喷漆房及烤漆房设计及相关计算

1、喷漆房及烤漆房设计及相关计算借鉴参考：一、喷漆室及喷烤漆房的宽度有六七米，长度达十多米至二、三十米甚至更长，水平断面积大；而大型汽车吊用的喷漆室占用面积更大。对于这些喷漆室若按全面积设计送排风，其通风量及能源消耗过大，极不经济。在冬季喷漆时需将室外的低温有些地区低至20c以下空气加热至20c左右，耗能更加巨大。铁路车辆属长体形工件，喷漆是从一端开始，逐段喷至另一端完成全车辆喷漆。全断面送排风只对喷漆的那一段起作用，其他处的送排风实属无用。为了节能，可采用分段送排风。根据喷漆室长度，可分为二段、三段或四段送排风，可相应地约节能约1/2、2/3或3/4。同时也减少了设备投资费用。分段送排风的原理及

2、结构是：将喷漆室顶部的均压仓分为互相密封隔开的几段，同时将地平隔栅以下的漆雾净化室也分成相应互相隔开的几段。分段送排风有两种设计方案：1 .整个喷漆室设置一套送排风系统，通风量按一区段所需送排风量确定，喷漆区间的转换靠送排风管路上的电动多叶密闭阀自动开启与关闭实现。该方案既节能又减少投资、费用。2 .喷漆室分几段送排风就设置几套相同的送排风单元，每单元承担一段的送排风，该方案工程量及投资费用大；但结构简单，操作维修简易。当生产繁忙时，可同时多段送排风，用多人同时喷漆以提高产量。二、分段送排风喷漆室有干式湿式两种类型，其室体尺寸及送排风计算是相1 .喷漆室喷烤漆房室体尺寸确定：已知条件：车辆外形

3、尺寸：长X宽X高=lXbXh喷漆室内部长度：L=l+2l1(1)喷漆室内部宽度：B=b+2b1(2)喷漆室内部高度：H=h+h1(3)门洞宽度：b3=b+2b2(4)门洞高度：h2=h+h3(5) 喷漆室外形全高：H1=H+h5(6)以上诸式中：1=车辆长度mb=车辆宽度mh=车辆Wj度m11=车辆端面至室体端墙内面距离m无三维工作台时，取11=1.5m有三维工作台时，取11=22.2m2=车辆侧边至室体侧墙内面距离m无三维工作台时，取1.5m有三维工作台时，取1.52m,根据三维工作台尺寸定。h1=车辆顶面至均压顶棚底面之高度：无三维工作台时，取1.5m;有三维工作台且工作台行至车顶上方喷漆

4、时，取2mh5=均压仓全高，取22.2m,当受厂房高度限制时，可适度降低。b2=车侧至门洞边距离，取0.40.6m卜3=车顶至门洞顶边距离，取0.40.6m11,12,13:各分段长度，按各段的通风面积相等取值。(7)全室净通风面积为：A=»B-1Xb每段净通风面积为：A=LXB-1Xb/n(8)车辆长度内中间通风段长度:13=LxB-1xb/nB-b2.送排风量计算铁路工交车辆水平挡风面积大，当采用上送风下抽风时，应以车辆四周的净通风面积计算分n段送排风时，每段的通风量是全室通风量1/n,分三段时是1/3即通风量Qn=LXB-1xbVK/n(10)Q3=LxB-1xbVK/3(11

5、)式中V=T行气流平均风速，一般取0.5m/SK=谷度系数，取1.1三、空调送风系统为满足涂装工艺、保证漆膜质量、改善作业环境、减少危害工人健康及环境污染，喷漆室送风应符合涂装工艺对空气洁净度、温度、湿度的要求。且喷漆室内的气流为均匀层流。为此，喷漆室应配置空调送风系统及均压匀风仓。空调送系统由空调器、送凤管路、及装于管路上电动多叶密闭阀组成。喷漆时，不同段区间的转换靠电控管路上各有关电动多叶密闭阀自动开启与关闭实现。手动多叶调风阀与电动多叶密闭阀直成组布置，当风阻变化引起送、排风量失调时，可即时调节送、排风管路上手动多叶调风阀的开度，使送、排风量接近相等。空调器一般由进风段、粗滤段、中滤段、

6、加热段、加湿段、风机段及若干中间段组成。1 .风机段一般采用双吸风机装在空调器室体内；对于喷烤漆房，为避免电机受60-80C的热气流的烘烤，也可用B4-79单吸风机装在空雕器室体外部用软连接与空调器接通。当烘烤温度高于80c时，宜采用高温离心风机或锅炉引风通过软连接与空调器接通。2 .加热段喷漆时，当大气温度低于12c及在冬季应将送入喷漆室的空气加热至20c左右对于喷烤漆房，则需将循环气流加至工艺要求的烘干温度，对整机烘干，一般加热至6080C。热源有蒸汽、电、燃油、煤气、天然气，应根据地区条件选用。喷漆送风的热耗量按下式计算：HqP=1,2CK0,24t1-t2kKcal/h(12)式中：Q

7、哪漆送风量m3/htl=冬季喷漆送风温度，一般取20CT2=地区冬季空调计算温度CKS虑系统热损失白系数，取值1.1对于喷烤漆房应分别计算喷漆送风耗热Hqp及烘干耗热Hqb,取二者之大值作为选择加热设备的依据。(1)蒸汽排管换热器加热段采用翅片排管换热器用蒸汽间接加热喷漆送风或烘干热风。换热器选用步骤如下：表1绝对压力MPa饱和温度C汽化热Kcal/KJ0.3132.9517.3/265.40.35138.2513.5/2149.50.4142.9510.2/2135.70.45147.2507.1/2122.70.5151.1504.2/2110.60.6158.08498.9/20880.

8、7164.17494.2/2068.70.8169.61489.8/2050.3根据初定的空气质量流速算出换热器应有的通风面积Ft,根据Ft查样本，选择几种满足本设计参数的换热器进行串联、并联、或串联加并联组合，加以比较择优选定。Ft=mh/3600Vmm2(13)式中：mh=l过换热器空气流量kg/hVm空气质量流速kg/m2-S,一般，取空气质量流速Vm=8-12kg/m2-S风机压头够时，可取至16kg/nfS根据选用的换热器反算质量流速Vm及换热系数KS,按下式计算换热器的换热能量Hp*,其值应大于喷漆送风耗热Hqp或烘干耗热Hqb二值中之大者Hp*=3.6ksAstb-t1+t2/2

9、Kj/h(14)式中：Hp*=器的换热能量Kj/hKs啾热器的换热系数W/itfCAs啾热器的换热面积m2Tb=饱和蒸汽的温度Ct1=换热器进口处的空气温度Ct2=换热器出口出的空气温度C一般，采用绝对压力P=0.30.8MPa的水蒸气作热源，其性能参数见表1蒸汽耗量计算，对喷烤漆房按下式计算Q=Hqp/r或Hqb/rxKl(15)式中：Hqp为喷漆送风热，Hqb为烘干耗热，取两者之大值。r为汽化热Kl为漏坡系数，取1.11.2设计进气管路及排水管路时，应注意以下几点：在进汽管路上并联两个流量不等的电磁阀及节流阀。在排、回水管路上应设置疏水器及旁路，疏水器能量应为排水流量的3-5倍。(2)电力

10、空气加热器加热段电力空气加热器操作维修简便，其功率按下式计算：P=KHqmaxkw(16)式中：Hqmax加热喷漆送风耗热或烘干耗热二值中之大者kwKS虑电压下降的储备系数，取1.11.2根据安装功率及空气质量流速V=1218K选成品电加热器，总功率应能分组通断电流以适应不同工况(3)燃油煤气换热锅炉加热段一般选用两段火燃烧器。燃烧器将燃油煤气在换热锅炉中燃烧，将空气间接加热。换热锅炉需用的换热面积计算复什，也难于准确；一般用经验数据确定.换热锅炉的换热能量为750010000Kcal/m2-H换热锅炉由圆桶燃烧室、前.后火箱、换热管群及排烟管组成，用耐热钢制作。换热面积系这些面积的总和。一般

11、按下式算锅炉的换热面积：Ap=Hqp/750010000m2(17)对喷烤漆房，尚需按烘干耗热Hpb求换热锅炉所需的换热面积Ab=Hqb/760010000m2(18)按Aqp>Aqb两者中的大值选用换热锅炉燃烧器的出力能量Hp*为：Hp*=Hqmax/e(19)式中：Hpmax喷漆室或喷烤漆房最大耗热量Kcal/he=燃烧效率，一般取e=0.8燃料耗量为：Qr=Hp*/Qd(20)Qd嘤料的低发热值(4)天然气燃烧锅炉加热段天然气燃烧产物洁净，对于工程机械类产品，可采用间接加热或直燃方式加热喷漆送风或烘干循环热风，直燃方式热效率高及节能。喷漆时，用喷漆送风将燃烧产物混合参淡至20c左右

12、。烘干时，用大量循环风将燃烧产物混和参淡至烘干温度。天然气燃烧产物洁净，又经空调器将其过滤净化，故能满足一般产品喷漆对空气洁净度的要求。直燃式燃烧装置美国通贝公司有现成产品，但价格昂贵。为节省投资，可用短焰燃烧器自己改装：具燃烧室用耐热钢制成圆桶形，在其热辐射影响到影响到的空调漆器内壁处粘固50mmB的耐火纤维；也可将空调器的加热混和段用耐火纤维作内壁，壁面喷涂耐火浆，而不用耐热钢。对于喷漆送风，直燃式的热效率为100%对于烘干循环热风，直燃式的热效率约取95%因烘干过程中，需抽适量的烘干废气处理排放，并补充相应量的新鲜空气。(5)喷烤漆房废气处理对于喷烤漆房，需将房内的有害溶剂的浓度保持在最

13、低爆炸浓度的四分之以下，以确保安全生产。为此，需从房内抽适量废气送入加热段的燃烧室燃烧净化，同时补充相应量的新鲜空气。对于用蒸汽和电做热源的喷烤漆房，可用活性炭吸附装置或催化燃烧装置处理其废气四、均压仓喷漆室室体由下层的喷漆作业空间和上层的均压仓组成。均压仓的作用是将送风动压变为静压，再经过滤棉形成向下均匀气流送入喷漆作业空间，使室内无涡流及紊流。为将送风动压变为静压，均压仓的容积宜大；一般取其内部有效高度为1.8m,便于在其内铺换过滤棉。过滤棉约厚20mm,甫在由龙骨及钢板网焊成的中间顶棚上，互相踏接用钢条压住。均压仓墙上应设置几个玻璃窗。仓内还需装照明灯。当受车间高限制时，均压仓库高度可适

14、当降低。五、抽风系统抽风量应等于送风量。根据风量大小及场地情况，可选用一台、两台或多台风机并联。抽风系统由地下风道、凤管、电动多叶密闭阀、手动风量调节阀、抽风机及排风囱组成。风机压头应按漆雾净化装置及抽风系统总阻力的1.1倍选用。一般情况下，对于干式喷漆室，风机压头可取7001000Pa.对于水族湿式喷漆室，风机压头可取1200-1500Pa.湿式喷漆室的除漆雾效率随风压增加而提高，但风压高至1500Pa后，效率及乎不再提高。况且，风压越高耗能越大，越容易带水排入大气而污染环境。为减少该项污染，在系统内应设置气水分离装置或构件其内风速56m/S风道、凤管及排风囱的经济风速为8-12m/S.对于

15、大断面的风道、风管及排风囱，风速可提高至15m/S。排风囱上口高度应根据现场情况及当地法规取定，一般取H=+20m六、漆雾净化方法1.干式漆雾净化方法：一般采用迷宫及漆雾过滤棉净化喷漆废气。迷宫表面粘涂油纸。喷漆废气以次流过迷宫及滤棉时，其中的过喷漆雾先后黏附于迷宫的涂油纸上及沉积嵌含于过滤棉内，总净化效率e=8090%迷宫由厚2mm勺钢板折成的槽钢或扁平反人字形钢上、下层水平错位组装而成。通过迷宫的空气流速一般取5-8m/S.通风间隙取3050mm迷宫阻力=60120Pa漆雾滤棉是专用产品，容漆量大，风速取13m/S,终阻力可达300Pa,滤棉厚3040mm漆雾净化率8090%迷宫的结构应便

16、于清除粘漆。迷宫及滤棉有两种布置方式：(1)滤棉水平铺设见示意图2,在地坪格栅下方设置滤棉支撑网，将过滤棉平铺于网面上，用迷宫的四周边压住过滤棉的周边，中间部分不压以免影响过风量。(2)滤棉竖直铺设见示意图3及4在隔栅及迷宫下方隔墙上开多个通风洞，在通风洞口嵌装过滤单元用用压板压密封。喷漆废气由迷宫向下流出时，部分漆雾沉降在地坑面上，减少了滤棉承漆雾量，延长了滤棉的使用周期。图3的总抽风道沿喷漆室纵向中心线布置，喷漆废气经两侧风道墙上的过滤棉单元进入中间风道后被排入大气。图4为两侧抽风，中间沿喷漆室全长设地沟，操作者站在地沟内喷车辆底部。图2过滤棉水平铺设图3过滤棉垂直铺设(中间抽风)图4过滤

17、棉垂直铺设2.湿式漆雾净化方法若车辆底部不需喷漆，可将水旋器布置在两轨道中间。若车辆底部需喷漆，则需在两轨道中间布置纵长的喷漆坑道，而在轨道两侧布置水旋器或斜板式冲击式水洗器。(1)湿式漆雾净化系统由循环水池、送水管路、阀门、水旋器及回水渠道组成。水旋式喷漆室的循环水量按通风量的1.41.6倍计算，即每1000m3!风量需循环1.71.92t水。循环水池的有效储水量一般取循环水量的8%-10%但必须注意核算当送水充满送水管路、水旋器上口的承水盘、下口的存水浅池及回水渠道时，水泵不能抽空并在吸水口上面留学300mnS的水层以免吸入空气。采用人工捞取漆渣时，循环水池的形体应便于人工方便捞取。水泵扬

18、程按系统总阻力(管距沿程阻力加扬水高度)加0.1的裕度系数选定，-般在815m间选定。当循环水距喷漆室较远，水泵垂直扬水高度较大时，必须认真计算出总阻力选定。水管中流速，对送水总管取1.53.5m/S,对送水支管取1.52.5m/S。(2)水旋器计算及选择水旋器一般沿喷漆室纵向中心布置一排，当喷漆室宽或结构不许可时，也可用两排布置在喷漆室纵向中心线两侧，水旋器纵向间距取t=1000800mm图5水旋器尺寸示意图见小意图5,水旋器小意图：钢筋混凝土承水盘后取150mm水旋器上口高出承水盘面70mm水旋器承水盘下底面至沉降室底面1100mm水旋器下口下方水深130mm水旋器下口至水面取6=100m

19、m则水旋器总高H=70+150+1100-100-130=1090mm水旋器上口直径按V1=15-18m/S计算；下口直径按V2=2025m/S计算;则水旋器上口直径：D=m下口直径：D=上式中0D1以m计，Q以m3/S计；表2水旋器选用表水旋器上口直径下口直径全高空气流量序号型号(mm)(mm)(mm(m3/h)13503503001090520065002400400350109068008400343043037510907800980044704704101090940011700550050043510901060012700图6侧斜流水帘冲击水洗器(3)双侧斜流水帘冲击式水洗器见示

20、意图S,此结构用于车辆底部需喷漆的工况，沿喷漆室纵向中心线设喷漆通道，通道下面有向上送风的风道，工人站在通道内喷漆车辆底部。轨道两侧的水洗器由靠近喷漆室两侧墙的上水槽、斜流板、斜流板下端的长条形通风口及冲击水槽组成。喷漆时，从斜流板流下的水在通风条口处与喷漆废气混合并向下冲击水槽激起浪花，使部分漆雾容含于混合气流中的水滴内；混合气水流向下流入沉降室时，由于风速突然大降，使绝大部分漆雾落入循环水流内，净化后的喷漆废气被抽风机抽送至高空排放。条形风口风速V=15什20m/S=七、计算实例1.设计依据车辆尺寸：lXbXh=13500mm3340mm3140mm喷底或面漆为节能，要求分3段送、排风；冬

21、季送风温度：t=20C；地区外冬季空调计算温度：t=-29C；送风湿度60%-75%送风洁净度：送风需经初效、中效两级过滤断面风速：V=0.5m/S;过滤漆雾方式：干式热源：0.3MPa饱和蒸汽。2.设计计算(1)确定喷漆室尺寸喷漆室内部长度：L=l+2l1;(1)室体内设三维工作台，取l1=2250mm则L=13500+2X2250=18000mm=18m喷漆室宽度：B=b+2b1;(2)B=3340+2X1500=6340mm取B=6.5M喷漆室由地坪至均压顶棚底面高度：H=h+h1(3)H=3140+1800=4940mm取H=5m门洞宽度：b3=b+2b2(4)b3=3340+2X40

22、0=4140mm取b3=4.2m门洞高度：h2=h+h3(5)h2=3140+500=3640mm取h2=4m喷漆室高度：H1=H+h3(6)H1=5000+2000=7000rnmH1=7m(2)喷漆室分段及送、排风量计算喷漆室全长18m分三段送排风，每段的通风面积用公式(8)计算:A3=(LXB-lXb)/3=(18X6.5-13.5X3.34)/3=23.97m2=24m2(8)中间段长度按式(9)计算13 中=(LXB-lXb)/3X(B-b)=(18X6.5-13.5X3.34)/3X6.5-3.14=7.13m,取l3中=7m两端送风段长度：l端=18-7/2=5.5m用一台空调器

23、轮换向各段送风，送风量用式(11)计算：Q3=(LXB-lb)/3KV取下行气流风速V=0.5m/S;裕度系数K=1.11.05,WJQ3=(18X6.5-13.5X3.34)/3X0.5X(1.11.05)=12X(1.11.05)=(13.212.6)m3/S;=47520m345360m3/h选送风机选HL-3-2ANO.7.5A风机2台；风量：Q=2(22892-27525)=4578455040m3/h风压：H=119A1018P电机功率：P=15kW台选抽风机：选B4-79NO.12E风机1台；风量：Q=4920354800m3/h风压：H=110入1039pa电动机型号：Y132L1-6;功率P=22kW(3)送风耗热量及选用翅片排管换热器送风耗热量：HQP=Q1.2X0.24(t1-t2)