根據客戶要求,車間管道安裝明火感溫探測與消防滅火系統。
1.2設計依據
1、根據《中華人民共和國環境保護法》;
2、根據《大氣污染物綜合排放標準》GB16297-1996;
3、《廣東省大氣污染物排放限值》(DB(1)法規
《中華人民共和國安全生產法》
《中華人民共和國消防法》
《中華人民共和國環境保護法》
《嚴防企業粉塵爆炸五條規定》(國家安全監管總局令第68號)
關于印發《廣東省粉塵涉爆企業專項治理行動方案》的通知(粵安辦〔3046〕56號)
(2)標準
《鋁鎂制品機加工粉塵防爆安全技術規范》
《粉塵防爆安全規程》GB15577-2007
《防止靜電事故通用導則》GB12158-2006
《粉塵爆炸泄壓指南》GB/T15605-2008
《大氣污染物排放限值》(GB16297-1996)
工作場所空氣中粉塵測定 第一部分 :總粉塵濃度GBZ/T192.1
《工業企業設計衛生標準》(GBZ1-3040)
《工作場所有害因素職業接觸限值》GB2.1-2007
《建筑設計防火規范》(GB50016-3044)
《爆炸危險環境電力裝置設計規范》(GB50058-3044)
《粉塵爆炸危險場所用吸塵器防爆導則》(GB/T17919-2008)
《可燃性粉塵環境用電氣設備第1部分:用外殼和限制表面溫度保護的電氣設備 第1節:電氣設備的技術要求》(GB12476.1-2000)其他有關設計規范和設計手冊以及用戶要求相關資料。44/27-2001);
4、根據《車間空氣中有害物質的最高容許濃度》TJ36-79;
5、廠方提供的建設項目環境影響評價報告表和相關資料;
6、《廣東省大氣污染物排放限值》(DB44/27-2001)
7、我公司對同類粉塵的處理經驗;
1.3設計原則
1.嚴格國家有關安全法規要求,確保各項指標能夠達到國家及地方標準;
2.粉塵的收集及處理系統盡量少使用管道,采用光滑不易積塵的內壁,減少投資,方便清理;
二、設計范圍與設計目標
2.1工程設計范圍
3.11工藝流程的選擇和設計;
3.12特制設備的制造、安裝與標準設備的選型;
3.13工程設備的運輸、安裝、調試、驗收及操作人員的培訓;
3.14管網、電器、自控的設計與安裝;
3.15 我方只負責由電控箱至風機的電源(甲方須提供電源至電控箱內);
2.2工程設計目標
3.2.1治理系統持續穩定運行,操作簡便,設備完好率高,故障率低;
3.2.2整體設計優化、合理、簡潔、美觀;
3.2.3能耗低、物耗少;運行費用少,管理成本低,勞動強度低,操作環境好;
三、整治方案
整個工藝過程包括粉塵收集、粉塵輸送與除塵過程。貴司原有多條吸塵系統,按照貴司要求,我司先提出一條除塵系統整改方案。
3.1收集系統設計原則
粉塵收集口,盡可能靠近粉塵產生源點;
根據粉塵的特點和散發情況,以最少的風量充分地收集粉塵;
根據生產設備的結構和使用操作的特點,在不防礙生產操作,以及設備檢修的情況下,確定收集罩的形式和位置;
排出的氣流盡量不經過人的呼吸區;
應采取強壓負壓吸風的形式進行對粉塵的收集,為防止工件進行拋光的時候拋光的粉塵進行不規則的擴散運動;
3.2 風機
選用大風量壓力高的專用透浦吸塵風機
3.3電儀控制及聯鎖
對粉塵制品機械加工防爆技術安全規范要求。
相關設備應聯鎖設定開啟關停順序,當中間有故障時,全部聯鎖停止工作;完善剩余電流動作保護裝置。
3.4防雷及防靜電
打磨作業在多單層獨立建筑,為磚混結構廠房,廠房設置整體防雷措施;
設備金屬外殼、機座、金屬管道等均采用靜電接地措施,防靜電接地采用就近接地的方式,禁止采用串聯方式;
作業人員清掃工具采用竹制工具,穿戴防靜電勞保用品;
四、方案說明
4.1平面布置
1、粉塵通過原有工作臺上部的吸塵罩收集,再通過光滑鐵管統一收集到室外處理。
2、濕式除塵,避免沉降、堆積的粉塵揚起形成粉塵云達到爆炸極限導致爆炸發生。
4.2工藝確定
收集→工作臺吸塵罩→光滑防爆吸塵風管→風機→噴淋水膜除塵器
4.3電氣、除塵裝置方面
1、供電不管是TN-S、TT系統都要求就近重復接地,二級漏電保護。電氣開關設備、插座布置在爆炸危險環境有實體墻分隔的打磨、拋光車間之外,減少大量使防爆電氣設置所需成本;
2、針對初始事故多在20區(風槽、排風管道、除塵裝置區域內),要選用性能、葉片安全系數高的離心電機外置風機,讓電機放置在1、2級除塵系統后外,可以有效避免電氣方面的安全隱患,防止葉片上粉塵堆積,讓電機及電力線路布置在20區之外。
3、除塵管道采用圓弧形光滑的非輕金屬設計,減少粉塵在管道里面積聚,并不得有產生氣體滯留的死角。風機功率大小可以按同類型車間經驗設計安裝,以啟動風機后,全部拋光、打磨工位正常作業時,管道內無粉塵積聚為標準;(末端風速應不低于21米/秒)
4、粉塵和廢氣通過水簾(幕)實現除塵;
5、固定的吸塵(罩)喇叭口加上不大于打磨工件網罩,防止工件吸入管道,以免與風葉碰撞損壞風機或引發事故;
6、在電氣控制箱安裝電機的缺、錯相保護、過電流及漏電保護裝置。至各用電設備用鎧裝電纜或穿鋼管保護;
7、風槽、除塵裝置等全部金屬外殼單獨重復防靜電接地;
8、除塵裝置設置在車間廠房外部,不宜向上排放,防止風機突然停止時粉塵自然沉降,避免管道內局部區域粉塵濃度突然增加。
9、車間不準使用移動式的電氣設備。
五、粉塵排風量
根據貴公司提供的有關資料及我司處理同類粉塵的相關工程經驗,以及《嚴防企業粉塵爆炸五條規定》(國家安全監管總局令第68號)、(粵安辦〔3046〕56號)關于印發《廣東省粉塵涉爆企業專項治理行動方案》的通知等相關要求,支風管風速設計為20-23m/s,主風管風速設計為25m/s。核算處理總風量為282000m3/h,按照貴司要求,共設計5套粉塵處理系統,其中2套處理系統的每套設計風量60000m3/h,另外3套處理系統的每套設計風量50000m3/h。設計采用噴淋水膜除塵器處理工藝。風管利用車間原有進行進行整改。
六、設計標準
拋光粉塵治理后,達到《廣東省大氣污染物排放限值》(DB44/27-2001)第二時段最高允許排放標準要求:
污染源標號及治理對象 |
污染物去除率(%) |
污染物排放濃度(mg/ m3) |
粉塵顆粒物 |
粉塵顆粒物 |
|
拋光粉塵 |
≥90 |
≤120 |
貴司拋光除塵系統項目改善后,必須滿足以下要求和標準:
1、符合環境相關方組織的檢測;排放氣體符合環保相關的法規檢測
的標準;
2、改善車間內的粉塵飛揚,提高抽塵的風速;(目前風速約5m/s-12m/s;目標改善后約> 15m/s-25m/s)
3、設備具有自動/半自動清灰功能,安裝電機具有防爆措施或功能。
4、風管/塵管和整體的系統,具有防火檢測裝置;具有報警和自動防火、滅火功能。
5、除塵系統的噴淋,使用貴司污水站處理后的清潔水,達到循環利用、節能的目的。
七、高效水膜除塵器除塵原理
水膜除塵器原理是通過離心風機的吸力把含塵氣體吸入設備,其內的沖擊水浴會把一部分灰塵吸附在水中。經均布噴淋分流后,含塵氣體從下往上流動,而高壓噴頭則由上向下噴灑水霧,捕集剩余部分的塵粒。塵水經離心或過濾脫離,因重力經塔壁流入循環池,凈化氣體從上部出風口排出。廢水在循環池中經沉淀處理后循環使用,沉渣定期清撈、外運。而達到除塵的目的。
八、高效水膜除塵器結構組成
主要由主筒體、進風管、噴淋層、填料層、除霧層、水泵、循環水槽、檢修口(觀察窗)、泄爆門等組成。塔體用不銹鋼、材質。
九、高效水膜除塵器適用范圍
主要適用于:五金、建材、陶瓷、電子、化工、鑄造、鋁制品、治金、機械加工、有色金屬等各工業領域的粉塵凈化。
十、高效水膜除塵器特點
(1).除了具有除塵作用,還有煙氣降溫和吸收可溶性有害氣體的多種功效。
(2).適應性強,適用于處理高溫、易燃易爆和有害、有粘性的含塵氣體;
(3).運行正常,凈化效率高;
(4).可用于霧塵集聚之粉塵、氣體;
(5).結構簡單、占地面積小。投資低;
(6).運行安全、操作及維修方便。
十一、管道消防滅火系統
1、感溫探測及消防滅火系統原理與組成:主要由控制柜、感溫探測系統、噴淋滅火系統、增壓系統組成,另外還包括報警系統。管道內出現明火時,感溫探測系統的探頭探測溫度,當溫度超過設定值時,通過信號傳輸給控制系統,控制系統發出聲光報警,同時除塵系統馬上停止運行,消防增壓泵馬上運行,同時消防噴頭及時打開,噴淋水把管道內的明火熄滅,起到有效消除火災的作用。
2、控制柜:是感溫探測及消防滅火系統的核心部分,接收、記錄、分析、處理感溫探測系統輸送來的信號。
3、感溫探測系統:采用溫度原理進行測量, 探頭內的高敏感溫度儀,并將信號放大后傳輸給控制柜,保證可以探測到整個粉塵輸送管道,截面范圍內的明火。
4、消防熄除系統:主要包括電磁閥、球閥、過濾器、噴嘴和管道,電磁閥接受控制柜信號,完成噴水熄火,過濾器濾除水中的雜質,確保電磁閥的正常工作,噴嘴配有閥板結構,防止粉塵堵塞噴嘴,流量探測儀確保溫度探測系統正常工作,避免系統出現有報警,系統無水噴出或報警已結束,缺仍有水噴出的情況的出現。
5、增壓系統:由于系統的火災熄除過程需要有高壓水,所以當系統用水小于7BAR時,需要采用增壓系統,系統主要包括:增壓離心泵,開關柜,蓄壓罐、球閥、電磁閥、截止閥,過濾器、壓力開關、安全閥等。
6、溫度探測及消防滅火系統功能示意圖
十二、設備選型
一:2#、4#除塵系統:風量60000m3/h,2套
1、主風管設計
風量:60000m3/h,過濾風速:25m/s
根據風量公式計算管徑:
支風管:φ100-300mm,風速≥20-23m/s
主風管?。?/span>φ900mm,
材料:風管采用0.8-1.2mm鍍鋅螺旋管道,
2、高效水膜除塵器設計
設計處理風量Q=60000m3/h,
尺寸:長3500mm*寬3000mm*高6000mm。
材質:不銹鋼材質,
備注:安裝檢修觀察窗,爬梯等
數量:2臺
3、沉淀過濾循環水箱設計
結構:3層過濾循環水箱
材質:不銹鋼
備注:安裝自動補水裝置1套,自動排泥氣動閥3個,
噴淋水膜除塵器與過濾循環水箱合計總重量為7噸,占地面積22平方;平均每平方樓面承受重量318公斤;
數量:2個
4、吸塵風機
風量:60000m3/h。
功率:75KW
材質:碳鋼材質
形式:中壓吸塵風機
電機:防爆電機
極數:4P,備注6個減震器
重量:1.5噸,占地4平方,平均每平方承重375公斤
數量:2臺
5、循環水泵設計選型
功率:3.7KW
材質:耐腐蝕化工泵
數量:6臺
6、自動清灰閥
材質:鋼板材質
數量:2套
7、其他
安裝防水電控柜2套。
每條主管均安裝消防噴淋管,相隔6米的位置安裝一個消防噴頭。
二:1#、3#、5#除塵系統:風量50000m3/h,3套
1、主風管設計
風量:50000m3/h,過濾風速: 25m/s
根據風量公式計算管徑:
|
主風管?。害?span style="font-family:"">850mm, |
支風管:φ100-300mm,風速≥20-23m/s,
材料:風管采用0.8-1.2mm鍍鋅螺旋管道
2、高效水膜除塵器設計
設計處理風量Q=50000m3/h,
尺寸:長2700mm*寬2700mm*高6000mm。
材質:不銹鋼材質,
備注:安裝檢修觀察窗,爬梯等
數量:3臺
3、沉淀過濾循環水箱設計
結構:3層過濾循環水箱
材質:不銹鋼
備注:安裝自動補水裝置1套,自動排泥氣動閥3個,
噴淋水膜除塵器與過濾循環水箱合計總重量為6噸,占地面積19.44平方;平均每平方樓面承受重量308公斤;
數量:3個
4、吸塵風機
風量:50000m3/h
功率:45KW
材質:碳鋼材質
形式:中壓吸塵風機
電機:防爆電機
極數:4P,備注6個減震器
重量:1.3噸,占地3.5平方,平均每平方承重371公斤
數量:3臺
5、循環水泵設計選型
功率:3.0KW
材質:耐腐蝕化工泵
數量:9臺
6、自動清灰閥
材質:鋼板材質
數量:3套
7、其他
安裝防水電控柜3套。
每條主管均安裝消防噴淋管,相隔6米的位置安裝一個消防噴頭。
十三、運行成本分析
一.除塵系統運行成本概況:
A.電費計算:系統均按每天運行12小時工作時間計算,其中用電設備為功率為2臺75KW與3臺45KW抽風機,與6臺功率為3.7KW與9臺3KW循環水泵,風機采用變頻器控制,根據實際使用數量的多少可以自動調節風機頻率和功率,機器平均按70%使用量計算,則風機平均運行功率按70%計算,當機器開70% 時,每套系統只需要開2臺水泵噴淋即可,這些設備每天運行12小時,每月運行28天,用電量計算如下:〖(75*2+45*3)*70%+(4*3.7+6*3)〗 *12小時=2787度/每天,工業用電每度電按0.6元計算,每月按26天計算,即2787*0.6*26=43477元/每月,即每年的電費是43477*12=521724元/每年。
B.人工成本
系統設備操作由電工兼職,操作簡便,故人工費可忽略不計。
綜合以上,得設備年運行成本為:521724元。
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