工业厂房论文实用13篇

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工业厂房论文

篇1

本工程的钢柱,制作工艺流程为:放样下料电脑编程拼板CNC切割组立埋弧焊接钻孔组装矫正成型铆工零配件下料制作组装焊接和焊接检验防锈处理、涂装、编号构件验收出厂。

1、制作放样

放样是钢结构制作工艺中的第一道工序,只有放样尺寸精确,方可避免以后各加工工序的累积误差,才能保证整个工程的质量,因此对放样工作,必须注意以下几个环节:

放样前必须熟悉图纸,并核对图纸各部尺寸有无不符之处,与土建和其他安装工程有无矛盾"核对无误后方可按施工图纸上的几何尺寸、技术要求,按照1:1的比例画出构件相互之间的尺寸及真实图形。

样板制出后"必须在上面注上图号、零件名称、件数、位置、材料牌号、规格及加工符号等内容"使下料工作不致发生混乱"同时必须妥善保管样板防止折叠和锈蚀,以便进行校核。

为了保证产品质量"防止由于下料不当造成废品,样板应注意适当增加余量。

2、拼板

拼板时应注意的问题:

拼板时应考虑下料切割焊缝的收缩量,适当放出余量,自动切割缝为2MM,手工切割缝为3MM,焊缝收缩量视构件长度一般应放20-30mm。

拼板焊应按图纸对焊缝等级的质量要求进行,焊接前应清除焊缝口锈蚀、油迹、毛刺等,按要求开好坡口"单面坡口55±5,纯边高度1.5-2MM采用焊缝清根,焊剂烘潮,焊丝清洁等措施,以保焊缝质量。

3、CNC切割

CNC切割时应注意的问题:

按下料图要求制作角度样板,经检查无误后方可使用。

切割时应考虑割切、焊接的收缩余量及组装误差,长度一般应放20~30mm,切割宽度误差±1mm。

编程后,切割机应空机运行,记录运行轨迹是否与下料尺寸相符,无误后即可切割。

割切时,根据板厚随时调节火焰大小、氧气压力、切割速度,确保切口光顺平滑。

4、组立

组立时应注意的问题:

翼腹板有对接焊缝时,组立应注意翼腹板焊缝错开200mm以上。

组立时确保腹板对翼板的中心线垂直度偏差为b/100且≤2mm,中心线偏移≤1mm。翼腹板间隙应≤0.8mm,以满足埋弧焊的需要。

定位焊间距一般为300~400mm,焊缝高度不超过设计缝厚度的2/3,焊条型号应与构件材质相匹配。

5、埋弧焊

埋弧焊应注意的问题:

焊接所采用的焊丝、焊剂应与构件的材质相匹配。

焊前应对焊丝、焊缝进行清洁,除去油渍、锈迹,焊剂等。

焊接时应加引弧板和收弧板,引弧和引出的焊缝长度应大于50mm,焊后应切割。

选择合适的焊接电流、电压、焊接速度及合理的焊接程序,确保焊接质量,减小焊接变形。

6、制孔

钢结构安装时所留A、B级螺栓孔应具有H12的精度,孔壁表面的粗糙度Ra不应大于12.5um,螺栓孔的允许偏差超过上述标准,不得用钢块填塞,可采用与母材料性质匹配的焊条补焊,再重新制孔。

制孔方法采用钢模钻孔,各种钻孔全部采用钻床钻孔以提高工作效率,保证构件的质量。

7、矫正

钢材切割或焊接成型后,均应按实际情况进行平直矫正:

好的零件在加热矫正时,加热温度应根据Q345性能选定,不得超过900℃。

钢结构在加热矫正后应缓慢冷却,不能用水冷却。

矫正的钢材表面,不应有明显的裂缝或损伤。

二、现场施工方案及技术措施

1、安装方案简述

本工程钢结构内容包括:钢柱、钢梁安装和其他构件安装。由于该工程跨度大、面积大,经多种方案比较,钢柱用1台50t汽车式起重机整体吊装,两支钢梁在地面上拼装后采用2台50t汽车式起重机同时起吊,辅以2台曲臂车进行就位安装。

2、设备选择

综合考虑工程特点、现场的实际情况、工期等因素,经过反复比较各种方案,从吊装设备、与土建交叉配合要求及本企业的施工实践,钢结构吊装选择2台50t汽车式起重机,作为钢结构安装的主要设备。

3、地脚螺栓埋设

地脚螺栓的精度关系到钢结构定位,地脚螺栓的埋设须严格保证其精度,地脚螺栓的埋设精度:轴线位移:±2.0mm,标高:±5.0mm。在柱地脚螺栓安装前,将平面控制网的每一条轴线投测到柱基础面上,全部闭合,以保证螺栓的安装精度,然后根据轴线放出柱子外边线,待安装钢柱地脚螺栓的承台架子搭设好以后,将所需标高抄测到钢管架子上。

4、钢架安装顺序

按照现场实际情况,结合甲方的施工进度要求,采用合理的安装顺序。安装顺序按内容分为:钢柱-钢梁-吊车梁-连系梁-水平支撑-檩条-拉杆-隅撑。

5、钢柱吊装

钢柱吊装包括如下几方面:

钢柱就位轴线调整:钢柱就位采用专用角尺检查,调整时需3人操作:一人移动钢柱;一人协助稳定;另一人进行检测。就位误差应控制在3mm以内。

6、钢梁安装

由于本工程结构厂房的跨度较大,钢架梁吊装采用"双机抬吊法"吊装钢梁的主要方法如下:

钢梁首先在地面胎架上拼接成整体,同时在钢梁上架设好生命线,安装檩条时可以在钢梁上来回走动,吊装就位后在钢梁的两侧用缆风绳将钢梁固定,保证钢梁的平面外的稳定,然后吊装下一跨间钢梁,待下一跨间钢梁安装完成后,在此跨间安装檩条,固定钢梁,保证钢梁不会倾斜扭曲。

安装人员以曲臂车为安装平台,对高强螺栓进行紧固。

三、施工测量

1、轴线方格网测设

全面复核土建施工测量控制网、轴线、标高。根据前期施工单位提供的控制点及主轴线,在±0.00处分别测设多个控制点组成矩形,在这些点上架设仪器观测边长和水平角,经平差计算和改正,得到4个控制点的精确坐标。根据测量规范要求,量边精度为1/30000,测角中的误差为±3.5"。距离采用往返观测,角度观察3测回,在矩形方格网的四边,按钢柱间距设置距离指标桩加密方格网,便于钢柱轴线的测设。

2、水准基点组建立

根据土建用水准点,选3-4个水准点均匀地布置在施工现场四周,建立水准基点组。水准点采用(&16mm,L=1m)的钢筋打入地下作为标志,其顶部周围用水泥砂浆围护。将水准点和水准基点组成附合或闭合路线,两已知点间的高程必须往返观测,往返观测高差较差,附合或闭合路线的闭合差应满足规范要求。

3、轴线控制

做好竖向与平面测量控制是保证钢结构吊装顺利进行的首要环节,也是确保钢结构工程质量的重要工序。平面轴线位置控制采用内控法。

4、测量精度控制保证措施

测量精度控制保证措施如下:

根据本工程施工质量要求高的特点,特制定高于规范要求的内部质量控制目标,允许偏差的减少对测量精度提出了更高的要求,因此预配置整体流动式三维测量系统TOPCON-221D全站仪,该仪器测角精度为±2,测距精度为±(2mm+2*10)用于钢结构安装过程的监控。

标高和轴线基准点的向上投测,一定要从起始基准点开始量测并组成几何图形,多点间相互闭合,满足精度要求并将误差调正。

参考文献:

篇2

厂房类的建筑大多安排在工业区的范围内,通常是厂区的锅炉房来提供蒸汽。当工业厂区只需使用采暖用热或只有采暖用热时,最好把高温的热水当做热媒。然而,当厂区的供热主要是工用蒸汽时,在不违反技术、节能和卫生要求的情况下,可以用蒸汽当做热媒。一般来说,厂房类建筑是不可以采用电来采暖的,因为工业方面的用电价格就会相对较高,就算是民用的建筑,只要没有其地方供电部门给出的优惠,运行价格都会偏高。若是厂区没有热水、热源或是蒸汽,一些车间只要没有易燃危险的存在,都可以利用燃气的辐射来采暖,这也算是一种相对经济的方式。至于冷源方面的选择,也要结合所在厂区实际的情况,把投资减少到最低并且提高能源的利用率。当然,在非严寒的地区,也可使用VRV制冷机组或者使用溴化锂吸收的制冷机组,夏季时可以制冷,冬季时可以制热。

3关于厂房大门空气幕的设置

工业厂房大门大多是长期敞开的大门,特别容易造成冷风的侵入。若工业厂房在严寒地区,那就应该在大门的上方安装好空气幕。但有些设计师为了简单省事,把大门的空气幕和暖气片连在一起,这种做法是错误的,而且没有遵守《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)里相关的规定。厂房里主要出入口的大门都比较高,也很大,对贯流式的空气幕来说,送风的距离无法来满足其的使用要求,因此应该使用离心式的空气幕。面对超大出入口的时候,应该使用装配式的热空气幕,当装配式的热空气幕装在大门上方时,形成了一道热风幕,阻挡了厂房外冷空气的侵入,维持了厂房内所需要的温度。

4工业厂房暖通空调的方式选择方面

4.1厂房内有关车间通风的设计

车间内通风设计应按照工种类别、流程转换、厂房布置的变化做出合理的设计,不应该局限于控制通风的方式。若是同一工种的车间,我们可以用全室通风的方式,但若是不同工种车间,则可以根据其的散热量情况以及污染情况的不同,进一步做排风和除尘等工作的处理,以便缩小由于通风导致的污染蔓延的范围。有些厂房的散热量比较低,我们可以选择在屋顶上安装与自然采光和通风相关的装置,利用热流上升的作用,以致于不需要消耗动力就可以散风排热。另外,我们还应该满足工业厂房的除烟和除尘方面的要求。尤其对一些类似化工车间和焊接车间的可能存在有害气体的厂房,设计者要尤其注意。

4.2厂房内散热器的配置

在实践过程中,我们要科学的选择散热器。对于负荷较大的厂房可以利用钢制的翅片散热器,因为这种散热器作用面积比较大,可以满足车间的热需求量。但是,若此种散热器仍然不能满足车间的负荷要求,则可以增加一定量的暖风机装置,以便更好的进行补热。当然,对于粉尘量比较多的车间里,由于此种散热器拥有的结构很复杂,容易大量藏积粉尘,然后导致散热的效能降低。所以,我们可用钢柱式的散热器,从而在节能的同时,优化了热量的供应效果。一般而言,工业厂房的车间占地面积或所占空间都比较大,因此,将全厂房都进行加热的做法是不合理的,这种选择只会造成大量能源被消耗的结果。

篇3

前言:鉴于医药工业洁净厂房的生产工艺对外界环境有着相当高的要求,不仅需要对药品生产空间内的空气悬浮颗粒进行有效的掌控,也需要确定符合要求的温度、湿度、压力等参数。因此,医药工业洁净厂房除了要有一个科学的工艺设计以外,医药工业洁净厂房内部装潢,整体的工程设计均是非常关键的。作为医药洁净厂房设计的一部分,给排水设计也是其至关重要的一个方面,本人结合自身医药厂房给排水设计的现实工作体验,针对医药工业洁净厂房的给排水设计进行详细论述。

给水系统

1.1给水系统的分类及处理

医药工业洁净厂房的给水系统一般主要分为生产给水、生活给水、消防给水。给水系统的设计为了避免水质遭污染,一般情况下,医药工业洁净厂房使用的水系统应进行有效的划分并进行有关设定配置,比如,按照日常中的生活、生产等用水作用的差别进行仪器的安装,建议每条生产线给水系统的起端均铺设检修阀门及计量水表,方便今后的检修和成本计算。在工艺给水系统管道上也应设防倒流指示器以防止水质污染。另外,应该兼顾到医药生产工艺中的生产科技水平的高速提升,产品升级比较快,生产工艺不断更新多变的特征,在设计给水管道的时候应该考虑用水剩出空留的地方,以便今后的变更。

1.2给水管材的选择

医药工业洁净厂房的生活给水管应选用耐腐蚀、安装连接方便的管材,可选择塑料给水管、塑料和金属复合管、铜管、不锈钢管以及经过防腐处理的钢管。生产给水管需根据生产需要确定给水管材,例如循环冷却水应采用钢管。净化区

内应少敷设管道,如实在避免不了,且需要明设给水管道,则必须选用不锈钢管。

1.3卫生器具的选择

我们的手是发生交叉感染的桥梁,医药工业洁净厂房的工作者在接触一些器械的时候一定要提前洗手,而洗手的水龙头不能直接用手来打开,建议使用一些感应式或肘式洗手龙头。洗干净的手不能使用普通的毛巾擦干,这是由于普通毛巾易产生 纤维尘,最好的办法是热风吹干,所以洗手室不但要铺设洗手池,而且还需铺设烘手器。此外净化区内设置的水池应选用净化区专用水池,此水池应为不锈钢材质。生活区内卫生间的卫生洁具应便于冲洗且均应为节水型,还应采用白陶瓷制品,不得用水磨石或水泥制作 。

2.排水系统

1.1排水系统的分类及处理

医药工业洁净厂房的排水系统,主要是根据生产排出的废水性质、浓度等确定。医药工业洁净厂房内的排水主要可分为生产污水,生产清下水以及生活污水。

对于医药洁净厂房的排水体系,应该将这三种水的处理明确分开进行。生产污水应先汇集到整个厂区内部的污水处理站进行处理,待达到有关部门的规定以后才能排放到市政污水管网;如果车间内排出的污染水源含有特别强大的致敏性物质:譬如青霉素或者腐蚀性物质譬如硫酸铵、或包含那些对机体的健康造成威胁性的一些物质的话,必须对所要排出的水源进行严格的脱敏,去除硫氨酸及进行应有的处理以后,才能与其他一般性质的生产污水混合,排至污水处理站进行相关处理。生活污水可以经过简单的水处理构筑物(如化粪池、隔油池等)处理后,直接排至市政污水管网。无污染的生产清下水可以考虑回收利用。

1.2排水管材的选择

医药工业洁净厂房内排水管材的选择跟其生产工艺有很大关系。排水管材的选择直接关系到其在使用过程中对外界环境所形成的一些影响。在进行排水管选择的时候最好是选用那些含化学成分较小的、稳定性能较高的排水管材,避免使用过程中给环境造成其它的危害;同时要求排水管材径壁光滑,管道及管件的接洽部位要有很好的整合度,来确保水流的水力性能,从而将微粒的沉积和微生物的繁衍降到最小范围之内, 因此建议净化区内明敷的排水管选择不锈钢管。

排水管材的选择一般遵循:连续排水温度低于40℃,选用聚氯乙烯 (UPVC )排水时管,该管材具有化学稳定性强,水力性能好的优点;当一段时间内排水的温度在 40~80℃ 之间的时候,还是建议采用既具有较高耐温性能,同时也会存在较好的水力质能以及含有稳定性能的化学璃纤增强聚丙烯排水管;如果排水温度持续高于80℃,采用柔性接口机制排水铸铁管,但是要注意此排水管的防腐蚀处理。

1.3排水附件的选择

因医药工业洁净厂房的跨度比较大,其生产排水横管往往一般与其它建筑相比会很长,超越了规定的单位允许范围的长度,为了清通方便,往往在排水横管上,每隔一定距离设一清扫口,清扫口尽量设在非净化区,如不能避免要在净化区铺设,清扫口要选用易清洁的全铜制品。洁净室尽量不设地漏,若工艺需要铺设,亦尽量少设,且应选用材质不易腐蚀,内表面光洁,不易结垢,有密封盖,开启方便能防止废水废气倒灌的洁净地漏 。另外,为了顺利收集排水,保持地面清洁,地漏的顶面标高应低于周围地面 5 ~10 mm。

为了避免医药工业洁净厂房出现排水管泄露的情况,保证通风系统能够顺利工作,在通风系统不能正常运作的时候,厂房内的空气就会发生一种倒灌现象,直接对室内的干净度、潮湿度造成严重的影响,同时也会消耗洁净室的能量,与排水管相连的各个排水点均应设水封装置,水封深度不得小于 50 mm 。这是维持洁净室内各项技术指标的一个重要措施。为了避免此类危险情况的出现,同时也为防虫防鼠,医药厂房内的排水出户管末端在接到室外检查井之前,往往要增设水封井 。

3.消防系统

医药工业洁净厂房一般都是一些较为封闭的空间,医药厂房内的空间往往是那种通道窄而曲折的,这就造成在火灾发生后无论是进行解救和灭火等都是相当艰难的,且由于厂房内有大量的化学物质 (包括建筑材料 ),火灾发生以后会出现很多很多对机体造成危害的气体,甚至有毒气,所以在厂房内铺设相关的消防设施是非常有必要的。医药洁净厂房的生产层和可通行的技术夹层均应铺设室内消火栓系统,消火栓的布置应使厂房内不出现消防死角,且应保证室内任何一点同时使用的水枪数不少于2支,水枪充实水柱不小于10 m。

医药工业洁净厂房每个场所内部应设置灭火器,因为这些器具是在火灾初发阶段里能够起到关键作用的工具。建筑灭火器配置按国标《建筑灭火器配置设计规范 》 相关条文执行, 一般情况下会参考中危险级进行设置位置及数量 。

4. 循环水系统

医药工业洁净厂房为了避免水源受到污染、将药物的生产所花费的费用减少到最低,那些生产配备中所使用的冷却水,在使用以后除了出水水温有很大的升高以外,水质却不会发生较大的改变,经冷却塔降温处理后,就可以再次使用。

这里值得大家注意到的地方就是,因冷却水在循环使用的过程中,会出现气体蒸发、遭受风力受到一些损失,进而水的浓度增加,变大,含盐量会明显增高,有的甚至会出现沉积现象;以及水中微生物繁殖和尘埃悬浮物、腐蚀剥落物及其它杂质,形成沉积物,为提高设备热交换率及延长设备寿命,循环冷却水需要及时补水并一定要对其进行处理才能正常使用。

5. 给排水管道的铺设

医药工业洁净厂房内给排水管道的铺设方式与整体的制药空间的气体流动及纯净程度有着非常密切的关系,在进行给排水管道铺设的时候需要考虑到这些因素,最好是减少在室内的铺设。一般情况下,往往很多的医药厂房内的给排水管道干管铺设于技术夹层、技术竖井、地沟管槽内或简单的埋在地底下,尤其是那些有上下夹层的医药厂房往往就将给排水管道安置在夹层中。

对于穿过洁净室无法暗装的给排水立管及消火栓,应尽量在净化区墙角处敷设,并应采用彩钢板包嵌,阴阳角均做成圆弧角,以免积灰。为防止洁净室外未净化空气渗入室内,同时也为了防止洁净室内的洁净空气向外渗漏,造成能量的浪费,甚至影响室内的洁净度,给排水管道穿过洁净室墙、楼板和顶棚时,应设套管,套管内管段不得有接头,排水管道和套管之间必须用不起尘的密封材料封闭。在实在无法做套管的部位,必须采取严格的密封措施,主要的密封方法有微孔海绵、有机硅橡胶、橡胶圈及环氧树脂冷胶等。

小结

以上针对医药工业洁净厂房给排水管材选择、相关卫生器具的选择设置、排水附件选择设置、消防系统、循环水系统、给排水管道的铺设等有关问题开展了详细的论述,同时向大家陈述了我自己在有关问题上的解决方案。在现实的整个工程实施过程中,对于大体设计上形成影响的外界因素有很多方面,如何有效的与实践相结合,同时也要符合各相关章程,设计出符合整个国内大趋势而且也要有实际用途的医药洁净厂房,更需要广大的先进科技工作者的互相学习,一起进步。

参考文献 :

[1]医药工业洁净厂房设计规范 ( GB50457 – 2008) 北京 : 中国计划出版社

篇4

在工业厂房中经常遇见带平台的工业厂房,常见于轻工业厂房及火力发电厂主厂房,此类结构的基本特征为上部为带吊车的排架结构,下部平台为框架结构,常称为框排架结构,其结构基本形式图1,图2所示。论文写作,初参数法。

图1 横向框架布置图

图2 柱网布置图

设计此类结构时,对于结构纵向,结构的基本形式是框架结构,按常规框架计算方法即可实现,而对于结构横向,结构形式为框架和排架两种结构形式的组合,设计时问题就比较复杂,需进行仔细考虑,下文主要就横向框架的计算进行说明。

1.横向框架内力计算

本文按以下简图(图3,图4)进行说明,H1,H2为下部框架的层高,H3为上部排架的下柱的高度,H4为上部排架的上柱高度,本文中把两个边柱称为排架柱,内部柱称为框架柱,实际工程中,有平台梁和排架柱刚接和铰接两种情况,所以给出两种情况下的简图。

图3 计算简图一图4 计算简图二

各种荷载的取值在规范中有比较明确的说明,对于一般设计人员不存在问题,按照弹性方法计算内力,现在的计算机普及,常规设计软件也都可以比较准确的实现。

有了内力计算配筋时,对于排架和框架,梁配筋的计算一致的,而混凝土结构柱的设计现在都基本都习惯再按η-l0法计算,η-l0法在计算时需要设计人员确定各段柱计算长度。混凝土规范明确给出了排架结构和框架结构中柱计算长度的确定方法,两种结构为不同的方法,对于排架和框架组合在一起的结构形式规范则没有给出确定方法,所以计算长度的设计就成为框排架结构设计的关键。论文写作,初参数法。论文写作,初参数法。

2.排架柱计算长度确定

内部框架柱,由于结构形式为规则的框架结构,计算长度按照混凝土结构设计规范《GB50010-2002》的7.3.11条有关框架柱的规定确定取值即可,下面主要说明两边排架柱的计算长度确定,按梁和柱两种不同的连接方式分别进行说明(图3,图4)。论文写作,初参数法。

2.1平台梁与排架柱刚接,简图一(图3)

此时排架柱的H1和H2段,可以认为是底部框架的一部分,可依照混凝土结构设计规范7.3.11条有关框架柱规定进行取值。

篇5

一、引言

近年来,我国的洁净厂房发展不断加快,它广泛应用于电子、生物制药、宇航、精密仪器制造及科研各个行业中,其重要性越来越被人们所认识。洁净厂房在建筑设计上具有一定的特殊性,大多采用钢筋混凝土结构, 根据生产性质和工艺一般以单、多层建筑为主。洁净厂房主要结构由人员净化室、物料净化室、空气吹淋室、气闸室、空调净化机房、辅助用房、技术管道组成。它与其它工业厂房的区别在于洁净厂房内的生产工艺有空气洁净度要求, 建筑技术措施方面,防火设计上必须做到技术先进、经济适用、安全可靠、确保质量,并应符合节能环保卫生的要求。

二、洁净厂房的主要火灾危险因素

1、装修过程中往往使用大量可燃材料和不符合规定的材料 洁净厂房内部装修使用的材料有的比较易燃,如风管保温使用聚苯乙烯等可燃材料,增加了建筑物的火灾荷载,一旦发生火灾,燃烧猛烈,火势难以控制。对于洁净厂房来说,都要在原有的生产车间内部进行二次装修,但由于绝大多数企业缺少必要的防火安全知识,在装修中大量的使用易燃和可燃的复合材料。现在市场上使用比较普遍的有双层聚苯乙烯泡沫彩钢板,这种材料在发生火灾后中间的聚苯乙烯泡沫会很快燃烧,散发出大量对人体有毒的气体,使人窒息死亡,同时厂房的承载力也会迅速下降,极易导致整体坍塌事故。

2、密闭性强,蔓延速度快,疏散和扑救难度大

对于工业洁净厂房来说,由于其进户过程必须经过清洗、更衣、消毒等程序,内部又必须保证高度的密闭要求,因此必然会导致其内部布局复杂,出现一些门中门、房中房的现象。一旦发生火灾,室内温度迅速升高,热量难以散发,会使可燃物很快达到燃点而促使火势扩大,产生的烟雾又会通过内部的风管快速蔓延,导致有限的空间内能见度降低,人员疏散和火灾扑救难度加大,极大地威胁着火场中人员的生命安全。 3、生产工艺涉及易燃易爆类、可燃类物质

洁净厂房中不少生产工艺使用易燃易爆液体、气体,如汽油、甲苯、丙酮等作为清洁剂清洗微型轴承、磁带抹布等,特别是半导体器件工艺中还涉及使用氢气、氧气、硅烷等气体,极易引发火灾、爆炸。而医药类产品包装材料以及一些辅料也常常是可燃物,同样存在火灾危险性。更值得一提的是某些洁净厂房生产工艺中需要加热操作、且普遍使用电阻丝加热器或高频加热器,此类加热器件一旦接触可燃物也极易引发火灾。

三、加强洁净厂房消防设计的措施

1、严格控制消防用电设备配电线路及配电装置设计 。《建筑设计防火规范》要求: “消防用电设备应采用专用的供电回路”,是指从低压总配电室或分配电室至消防设备最末级配电箱的配电线路,均应与其他配电线路分开,不能与其他动力设备、照明设备等共用回路。其配电线路应穿管保护,暗敷时应敷设在不燃烧体结构内,保护层厚度不小于 30 mm。明敷时 ( 包括敷设在吊顶内) 需穿金属管或封闭式金属线槽,并在表面涂防火涂料或采用隔热材料覆盖,导线应选用耐火型。 消防用电设备配电系统的分支线路不应跨越防火分区,分支干线不宜跨越防火分区。末级消防配电箱至其配电消防设备之间的距离不宜大于 30 m。消防用电设备的配电设备应有明显标志,盘面加注“消防”字样标志。

2、专业设计,合理布局。首先,对于洁净厂房的设计,除了满足一般工业厂房的消防要求外,还应对内部装修进行统筹的二次设计。其中所涉及的危险品库房应设置在相对独立的安全部位,与周围的区域之间应采用防火墙、防火门等措施进行隔断。而对于规模较大、功能复杂的厂房来说,内部所涉及到使用甲、乙类危险物品的重点工段、包装组装等人员密集的生产部位应设置在靠近外墙的部位,并应作为单独的防火分区考虑。其次,对于洁净厂房内部人员疏散路线的设计,应遵循简捷明了的原则,由于通常进入厂房必须经过清洗、更衣、消毒等多重复杂的程序,时间长、空间小,所以人员进入净化路线一般不作为安全出口使用。在设计中,往往是在走道靠外墙或楼梯间处设置一钢化玻璃门作为紧急安全出口,同时应在旁边配有橡皮锤和安全出口灯,且每个洁净区安全出口应保证不得少于两个。当安全出口的数量不能满足疏散要求时,也可以用专门的消防逃生口代替。另外,在疏散走道上,应多配备疏散指示标志及应急照明设施。

3、消防联动控制。当火灾自动报警系统收到火灾信号并确认后,通过联动控制设备和输出模块发出指令关闭空调系统及防火阀,起动消防泵。火灾发生后,打开排烟风口、排烟阀同时起动排烟风机。当火灾温度上升到 280 ℃ 时,排烟阀关闭,同时停止排烟风机运行。当可燃气体发生泄漏且其浓度达到爆炸下限值的 20%时,在电气防爆区内的可燃气体探测器发出报警信号; 当可燃气体浓度达到爆炸下限值的 50% 时,发出报警信号,起动事故排风系统,并显示返回信号。

《火灾自动报警系统设计规范》第 6. 3. 1. 8 条要求: “消防控制室在确认火灾后,应能切断有关部位的非消防电源”。很多地区消防部门要求自动切断非消防电源,但 《医药工业洁净厂房设计规范》对此有明确要求: “应手动切断有关部位的非消防电源”。对此,针对洁净厂房这种特殊的建筑,设计人员应积极与工程项目当地消防部门沟通,并严格按照相关规范的要求设计。

4、严格控制探测器设计质量。

(1)在探测器的设计中,其中报警探测器和控制器必须严格遵守相关的规定,进行选择,必须保证二者是同一个厂家生产。在探测器的选择中,由于不同的厂家所出售的探测器都具有各自的特点,虽然都能够通过相关部门的质量和功能检测,但在使用的时候,质量依然存在着一定的差距,在对多家产品进行综合分析的基础上,结合用户对该产品的质量反馈,做好探测器的选型。

(2)在洁净厂房电气消防设计中 ,一般使用智能型探测器,不仅仅可以满足正常的功能,也能够根据环境的变化而自动协调,能够随时保持很好的灵敏性。同时,在不同的时间段,不同的功能部位都可以设定最合理最科学的灵敏度。

5、防微杜渐,科学管理。好的管理体现出一个企业的整体水平和档次,而消防管理更是其中非常重要的一个环节。首先,要注重对员工的培训,针对每个岗位的特点,尤其是对那些火灾概率较高工段的操作人员应进行预先教育,加强他们的防火意识。其次,加强危险性工艺消防安全管理。洁净厂房内,易燃易爆物品应只限于当班用量,下班后对剩余的易燃易爆物品应存放入安全场所。最后,应制定消防安全责任制度,落实到人、贯彻到位,对于生产规模较大的单位,还应设有专人进行管理,并按照相关的消防法律法规实行目标责任制度,做到奖惩分明。

四、结束语

洁净厂房由于其特殊的建筑结构和用途,使其在消防方面要格外的注意,做好各方面的消防措施,为工业生产做好安全保障。

参考文献:

[1] 姜凤玲 关于洁净厂房设计规范的学习体会 [期刊论文] 《武汉轻工设计》- 2002年4期

[2]英华 张璐 浅谈洁净厂房防火设计 [期刊论文] 《工业设计》-2012年3期

[3]屠红云 清洁厂房的防火设计 [期刊论文] 《防消在线》-2003年10期

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关键词:工业厂房设计;经验;体会

中图分类号:[U260.8+1] 文献标识码:A文章编号: 2095-2104(2013)

在现代式业厂房设计中,对生产工艺和生产效益要求不断提高,自然对工业厂房设计的高度科技化发展也提出较高的要求。因此,对工业厂房设计经验与体会的探讨有其必要性。

工业厂房设计经验

工业厂房主要是为生产产品提供工作空间场所的建筑物,是为满足生产活动而设计和建造的建筑类型。从本质上讲,工业厂房设计主要是就是为生产活动创造一个可以用于生产、加工的一个劳动空间,因此,要求设计人员在设计,需要根据设计责任书,选择正确的生产工艺和资料,使得厂房设计更加经济合理,采用先进的生产技术和材料,保持厂房设计的先进性。因此,在工业厂房设计中,一定要尽可能地满足以下要求:

工业厂房设计要满足生产工艺要求

一般而言,工业厂房设计主要的依据就是生产工艺,从某种程度上讲,生产工艺水平的提出就是使得工业厂房的设计有效满足建筑使用功能上的需求,为此,就需要在建筑的平面形状、建筑面积、厂房高度、剖面形式、构造措施以及结构方案等方面都要满足相关的要求,与此同时,在设计过程中,还要根据厂房的具体功能和实用要求,进行设备的采购以及安装,保证设备的正常运作,全面提升生产效率。

工业厂房设计要满足建筑技术要求

工业厂房设计一定要保证其良好的耐久性性与坚固性,具体从以下方面着手:

首先,要确保建筑的使用年限,一定要优化建筑的结构设计,一般而言厂房的动荷载和静荷载都相对要求较高,为此,需要对厂房的各个细节进行具体的计算与分析,明确各项参数要求,要严格遵守模数协调标准,控制好厂房建设的跨度、柱距、顶高和标高,以便于采取标准化的结构构件,使得厂房结构设计更加标准化,施工机械化和生产工业化。

其次,为保护工业厂房建筑物不沉降,宜采用螺旋钻孔泥浆护壁成孔灌注桩或人工挖孔桩,地质条件较差时基础应为桩加筏板,规范从桩基完成到筏板施工的施工工序,与此同时,在封闭后浇带之前,需要设计者针对具体的要求,优化设计内容,一方面,是为了保证其两侧的临时支护,保证整个建筑的稳定性,另一方面,是为了提高整个结构的支护质量,以防止在模板拆除的过程中,避免结构开裂。

另外,在工业厂房施工中,需要控制好后浇带浇筑施工。一般而言,其具体的时间,要根据工程上的后浇带的具体性质而确定,一般图纸上都有说明后浇带施工的时间,如果没有说明,按下列时间处理(施工):如果是沉降后浇带:需待主体结构完成(结构上不再继续加载)、沉降稳定后再进行施工如果是收缩(温度)后浇带:只需两侧的砼成型后60天就可以施工。通常情况下,没有硬性的规定,按结构施工图。后浇带的作用有很多,伸缩后浇带大概55m左右。

3.工业厂房设计要满足经济建设要求

在工业厂房地产设计中,需要保证建筑室内环境、生产空间以及防火和卫生需要的基础上,将若干个车间结合起来,使其成为联合厂房,为现代化的连续生产奠定良好生产条件和基础。一般情况下,工业联合厂房有着很大的优势,即建筑占地面积少、管线网络结构相对简单、外墙面积较小、而且使用灵活,可以在很大程度上满足生产工艺水平的要求,而且可以有效地进行生产工艺的更新,提高生产工艺水平,从而实现厂房设计的经济效益。

另外,在工业厂房设计中,需要在满足建筑使用要求和功用要求的基础上,在充分考虑建筑的耐久性与坚固性后,采用科学的设计方法,优化生产操作过程,加强对建筑空间的充分利用,有效减小建筑体积,优化结构使用面积,与此同时,还要优化施工进度,从而来提升其设计的经济效益。

此外,要保证建筑结构稳定的基础上,要尽可能采现新型建材,采用现代技术和方法降低材料消耗,使得构件重量减轻,降低工程造价,同时,要优化设计方案,加强对当地材料市场的供应情况的分析,以市场为导向,采用现代化工业施工方法和先进的配套的结构体系,进行施工。

4.工业厂房设计要满足安全与卫生要求

在厂房设计的过程中,要想满足安全与与卫生要求,具体从以下几点入手:

首先,要采取与厂房生产条件相配套的通风措施,满足厂房设计的照度要求,保证建筑能够有效的散出气体,减少对人体的辐射,降低噪声污染。其次,要采取有效的消声、净化、隔声、以及隔离措施,优化室内环境,为工业生产提供一个优化的工作环境。此外,需要注意厂房内的绿化,不仅要进行内部水平绿化,同时,还要实现垂直绿化,通过合理的绿化措施和色彩处理,提升设计效果。

工业厂房发展趋势

高度科技化

在现代式业厂房设计中,对生产工艺和生产效益要求不断提高,从而推动了工业厂房设计的高度科技化发展。比如在现代厂房设计中,采用现代化的科学管理,利用现代生产工艺,既满足了产品的微型化,而且满足了科学技术快速发展的需求,同时,还实现了生产洁净化、自动化以及无污染化的发展。另外,采用新结构和新技术,在充分满足生产工艺的条件下,实现建筑与结构美的双重发展,形成空间与形象的完美统一,通过现代高科技技术和信息技术,大大满足了设计要求和生产要求,尤其是随着信息化时代和数字化时代的到来,厂房的通用性、灵活性以及多样化都已经得到推广和应用,这已经成为现代城市建筑的一个重要发展方向。

2.高度人性化

所谓工业厂房设计的人性化发展,就是将人类工程学引入到设计中,从而构建一个全新的现代工业厂房。一般而言,一个工厂的生产质量与效益,与人的关系密不可分。因此,工业生产中,人作为主要的影响因素,必须要充分调动人的积极性与主观能动性,才能切实满足生产要求和发展,为此,需要在设计时,要从人性化的角度出发,采用人本化的设计方法,突出和体现设计对人的关怀,将以建筑为中心的设计理念转移到以人本为中心的设计理念中,为人们生产营造良好的工作环境,让人们产生一种归属感与亲切感。以此来大大提高工作效率,为企业创造更多的利润和价值。

高度节能化

在现代社会背景下,节能已经成为整个社会的刀菜趋势,因此,对于工业厂房而言,也不例外,在设计中,保证建筑结构稳定的基础上,采用现代新型建材,结合现代技术和方法降低材料消耗,使得构件重量减轻,降低工程造价,与此同时,利用科学的设计方法,优化生产操作过程,加强对建筑空间的充分利用,有效减小建筑体积,优化结构使用面积,从而来提升经济效益。

高度生态化

在现代工业厂房设计中,采取有效的消声、净化、隔声、以及隔离措施,减少对人体的辐射,降低噪声污染,优化室内环境,为工业生产提供一个优化的工作环境。此外,厂房内的绿化,通过合理的绿化措施和色彩处理,提升设计效果,通过现代新技术的应用,实现了生产洁净化、自动化以及无污染化的发展。

结语:

总而言之,现代工业厂房的设计,需要根据社会形势的发展需要,采用新材料、新技术和新工艺,优化设计结构,提高设计水平,与此同时,通过合理的生态处理措施,实现生产洁净化、自动化以及无污染化发展,从而更好地顺应了经济可持续发展的要求。

参考文献:

[1]张韶辉,陈铭. 浅谈单层轻钢结构用于棉纺织工业厂房的设计[J]. 山东纺织科技,2011(01)

[2]袁建成. 轻型钢结构纺织工业厂房的设计施工要点[J]. 山东纺织科技,2009(01)

[3]张韶辉,陈铭. 浅谈单层轻钢结构用于棉纺织工业厂房的设计[A]. .山东纺织工程学会十一届第三次优秀论文评选获奖论文集[C].20110(03).

[4]刘震. 工业厂房钢结构设计体会[J]. 中国科技信息,2012(11).

[5]张韶辉;陈铭.浅谈单层轻钢结构用于棉纺织工业厂房的设计[A].山东纺织工程学会十一届第三次优秀论文评选获奖论文集[C].2010

作者简介:

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一、钢结构工业厂房的优越性归纳

在摘要部分已经提到过钢结构工业厂房的主要优点在于:首先,在施工速度方面:钢结构构件可以工厂化批量生产,施工简单,安装快捷,大大缩短施工周期;其次,钢结构工业厂房在自重方面:可减轻建筑物结构质量约30%,特别在地基承载力低和地震设防烈度较高的地方,其综合经济优于钢筋混凝土结构体系;最后,从环保方面考虑:钢结构体系属于环保型绿色建筑体系,钢材本身是一种高强度高效能的材料,具有很高的再循环价值,并且不需要制模施工。

二、钢结构工业厂房图纸设计的重要性

无论在什么样的工程中,图纸是工程施工的依据。在钢结构工业厂房的设计期间,要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审,检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”,力争把问题解决在施工之前,减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。钢结构工程要针对制作阶段和安装阶段分别编制施工组织设计,其中制作工艺内容应包括制作阶段各工序、各分项的质量标准、技术要求,以及为保证产品质量而制订的各项具体措施。

三、对钢结构工业厂房支撑系统的设计原则

为了保证钢结构厂房的空间工作,提高其整体刚度,承受和传递纵向水平力,防止杆件产生过大的变形,避免压杆失稳,以及保证结构的整体稳定性,应根据厂房结构的形式,车间吊车的设置,振动设备以及厂房的跨度、高度,温度区段的长度等情况布置可靠的支撑系统。厂房每一温度区段应设置稳定的柱间支撑系统,并与屋盖横向水平支撑的布置相协调。下柱支撑的位置是决定厂房纵向结构变形方向的重要因素,并影响温度应力的大小,下柱支撑应尽可能设在温度区段的中部,使吊车梁等纵向构件能随着温度变化比较自由地向区段两端伸缩。当温度区段的长度不大时,一般在温度区段的中部设置一道下段柱支撑,但温度区段的长度大于150 米时,为了保证厂房的纵向刚度,应在温度区段内设置两道下段柱支撑,其位置应尽可能布置在温度区段中间三分之一的范围内,为了避免过大的温度应力,两道支撑的中心距离不宜大于72 米。

四、对钢结构工业厂房抗震性设计的重点

在对钢结构工业厂房做抗震设计时应注意:首先,在总体布置方面要求厂房结构的质量和刚度均匀分布,使厂房受力均匀,变形协调,尽量避免因结构刚度不均匀对抗震造成不利影响,厂房横向结构宜采用刚架或者使屋架与柱有一定固结的框架,以便充分利用钢结构的受力性能并减少横向结构变形;其次,钢结构厂房的破坏一般情况不是由于杆件强度不足而常常因为杆件失稳而造成,所以合理布置支撑系统,保证厂房结构整体稳定性,对钢结构厂房尤为重要;最后,在地震作用下,存在着低周疲劳作用,设计时应注意其对厂房的影响。对结构连接点的设计,应保证节点的破坏不先于结构构件的全截面屈服,应使结构构件能进入塑性工作,充分吸收地震能量发挥其抗震能力。

五、钢结构工业厂房耐热能力设计的重要性

在第1小节中我们提到过,钢结构工业厂房防火能力很差,当钢材受热在100℃以上时,随着温度的升高,钢材的抗拉强度降低,塑性增大;温度在250℃左右时,钢材抗拉强度略有提高,而塑性却降低,出现蓝脆现象;当温度超过250℃时钢材出现徐变现象;当温度达500℃时,钢材强度降至很低,以致钢结构塌落。因此,当钢结构表面温度处于150℃以上时,必须做隔热及防火设计(通常是涂耐热涂料来解决)。

而钢结构工业厂房的施工中,存在的问题非常的繁冗,在这里我们只对比较突出的几个问题进行分析研究。

六、关于施工过程中地脚螺栓的埋设问题分析

可以说地脚螺栓的坚固与否是钢结构工业厂房建筑稳定性的根本所在,地脚螺栓的精度关系到钢结构定位,地脚螺栓的埋设须严格保证其精度,地脚螺栓的埋设精度:轴线位移:±2.0 mm,标高:±5.0 mm。在柱地脚螺栓安装前,将平面控制网的每一条轴线投测到柱基础面上,全部闭合,以保证螺栓的安装精度,然后根据轴线放出柱子外边线,待安装钢柱地脚螺栓的承台架子搭设好以后,将所需标高抄测到钢管架子上。

七、在钢结构进行吊装的过程中的注意事项归纳

具体的注意事项包括:首先,把柱脚的底板的十字线弹出,地脚螺栓的中心线弹出,柱脚剪力孔清理干净,待钢柱就位后,调整标高,把螺母紧固;其次,吊装完一个区域的钢柱后,吊装连系杆,这样保证钢柱整体稳定性,使吊装钢梁时钢柱不容易变形;最后,吊装钢梁,两对钢梁空中对接,并把高强螺栓初拧,第一根钢梁用四道缆风绳拉紧,防止钢梁向一边倾斜。

八、吊车梁系统的安装难点解析

在钢结构工业厂房的施工过程中,吊车梁的安装必须严格按规范从柱间支撑跨进行,柱间支撑安装连接后已形成一个比较稳定的空间刚度单元,从此处安装一是保证安全,二是能保证吊车梁安装不会影响柱子的垂直度。同时在安装过程中对端部截面误差较大的吊车梁底部应配调整垫板,该垫板在吊车梁系统调整完后应焊接固定。按事先测放的定位线精确对中。制动系统的连接应在吊车梁调整固定后正式连接。当制动板与吊车梁高强螺栓连接,和辅桁架焊接连接时,为防止连续施焊对高强螺栓的影响应先将制动板和吊车梁的高强螺栓连接,并进行初拧,然后调整辅桁架,并于制动板点焊固定后终拧高强螺栓,最后进行制动板和辅桁架的焊接。高强螺栓的紧固和制动板的焊接,均要遵循由每块板的中间往两边进行,以减小板内应力。

九、关于钢结构构件的码放问题

为便于结构构件的安装,构件进厂后应进行合理的堆放.原则为:现场急需安装的应直接堆放到现场,按照吊装顺序先吊装的码放在上头,后吊装的码放在下头.不急于吊装的构件暂时存放在现场外.堆放时应注意柱梁分开并按照轴线分类码放.存放场地应设专人进行管理,并按供货要求和供货清单进行清点,资料存档.构件堆放时H型构件应立放,不得平放.每个构件的支点不得少于两个,支点的位置宜在构件端部七分之一跨处,叠放时不得超过三层并用木方正确的分层垫好垫平,支点应上下对齐。

参考文献:

[1]钢结构工程施工及验收规范,2002.

[2]路克宽.钢结构工程便携手册[M].北京机械工业出版社,2003.

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轻钢结构门式钢架采用轻型材料,自重轻,基础造价低,钢材耗量小,主要钢结构件工厂化,施工速度快,对环境污染少,对于大跨度结构,以上优点尤其突出。论文参考网。因而轻钢结构在工业厂房、仓库、集贸市场、体育馆等建筑中得到了广泛应用。下面就本人在日常工作中经常遇到的一些问题进行探讨,并给出一些建议,以供同行参考。

一、轻钢结构门式钢架采用铰接还是钢接

《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:2002)第4.1.4条规定:“门式钢架的柱脚形成多按铰接支撑设计,通常为平板支座,设一对或两对地脚螺栓。当用于工业厂房且有5t以上桥式吊车时,宜将柱脚设计成钢接”。本人认为,柱脚形式采用铰接还是钢接,除由吊车决定外,还要看房屋的高度和风荷载的大小,如果房屋的高度较高,而且风荷载较大,即使无吊车,如柱脚采用铰接,柱顶位移大,为控制柱顶位移,必然加大柱截面,增加用钢量。另外,柱脚形成的选择还要考虑土质情况及基础造价。当采用钢接柱脚,由于基础要承受较大的偏心弯矩,基础的平面尺寸均较铰接柱脚基础要大,土质情况差时差别就更大。因此,选用何种柱脚行形式要根据房屋的高度,风载的大小,有无吊车,吊车吨位及土质情况等因素综合确定。

二、能否考虑围护墙时刚柱的平面外约束

轻钢门式钢架厂房,当周围采用砖墙围护时,一般在钢柱外皮设构造柱,在窗顶位置设通常圈梁,圈梁构造柱现浇为一体。此种情况,能否将圈梁视为钢柱平面外支点?有人认为,圈梁和钢柱通过可靠连接,可以作为刚柱的平面外支点,甚至可以考虑围护墙对钢柱的平面外约束作用。假定以上观点正确,那么,混凝土圈梁和砖墙对钢柱的约束作用点在钢柱外皮,而钢柱主要是内皮受压,效果肯定不好,同时由于砖墙混凝土构件与钢构件是完全不同的材料,在不利荷载作用下,可能引起砖墙、混凝土较早开裂,使钢柱失去侧面约束作用,从而造成钢柱平面外换稳。一般应采用设置系杆的方法来减少柱平面外计算长度。但需注意系杆不能互为支撑,系杆必须连到合适的支撑体系(如柱间支撑)或结构的某个独立稳定的部分。

三、基础设计

轻钢结构基础设计中,由于结构自重轻,基础竖向荷载小,水平荷载往往成为基础大小的控制因素。因此基础偏心过大,对基础设计造成一定困难。由于偏西荷载作用下基础底面反力的不均匀性,可能使基础发生倾斜,甚至会影响厂房的正常使用,特别是有吊车的工业厂房。根据文献[3]对基底土压力分布作以下限制,供设计时参考。

(1)对于fak<180kpa、吊车起重量大于750KN的单层厂房柱基,或对于fak<105kpa、吊车起重量大于150KN露天跨柱基,要求Pmm/pmax ≥0.25,其中fak为地基承载力特证值。

(2)对于承受一般吊车承载的柱基,要求Pmin≥0,即不出现基础底面与地基脱离。要满足此条件偏心距e最大为b/6。

(3)对于仅有风荷载而无吊车荷载的柱基,允许基础底面与地基不完全接触,但接触部分长度与基础长度之比不小于0.75;同时,还应验算基础底板受拉一边在底板自重及上部的重力荷载作用下的抗弯强度。

为满足以上设计原则,解决的方法有:增加基础压重、增加深埋、采用偏心基础、采用桩基等,在实际设计中应经过充分比较分析后确定选用哪种方法。

四、抗剪键的设置要求与计算

在风荷载较大或抗震设防烈度较高地区,其基底水平剪力较大,往往需要在柱底板下加抗剪键,以弥补柱底板与混凝土间摩擦力的不足。如何设置抗剪键在规程(CECS102:2002)第7.2.20条仅规定水平剪力可由柱底板与混凝土间的摩擦力或设置抗剪键承受。在条文说明中要求抗剪键采用在钢架平面方向截面刚度较大的工字钢等垂直焊接在柱底板的底面,其截面和连接焊缝的抗剪能力应进行计算。论文参考网。若抗剪键较长,须在基础表面做坑以便安装时将其插入,然后进行二次灌浆。

抗剪键起作用是建立在柱底板下的空隙灌浆密实的基础上,密实是二次灌浆与混凝土基础及柱底板共同工作的前提。因此抗剪键的作用除与本身截面和焊缝高度与长度有关外,还取决于灌浆的密实度。抗剪键以长度方向平行于柱底板为宜。柱底板下的灌浆空隙以满足抗剪键不与基础表面接触,留有一定空隙,使柱底标高有调整余量为准,确保抗剪键起作用,保证工程安全。论文参考网。根据文献[4],抗剪键计算处如下:

(1)抗剪键设置:当Vmax≥Nmax×0.4时,需要设置抗剪键。

(2)抗剪键正面角焊缝总长度

Lw≥(Vmax-0.4Nmax)/(0.7hf* ffw*βf)+40MM

其中Vmax:最不利组合柱最大剪力

Nmax:最不利组合时根最大轴力

Lw:抗剪键正面角焊缝总长度hf:焊脚尺寸

ffw:角焊缝强度设计值 βf:正面角焊缝强度设计值增大系数,可取βf =1.22

五、小结

门式钢架轻型房屋钢结构在我国应用已比较广泛,技术日渐成熟,但需要完善的问题仍较多,只有充分理解该类结构的设计概念才能使结构设计既经济合理,又安全可靠,在市场竞争中立于不败之地。

参考文献

1、《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002

2、《钢结构设计规范》GB50017-2003

3、王元清王春光 袁英战 门式钢架轻型钢结构工业厂房基础设计与研究

《建筑结构》2003.30(4)16~19

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随着国民经济的迅速发展,工业建筑要不断满足现代大工业生产,工艺不断更新的要求,过去那种单一功能,单一建筑形式已经不适应生产方式改变的需要,联合车间、灵活车间、工业大厦等多功能厂房应运而生。另外,建设用地的紧张以及工艺流程的需要,越来越多地多层厂房甚至高层厂房出现。多层厂房的特点是跨度大、荷载大 、开洞多 、有多层吊车,在设计过程中,有些问题值得总结和探讨。

二、多层工业厂房结构设计要点

多层厂房因为工艺布置的要求,一般都需要大空间,结构通常采用框架结构,在层数较多、工艺条件许可的情况下也可以采用框剪结构。结构布置的原则是:尽量使柱网对称均匀布置,使房屋的刚度中心与质量中心相近,以减小房屋的空间扭转作用,结构体系要求简捷、规则、传力明确。避免出现应力集中和变形突变的凹角和收缩,以及竖向变化过多的外挑和内收,力求沿竖向的刚度不突变或少突变。

1. 控制横向框架与纵向框架的周期。由于多层厂房跨度方向、尺寸较大,柱子少;而柱距方向尺寸较小,柱子多。一般都是横向控制,使纵横向的抗震能力大致相同,不仅有利于抗震,也使设计更为经济合理。

2. 合理布置电梯间的位置。多层厂房由于设备、货物很重,竖向运输的需要,均要设置电梯。钢筋混凝土电梯井筒刚度很大,应充分考虑电梯井筒对建筑物的偏心影响,在结构布置上尽量避免电梯井筒布置在建筑物的角部和端部。当工艺布置需要而不可避免时,应对周围的楼板及框架采取加强措施。

3. 地震区的多层厂房宜少或不设防震缝。地震区房屋的伸缩缝是合一的,当房屋较长时,宜采取下列一些构造措施和施工措施以少设伸缩缝及防震缝;施工中,每隔40m设置一道800mm一个1400mm宽的后浇带,后浇带的位置设在结构受力影响最小的区段;在温度影响较大的顶层、底层、山墙和内纵墙端开间的墙体等部位,适当提高配筋率;加厚屋面隔热保温层或设置架空层形成通风屋面。

三、常用的结构体系

1.框架一支撑体系。即横向设计成刚接框架,纵向设计成柱一支撑体系,用柱间支撑抵抗水平荷载。这种体系经济节约,但柱问支撑可能会影响使用。这种形式特别适用于纵向较长,横向较短的厂房。

2.纯框架体系。把厂房纵横两个方向都设计成刚接框架,不设置柱间支撑。其优点是使用空间不受影响,缺点是柱不宜采用工字型柱,而要采用两个方向惯性矩差别不大的 截面形式(如箱形柱),使用钢量增加。

3.钢架加支撑的混合体系。这种形式与第一种形式不同之处在把纵向设计成钢架和支撑混合的型式,靠两者共同抵抗水平力。这种形式可以有效地减少柱的纵向弯矩,但要求楼面刚度大,否则柱子间的变形不协调,无法充分发挥柱间支撑的作用。

四、结构设计中应注意的问题

1.结构设计与工艺设计的协调。厂房都是为生产服务的,厂房设计中结构专业作为配套专业首先应满足工艺要求,结构设计也只能服从于工艺条件。而工艺设计人员在工艺布置时,经常与结构设计发生矛盾,要开洞的地方是框架梁,设备本来可以沿梁布置却布置在了跨中等。所提荷载也经常偏大,有时甚至把设备的荷载作为均布荷载提出。尤其在方案阶段,结构设计人员应多与工艺协调,尽量了解工艺布置,使设计和施工都减少了许多不必要的麻烦。

2.结构计算。随着计算机软硬件的迅速发展,解决了复杂的结构计算问题,使结构工程师们从繁重的琐碎的计算工作中解脱出来。他们可以把大量的精力放在结构方案的选择比较上,合理的确定结构方案及结构布置,从而提高设计水平及质量,降低工程成本。

(1)楼面等效荷载的计算。荷载计算是结构计算的条件,荷载取值的准确性直接关系到计算结果的准确性,工艺条件中的荷载问题,如某个工程工艺提出楼面均布荷载为15 kN/m2,而根据工艺的设备布置图和设备的重量,根据规范给出楼面等效荷载的计算方法,计算出的楼面均布荷载按10 kN/m2考虑即可。

由于多层工业建筑与一般多高层民用建筑结构形式、楼面活荷载等有许多不同之处,多层工业建筑楼面活荷载大于多高层民用建筑。有的中小型机床上楼层、柱上、梁上还有吊车荷载,它的跨度柱网一般比民用建筑大,层高相对较高,最大特点是整个平面几乎没有内隔墙。多层工业建筑一般采用现浇钢筋掘凝土板梁柱结构,板厚比一般民用建筑厚,楼板的平面刚度可视为无穷大,电梯货梯间,如不用剪力墙:整个刚度重心移向剪力墙,而电梯或货梯一般设在端头,结构刚度布局就不合理,所以电梯货梯间就使用框架填充墙结构。

(2)节点核心区的抗剪验算。框架节点的设计应遵循“强柱弱梁更强节点”的原则,一二级抗震等级的节点还应进行受剪承载力计算。由于多层厂房的梁柱中心线往往不能重合,加之柱的截面比较大,节点偏心也比较大,对柱节点核心区的构造和受力都有较大的不利影响。因此,大跨度、大空间、大荷载的多层厂房的节点核心区的抗剪验算显得更为重要。

(3)裂缝宽度、罕遇地震的验算。裂缝宽度的验算是为了满足正常使用状态的要求,规范规定混凝土梁的裂缝宽度不应大于0.3mm,如计算中超过,可以通过减小钢筋截面、增加钢筋根数来调整,如果还不满足要求,应修改柱梁截面重新计算。抗震设计的原则是三不准,即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。所进行的抗震验算仅满足“小震不坏”,构造上加强来满足“中震可修”,罕遇地震的验算则是满足“大震不倒”。规范规定79度时楼层屈服强度系数小于0.5的框架结构宜进行高于本地区设防烈度预估的罕遇地震作用下薄弱层(部位)的抗震变形计算,并且规定结构薄弱 (部位)层间弹塑性位移角应小于1/50。多层厂房的设备投资经常远远大于土建投资,罕遇地震的验算应属必要。

(4)与电梯井筒相连框架的考虑。过去设计按纯框架计算,电梯井壁按构造配筋,这样偏低不安全,框架部分应按壁式框架计算出的数值进行配筋,电梯井壁则应按剪力墙配筋。

另外,多层厂房一般有多层多台吊车,在设计中采取的办法是将一层吊车作为吊车荷载输入,而将其余层的吊车荷载作为活荷载考虑。

五、小结

综上所述,做好多层工业厂房结构设计的关键在于:概念应清楚,结构选型应做到合理;施工图的设计应与施工相结合,避免施工困难;结构计算要准确,计算中应反复试算,调整截面,以达到最佳设计。

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发电厂房渗漏是常见的质量问题,渗漏对发电厂房设备运行安全及使用寿命有较大影响。需要从设计、施工两方面着手,分析渗漏原因。注重预防,防治结合;精心设计和施工,尽量减少渗漏现象的出现;发现渗漏问题后,应认真研究处理方案,并按批准的处理方案进行处理和验收。

1 渗漏原因分析及预防措施

发电厂房渗漏的原因很多;从设计方面而言,主要是防渗漏方面细节考虑不周,以及专业间协调问题;从施工方面而言,主要是未严格按照设计及施工规范要求施工,以及不注重施工细节问题。应根据渗漏原因,采取具体预防措施,尽量减少渗漏现象的出现。

2 渗漏处理

2.1 渗漏调查

施工过程中应密切关注发电厂房渗漏情况。下大雨后、汛期涨水、蓄水后、流道充水后、机组试运行及正式运行期间,应组织业主、设计、监理、施工、运行单位进行渗漏检查。检查应逐层、逐间进行,发现渗漏及时标示和记录下来,并开展详细调查。渗漏处理过程中,可能发现新的渗漏处,原来的渗漏处可能发生转移或变化,应开展补充调查。应着重将渗漏部位、类型、性状、程度调查清楚。

2.2 渗漏处理

根据渗漏调查结果,分析渗漏原因,确定处理方案。处理方案通常由施工单位或设计单位提出,业主、设计、监理、施工、运行等单位共同讨论确定。渗漏由施工单位处理;处理过程中,监理单位监督、检查;处理完成后,业主、设计、监理、施工、运行等单位联合验收。

渗漏采取封堵与引排相结合的方法进行处理,以封堵为主,引排为辅。渗漏一般采取化学灌浆的方式进行封堵处理。

2.2.1 化学灌浆材料和机具

渗漏处理化学灌浆一般采用LW/HW水溶性聚氨酯材料;LW材料的主要特点是:1)具有良好的亲水性,水既是稀释剂,又是固化剂,浆液遇水反应而凝固;2)可以在潮湿或涌水的情况下灌浆;3)浆液凝固为弹性体,遇水膨胀,具有良好的止水效果;4)无需繁杂配制,施工简便;5)可与HW材料以任意比例混合使用(一般按LW:HW=2:1的比例配制),以改变浆液粘度、固结体强度和遇水膨胀系数。封缝材料采用“堵漏王”(渗漏点及裂缝等需封闭,以便灌浆);其特点是:1)能迅速凝固,1分钟开始凝固,3~4分钟终凝;2)密度、强度高,1d抗压强度可达25MPa;3)可以在潮湿、渗水基面上直接施工;4)操作简单,加水调和即可使用。

聚氨酯灌浆采用高压止水针头代替传统的预埋灌浆管;拧紧止水针头的环压螺栓,可使针头固定在注浆孔内;止水针头头部设有单向截止阀,可防止浆液在高压推挤下倒喷;针头单向阀在进浆压力达到0.4MPa时才能打开,保证了灌浆压力。采用手持式切割机切缝,冲击钻钻灌浆孔。

2.2.2 灌浆施工流程

渗漏量较大时,先引排、再灌浆,引排点设在集中渗漏点或渗漏区域较低位置;渗漏量不大时,可直接灌浆。点状渗漏时,先灌渗漏小的点,再灌渗漏大的点;线状渗漏时,先灌下部,再灌上部;面状渗漏,先灌周边,再灌中心。

灌浆施工流程为:集中引排-----切槽封缝-----布孔钻孔-----安装止水针头-----灌浆-----引排管灌浆-----工作面清理-----检查验收。

2.2.3 灌浆方法

1)集中引排:渗漏量较大时,先集中引排水,以利灌浆(渗漏量不大时,可直接灌浆);引排点设在在集中渗漏点或渗漏区域较低位置。用手风钻钻30cm深孔,埋设DN25镀锌钢管,管周用“堵漏王”封闭,将渗漏水引排出来。

2)切槽封缝:对渗漏点或施工缝、裂缝渗漏部位,采用手持式切割机切“U”形槽,槽宽约5cm,槽深约3cm;用“堵漏王”将槽封闭起来,以利灌浆。

3)布孔钻孔:采用冲击钻钻孔,孔径14mm;孔距30cm,孔深30cm;裂缝、施工缝在距缝两侧20cm交错布置2排孔,孔向为450角,以保证灌浆孔与缝隙相交;其它部位钻孔均匀布置,孔垂直于砼表面。

4)安装止水针头:将止水针头安装于灌浆孔中,拧紧环压螺栓固定。

5)灌浆:连接手压式灌浆泵、止水针头、压力表,配制LW/HW水溶性聚氨酯材料(一般按LW:HW=2:1的比例配制),准备灌浆。点状渗漏时,先灌渗漏小的点,再灌渗漏大的点;线状渗漏时,先灌下部,再灌上部;面状渗漏,先灌周边,再灌中心。灌浆压力0.4MPa,单孔逐一灌浆,当相邻孔开始出浆后,保持灌浆压力3~5min结束本孔灌浆,转入相邻孔灌浆,直至全部灌浆孔灌浆完成。

6)引排管灌浆:本部位灌浆孔全部灌完后,对引排管进行灌浆处理,灌浆参数与上同。

2.2.4 渗漏处理合格标准

渗漏处理合格标准尚无明文规定,一般根据各工程实际情况制定。合格标准一般可定为:

1)绝大部分渗漏部位经处理已不再渗漏;

2)局部还存在渗漏,但渗漏量很小,且经过有组织引排,不影响运行安全;

3)墙、地面总体能保持自然干燥,最底层经通风设备通风也可保持基本干燥,不影响设备使用寿命。

3 结语

由于渗漏原因难定论,渗漏源头难寻找,不能从迎水面进行处理等原因,发电厂房渗漏处理难度较大,一般要经过数次处理才能达到理想的止漏效果。

发电厂房建设过程中,应精心设计、精心施工、精心监理,立足于防,狠抓细节,将渗漏现象尽量降到最低程度。发现渗漏问题后,不隐瞒、不回避,认真调查,讨论合理的处理方案,认真处理和验收,将渗漏问题处理完善,不留质量隐患。

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课题来源:

研究人从事炼钢厂房,连铸厂房以及与钢铁行业相关的工艺平台,管道支架等的结构设计。在设计过程中经常遇见采用格构式钢管混凝土柱的工程;而一方面行业内对钢结构组合结构有防火要求,另一方面钢铁厂相比其他工业厂房更容易发生火灾,因此本研究拟以格构式钢管混凝土柱升温与降温受火性能研究为方向,考察破坏形态及其受火极限状态。

选题依据和背景情况:

钢管混凝土作为一种新型的组合结构,是在钢管内部填加混凝土材料而构成一种新型的构件。钢管混凝土一般简写为 CFST(concrete filled steel tubular),其横截面的布置各有不同,按照形状可以分为圆钢管、矩形钢管、和多边形钢管混凝土。 钢管混凝土构件中的两种组成材料在外荷载作用下发生相互作用,其中最主要的作用为钢管内部核心的混凝土受到来自外围钢管的套箍作用,而处于三向应力状态,使混凝土的强度、塑性等力学性能得到了提高。同时,混凝土的存在,又可避免或延缓钢管容易发生局部屈曲的特性,从而能够发挥钢材的材料强度。钢管混凝土构件具有比钢管和混凝土简单叠加后更高的抗压能力以及良好的塑性、韧性和抗震性能。 此外,钢管混凝土还有延性好,抗压强度高,比钢结构具有更好的抗火性能和更好的抗震性能。在施工中,外套钢管可起到模板的作用,便于直接浇筑混凝土,加快施工进度。综上所述,钢管混凝土构件中钢管和混凝土取长补短,使钢管混凝土构件具有强度高、耐疲劳、抗冲击、延性好、抗震、抗火和便于施工等良好性能

二、文献综述

参考文献:

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三、研究内容

四、研究基础

1.所需工程技术、研究条件

本科硕士阶段所学习的课程:钢结构基本原理与设计、组合结构设计、结构抗火设计、

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随着市场经济的不断发展以及我国综合国力的提升,国内的大型钢结构厂房的需求量不断增加,钢结构厂房在企业扩大生产经营规模中得到广泛的应用,当前需要加强对钢结构厂房设计的经验进行总结,不断创新技术。

一、工程简介

某大型有色矿山生产用房主要从事铜钼矿石选矿生产使用,为扩大生产规模决定兴建面积35000平方米的钢结构厂房,该工程于2012年4月完工,主要的钢结构设计平面图如下。该钢结构体系采用彩钢夹芯板等新型的墙体材料进行维护,突出了时代感。

二、厂房设计技术要点研究

该厂房工程的负荷量大,能否达到厂房使用的要求就必须重视钢结构的设计,主要设计要点如下:

(一)厂房结构设计

一是加强处理了厂房的纵向伸缩缝问题,其纵向270m的设计于厂房的规范要求符合,设计时因为考虑了钢结构产钢的荷载较大以及跨度交款,根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)对厂房的多项参数进行控制和取用,在这一范围内,又必须以《钢结构设计规范》(GB50017-2003)为依据减少钢材的用量,即在厂房的98.4m处位置设缝,注意将缝分开,如此能降低工程造价,减少工程设计难度。

二是在进行结构布置时,无论是哪种类型钢结构厂房,一定要重视纵向支撑体系以及钢架体系的设计,构建稳定的钢结构,一定要选取合理科学的布置信形势以及厂房支撑形式,在可靠安全的基础上设计使用功能,延长厂房使用寿命。

三是在对钢结构的加工质量进行设计控制时,须重视钢结构原材料从采购开始一直到成品出厂的把关,尤其重视厂房结构转换梁的构件以及“十字形”截面柱的尺寸精度。

(二)厂房支撑体系设计

作为钢结构厂房设计的关键部分,钢结构厂房支撑体系主要是支撑厂房的各个平面框架,构成较为稳定的厂房钢结构系统,兼有承担传递地震力、风荷载以及温度应力等,支撑体系还要提供一个稳定安全的支撑力,确保钢结构系统的稳定。该厂房支撑体系还要在承担100吨的纵向荷载力。在厂房的柱顶、屋梁以及各个梁祝的外侧设计刚性系杆,在屋面以及有支撑的柱间设计系杆,另外设计支撑体系时,利用均衡布置法,沿钢结构厂房纵向屋檐处,从水平位置设计三道支撑,横面上的柱间以及屋面设计支撑,这样建立起“三横四纵”支撑系统,再通过系杆、支撑以及钢架形成稳定体系。

(三)厂房屋面设计以及屋面支撑系统的设计

该工业厂房的支撑系统主要是以厂房的高度、跨度、屋面的结构、所在区域的地震设防度以及柱间布置为依据。该厂房在内无檩、有檩屋盖体系都会设置垂直方向的支撑,无檩厂房含屋架焊接,有上弦支撑功能,钢结构厂房的屋面须在天窗架以及屋架设计横向支撑,一般屋架间距高于13m的厂房或者含有较大的振动设备的厂房则必须设置纵向的水平支撑。

大型钢架结构的屋面防水、排水设计也是厂房屋面设计的重点。从《屋面工程技术规范》规定来看,厂房的屋面坡度最低为5%,该厂房处于冬天积雪较多区域,坡度设计适当进行了增加。通常单坡厂房屋面长度由该厂房所在地的降雨水头高度情况以及最大温差决定,从厂房设计的经验来看,一般屋面的坡度长度应保持在70m范围内。市场上的钢结构厂房屋面存在2中做法,一是设计为刚性屋面,即该工业厂房使用的压型钢板内含保温绵,另外一个是柔性屋面,即保温层、钢板内板以及防水层组成的屋面。

(四)构件吊装工艺设计

大型钢结构厂房的结构构件含屋架、支撑、檩条、梁柱、墙架以及天窗架等等,不同构件尺寸、形式安装标高各有不同,为保证经济合理,须应用不同的吊装方法以及起重机械。

该厂房在吊装厂房钢柱时,由于占地面积大,设计时使用的是塔式以及自行式起重机安装钢柱,吊装方法为滑行吊装法以及旋转式吊装法。一般吊装重型钢柱则采用双机抬吊法。在起吊钢柱时双机共同吊起钢柱,达到一定的离地高度之后停止,接着主吊机单独吊起钢柱,当竖直吊起钢柱时,拆掉另一台机器的钢丝绳,主机继续吊起钢柱达到指定位置,对钢柱的垂直度进行校正,保证偏差在20mm范围内。校正钢柱、固定钢柱过程中,须对钢柱的垂直偏差程度进行检查,一旦超出指定范围,用千斤顶校正。

在设计大型钢结构厂房时,如果有起重较重的吊车要求,在进行厂房设计时必须重视吊车荷载对厂房结构的影响,保证钢结构的稳定安全,海牙控制钢梁降低造价,如该厂房吊车荷载中的柱顶位移必须符合规范内容,在这一条件下,灵活控制缀条等构件的细长比。

三、结语

我国应用大型钢结构厂房时间较短,还须加强设计经验和技巧。钢结构的设计在厂房总体设计中非常关键,需要坚持实用性、经济型原则下,根据厂房所在地的气候以及客观条件下,因地制宜完成建筑结构的设计。

参考文献:

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在铝冶炼生产中,通常以冰晶石-氧化铝熔体为冶炼质,以碳素材料为电极进行冶炼。在阴极上析出液态的金属铝,在阳极上产生以CO2为主的阳极气体,同时还散发出以氟化物和粉尘等污染物为主的烟气,与阳极气体统称为冶炼烟气。弥漫在冶炼车间内部的冶炼烟气使劳动条件恶化,影响生产工人的身体健康。冶炼烟气扩散到厂区周围,也会对大气环境造成经常性污染。因此必须将冶炼烟气进行治理并回收氟化盐和氧化铝。

关于铝冶炼烟气净化处理的工艺方法,国内外大都采用干法净化方式,即首先用新鲜的氧化铝吸附烟气中的有害物质,然后通过布袋过滤,最后将低于国家标准的烟气排入大气。由于在烟气净化中一味追求净化和物料回收效果,对利用高温烟气中携带的热能考虑甚少,造成烟气中的大量的热能白白浪费。

一、铝冶炼的烟气净化工艺

(一)工艺流程

干法净化工艺流程从功能上主要包括冶炼槽集气、吸附反应、气固分离、氧化铝输送、机械排风五个部分。冶炼槽产生的烟气经密闭集气罩收集,通过直径600mm的支烟管进入水平排烟总管到地下烟道。烟气在地下烟道与来自氧化铝储槽下部电磁振动给料机的新鲜氧化铝接触混合,经文丘里管吸附反应,袋式除尘器捕集后的含氟氧化铝用风动流槽、斗式提升机输送至含氟氧化铝储槽供冶炼槽使用。净化后的烟气由排烟机抽送到70m高的烟囱排入大气。

(二)烟气特征

铝冶炼从槽型上来说分为自焙槽和预焙槽两种。槽型不同,其烟气性质完全不同。自焙槽烟气量大,烟温低,一般不超过200℃;预焙槽烟温较高,一般达到400℃以上,烟气量大幅降低。除与炉型有关外,不同的地区、工艺流程、操作手段、原材料都对冶炼槽的烟气特征产生影响。

二、国内铝冶炼烟气治理存在的问题

铝冶炼烟气温度高,风量大,成分复杂,不同槽型的烟气特征差别很大。同时粉尘的性质比较特殊,粉尘颗粒细,比表面积大,比重轻,同时还具有一定的粘性,难以清灰;粉尘中含有较多的沥青粉尘,磨蚀性比较强;粉尘中的比电阻也比较高,治理难度比较大。

国内铝冶炼行业为治理铝冶炼烟气进行了大规模、长时间、形式多样、坚持不懈的烟气净化试验研究及实践。但铝冶炼烟气净化方面的总体状况堪忧。许多铝冶炼企业只片面追求经济效益,根本没有烟气净化系统;即使已建立了系统的企业,由于投入不足,也存在不少问题。现有系统的净化指标达不到国家标准;大多数企业进行电解系列扩容改造后,没有对净化系统进行相应的改造,更不具有烟气余热利用系统。

1、中铝平果分公司,共有2个电解铝生产系列,3个电解车间,共有288台预焙阳极电解槽,3个净化除尘系统。预焙槽烟气由管道引出各自厂房外,再汇入统一管道混合进入各自的干法烟气净化装置,厂房环境效果良好,没有烟气余热利用系统。硕士论文,余热利用技术。

2、化隆先奇铝业有限责任公司,共有1个电解铝生产系列,2个电解车间,共有108台预焙阳极电解槽,年产量5万t。硕士论文,余热利用技术。设计方案有两套烟气净化系统,但未实际建设。这种情况在国内较普遍,没有烟气余热利用系统。

自焙槽由于烟气疲软度高,无法直接应用袋除尘器或电除尘器,比较好的如长青铝业公司利用烟气烘焦炭后除尘,但也未能达到排放标准。由于自焙槽污染大,烟气治理难,能耗高,“九五”以后国家将通过政策逐步予以淘汰,预计到2006年后将全部关闭。

国内铝冶炼行业,无论是国内自行设计的还是从发达国家引进的,基本没有应用铝冶炼烟气余热利用技术,没有解决节能问题。虽然有少数企业对铝冶炼烟气的部分热能进行了利用,但效果均不佳。我国是一个严重缺能的国家,对如何有效的积极的利用能源,特别是再生能源显得越来越具有经济意义和社会意义。

三、铝冶炼烟气余热的利用

冶炼产生的烟气由导烟管引入余热锅炉进行热交换,温度降至150℃后进入主烟道与氧化铝进行吸附反应,然后进针刺布袋除尘器除尘,净化后烟气由排烟机送入烟囱排放。余热锅槽产生150℃左右的过热蒸汽供生产使用。

该系统由余热锅炉、针刺布袋除尘器、排烟机三大主机设备组成主系统,另外还包括软化水系统、落花流水丸清灰循环系统、过热蒸汽并网系统、针刺袋除尘器反吹风系统、卸灰输送系统、计算机控制系统等辅助系统。关键技术的突破包括锅炉受热面清灰技术、针刺袋清灰技术、温度控制技术、钢结构热应力补偿技术、系统设计技术、引风机耐温防震技术、滤料设计技术等。余热锅炉采用单气包自然循环直立烟道式,用落丸清灰技术有效解决了锅炉受热面的清灰难题;锅炉结构紧凑、热工制度稳定,保证烟气出口温度稳定在150℃以下,满足了袋除尘器的要求。根据铝冶炼烟气特点设计的袋除尘器采用了一些最新技术,重点考虑了气流分布、清灰方式、卸灰方式、温度控制、设备锁风等技术,并考虑了加强的钢结构设计及整体热应力消除技术。由于采用负压流程,进入主风机的烟气已经得到净化,风机运转的可靠性大大加强。硕士论文,余热利用技术。硕士论文,余热利用技术。计算机控制方面实现了各工艺过程主要参数的实时监控,锅炉水位自动调节,锅炉受热面和针刺袋清灰的自动控制,落丸清灰系统过程监控。硕士论文,余热利用技术。主要工艺参数实现了实时曲线或数据显示,并可以根据需要随时查询打印。硕士论文,余热利用技术。

烟气温度必须超过300℃才能产生过热蒸汽;烟气量不能太大,否则经济上没有可行性;烟气中不能有焦油,否则余热锅炉和针刺袋除尘器都将失效;烟气中一氧化碳必须小于一定比例,否则进余热锅炉容易产生爆炸。这样的应用条件对于自焙槽铝冶炼行业来说是无法达到的,该槽型约占总数的15%。另外该技术一次投资太大,以年产10万t的铝冶炼企业为例,烟气净化余热利用系统一次投资约4000万元。

四、小结

铝冶炼行业总体环保与节能的水平较低,如果政府不给优惠电价,铝冶炼生产就要亏本;如果环保标准严格执行,铝冶炼厂就必须停产。所以环保与节能是关系到铝冶炼企业发展的重大问题。

铝冶炼企业烟气净化余热利用系统的应用,能较好地解决铝冶炼生产节能问题,并取得经济效益、环境效益、社会效益三丰收的成绩。这对推动整个铝冶炼行业的技术进行具有重要意义。自焙槽铝冶炼行业几年后会自然淘汰,开发的意义不大。预焙槽铝冶炼虽然尚无应用成功的先例,但技术上解决已经没有任何问题,另外还要开发其它更加经济、能适应不同用户要求的多种技术途径,并尽快实现预焙槽铝冶炼烟气净化余热利用的实际应用。

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