船舶涂装房各系统工作原理浅析

涂义

摘要：分段涂装是船舶建造工艺中的重要环节，船舶分段涂装房的设计与设备配置是保障分段涂装质量的重要前提。本文浅析某涂装房各重要系统的工作原理。

关键词：喷丸系统 磨料循环系统 局部通风除尘系统 全室通风除尘系统 漆雾过滤及有机废气处理系统 除湿机组 燃气加热系统 柔性升降大门

前言

船舶涂装一般分为喷砂和喷漆工序，故涂装房按照工序分为喷砂间、喷漆间和专用机房。重要设备主要分为喷砂工序（喷丸系统、磨料循环系统、局部通风除尘系统、全室通风除尘系统）、喷漆工序（喷漆机、漆雾过滤及有机废气处理系统），以及保障空气温湿度的除湿机组、加热系统和柔性升降大门、集控系统。本文暂不介绍集控系统。

一、各重要系统原理

1.喷丸系统

该系统由储砂缸、喷砂枪、控制箱、电缆和阀件等组成。循环式喷吸砂设备，将储砂缸分成了上下两个缸体，并与储砂箱加料阀、进气电气控制联动，以保证当下料仓无料时，始终能得到補充;上料仓料满时，加料阀会自动关闭。控制系统中设置了延时继电器，以满足各种工况条件下使用。可在喷砂同时回收钢砂，而不必在喷砂后再专门回收钢砂，可大量节省时间。

2.磨料循环系统

该系统由格栅、地坪料斗、皮带输送机、斗式提升机、尘丸分离器、储砂箱及放料阀等组成。

磨料回收有气流回收和机械回收2种方式。气流回收结构简单，投资少，但生产效率低，单位能耗大，噪声大，磨料对管道的磨损大。机械回收方式复杂，包括磨料收集、运输、提升、除尘、储丸等工序，但生产能力大，单位能耗低，噪声小。现代高效率丸尘分离器按工作原理分为风选式和磁选式2种，丸尘分离器要具有较大的生产能力和较高的分离质量，分离后的钢丸纯净度能达到99%以上。经验表明，幕帘式风选丸尘分离器能很好地满足上述2个基本要求，且比磁选式容易制造。

喷砂完毕，人工和铲砂车将地面上的钢砂铲入地坑，地坑上的隔离网有2个作用，一是防止钢砂冲击压死皮带机，并在下料口设置自动截流阀，二是把混在丸尘混合物里的大块杂物（如焊接头、碎玻璃等）隔离出来，丸尘混合物经漏斗流到水平（纵向）皮带输送机上，由皮带输送机运送直至掉到横向（与斗式提升机相连且倾斜呈一定角度）皮带输送机上，再由斗式提升机提至最高点，螺旋输送机末端深入斗式提升机内，将混合物不断向首端输送，分成2股分别沿管道流入上储丸斗，再经上储丸斗流入短的送料螺旋输送机首端，由其运送到滚筒筛内，滚筒筛的内螺旋一边将混合物向前推进，一边将混合物过筛后由外螺旋片送走，大块废料（如树叶等）由端部排出，由一个方形孔中落下;丸尘混合物沿分离器长度方向从调节定量门和可调舌板之间的缝隙（一般为8～15mm）中流出，则呈幕帘式落入分离器中;在此处调好风量，在分离区产生一定风速的水平气流，幕帘中的钢丸、粉尘等颗粒在沉降过程中，受到重力和水平气流作用，形成抛物线下降，由于粉尘颗粒很小，沉降速度低而被气流带走，首先经过旋风除尘器将稍重灰尘离心分离，再经过一套滤筒除尘器将剩下灰尘分离，2种除尘器下端的集灰斗装有灰位限位传感器和卸灰阀，集中卸灰;较重钢砂依靠自身重力落下，经一层隔离网将杂物隔离，剩下钢砂流入下储丸斗，最终流入储砂罐;质量介于灰尘和钢砂之间的较轻砂粒，则直接落入较窄的碎钢丸槽，经与其连接的圆管穿过下储丸斗直接流到地面，据实决定是否回收。

真空吸砂机利用真空泵抽吸空气造成的负压回收分段内砂粒，砂粒先通过滤网再利用旋风分离装置将砂尘分离，能重复利用的砂粒被滤网结构隔离落入储料罐，含灰尘的空气通过管道经旋风分离器，较大粒灰尘落入旋风除尘器下部集灰桶待处理，较小颗粒细微粉尘进入滤筒除尘器，粉尘被滤芯过滤后留在粉尘桶，洁净的空气通过滤芯和真空泵后直接排入大气;排气口和进气口安装有消声器，真空吸砂机组还装有隔声罩。

3.局部通风除尘系统

该系统包含旋风除尘器、滤筒除尘器、风机、管系等。磨料循环系统的钢砂呈帘幕式落下，在此处调好风机风量，将最轻的灰尘吸入，首先经过一个旋风除尘器将相对重的灰尘离心分离出来，再经过一套滤筒除尘器将剩下的灰尘分离出来。2种除尘器下端的集灰斗装有灰位限位传感器和卸灰阀，可集中卸灰。

4.全室通风除尘系统

该系统包含滤筒除尘器、风机、除尘管系、循环风管及阀件等。全室通风除尘系统通过几个吸风口将喷砂产生的细小灰尘吸入风道，通过沉流式滤筒除尘装置过滤净化的空气的60～70%，再通过管道回送到分段喷砂厂房，这既能保证了喷砂室内温度变化小，又可在雨季湿度大的条件下，不影响厂房内湿度。可通过计算风量，在车间屋顶安装新风进风口，补足喷砂间和喷漆间的新鲜空气。

5.漆雾过滤及有机废气处理系统

该系统包含漆雾过废气滤器、活性碳净化装置、排风机、管系、烟囱等。安装在墙上的初效过滤网能过滤掉80%的有机废气，预过滤器再过滤掉剩下20%废气中的80%，余下废气由风机吸入装有活性炭的多元分流组合式吸附系统，净化后的空气通过排气筒排放。

活性炭吸附的实质是利用活性炭吸附的特性把低浓度大风量废气中的有机溶剂吸附到活性炭中并浓缩，经活性炭吸附净化后的气体直接排空，其实质是吸附浓缩，为物理过程。

催化燃烧脱附的实质是利用催化燃烧的热空气加热活性炭中被吸附的有机溶剂，使之达到溶剂沸点，使有机溶剂从活性炭中脱附出来，并把高浓度废气引入催化燃烧反应器中。在～250℃的催化起燃温度下，通过催化剂作用进行氧化反应转化为无害的水和二气化碳排入大气。此过程并非明火燃烧，且能彻底解决脱附时的二次污染。

活性炭吸附-脱附-催化燃烧有效地结合以上两者的优点。即先利用活性炭吸附浓缩，吸附达饱和时，电加热启动催化燃烧设备，热空气局部加热活性炭吸附床，当催化燃烧反应床加热到～250℃，吸附床局部达到60～110℃时，解吸出来的高浓度废气即可在催化反应床中进行氧化反应。反应后的高温气体经换热器的换热，一部分回用送入活性炭吸附床进行脱附，另一部分排入大气。

6.四季型组合式除湿机组

除湿机组将被处理的空气温度降到露点以下，水蒸气凝结成水从湿空气中分离出来，被处理空气的温度、含湿量都降低;再通过转轮除湿或后加热热补偿，相对湿度降低，达到送风要求。

全室通风除尘系统处理后的循环风（占总处理风量的60～70%）管道并入除湿机组的管道，通过屋顶进风孔为喷砂间送风。

7.燃气加热系统

设在空压机房内的油泵将燃油抽至燃油机组燃烧，再由各机组配备的风机将热风送入热风管道，为喷砂间、喷漆间提供热风。

8.柔性升降大门

该系统由立柱、横梁、起升机构、安全保护系统和面料组成。大门两侧立柱上设有醒目的高度标志，能够目测大门升降高度。立柱和横梁分别用钢板加橡胶密封，确保钢丸和粉尘不往室外飞溅，达到环保要求。起升机构采用同步电动葫芦，结构紧凑，承载力大、运载平稳。安全保护系统具有强力制动器，使大门升降更加平稳、可靠，确保大门起升安全，并设有上限位感应器及下限位感应器和声光报警装置。面料使用PVC面料阻燃，经久耐用，压条式安装形式能保证密封性能。门面和布料耐腐蚀，耐磨，抗光照，抗老化、防火性能优异。

二、结语

船舶分段涂装房的设计和设备配置应吸收先进经验，根据船厂实际，体现当代国际造船涂装的发展水平，又以实用为原则，以较低投资和运行成本、最少的维修概率、最简易的操作、最高生产效率、先进配套设备为设计目标，为中国船舶制造行业高质量发展贡献力量。

参考文献

刘有毅.分段涂装中磨料净化问题的研讨， 造船技术， 2008， 4：38.