車間廠房焊接煙塵治理解決方案 工廠車間焊煙廢氣優(yōu)化處理 高大廠房焊接煙塵治理解決方案
高大廠房焊接煙塵的治理一直是一個技術難題，通過分層送風技術可以有效地解決焊接煙塵的污染問題。
焊接煙塵的治理是一項性技術難題，其困難主要表現在以下幾個方面：
1.焊接煙塵粒徑小，其粒徑在0.01~5μm，濾除困難；
2.焊接工位的多變性，使得焊接煙塵捕捉困難；
3.焊接煙塵熱氣流滯留特性，普通通風技術除塵困難；
4.焊煙除塵設備投資大，運行費用高，投入困難。
歐洲自20世紀20年代開始對焊接煙塵的危害進行研究，并立法對焊接煙塵進行治理。國內近10年來，已有越來越多的企業(yè)應用了焊煙治理設備，生產環(huán)境正得到逐步改善。但依然有很多焊接車間未采取任何治理措施，圖1為某焊接車間的狀況，污染十分嚴重，極大危害了員工的身體健康。
目前，對于焊接煙塵的治理普遍采用勞動保護方法和局部治理方法。
勞動保護方案是通過配備吸塵面罩的形式來保護勞動者健康，該方法保護對象局限于焊接工人，整個車間環(huán)境無法改善。
局部除塵方案是直接針對焊接煙塵高濃度排放區(qū)域進行治理。局部除塵設備由兩部分組成：煙塵捕捉部分與煙塵過濾部分。局部除塵方法可以有效阻止無組織氣流在空間內帶動污染物擴散，并且消耗的空氣量較少。對于焊接車間，有固定工作臺的手工焊接，局部排風罩能將焊接煙塵基本上抽走，采用局部通風方式能夠取得較好的治理效果。投資少、*。但受現場布局、操作者習慣和設備運動空間限制大。
整體廠房焊接煙塵治理始于20世紀90年代的北歐，并在歐美國家得到快速推廣，是焊接煙塵治理zui有效的手段。
高大焊接廠房特征
高大焊接廠房具有以下共同特征：
1.跨距大，廠房高?？缇嗤ǔＳ?/span>18m、24m，甚至達30m，廠房高度通常高于10m，甚至達30m。
2.焊接工位多，焊接工件大，條形焊縫、環(huán)形焊縫多且長，焊接煙塵量大。
3.輔助設備占用空間大，各種管線布滿車間。
4.廠房內安裝有天車，也有廠房裝有雙層天車，用于搬運物件。
5.春秋和夏季通常通過開門、開窗方式來排除焊接煙塵。北方地區(qū)車間送暖氣，車間相對封閉。
高大廠房焊接煙塵治理要解決的主要問題
1.室內煙塵濃度過高對人體健康帶來的危害
焊接煙氣中的煙塵是一種十分復雜的物質，已在煙塵中發(fā)現的元素多達20種以上。
碳鋼CO2/MAG焊過程中的有害煙塵主要有Fe2O3、SiO2、MnO等，鋁合金MIG焊接過程中的主要煙塵成分為Al2O3顆粒，焊接過程中還會產生一些有害氣體，如臭氧、氮氧化物、一氧化碳、氟化物及氯化物等。
工人長期在焊接煙塵環(huán)境下作業(yè)，如果沒有適當的保護措施，將導致各種職業(yè)病，如塵肺、骨軟化癥、貧血癥等。有害氣體也會造成肺水腫、支氣管炎、急性哮喘癥、神經衰弱癥及慢性呼吸道炎癥等。
為此，國家對作業(yè)環(huán)境下污染物的濃度標準有一個嚴格的限制，在標準GBZ2-2002中規(guī)定了車間能綜合粉塵濃度≤6mg/m3。
2.直接外排造成二次污染的問題
把焊接煙塵排至室外也許是焊接煙塵zui簡單的處理方法。但這種方法只是把污染物從室內轉移到室外，并沒有對煙塵進行治理，其結果是對環(huán)境造成二次污染。GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標準》中，規(guī)定了各種污染物排放濃度的標準。
3.直接排放造成的室內溫度上升/下降、能量損失的問題
在有空調或供熱的車間，如果采用直排方式，在冬季勢必將室內的熱量連同污染物一起排至室外，其結果是室內熱能的大量損失。
4.焊接工藝要求
傳統(tǒng)的混合送風的方式來排除焊接煙塵，其風量大、和風速高，對于CO2氣體保護焊來說，當保護氣體周圍風速超過1m/s時，會吹走保護氣體，從而影響焊接質量。
5.提高生產效率。
采用局部除塵時，操作工人經常需要移動吸氣臂，以達到zui有效的煙塵捕著效果，這樣勢必大大影響焊接工作效率。
高大廠房焊接煙塵治理方案
1.分層送風原理
與傳統(tǒng)的混合送風治理焊接煙塵不同，本方案采用分層送風技術對焊接煙塵進行治理。
其原理如圖2所示。
在有熱源的車間，由于在高度上具有穩(wěn)定的溫度梯度，如果以較低的風速（v＜0.2~0.5m/s），較大的風量，將送風溫差較?。?/span>Δt=2~4℃）的新鮮空氣直接送入室內工作區(qū)，低溫的新風在重力作用下先是下沉，隨后慢慢擴散，在地面上形成一層薄薄的空氣層。而室內熱源產生的熱氣流，由于浮力作用而上升，并不斷卷吸周圍空氣。這樣，由于熱氣流上升時的卷吸作用，后續(xù)新風的推動作用和抽風口的抽吸作用，地板上方的新鮮空氣緩緩向上移動，形成類似于向上的均勻流的流動，于是工作區(qū)的污濁空氣被后續(xù)的新風所取代。當達到穩(wěn)定時，室內空氣在溫度、濃度上便形成兩個區(qū)域：上部混合區(qū)和下部單向流動的清潔區(qū)。
2.分層送風除塵系統(tǒng)組成
分層送風除塵系統(tǒng)主要由3大部分組成，即空氣處理機組（含率筒除塵），送回風管系統(tǒng)、送風末端裝置——送風筒以及控制系統(tǒng)（如圖3）。
根據焊接工藝特征和除塵要求，除塵系統(tǒng)的空氣處理部分有以下幾種形式可供選擇：
（1）對鋁合金焊接廠房，對車間內濕度有嚴格要求，可以配備制冷機組，通過冷凍除濕使室內濕度滿足要求。
（2）對一般碳鋼焊接廠房，可以在空氣處理機組內安裝直接噴淋式制冷裝置來減低車間溫度，該方法投資少，*。
（3）對北方冬季氣溫較低、車間有供暖設施的地區(qū)，在空氣處理機組內設置新風加熱器，使送入車間的新風不至于因溫度太低而影響車間溫度。
3.分層送風除塵系統(tǒng)的運行流程
車間內污染空氣經回風機吸入到空氣處理機組，經過濾筒式過濾器，將焊接煙塵濾除，再送入車間內（如圖4）。為了保證車間內空氣品質，需要補充一定量的新風進入車間，空氣處理機組上設有新風調節(jié)閥，用于調節(jié)新風量。
在冬季，控制20%新風量，新風與來自車間的80%的回風（20%的回風通過排風閥排至車間外）混合，再經過新風加熱器后送至車間內，這樣，避免污染物直接排放造成車間內的熱能損失。
在春秋過渡季節(jié)，新風量取100%，利用全新風來帶走車間內熱負荷，污染空氣100%排至車間外，既保證了舒適的溫度，也保證了良好的空氣品質。
4.關鍵部件
（1）送風筒
送風筒是實現分層送風的關鍵部件，它送風量大，送風速度低，送風距離遠。較低的送風速度確保不會吹散氣體保護焊的保護氣體，從而保證了焊接質量。送風筒內裝有調節(jié)閥，可根據車間內外溫度、車間要求的溫濕度及污染物的分布來調節(jié)送風方向，使之滿足在任何送風溫度下，均能實現推動焊接煙塵向車間移動。
（2）濾筒
采用過濾筒作為過濾元件，該過濾筒選用的濾材不同于一般傳統(tǒng)的濾材，其表面附有一層聚四氟乙烯薄膜。其極小的篩孔可阻擋大部分亞微米塵粒；亞微米塵粒在濾材的表面聚集并形成可滲透的擋塵餅，大部分塵粒被阻擋在濾材外表面而不能進入濾材內部，在壓縮空氣的吹掃下能及時有效地被清除。該濾材具有相當高的過濾效率，較傳統(tǒng)濾材至少提高3~5倍以上；且使用壽命較傳統(tǒng)濾材提高2倍以上。
（3）控制軟件
為達到良好的分層送風除塵效果，系統(tǒng)內配有專有的控制軟件，結合當地全年氣象參數，實時采集處理車間內溫濕度，控制送風筒的送風方向、新風量、制冷量、加熱量，使系統(tǒng)保持在*節(jié)能運行狀態(tài)。
分層送風治理焊接煙塵的優(yōu)勢
與局部焊接煙塵除塵設備相比，與傳統(tǒng)的混合送風除塵系統(tǒng)相比，采用分層送風技術治理焊接煙塵有以下幾大優(yōu)勢：
1.因為煙塵的收集不是直接針對產煙部位，所以除塵系統(tǒng)不受焊接工件大小的影響、不受焊接工位變化的影響；
2.采用過濾器，過濾精度*達到室內排放標準，有效改善工作區(qū)域環(huán)境；
3.*解決煙塵凈化問題，不會對大氣造成二次污染；
4.所需風量只是傳統(tǒng)混合送風形式的一半，運行能耗大幅度降低；
5.因煙塵進行過濾后能達到室內排放標準，室內空氣可以循環(huán)，避免直排造成室內冷量/熱量能源的浪費；
6.除塵系統(tǒng)不受操作者使用習慣的影響，操作者在工作的過程中沒有受到除塵系統(tǒng)的任何干擾，能極大地提高生產效率。
