设备设计论文：防冻处置体系的工程设计要素解析范文

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作者：李浩徐雯露刘淑红单位：中国联合工程公司

辅助单元是冷却液集中循环处理系统必不可少的一个部分，它主要实现冷却液在循环过程中的浓度监测、温度控制、油水分离等功能，满足机床的使用条件，并且提高冷却液的使用寿命。

冷却液集中循环处理系统的车间布置

1回液地沟的布置

如前所述，回液单元主要有地沟回液和管道回液两种。管道回液与管道供液相似，本节只讨论地沟回液方式的布置。回液地沟做法是在厂房地坪上开挖一条由冷却液至处理站房的地沟，沟内安装一条U字形钢沟后，沟两侧再回填土至地坪。地沟开挖时注意要有1%～2%的坡度，使冷却液可以自然回流。冷却液回流地沟一般做成明沟，上面铺设花纹钢盖板。地沟在布置时一般要考虑如下几点：

1）地沟总路线最短。路线越长设备成本越大，且能耗也越大，对车间物流、设备布置也有一定影响。2）尽量减少转向，转向太多容易导致切屑堵塞。

3）尽量不要横穿车间物流通道，特别是有载重车辆行驶的通道。如果一定要穿越物流通道，地沟一般改从通道下穿过，同时需向结构专业提出地面承载要求。

4）注意与厂房立柱保持一定距离，避免与立柱基础承台相碰。如图2，地沟中心与厂房立柱中心的距离L一般大于1500mm。

5）与公用地下管网进行整体规划设计，避免发生交叉。

6）考虑车间以后发展需要，尽量留有必要发展空间或考

2供液管道的布置

供液单元是将冷却液通过泵组和管路系统从处理站房泵送至各台机床的设备，它的布置主要受机床位置和处理站房位置的影响。在处理站房位置和机床位置确定的情况下，管道的路线应尽可能最短，路线越长设备成本越大，且能耗也越大。供液管道的布置需考虑尽量利用建筑物的立柱、房梁、网架等结构进行支撑，其中利用厂房立柱安装管道支架是最方便的，所以设计管道时最好沿立柱沿线进行布置。同时，管道布置时需要与公用专业进行沟通，避免管道之间相互干涉。如果冷却液回流采用管道回流方式，则是在各台设备的冷却液排出口位置设置一个小型积液槽，再用泵和管道将冷却液泵送回处理站房进行处理。整个管路系统的布置与供液管要求类似，只是需要注意不要与供液管相互干涉。

3处理站房的布置

处理站房是设备集中放置的区域，包括过滤设备、供液泵组等。由于过滤设备、供液泵组有一定噪音，所以处理站房一般布置在车间外，布置的原则就是距离冷却液使用地距离尽量短，同时不影响厂区物流，符合建筑设计防火规范。冷却液处理站房里面的主要设备有过滤机、供液泵组、储液箱、排屑器、压块机等。过滤机一般为长矩形，方向垂直于回液沟方向布置。排屑器、压块机与供液泵组分别布置在过滤机两端，储液箱靠近泵组布置。站房的大小B×L需考虑各设备之间应留有足够的安全操作或维修空间，一般设备相互之间距离要大于700mm。如果采用的是地坑形式的站房，则是将过滤机和供液泵组安置在地坑中，地坑大小E×F要有足够设备安装、操作空间。同时，地坑与厂房立柱之间的距离D需要与土建专业进行沟通，避免地坑与厂房立柱基础承台相碰。一般D≥2000mm。处理站房大门尺寸和出口区域大小需考虑切屑运输工具（如叉车）的进出和周转空间是否足够。处理站房设备布置见图3，处理站房剖视图见图4。

土建设计要求

1回液地沟的土建设计

回液地沟一般由U型槽钢制成，沟的槽体均是钢板焊接而成。如图5，钢沟由钢制支架支撑，安装时需要土建专业考虑预埋铁，用于钢支架的固定。预埋铁埋在钢筋混凝土土墩里，一般3000mm一个。钢地沟一般宽400mm~500mm，为了安装施工方便，通常土建开挖范围需要2000mm，待安装完毕后再进行回填。

2供液管道的土建设计

供液管道的支撑一般由两种形式：一是地面支架支撑；二是利用屋梁、网架、立柱等建筑设施进行支撑。地面支架支撑需要在地面搭建钢支架，对车间物流有一定影响，所以尽量不采用地面支架，而是通过在屋梁、网架、立柱等建筑设施上安装管道支吊架进行支撑。管道支吊架支撑需要根据供液管道布置情况，向土建专业提出支撑点的位置和相应载荷大小和方向。载荷大小可以根据所选标准规格钢管的自重加上充满液体的质量进行估算。

3处理站房的土建设计

站房设计时需考虑设备大小和物流通道，同时留够设备安装、操作和维修的空间，如果设备太大，可考虑设备安装后再进行封顶或做墙。由于过滤设备通常质量很大，所以需要向结构专业提出地坪或地坑承载要求。

过滤设备安装地坑通常要设置预埋件，需要在设计时与设备人员沟通明确各类预埋件位置、载荷大小、回液入口位置等。地坑还必须做好防水处理，防止内渗和外渗。如果地坑的位置与厂房立柱距离小于2000mm，且无法调整时，需要向结构专业提出将厂房立柱基础承台落深到地坑底面以下，避免发生干涉。处理站房地坑图见图6。

公用设计要求

1动力设计

冷却液集中处理系统的工作所需动力介质一般是压缩空气，压力在0.5MPa~0.6MPa，主要使用的位置在增氧装置和气动阀门处。设计时需要向设备厂家咨询具体耗量。

2给排水设计

冷却液集中处理系统容量通常在几十立方米甚至上百立方米，所以需根据换液时一次性灌满所需的时间，来设计供水的最大流量。平时运转时冷却液会有一定的消耗，需考虑进行补水，补水流量一般设计为2t/h~5t/h即可。使用冷却液集中处理系统可以延长冷却液的使用时间，通常可以使用1a以上。所以冷却液集中处理系统不需要经常排水，但一次性排水量较大且不可直接排入市政管道，设计时需要考虑满足能力的污水处理站房。

3采暖通风设计

冷却液集中处理站房一般不需要进行采暖，如果厂址在北方气温很低的地方，可考虑采暖措施。

结语

冷却液集中循环处理系统的工程设计是一个集专业性、复杂性于一体的设计项目，设计时需要根据设备要求进行土建、公用设计，同时又要根据地形、地质、土建施工等要求来选择合适的设备方案。总之，系统的设计需要设备、土建、公用等多个专业密切配合，才能使系统达到经济、可靠的要求。