焊接場(chǎng)所的通風(fēng)除塵系統(tǒng)

我國在焊接作業(yè)場(chǎng)所的通風(fēng)除塵系統(tǒng)，包括局部通風(fēng)除塵和整體通風(fēng)除塵，經(jīng)過20多年的發(fā)展，技術(shù)水平已進(jìn)入世界前列。航天凱天環(huán)?？萍脊煞萦邢薰臼沁@一行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，自1998年與德國百年環(huán)保企業(yè)合資合作，開始工廠內(nèi)環(huán)境治理技術(shù)開發(fā)應(yīng)用，技術(shù)水平已達(dá)到國際一流水平，包括移動(dòng)式單機(jī)治理技術(shù)、多工位集中式焊煙凈化系統(tǒng)、切割煙塵治理系統(tǒng)、打磨粉塵治理系統(tǒng)、油霧油煙治理系統(tǒng)、VOC廢氣治理系統(tǒng)等，特別是應(yīng)用于工業(yè)廠房整體通風(fēng)除塵的“工廠環(huán)境分層送風(fēng)除塵除濕控溫節(jié)能整體治理技術(shù)”更是達(dá)到國際先進(jìn)水平。

1. 通風(fēng)概論

焊接煙塵的粒徑很小，絕大部分屬于可吸入粉塵，因此采取通風(fēng)措施，降低工人呼吸帶空氣中的煙塵及有害氣體濃度，對(duì)保護(hù)作業(yè) 者的健康是極其重要的。

廠房通風(fēng)主要有整體換氣和局部排氣兩種形式，一個(gè)完整的通風(fēng)除塵系統(tǒng)，不是簡單地將廠房內(nèi)被污染的空氣排出室外，而是將被污染的空氣凈化后再排出室外，防止對(duì)廠房外大氣的環(huán)境污染。

2. 焊接廠房的全面通風(fēng)

全面通風(fēng)包括自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩種，全面自然通風(fēng)使室內(nèi)外的空氣通過門、窗、房頂通風(fēng)口交換，僅適用于有害物質(zhì)濃度較低的環(huán)境。全面機(jī)械通風(fēng)則通過風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇等機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外空氣交換。

3. 焊接作業(yè)點(diǎn)局部通風(fēng)

（1）局部送風(fēng)   局部送風(fēng)是把新鮮空氣或經(jīng)過凈化的空氣送入焊接工作地帶。

（2）局部排風(fēng)  局部排風(fēng)是效果較好的焊接通風(fēng)措施，應(yīng)用廣泛，如圖1所示。局部排煙罩用來捕集電焊煙塵和有毒氣體，為防止大氣污染而設(shè)置凈化設(shè)備，風(fēng)機(jī)是通風(fēng)系統(tǒng)中的動(dòng)力。

圖1   局部排風(fēng)系統(tǒng)

1.局部排煙罩  2.風(fēng)管  3.凈化設(shè)備  4.風(fēng)機(jī)

常用局部排風(fēng)采用以下幾種捕捉方法：①用吸氣臂的捕捉方式進(jìn)行煙塵捕捉。②采用固定式或移動(dòng)式頂吸罩的形式進(jìn)行煙塵捕捉。③焊接工作間或工作臺(tái)的形式。④吸氣面罩或吸氣焊槍進(jìn)行煙塵捕捉。⑤整體廠房的煙塵捕捉方式：適用于大工件、焊機(jī)多、焊點(diǎn)分散，難以進(jìn)行局部捕捉的廠房，但初次投資較高。

4. 除塵凈化器的原理及常用產(chǎn)品

（1）濾筒除塵凈化器工作原理  污濁的空氣（紅箭頭）通過凈化器吸入口進(jìn)入凈化器，進(jìn)入凈化器室體內(nèi)經(jīng)過濾筒過濾分離。過濾后的干凈空氣（藍(lán)箭頭）通過風(fēng)機(jī)消聲段排出凈化器室體外。被分離的粉塵顆粒通過自動(dòng)清灰裝置吹掃，落入粉塵收集器內(nèi)，如圖2所示。

圖 2

（2）常用除塵凈化機(jī)組類型  第一，移動(dòng)式焊接煙塵凈化器：適用于單工位或雙工位焊接，使用維護(hù)方便，可任意移動(dòng)；風(fēng)量大、噪聲低、吸煙效果好；采用高效濾筒，過濾效率高，可室內(nèi)排放；微電腦控制，自動(dòng)清灰，如圖3所示。

第二，集中式多工位焊接煙塵凈化系統(tǒng)：適用于焊接工位多且相對(duì)固定。系統(tǒng)由集中式焊煙凈化器、煙塵輸送管道、伸縮式吸氣臂組成（見圖4）。

圖3 移動(dòng)式焊接煙塵凈化器單、雙工位使用

圖4   多工位集中式焊煙凈化系統(tǒng)

集中式焊接煙塵濾筒凈化器采用聚酯覆PTFE膜濾筒，凈化效率達(dá)99.9%，滿足室內(nèi)排放標(biāo)準(zhǔn)；微電腦脈沖控制自動(dòng)清灰；靈活的灰桶升降裝置，維護(hù)方便。  

多工位焊接煙塵凈化系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)節(jié)功能，根據(jù)使用工位的變化，變頻系統(tǒng)自動(dòng)除塵風(fēng)量，達(dá)到節(jié)能的目的。

第三，打磨拋光凈化設(shè)備：工業(yè)粉塵大多以化合態(tài)形式漂浮在空氣中，且大多為亞微米粒子，極易被人體吸收，對(duì)工人危害極大。 

特別是當(dāng)易燃粉塵懸浮于空中，達(dá)到爆炸濃度極限時(shí)，遇到火源(包括明火、靜電、摩擦等)就會(huì)發(fā)生爆炸，作業(yè)車間越是密閉爆炸威力越大。

具體用途如下：

首先，打磨拋光除塵凈化工作臺(tái)：對(duì)于小范圍的打磨拋光粉塵治理，可采用有除塵功能的打磨拋光工作臺(tái)和打磨拋光工作間，如圖5所示。

圖5 打磨拋光除塵凈化工作臺(tái)

其次，打磨拋光抽風(fēng)工作臺(tái) ：對(duì)于打磨工位多、產(chǎn)塵量大的車間，要采用集中式除塵器，每個(gè)工位配打磨抽風(fēng)工作臺(tái)或粉塵捕捉罩，如圖6所示。

圖6 打磨拋光抽風(fēng)工作臺(tái)

5. 除塵凈化器在局部排風(fēng)除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用

（1）機(jī)器人焊接的局部除塵  頂吸罩與機(jī)器人結(jié)合可以跟隨機(jī)器人移動(dòng)，除塵效果好。配套高效濾筒靜化器，具有自動(dòng)化程度高、凈化效果好，滿足室內(nèi)排放標(biāo)準(zhǔn)， 如圖7所示。

圖7  機(jī)器人焊接煙塵頂吸罩

（2）頂吸治理方式  包含頂吸板式、移動(dòng)式頂吸罩、搖擺式頂吸罩、固定式頂吸罩幾種形式。工作間治理方式包含工作間與擋弧簾、固定式工作間等形式，如圖8所示。

圖8  三維移動(dòng)頂吸罩用于焊接煙塵治理

（3）焊接培訓(xùn)中心焊煙治理技術(shù)   是將焊培中心工位分成一組或多組工位，采用工作間、吸氣臂或頂吸罩等形式對(duì)煙塵進(jìn)行捕捉，通過除塵凈化器進(jìn)行集中治理，如圖9、圖10所示。

圖9 工作間+吸氣臂捕捉形式 

圖10 工作間+頂吸罩捕捉形式

（4）汽車生產(chǎn)行業(yè)焊煙廢氣治理技術(shù)  汽車生產(chǎn)行業(yè)自動(dòng)化程度高，焊接設(shè)備多，焊接機(jī)器人廣泛應(yīng)用在自動(dòng)生產(chǎn)線上，焊接過程中產(chǎn)生大量的焊接煙塵，如圖11所示 。 

圖11 汽車焊接生產(chǎn)線除塵工作間

（5）整體通風(fēng)凈化一體機(jī)凈化技術(shù)  整體通風(fēng)凈化一體機(jī)對(duì)焊煙的治理方式是：經(jīng)過高效濾筒凈化的空氣大量從設(shè)備的頂部送下來，和設(shè)備底部的兩個(gè)吸氣口形成一個(gè)上送下回的傳統(tǒng)空調(diào)分層送風(fēng)的氣流組織方式，這種送風(fēng)方式特別適合于大工件焊接煙塵治理。 

整體通風(fēng)凈化一體機(jī)優(yōu)勢(shì)在于沒有任何的管道，主機(jī)位置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)靈活選擇，采用高效過濾材料，過濾效率高，過濾后空氣達(dá)到室內(nèi)排放標(biāo)準(zhǔn)；系統(tǒng)采用室內(nèi)循環(huán)在夏季和冬季可以大大減少冷暖空調(diào)成本的支出，如圖12、圖13所示。

圖12 整體通風(fēng)凈化一體機(jī)氣流組織 

圖13 整體通風(fēng)凈化一體機(jī)應(yīng)用實(shí)例

（6）移動(dòng)伸縮式工作間焊煙除塵技術(shù)  移動(dòng)伸縮式工作間可實(shí)現(xiàn)長度方向的伸長或收縮。工件定位后，伸縮式頂吸罩伸長到設(shè)計(jì)極限長度，進(jìn)入工作狀態(tài)，捕捉焊接時(shí)產(chǎn)生的焊接煙塵；焊接完成以后，伸縮式頂吸罩收縮到最小尺寸，利用車間行車、叉車等轉(zhuǎn)移設(shè)備（工具）將大型結(jié)構(gòu)件進(jìn)行裝卸。 

移動(dòng)伸縮式工作間是大型工件在焊接、打磨、表面處理時(shí)最有效的廢氣捕捉裝置，如圖14所示。

圖14 移動(dòng)伸縮式工作間焊煙除塵應(yīng)用實(shí)例

6. 整體廠房焊接煙塵治理

（1）整體廠房焊接煙塵治理技術(shù)  是一種應(yīng)用分層送風(fēng)原理對(duì)焊接廠房進(jìn)行整體治理的先進(jìn)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)恒溫恒濕、空氣凈化、補(bǔ)充新風(fēng)、除異味等多項(xiàng)功能，分層送風(fēng)氣流如圖15所示。

圖15 分層送風(fēng)氣流

整體廠房的技術(shù)核心是以一種全新的氣流組織，即下送風(fēng)頂回風(fēng)的方式，不同于傳統(tǒng)的上送上回的送風(fēng)方式，新鮮的空氣自車間下部送入，保持人所在的工作區(qū)域，比如4m高度以下達(dá)到環(huán)境要求，而對(duì)上部空氣不做特別處理，這樣所需風(fēng)量只需傳統(tǒng)方式的一半，節(jié)能達(dá)50%以上。

（2）末端送風(fēng)裝置——送風(fēng)筒  分層送風(fēng)末端送風(fēng)器十分重要。根據(jù)分層送風(fēng)的原理和特性，送風(fēng)風(fēng)速小于0.5m/s，可避免對(duì)CO2氣體保護(hù)焊接工藝的影響，以及對(duì)人體造成吹風(fēng)感。該送風(fēng)裝置具備冬夏季節(jié)送風(fēng)方向角度變換的功能，充分利用冷熱空氣密度的不同，有利于氣流組織，真正達(dá)到分層送風(fēng)的目的。送風(fēng)筒送風(fēng)場(chǎng)景和不同季節(jié)送風(fēng)示意如圖16所示。

圖16 送風(fēng)筒不同季節(jié)送風(fēng)場(chǎng)景

建議在wifi下觀看送風(fēng)筒工作效果

（3）組合式通風(fēng)除塵空調(diào)機(jī)組 是在組合式空調(diào)機(jī)組中增加高效濾筒過濾除塵功能部分?；仫L(fēng)經(jīng)高效濾筒過濾后再與新風(fēng)混合，經(jīng)冷卻（加熱）處理返回廠房。除塵空調(diào)機(jī)組功能段組合如圖17~圖19所示。

圖17    組合式通風(fēng)除塵空調(diào)機(jī)組

圖18 整體廠房送風(fēng)、回風(fēng)系統(tǒng) 

圖19 組合式通風(fēng)除塵空調(diào)機(jī)組

該組合式通風(fēng)除塵空調(diào)機(jī)組由于采用了高效濾筒式除塵部分，所以在確保新風(fēng)量的前提下，可充分利用回風(fēng)，在過渡季節(jié)可全新風(fēng)運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能的目的。