船舶工業(yè)大跨度涂裝工場(chǎng)的設(shè)計(jì)

鐘睿

【摘 ?要】大跨度涂裝工廠是船舶生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，其會(huì)直接影響到船舶質(zhì)量與企業(yè)成本。基于此，文章對(duì)船舶工業(yè)大跨度涂裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行多方面設(shè)計(jì)，希望對(duì)相關(guān)從業(yè)人員提供參考與借鑒。

【關(guān)鍵詞】船舶制造;大跨度;涂裝工場(chǎng);設(shè)計(jì)

1.工程概況

文章以中船第九設(shè)計(jì)研究院工程有限公司的工程項(xiàng)目為例，該船舶涂裝工場(chǎng)的長(zhǎng)度與跨度均為60m，涂裝工場(chǎng)的高度為15m，屬于大跨度涂裝工場(chǎng)范疇，根據(jù)涂裝工場(chǎng)的制造生產(chǎn)需求，對(duì)車(chē)間內(nèi)部溫度與作業(yè)表面溫度有著嚴(yán)格要求，因此要在設(shè)計(jì)制造階段進(jìn)行全方位考慮，這樣才能保證涂裝工場(chǎng)的后期應(yīng)用質(zhì)量。由于本工程項(xiàng)目的車(chē)間跨度較大，因此選擇在部分屋面應(yīng)用四角錐網(wǎng)架，以此來(lái)保證建筑整體穩(wěn)定性。然而設(shè)置網(wǎng)架會(huì)在冬天形成較大的耗能，所以還要增設(shè)吊頂來(lái)緩解耗能情況。接下來(lái)，文章將從建筑設(shè)計(jì)、送風(fēng)及排風(fēng)、廢氣治理、防排煙、電氣設(shè)計(jì)、給水與排水等方面對(duì)大跨度涂裝工場(chǎng)開(kāi)展設(shè)計(jì)，具體內(nèi)容如圖1所示。

2.大跨度涂裝工場(chǎng)的設(shè)計(jì)方案

2.1建筑設(shè)計(jì)

首先要對(duì)大跨度涂裝工場(chǎng)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，由于大跨度涂裝工場(chǎng)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生二甲苯，根據(jù)火災(zāi)類型進(jìn)行分類，大跨度涂裝工場(chǎng)的危險(xiǎn)性為乙級(jí)，因此大跨度涂裝工場(chǎng)要符合一級(jí)耐火等級(jí)，具體設(shè)計(jì)措施如下：（1）圍繞涂裝工場(chǎng)設(shè)置泄壓設(shè)施，大量采用透光天窗來(lái)增加泄壓總面積，將車(chē)間的整體泄壓比值控制在0.11以上，保證車(chē)間的泄壓面積符合相應(yīng)的防爆要求;（2）針對(duì)涂裝工場(chǎng)的熱能耗問(wèn)題設(shè)置吊頂，并且采用FLACS技術(shù)對(duì)吊頂后的應(yīng)用情況進(jìn)行數(shù)值模擬，保證大跨度涂裝工場(chǎng)在發(fā)生爆炸事故時(shí)可以有效泄爆;（3）由于大跨度涂裝工場(chǎng)在生產(chǎn)過(guò)程中屬于密閉空間，因此還要對(duì)加工產(chǎn)生的有機(jī)廢氣量進(jìn)行監(jiān)控，將相應(yīng)的報(bào)警極限設(shè)置為爆炸下限的25%;（4）將大跨度涂裝工場(chǎng)劃分為兩個(gè)防火分區(qū)，根據(jù)相關(guān)規(guī)定對(duì)防火分區(qū)的面積重新進(jìn)行劃分，保證分區(qū)內(nèi)防火設(shè)施與閥門(mén)管道的數(shù)量，要同時(shí)兼顧大跨度涂裝工場(chǎng)的生產(chǎn)要求與防火防爆規(guī)范。

2.2送風(fēng)及排風(fēng)設(shè)計(jì)

由于大跨度涂裝工場(chǎng)在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)屬于密閉形式，因此還要進(jìn)行送風(fēng)與排風(fēng)設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)方案采用全新的換氣設(shè)施，根據(jù)大跨度涂裝工場(chǎng)的建筑尺寸對(duì)換氣次數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以此來(lái)滿足車(chē)間的換氣要求，節(jié)省送風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行成本。具體設(shè)計(jì)措施如下：（1）在車(chē)間的噴漆階段將設(shè)備的換氣頻率調(diào)整至6次/h，在其余階段將設(shè)備的換氣頻率調(diào)整為3次/h，這樣可以準(zhǔn)確控制車(chē)間內(nèi)部的二甲苯含量，防止車(chē)間內(nèi)部產(chǎn)生火災(zāi)與爆炸事故;（2）為滿足車(chē)間在冬季的生產(chǎn)需求，還要對(duì)排風(fēng)設(shè)施重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，以此來(lái)保證室內(nèi)溫度，具體為采用機(jī)械加熱方式，并且結(jié)合蒸汽與天然氣來(lái)制造熱源，該方式當(dāng)前被廣泛應(yīng)用于大跨度涂裝工場(chǎng)的送風(fēng)與排風(fēng)設(shè)計(jì)中;（3）車(chē)間在夏季生產(chǎn)時(shí)，還要強(qiáng)化去濕能力，因此也要對(duì)送風(fēng)與排風(fēng)效率進(jìn)行調(diào)整，構(gòu)建科學(xué)的空氣循環(huán)體系，可以快速去除車(chē)間內(nèi)部濕氣，進(jìn)而更好的控制大跨度涂裝工場(chǎng)的生產(chǎn)溫度。

2.3廢氣治理設(shè)計(jì)

在針對(duì)大跨度涂裝工場(chǎng)進(jìn)行廢氣治理時(shí)，本方案選擇實(shí)時(shí)監(jiān)控模式，也就是對(duì)車(chē)間內(nèi)部的廢棄囤積情況進(jìn)行準(zhǔn)確分析，同時(shí)選擇沸石轉(zhuǎn)輪+RTO治理技術(shù)，其運(yùn)行原理如下：（1）對(duì)車(chē)間內(nèi)部有機(jī)廢氣中的雜質(zhì)與粉塵進(jìn)行去除，也就是對(duì)車(chē)間內(nèi)部空間進(jìn)行初步過(guò)濾;（2）使用轉(zhuǎn)輪沸石將有機(jī)物質(zhì)截留在設(shè)備內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢氣與空氣的分離，由于沸石中的有機(jī)物在受熱后可以揮發(fā)出來(lái)，這樣可以與有機(jī)廢氣中的有機(jī)物質(zhì)相結(jié)合;（3）采用RTO運(yùn)行模式不需要天然氣進(jìn)行加熱處理，因此具備環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以更好的控制大跨度涂裝工場(chǎng)內(nèi)部溫度，保證船舶涂裝生產(chǎn)質(zhì)量與效率。

2.4防排煙設(shè)計(jì)

在進(jìn)行防排煙設(shè)計(jì)時(shí)，雖然本工程設(shè)計(jì)中屋面采光帶采用可熔材料，在溫度大于80℃時(shí)能自行熔化，并不產(chǎn)生熔滴的可燃材料。但是由于分段涂裝工場(chǎng)增設(shè)吊頂，排煙不符合消防規(guī)范，無(wú)法滿足自然排煙的要求，需增設(shè)機(jī)械排煙系統(tǒng)。因此，將大跨度涂裝工場(chǎng)劃分為2個(gè)防煙分區(qū)，并且設(shè)置相應(yīng)的排煙風(fēng)機(jī)與機(jī)房?jī)?nèi)，保證車(chē)間內(nèi)部的防排煙效率。

2.5電氣設(shè)計(jì)

由于本次設(shè)計(jì)采用吊頂工程，因此要對(duì)車(chē)間內(nèi)部照明系統(tǒng)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且做出相應(yīng)的變更，具體如下：（1）根據(jù)涂裝工場(chǎng)的特點(diǎn)將其環(huán)境危險(xiǎn)區(qū)域劃分為二區(qū)，在進(jìn)行電力配置與照明設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格遵守二區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)定要求;（2）配置合理的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，在車(chē)間內(nèi)部放置自動(dòng)報(bào)警器，并且建立火災(zāi)聯(lián)動(dòng)控制體系。

2.6給水與排水設(shè)計(jì)

最后進(jìn)行給水與排水設(shè)計(jì)，涂裝工場(chǎng)的消防系統(tǒng)要保證車(chē)間的正常運(yùn)行，同時(shí)還要將消防系統(tǒng)分為室內(nèi)與室外兩個(gè)階段，首先是室外消防，由廠區(qū)供水管網(wǎng)上的室外消火栓負(fù)責(zé)保護(hù)，供消防車(chē)及消防隊(duì)員臨時(shí)從室外消火栓取水滅火;其次是室外階段，由于車(chē)間跨度大、凈空高，常規(guī)消火栓系統(tǒng)無(wú)法滿足保護(hù)要求，因此車(chē)間室內(nèi)采用消防炮系統(tǒng)，以此來(lái)提升涂裝工場(chǎng)的滅火能力。

3.大跨度涂裝工場(chǎng)的設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)分析

本研究應(yīng)用FLACS技術(shù)對(duì)大跨度涂裝工場(chǎng)的設(shè)計(jì)工作進(jìn)行指導(dǎo)，在滿足涂裝工場(chǎng)生產(chǎn)制造的基礎(chǔ)上盡可能降低能耗，以此來(lái)保證涂裝工場(chǎng)的整體成本投入，經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得知，本設(shè)計(jì)方案包含吊頂加熱，可以優(yōu)化涂裝車(chē)間內(nèi)部的去濕能耗，提升車(chē)間內(nèi)部的溫度控制精度，這樣可以解決的設(shè)備投資費(fèi)用約為20%。此外，大跨度涂裝工場(chǎng)在生產(chǎn)制造中會(huì)產(chǎn)生較大的排風(fēng)量，并且?jiàn)A雜大量有機(jī)廢氣，而布置設(shè)計(jì)送風(fēng)與排風(fēng)系統(tǒng)可以符合最新的生產(chǎn)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，采用沸石轉(zhuǎn)輪廢氣處理技術(shù)可以滿足上海市DB31/934-2015《船舶工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的限制參數(shù)?？偠灾?，本次大跨度涂裝工場(chǎng)的設(shè)計(jì)方案可以有效結(jié)合多環(huán)節(jié)，降低涂裝工場(chǎng)的能耗，具有良好的環(huán)保性特點(diǎn)。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，船舶制造行業(yè)想要合理滿足行業(yè)市場(chǎng)需求，便要從生產(chǎn)規(guī)模與質(zhì)量方面作出革新。大跨度涂裝工場(chǎng)是重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，在對(duì)車(chē)間進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要從多方面入手，不僅要考慮涂裝工裝的經(jīng)濟(jì)性，還要從生產(chǎn)與環(huán)保等角度進(jìn)行綜合分析，這樣才能促進(jìn)涂裝工場(chǎng)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與可行性。本文對(duì)大型涂裝工場(chǎng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行研究，從建筑設(shè)計(jì)、送風(fēng)及排風(fēng)、廢氣治理、防排煙、電氣設(shè)計(jì)、給水與排水等方面開(kāi)展設(shè)計(jì)，經(jīng)計(jì)算該設(shè)計(jì)方案的去濕能耗降低約30%左右，節(jié)約設(shè)備投資費(fèi)用20%左右，可以大幅度提升船舶制造企業(yè)的利潤(rùn)效益。

參考文獻(xiàn)

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