船舶工业大跨度涂装工场的设计

钟睿

【摘  要】大跨度涂装工厂是船舶生产过程中的重要环节，其会直接影响到船舶质量与企业成本。基于此，文章对船舶工业大跨度涂装现场进行多方面设计，希望对相关从业人员提供参考与借鉴。

【关键词】船舶制造;大跨度;涂装工场;设计

1.工程概况

文章以中船第九设计研究院工程有限公司的工程项目为例，该船舶涂装工场的长度与跨度均为60m，涂装工场的高度为15m，属于大跨度涂装工场范畴，根据涂装工场的制造生产需求，对车间内部温度与作业表面温度有着严格要求，因此要在设计制造阶段进行全方位考虑，这样才能保证涂装工场的后期应用质量。由于本工程项目的车间跨度较大，因此选择在部分屋面应用四角锥网架，以此来保证建筑整体稳定性。然而设置网架会在冬天形成较大的耗能，所以还要增设吊顶来缓解耗能情况。接下来，文章将从建筑设计、送风及排风、废气治理、防排烟、电气设计、给水与排水等方面对大跨度涂装工场开展设计，具体内容如图1所示。

2.大跨度涂装工场的设计方案

2.1建筑设计

首先要对大跨度涂装工场进行建筑设计，由于大跨度涂装工场的生产环节会产生二甲苯，根据火灾类型进行分类，大跨度涂装工场的危险性为乙级，因此大跨度涂装工场要符合一级耐火等级，具体设计措施如下：（1）围绕涂装工场设置泄压设施，大量采用透光天窗来增加泄压总面积，将车间的整体泄压比值控制在0.11以上，保证车间的泄压面积符合相应的防爆要求;（2）针对涂装工场的热能耗问题设置吊顶，并且采用FLACS技术对吊顶后的应用情况进行数值模拟，保证大跨度涂装工场在发生爆炸事故时可以有效泄爆;（3）由于大跨度涂装工场在生产过程中属于密闭空间，因此还要对加工产生的有机废气量进行监控，将相应的报警极限设置为爆炸下限的25%;（4）将大跨度涂装工场划分为两个防火分区，根据相关规定对防火分区的面积重新进行划分，保证分区内防火设施与阀门管道的数量，要同时兼顾大跨度涂装工场的生产要求与防火防爆规范。

2.2送风及排风设计

由于大跨度涂装工场在生产制造环节属于密闭形式，因此还要进行送风与排风设计，本次设计方案采用全新的换气设施，根据大跨度涂装工场的建筑尺寸对换气次数进行设计，以此来满足车间的换气要求，节省送风系统的运行成本。具体设计措施如下：（1）在车间的喷漆阶段将设备的换气频率调整至6次/h，在其余阶段将设备的换气频率调整为3次/h，这样可以准确控制车间内部的二甲苯含量，防止车间内部产生火灾与爆炸事故;（2）为满足车间在冬季的生产需求，还要对排风设施重新进行设计，以此来保证室内温度，具体为采用机械加热方式，并且结合蒸汽与天然气来制造热源，该方式当前被广泛应用于大跨度涂装工场的送风与排风设计中;（3）车间在夏季生产时，还要强化去湿能力，因此也要对送风与排风效率进行调整，构建科学的空气循环体系，可以快速去除车间内部湿气，进而更好的控制大跨度涂装工场的生产温度。

2.3废气治理设计

在针对大跨度涂装工场进行废气治理时，本方案选择实时监控模式，也就是对车间内部的废弃囤积情况进行准确分析，同时选择沸石转轮+RTO治理技术，其运行原理如下：（1）对车间内部有机废气中的杂质与粉尘进行去除，也就是对车间内部空间进行初步过滤;（2）使用转轮沸石将有机物质截留在设备内部，实现有机废气与空气的分离，由于沸石中的有机物在受热后可以挥发出来，这样可以与有机废气中的有机物质相结合;（3）采用RTO运行模式不需要天然气进行加热处理，因此具备环保、节能等优点，同时可以更好的控制大跨度涂装工场内部温度，保证船舶涂装生产质量与效率。

2.4防排烟设计

在进行防排烟设计时，虽然本工程设计中屋面采光带采用可熔材料，在温度大于80℃时能自行熔化，并不产生熔滴的可燃材料。但是由于分段涂装工场增设吊顶，排烟不符合消防规范，无法满足自然排烟的要求，需增设机械排烟系统。因此，将大跨度涂装工场划分为2个防烟分区，并且设置相应的排烟风机与机房内，保证车间内部的防排烟效率。

2.5电气设计

由于本次设计采用吊顶工程，因此要对车间内部照明系统重新进行设计，并且做出相应的变更，具体如下：（1）根据涂装工场的特点将其环境危险区域划分为二区，在进行电力配置与照明设计时严格遵守二区设计规定要求;（2）配置合理的火灾报警系统，在车间内部放置自動报警器，并且建立火灾联动控制体系。

2.6给水与排水设计

最后进行给水与排水设计，涂装工场的消防系统要保证车间的正常运行，同时还要将消防系统分为室内与室外两个阶段，首先是室外消防，由厂区供水管网上的室外消火栓负责保护，供消防车及消防队员临时从室外消火栓取水灭火;其次是室外阶段，由于车间跨度大、净空高，常规消火栓系统无法满足保护要求，因此车间室内采用消防炮系统，以此来提升涂装工场的灭火能力。

3.大跨度涂装工场的设计方案的评价分析

本研究应用FLACS技术对大跨度涂装工场的设计工作进行指导，在满足涂装工场生产制造的基础上尽可能降低能耗，以此来保证涂装工场的整体成本投入，经过计算可以得知，本设计方案包含吊顶加热，可以优化涂装车间内部的去湿能耗，提升车间内部的温度控制精度，这样可以解决的设备投资费用约为20%。此外，大跨度涂装工场在生产制造中会产生较大的排风量，并且夹杂大量有机废气，而布置设计送风与排风系统可以符合最新的生产环保标准，采用沸石转轮废气处理技术可以满足上海市DB31/934-2015《船舶工业大气污染物排放标准》中的限制参数。总而言之，本次大跨度涂装工场的设计方案可以有效结合多环节，降低涂装工场的能耗，具有良好的环保性特点。

4.结语

综上所述，船舶制造行业想要合理满足行业市场需求，便要从生产规模与质量方面作出革新。大跨度涂装工场是重要的生产环节，在对车间进行设计时要从多方面入手，不仅要考虑涂装工装的经济性，还要从生产与环保等角度进行综合分析，这样才能促进涂装工场设计方案的科学性与可行性。本文对大型涂装工场的设计方案进行研究，从建筑设计、送风及排风、废气治理、防排烟、电气设计、给水与排水等方面开展设计，经计算该设计方案的去湿能耗降低约30%左右，节约设备投资费用20%左右，可以大幅度提升船舶制造企业的利润效益。

参考文献

[1]刘志同，成小娜.浅谈质量管理体系在船舶涂装工程中的应用[J].新商务周刊，2017，000（013）：31.

[2]孙鹏，郭天旭，韩述彬，等.大型集装箱船涂装设计的特点和施工方法研究[J].农家科技（下旬刊），2018，000（001）：253.