公用工程

武汉生物工程学院生物工程系公用工程第八章武汉生物工程学院生物工程系本章重点：1、公用工程的概念及内容；2、给水范围与质量标准；3、电力负荷的级别和供电要求；4、锅炉房的位置及布置。武汉生物工程学院生物工程系是指与生物工厂的各部门、车间、工段有着密切关系，并为这些部门所共有的一类动力辅助设施的总称。公用工程供电供汽给排水采暖与通风制冷武汉生物工程学院生物工程系第一节给排水工程一、给水工程（一）给水范围与质量标准1、生产工艺过程的用水2、设备运行用水3、锅炉用水4、环境清扫美化、设备及用具的清洗等卫生用水5、职工生活用水6、消防用水生产用水武汉生物工程学院生物工程系（二）给水工程设计的内容取水→水处理→输配水取水：水源选择，取水泵房设备选择与布置设计。水处理：根据水质处理的质量要求，设计水处理工艺流程，并合理布置。输配水：包括调节构筑物，泵房，室外管网。武汉生物工程学院生物工程系1、水源的选择类别优点缺点自来水技术简单，一次性投资省，上马快，水质可靠水价较高，经常性费用大地下水可就地直接取用，水质稳定，且不易受外部污染，理化指标变化小，水温低，基本终年恒定。取水构筑物简单，一次性投资不大，经常性费用低水中往往含有多种矿物质，硬度可能过高，甚至含有某种有害物质，大量抽取地下水会影响地面沉降地面水水中溶解物少，经常性费用低净水系统技术管理复杂，取水构筑物多，一次性投资大，水质、水温随季节变化大各种水源的特点武汉生物工程学院生物工程系2、给水处理(1)以地面水(如河水、湖水等)作为生活饮用水时：原水→预沉→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒(2)若以地下水作为生活饮用水时，一般只经过消毒即可。(3)锅炉用水都必须进行软化处理，且一般用离子交换法进行软化。(4)当被用作特殊生产用水时，水质要求较为严格，水处理工艺也较为复杂：生活用水→机械过滤→电渗透或反渗透→阳离子交换器→阴离子交换器→混合离子交换器→紫外线或超滤杀菌→特种用水武汉生物工程学院生物工程系3、给水系统自来水给水系统水池加压泵房水塔管网自来水自来水给水系统示意图武汉生物工程学院生物工程系地下水给水系统地下水深井水加氯消毒沉沙器曝气清水池二级泵房管网水塔武汉生物工程学院生物工程系预沉淀地面水给水系统进水泵房水源混凝剂反应沉淀澄清过滤消毒水泵房水池冲洗水泵水塔管网武汉生物工程学院生物工程系（三）全厂用水量的计算1、生产工艺用水量：见第四章第三节。2、锅炉用水量：qm=K1K2Q式中，qm—锅炉房最大小时用水量，t/hK1—蒸发量系数，一般取1.15K2—锅炉房的其他用水系数，一般取1.25-1.35Q—锅炉蒸发量，t/h武汉生物工程学院生物工程系3、生活用水量：生活用水量的多少与当地气候、人们的生活习惯及卫生设备的完备程度有关，可根据当地类似企业或居民的生活用水量来确定。qm=KNQ1000t式中，qm—最大小时生活用水量，t/hK—小时变化系数Q—用水量指数N—使用人数，人t—使用时间，h宿舍用水：Q取30-250L/人天，K取2-3；办公用水：Q取10-25L/人天，K取2-2.5；浴室用水：Q取90-250L/人此，K取1.5-2；食堂用水：Q取10-15L/人餐，K取2-2.5。武汉生物工程学院生物工程系4、消防用水量：一般消防用水量，要保证在5-40L/s的流量，在计算全厂总用水量时，可不计消防用水量，在发生火警时，可调整生产和生活用水加以解决。武汉生物工程学院生物工程系二、排水工程1、排水系统组成生产废水、生活污水、雨水。生产废水、生活污水需经过处理达到排放标准后才能排放。武汉生物工程学院生物工程系2、排水管道设计（1）生产车间室内排水采用明沟，明沟重点设排水地漏，用铸铁排水管或焊接钢管排到室外。（2）在进入明沟排水管道之前，应设置格栅，以截留固形物，防止管道堵塞。（3）生产车间内的卫生消毒池、地坑及电梯坑等，均需考虑排水装置。（4）车间的对外排水尽可能浊清分流。（5）室外污水排放不得采用明沟，而必须采用埋地暗管，若不能自流出厂房，得采用排水泵站进行排放。武汉生物工程学院生物工程系3、排水量计算可按给水量的85～90%计算。武汉生物工程学院生物工程系第二节供电工程一、供电设计的内容1、供电系统：包括负荷、电源、电压、配电线路、变电所位置和变压器选择等。2、车间内设备配电系统：主要包括电机的选型和电动机功率的确定，以及其他电力设施等。3、照明。4、弱电通讯。5、厂区的外线供电工程及防雷接地。6、电器及仪表的防护与修理等。武汉生物工程学院生物工程系二、电力负荷的级别和供电要求（1）一级负荷：是指突然中断供电时，将造成人身死亡、重大设备损坏，或给国家经济带来重大损失者。要求：由两个独立电源供电。（2）二级负荷：突然停电将产生大量废品，或停产造成经济上较大损失者。要求：做到不致中断供电或中断后能迅速恢复。（3）三级负荷：对供电电源无特殊要求。武汉生物工程学院生物工程系三、电力负荷的计算负荷计算:变压器的容量为全厂总计算负荷的1.2倍。exjPKP式中，Pj：最大计算有功负荷，kW；Kx：设备的需要系数，Pe：设备的装接容量和，kW；武汉生物工程学院生物工程系四、厂区外线架设一般采用低压架空线路，线路布置应考虑路径最短，不迂回供电，对道路和建筑物的交叉最小，兼顾厂区道路照明。五、车间变配电设施车间总配电装置最好设在一单独的小间内，分配电装置和启动控制设备要能防水汽、防腐蚀，并尽可能集中于车间的某一场所。六、电气照明车间和其他建筑物的照明电源必须与动力线分开。武汉生物工程学院生物工程系六、建筑防雷烟囱、水塔和高层厂房等均需防雷。分区年雷电日数/d建筑物需考虑防雷的高度/m轻雷区不少于30高于24中雷区30-70平原高于20，山区高于15强雷区75以上平原高于16，山区高于12武汉生物工程学院生物工程系第三节供汽工程用汽糊化、糖化、煮沸、发酵、灭菌；预热、蒸发、蒸馏、浓缩、干燥；供暖；热水供应；浴室、洗衣房、食堂等。武汉生物工程学院生物工程系一、供汽工程设计内容确定全厂用汽量；确定供汽的汽源；确定锅炉型号、台数；锅炉房设计；锅炉给水及水处理设计；配置全厂的蒸汽管网。武汉生物工程学院生物工程系二、锅炉容量及型号、数量的确定1、锅炉容量gzscQQQQQ8.015.1式中，Qc：全厂生产最大蒸汽耗量，t/h；Qs：全厂生活最大蒸汽耗量，t/h；Qz：锅炉房自用汽量，t/h，一般取3-7%；Qg：管网热损失，t/h，一般取5-10%。武汉生物工程学院生物工程系2、锅炉的选择满足用汽量要求；满足蒸汽压强要求；与当地可供燃料品质相适应；武汉生物工程学院生物工程系3、锅炉的型号武汉生物工程学院生物工程系武汉生物工程学院生物工程系武汉生物工程学院生物工程系为适应负荷的变化，一般选用2台或2台以上同型号锅炉。4、锅炉的台数武汉生物工程学院生物工程系1、锅炉房的位置设在对生产车间污染系数最小方向的上侧或全年主导风向的下风向；尽可能靠近负荷中心；有足够的煤和灰渣堆场；与相邻建筑的间距符合防火规程和卫生标准；朝向考虑通风、采光和防晒等要求。二、锅炉房的位置及内部布置武汉生物工程学院生物工程系2、锅炉房的布置和土建要求烟囱及烟道的布置使每台锅炉的抽力均匀并使阻力最小；锅炉房为独立建筑，标高≥4m；锅炉房不宜布置在厂前区或主干道旁；锅炉房至少设2个分别位于两侧的出入口，门向外开。武汉生物工程学院生物工程系3、烟囱及烟道除尘烟囱的抽力应大于锅炉及烟道的总阻力，并有20%的余量；烟囱高度满足环境卫生要求；烟囱的建筑材料通常为砖，高度超过70m或7级以上地震区采用钢筋混凝土；烟囱出口与引风机间安装烟囱气体除尘装置。武汉生物工程学院生物工程系烟囱高度与烟尘及SO2的允许排放量烟囱高度m3035404550允许排放量kg/h烟尘16253550100SO282100130170230武汉生物工程学院生物工程系三、锅炉的给水处理炉外化学处理法：沉淀软化处理法、离子交换法；炉内处理法：防垢剂法；锅炉用水应严格控制水质的硬度，以保证锅炉的安全运行。武汉生物工程学院生物工程系四、煤和灰渣的储运存煤量按25～30天耗量计算；蒸汽产量为6t蒸汽/t煤；煤堆高度1.2～1.5m，宽度10～15m，煤堆间距6～8m；一般为露天煤场，手推车输送，大型锅炉使用铲车或移动式皮带输送机。武汉生物工程学院生物工程系第四节供冷工程供冷：啤酒生产过程中麦汁冷却、发酵、储酒。保持原辅料及成品的低温冷藏库。食品加工过程中的冷却、冷冻、速冻工艺。车间空气调节或降温需要的冷量。武汉生物工程学院生物工程系一、制冷方法与制冷系统压缩式制冷机蒸汽喷射式制冷机吸收式制冷机氨制冷系统：大中型冷库。氟利昂制冷系统：中小型冷库。武汉生物工程学院生物工程系二、冷库总耗冷量的计算Q0=Q1+Q2+Q3+Q4Q1——冷库围护结构的耗冷量，kJ/h；Q2——物料冷却、冻结耗冷量，kJ/h；Q3——库房换气通风耗冷量，kJ/h；Q4——冷库运行管理耗冷量，kJ/h。武汉生物工程学院生物工程系三、冷库设计要点平面设计基本原则为减少外部围护结构，冷库平面尽量为正方形；库温相同的集中布置，高低温库分区布置，以减少绝缘层厚度及保持库房湿度和温度相对稳定；高温库布置于底层。库房层高单层冷库的净高不小于5m；1500t以上冷库采用多层建筑，高温库净高不小于4m，低温库不小于4.8m。武汉生物工程学院生物工程系第五节采暖通风及空气净化设计内容车间或生活室的冬季采暖；食品生产过程中的干燥或保温；车间降温或空调；设备或工段的排气和通风；物料的风力输送。武汉生物工程学院生物工程系一、采暖采暖标准日平均温度≤5℃的天数历年超过90天的地区均应集中采暖。采暖方式单元体积＞3000m2时以热风采暖，工作区风速0.15～0.30m/s，温度30～50℃，送风口不低于3.5m；单元体积较小的场合以蒸汽或热水为介质进行散热式采暖。武汉生物工程学院生物工程系二、通风基本要求优先考虑自然通风；机械通风；夏季工作点气温超过室外计算温度3℃时，人均新鲜空气需求量≥20～30m3/h；工作点气温超过35℃时，应设置岗位吹风，轻作业点风速2～5m/s，重作业点3～7m/s；使用或产生蒸汽的工段使用机械排风。武汉生物工程学院生物工程系三、空气净化（药品生产洁净车间）（一）设计参数1、温度和湿度2、压力：≥5Pa、≥10Pa送风量=排风量+回风量+渗风量3、新鲜空气量4、噪声：不超过70dB武汉生物工程学院生物工程系（二）净化空调系统类型1、集中式净化空调系统武汉生物工程学院生物工程系武汉生物工程学院生物工程系2、分散式净化空调系统武汉生物工程学院生物工程系（三）洁净室内气流组织形式1、层流1、垂直层流：避免横向的交叉污染，是比较理想的气流组织形式。2、水平层流：适用于有多种洁净度要求的工艺过程。武汉生物工程学院生物工程系2、乱流洁净空气进入洁净室后，迅速向四周扩散。乱流洁净室只能达到较低的洁净度。