發(fā)布時(shí)間：2020-09-05 12:58

　　 涂料生產(chǎn)使用的原材料多含有為對(duì)人體有害成分,其中揮發(fā)性溶劑在生產(chǎn)過程會(huì)揮發(fā)出有毒氣體,并在作業(yè)環(huán)境內(nèi)擴(kuò)散,造成嚴(yán)重的職業(yè)危害。本文以佛山某企業(yè)涂料生產(chǎn)車間為研究對(duì)象,檢測(cè)并評(píng)估其生產(chǎn)車間有毒氣體濃度及職業(yè)危害,并對(duì)車間通風(fēng)狀況進(jìn)行了模擬分析和工程改造,解決了車間內(nèi)有毒物濃度過高的問題。研究內(nèi)容如下:(1)對(duì)佛山某涂料生產(chǎn)車間進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,檢測(cè)該企業(yè)涂料生產(chǎn)工序存在的有毒氣體,發(fā)現(xiàn)分散車間二甲苯濃度超過職業(yè)限值。運(yùn)用國內(nèi)外通用的EPA風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型,評(píng)估了各涂料車間存在的各種有機(jī)毒物風(fēng)險(xiǎn),結(jié)果表明分散車間二甲苯非致癌風(fēng)險(xiǎn)度為5.76,研磨車間二甲苯非致癌風(fēng)險(xiǎn)度為2.35,二甲苯非致癌風(fēng)險(xiǎn)偏高。為解決二甲苯濃度過高問題,對(duì)分散和研磨車間通風(fēng)狀況進(jìn)行了改進(jìn)分析。(2)針對(duì)研磨車間二甲苯濃度過高問題提出了3種通風(fēng)改進(jìn)方案:同側(cè)送同側(cè)回、異側(cè)送異側(cè)回和兩側(cè)送兩側(cè)回。通過模擬分析的方法,使用FLUENT軟件分析了不同通風(fēng)方案的通風(fēng)效果,結(jié)果表明兩側(cè)送兩側(cè)回的換氣效率較高,達(dá)52.63%,對(duì)降低和控制有毒氣體濃度具有良好的效果。對(duì)該企業(yè)研磨車間進(jìn)行改造后,對(duì)該車間二甲苯時(shí)間加權(quán)平均濃度進(jìn)行檢測(cè),二甲苯濃度最高不超過16.32mg/m~3,與改造前相比車間內(nèi)二甲苯濃度降低了66.57%;通過職業(yè)危害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估得到二甲苯的非致癌風(fēng)險(xiǎn)度為0.79,風(fēng)險(xiǎn)可接受。(3)針對(duì)分散車間通風(fēng)不良問題,提出了局部通風(fēng)改進(jìn)措施。根據(jù)分散機(jī)結(jié)構(gòu)及操作要求,設(shè)定了排風(fēng)的安裝位置及尺寸,使用FLUENT軟件模擬分析了排風(fēng)罩不同傾斜角及排風(fēng)罩連接管不同管徑對(duì)二甲苯控制效果的影響,模擬結(jié)果表明通風(fēng)罩罩口傾斜角為45°時(shí)可更能有效地降低分散機(jī)周邊二甲苯濃度,且合理的增大通風(fēng)罩連接管管徑可以有效提高有毒氣體的控制效果。對(duì)該企業(yè)分散車間進(jìn)行局部通風(fēng)改造后,經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定作業(yè)人員活動(dòng)區(qū)域二甲苯時(shí)間加權(quán)平均濃度最高不超過12.35mg/m~3,與改造前相比車間內(nèi)二甲苯濃度降低了89.56%;通過職業(yè)危害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估得到二甲苯的非致癌風(fēng)險(xiǎn)度為0.60,風(fēng)險(xiǎn)可接受。本課題研究內(nèi)容與實(shí)際生產(chǎn)密切結(jié)合,通過數(shù)值模擬方法分析了車間內(nèi)氣流組織流動(dòng)及有毒氣體濃度分布,并針對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行了局部通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),為同類作業(yè)車間通風(fēng)設(shè)計(jì)能夠提供支持和借鑒作用。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ639.6
【部分圖文】：

d) 主視圖圖 3-3 車間幾何模型四視圖3.2 通風(fēng)方案優(yōu)化針對(duì)該企業(yè)研磨車間設(shè)備布局，本著改造成本最小的原則，本文提供三種改進(jìn)案進(jìn)行數(shù)值模擬：同側(cè)送同側(cè)回方案、異側(cè)送異側(cè)回方案、兩側(cè)送兩側(cè)回方案。通風(fēng)資料查得，一般工業(yè)建筑機(jī)械通風(fēng)室內(nèi)進(jìn)口風(fēng)速控制在 1.5~3.5m/s，由于該間二甲苯濃度較高，故將進(jìn)風(fēng)口風(fēng)速預(yù)設(shè)為 3.5m/s。且二甲苯的蒸汽密度大于空的，為了達(dá)到更好的通風(fēng)效果，故將較低位置排風(fēng)口設(shè)為壓力出口。方案一（同側(cè)送同側(cè)回）：在車間原有排風(fēng)口同一側(cè)上部設(shè)置 4 個(gè)進(jìn)風(fēng)口，尺徑為 0.6m 的圓形，氣流速度 3.5m/s。方案一模型如圖 3-4 所示，各進(jìn)、排風(fēng)口表 3-4 所示，設(shè)置位置如表 3-5 所示。

同時(shí)對(duì)于構(gòu)型復(fù)雜或尺寸比較達(dá)到數(shù)學(xué)模型，一般選擇均勻化網(wǎng)格，再對(duì)計(jì)算要求精度高的區(qū)域進(jìn)行局部加密和網(wǎng)格調(diào)整。Gambit 是 CFD 軟件的前處理器，用于建立模型、網(wǎng)格劃分以及邊界條件的設(shè)置，其特點(diǎn)是功能強(qiáng)大且靈活方便。網(wǎng)格劃分采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格適用于對(duì)于簡單又形狀規(guī)則的幾何體，應(yīng)用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格數(shù)生成量小，易于控制，求解速度快，從而使模擬的計(jì)算量相對(duì)大大地減少。一般情況下，網(wǎng)格越密越好，計(jì)算越準(zhǔn)確，但由于計(jì)算機(jī)資源的限制，若網(wǎng)格過于密集，計(jì)算的時(shí)間就越長，對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的要求也就越高。依據(jù)車間實(shí)際情況和模擬的要求及需要，現(xiàn)將車間內(nèi)布置、裝置以及現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行了一定的簡化。由于進(jìn)、排風(fēng)口位置處氣流速度分布很不規(guī)律，流動(dòng)復(fù)雜，因此在不影響整體計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)進(jìn)、排風(fēng)口以及桶面上方泄漏口處進(jìn)行網(wǎng)格特別加密，以提高計(jì)算精度，其他地方則采用比風(fēng)口處粗一些的網(wǎng)格。整個(gè)計(jì)算區(qū)域劃分的節(jié)點(diǎn)數(shù)（Nodes）為 8459667，網(wǎng)格總數(shù)為 6559104，具體網(wǎng)格形式如圖 3-7 所示。

c) 方案三圖 3-8 流線軌跡圖看出異側(cè)送異側(cè)回方案中，設(shè)備兩側(cè)通風(fēng)效果從圖 3-8(b)可以看出同側(cè)送同側(cè)回在同一側(cè)的對(duì)面墻壁，然后折返后再從底部排風(fēng)口排出，作用大大減小。從圖 3-8(c)可以看出兩側(cè)送兩風(fēng)效果較好，上方氣流產(chǎn)生對(duì)流，可以有效地分區(qū)域的氣流都有較好的流動(dòng)，死角較少。分析

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2813043