關(guān)于高大廠房焊接除塵設(shè)計(jì)討論與分析

馬林林

摘要：高大廠房的焊接煙塵治理，因其具有跨度大、室內(nèi)空間大、污染源種類(lèi)較多、污染物發(fā)生量大以及通風(fēng)除塵需求量大等特征，一直是行業(yè)治理的難點(diǎn)，鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)治理方法和設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)上，針對(duì)我國(guó)一般工業(yè)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中提出的需求為基礎(chǔ)，提供常見(jiàn)解決方案與具體案例分析。

關(guān)鍵詞：高大廠房;大型零件焊接治理;通風(fēng)除塵

本文主要針對(duì)大型工程設(shè)備高大廠房?jī)?nèi)，產(chǎn)品焊接煙塵治理問(wèn)題進(jìn)行研討。因其產(chǎn)品多具有占地空間大、需要頻繁吊裝、焊接位置不規(guī)則等特征，所以對(duì)于高大空間工業(yè)廠房通風(fēng)除塵的設(shè)計(jì)，必須進(jìn)行綜合考慮，以達(dá)到凈化廠房?jī)?nèi)的污濁氣體和有害氣體以及粉塵，為操作人員提供良好的工作環(huán)境，同時(shí)兼顧生產(chǎn)效率的目的。

1、高大廠房?jī)?nèi)焊接加工的煙塵分散特性

高大廠房?jī)?nèi)焊接產(chǎn)生的煙塵在熱空氣和重力的均衡作用下，向上漂浮一定高度時(shí)會(huì)懸浮，煙塵一般上升并懸浮在4～8米的廠房上空，這個(gè)區(qū)間叫做煙塵的懸浮層。

2、高大廠房常見(jiàn)治理方式簡(jiǎn)介與對(duì)比

根據(jù)高大廠房?jī)?nèi)具體焊接工況分析，綜合考慮廠房治理區(qū)域大小、焊接方式、焊件材質(zhì)尺寸及轉(zhuǎn)運(yùn)方式等，匹配最合理的治理方式，常見(jiàn)治理方式有：局部治理、整體置換通風(fēng)、內(nèi)循環(huán)吹吸凈化系統(tǒng)等方式。

2.1局部治理是指選用環(huán)保焊槍、集煙罩等捕集方式，將產(chǎn)生上升中的煙塵粉塵收集，經(jīng)風(fēng)機(jī)負(fù)壓吸入風(fēng)管后到除塵凈化器進(jìn)行過(guò)濾處理;是一種針對(duì)產(chǎn)生煙塵的局部區(qū)域進(jìn)行治理的凈化方式。適用于焊接位置比較固定，焊接區(qū)域小，不需要頻繁吊裝移動(dòng)翻轉(zhuǎn)工件等工況。

局部除塵方法可以有效阻止無(wú)組織氣流在空間內(nèi)帶動(dòng)污染物擴(kuò)散，并且消耗的空氣量較少，投資少、效果顯著，但受現(xiàn)場(chǎng)布局、操作者習(xí)慣和設(shè)備運(yùn)動(dòng)空間限制大。

2.2置換通風(fēng)是將新鮮空氣直接送入工作區(qū)，并在地面上形成一層較薄的空氣湖。新鮮空氣由于熱源的浮力作用使其向室內(nèi)上部流動(dòng)，并形成室內(nèi)空氣運(yùn)動(dòng)的主導(dǎo)氣流。排風(fēng)口設(shè)置在房間的頂部，并將污染空氣排出。送風(fēng)口送入室內(nèi)的新鮮空氣溫度通常低于室內(nèi)工作區(qū)的溫度，由于較涼的空氣密度大而下沉到地表面。

這種利用用潔凈新風(fēng)將含污染物的氣流置換的送風(fēng)方式，可以保持廠房?jī)?nèi)一定高度范圍內(nèi)的空氣品質(zhì)較好，操作人員在此區(qū)域內(nèi)工作感到舒適，身體健康得到了保障，但前期投入成本及后期運(yùn)行成本較大，尤其在冬夏時(shí)節(jié)，通風(fēng)置換會(huì)造成較大的能量損耗。

2.3內(nèi)循環(huán)吹吸凈化系統(tǒng)是指利用煙塵漂浮特性，在煙塵高密度聚集區(qū)域鋪設(shè)風(fēng)口，形成吹吸式的氣流運(yùn)動(dòng)，大流量的吸風(fēng)口不斷的捕集煙塵，煙塵被吸入凈化器內(nèi)進(jìn)行高效過(guò)濾再將潔凈的空氣通過(guò)排風(fēng)管段設(shè)計(jì)的排風(fēng)口排出，將空氣不斷吹向吸風(fēng)口一端，這種不斷形成對(duì)流的方式不僅有效降低了懸浮層的煙塵濃度，而且能帶動(dòng)懸浮層以外的氣體隨之成慣性流動(dòng)，形成持續(xù)循環(huán)的煙塵凈化氣流主導(dǎo)組織。

該系統(tǒng)可針對(duì)整體廠房煙塵、粉塵進(jìn)行持續(xù)循環(huán)的煙塵凈化，使得室內(nèi)工作區(qū)得到較高的空氣質(zhì)量、較高的熱舒適性并具有較高的通風(fēng)效率，不僅可實(shí)現(xiàn)煙塵治理效果，而且可應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的工作環(huán)境，且運(yùn)行能耗也大大降低。

以上治理方式各有利弊，具體使用性能方面優(yōu)劣對(duì)比如下表：

3.案例分析

某工程設(shè)備公司，車(chē)間內(nèi)主要進(jìn)行大型機(jī)械零件的組裝焊接及少量焊縫打磨作業(yè);區(qū)域內(nèi)焊接方式為：14臺(tái)氣保焊;需治理區(qū)域的面積為64米*24米;廠房高度14米，跨度為24米。

焊材消耗量：每個(gè)焊接工位每天工作時(shí)間12小時(shí);消耗焊絲：20公斤;焊絲直徑φ1.6mm;查詢資料可知，單工位焊條的發(fā)塵量平均為 8g/kg 左右。

3.1風(fēng)量設(shè)計(jì)和凈化設(shè)備選型

根據(jù)廠房大小及工位數(shù)量焊材消耗量等信息，計(jì)算凈化所需的風(fēng)量：

Ly=m/ [（ρy-ρx）*β];

Ly---消除污染所需風(fēng)量（m?/h）;

m—污染物散發(fā)量（mg/h）;

ρy ---室內(nèi)空氣中焊接煙塵最高容許濃度（mg/m?）;

ρx---送入空氣中污染物的質(zhì)量濃度（mg/m?）;

β---排風(fēng)效率;

根據(jù)焊接煙塵污染物散發(fā)量及經(jīng)驗(yàn)值計(jì)算風(fēng)量如下：

Ly=186667/[ 3.92*0.8 ]≈60000 m?/h。

此項(xiàng)目?jī)?nèi)循環(huán)吹吸凈化系統(tǒng)安裝完畢后，進(jìn)行了系統(tǒng)的調(diào)試，此凈化系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，不影響現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)。經(jīng)第三方專(zhuān)業(yè)檢測(cè)單位現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，治理后的作業(yè)場(chǎng)內(nèi)焊接煙塵濃度檢測(cè)遠(yuǎn)低于國(guó)家職業(yè)衛(wèi)生接觸標(biāo)準(zhǔn)。車(chē)間空氣質(zhì)量得到明顯改善，對(duì)污染源進(jìn)行有效控制，為工作車(chē)間創(chuàng)造良好的工作環(huán)境和操作條件。

治理后作業(yè)場(chǎng)焊接煙塵濃度見(jiàn)下圖：

參考文獻(xiàn)：

[1] ?宋天虎，王麟書(shū)、葉明強(qiáng). 焊接職業(yè)安全與健康，中國(guó)焊接協(xié)會(huì)與中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)編著，2014.6

[2] ?許居鹓，陸哲明，鄺子強(qiáng). 機(jī)械工業(yè)采暖通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)，上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2007.3

[3] ?GB 16297-1996，大氣污染物結(jié)合排放標(biāo)準(zhǔn)[S]

（作者單位：上海凱森環(huán)?？萍加邢薰荆?/p>