程农全

摘 要：风电叶片生产，其主要工序有铺层、灌注、合模、涂装、配重，其中涂装工序会使用到大量油漆，生产过程中会有部分挥发性有害有机物（VOC）逸散到空气中。为保护环境和员工职业健康，对涂装车间VOC治理尤为重要。

关键词：叶片;涂装;VOC治理

中图分类号：X701 文献标识码：A

近年来，随着经济的发展，我国已成为世界第一大能源消费国，以煤为主的能源结构不但带来了严重的生态环境问题，而且使我国成为世界第一大温室气体排放国。党的十八大提出了将“推动能源生产和消费革命”，反映出国家转变能源发展方式的重要性和急迫性，以风电为代表的可再生能源迎来历史性发展机遇，使风电投资、建设、并网一系列环节不断加速，同时对风电叶片的需求也大幅度增长。其中涂装工序会使用大量油漆，油漆中含有甲醛、苯、甲苯、二甲苯等有害物质[1-2]。针对我司涂装车间VOC治理效果不佳、与行业先进企业尚有一定差距的现状，经过一段时间现场测绘、调研，本着改善员工工作环境、挥发性有机物达标排放、同时兼顾降低运行成本的原则，我们深入分析、讨论、计算，为叶片涂装车间设计了一套完整的VOC治理方案，具体如下：

总体思路—在风电叶片涂装车间设计配置VOC处理系统，该系统共包含4套能独立运行的治理设备，每套设备配两台大功率风机用于挥发性有机物的收集，收集的VOC气体通过F5、F7两级袋式过滤和活性炭吸附后向大气排放，安装投入使用后满足车間挥发性有机物无组织排放标准[3-4]。

1 系统风量设计

（1）经测量，涂装车间尺寸：长80 m，宽36 m，高18 m，换气次数按照3.8次/小时计。

（2）本处理系统共配置4套设备，根据车间收集面积测算，每套设备处理风量25 000  m³/h，总计算风量为100 000  m³/h，

每套设备共2台风机，设计过程考虑风机损坏情况，做到主风机一用一备，以确保正常生产。

2 系统压损、功率设计

（P：功率kW;Q：风量 m³/min;Ps：压损200 mmAq;0.6为风机效率;1.05为安全系数;6 120为系数）

系统风机功率：

P=Q*Ps÷6 120÷0.6*1.05 （25 000 m³/h÷60≈417 m³/min）

=417*200÷6 120÷0.6*1.05=23.85

考虑系统风量20%衰减，23.85÷（1-20%）=29.8，故单台风机电功率取30 kW，系统总电功率30 kW*8=240 kW。

3 主风管设计

主管道风速V管=10 m/s～20 m/s，本次设计取13 m/s。

（Q：风量 m³/h;V管：主管道风速 m/s;d：风管直径： mm）

风管主管直径取850 mm：

4 吸风口设计

吸风口风速V吸取0.5 m/s。

（Q：风量 m³/h;V吸：吸风口风速 m/s;d吸：吸风口直径：mm）

单套系统设9个吸风口，每个间距4.5 m。

吸风口直径取1 400 mm。

5 系统工艺流程概要

（1）根据相关环保要求，系统收集的VOC气体经处理后通过2个15 m高度烟囱排放，烟囱直径控制在85 cm以内。

（2）根据车间实际情况，主风管长度按160 m设计。

6 VOC治理系统布局图

7 VOC过滤选择

7.1 预处理

VOC过滤要求两道干式过滤器：F5级过滤以及F7级过滤，均为袋式过滤。

7.2 活性炭配置计算

经测算，涂装车间年产生挥发性有机物约4.768 2吨，活性炭吸附效率按照20%计算，因车间现有脱附设备，综合考虑吸附效果及运行成本，吸附3个月进行一次脱附，活性炭吸附箱抽屉尺寸匹配现有脱附设备。每周期需要处理挥发性有机物4.768 2吨÷4=1.192 05吨，活性炭填充量为1.192 05÷20%=5.960 25吨，综合考虑后取填充总量6吨（约12 m³），每季度进行一次脱附。

8 车间气流示意图

9 结束语

通过以上VOC治理方案的实施，我司叶片涂装车间漆雾得以较充分收集治理，车间环境明显改善，有效保护了员工身体健康，提高了员工工作积极性，生产效率得以提升，挥发性有机物排放达到当地生态环境主管部门要求，为公司可持续发展奠定了良好基础。

参考文献：

[1]王捷，许年冰，周惠红.VOC废气治理工程技术方案研究[J].化工设计通讯，2019，45（08）：239-240.

[2]陈金祖.基于工业生产VOC的危害分析及治理方案研究[J].企业科技与发展，2019，35（07）：116-117.

[3]宁淼，邵霞，刘杰，等.对构建工业涂装VOC全过程管控体系的系统思考[J].涂料工业，2017，47（12）：42-47+52.

[4]林宣乐.汽车涂装喷漆室有机废气净化技术方案及应用[J].现代涂料与涂装，2017，20（05）：41-46.