機(jī)加工車間的焊工治理
焊接煙氣中的煙塵是一種十分復(fù)雜的物質(zhì)，焊接煙塵的主要化學(xué)成分為Fe2O3 ,SiO3，MnO，CaO 以及組成油煙的高分子化合物如烷烴，醛，酮，雜環(huán)化合物等，具有分散度大、沉積慢、易飄浮在空氣中等特點(diǎn)，焊接過程中還會(huì)產(chǎn)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，不僅危害工作者的身心健康，還會(huì)進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部造成設(shè)備損壞，影響正常生產(chǎn)。歐洲權(quán)威環(huán)保部門德國(guó)社會(huì)意外保險(xiǎn)職業(yè)安全與健康研究所的檢測(cè)結(jié)果，焊接產(chǎn)生的煙塵顆粒的直徑在0.1～1μm 之間，能通過人體上呼吸道進(jìn)入肺泡，沉積在肺部（沉積率達(dá)50％以上），引起呼吸道疾病甚至肺癌等。其中0.1～0.4μm 直徑的顆粒占總煙塵的98.9％。工人長(zhǎng)期在焊接煙塵環(huán)境下作業(yè)， 如果沒有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，將導(dǎo)致各種職業(yè)病， 如塵肺、骨軟化癥、貧血癥等。有害氣體也會(huì)造成肺水腫、支氣管炎、急性哮喘癥、神經(jīng)衰弱癥及慢性呼吸道炎癥等。為此，國(guó)家對(duì)作業(yè)環(huán)境下污染物的濃度標(biāo)準(zhǔn)有一個(gè)嚴(yán)格的限制，在標(biāo)準(zhǔn)GBZ2—2002 中規(guī)定了車間能綜合粉塵濃度莖6mg/m3。
焊煙治理的現(xiàn)狀
目前，對(duì)于焊煙塵治理普遍采用勞動(dòng)保護(hù)、局部治理和傳統(tǒng)的混合送風(fēng)方法三種方法各有利弊，其主要困難表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
2.1 勞動(dòng)保護(hù)方案是通過配備吸塵面罩的形式來保護(hù)勞動(dòng)者健康，該方法保護(hù)對(duì)象局限于焊接工人，治標(biāo)不治本，整個(gè)車間環(huán)境無法改善。
2.2 焊煙焊塵粒徑小，其粒徑在0.01-5um，濾除困難；
2.3 焊接工位的多變性，使得焊接煙塵捕捉困難；
2.4 焊接煙塵熱氣流滯留特性普通通風(fēng)技術(shù)除塵困難；
2.5 焊煙除塵設(shè)備投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，投入困難；
2.6 焊煙處理管路與車間工作設(shè)備交叉，空間受限；
2.7 傳統(tǒng)的混合送風(fēng)的方式來排除焊接煙塵，其風(fēng)量大、和風(fēng)速高，對(duì)于CO2氣體保護(hù)焊來說，當(dāng)保護(hù)氣體周圍風(fēng)速超過1m/s 時(shí)，會(huì)吹走保護(hù)氣體，從而影響焊接質(zhì)量。
技加工車間的焊煙治理
分層送風(fēng)原理
與傳統(tǒng)的混合送風(fēng)治理焊接煙塵不同，本方案采用分層送風(fēng)技術(shù)對(duì)焊接煙塵進(jìn)行治理，其原理如圖3 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(fēng)速（v <0.2～0.5m/s），較大的風(fēng)量，將送風(fēng)溫差較小（At=2～4℃）的新鮮空氣直接送入室內(nèi)工作區(qū)，低溫的新風(fēng)在重力作用下先是下沉，隨后慢慢擴(kuò)散，在地面上形成一層薄薄的空氣層，而室內(nèi)熱源產(chǎn)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(shí)的卷吸作用，后續(xù)新風(fēng)的推動(dòng)作用和抽風(fēng)口的抽吸作用，地板上方的新鮮空氣緩緩向上移動(dòng)，形成類似于向上的均勻流的流動(dòng)，于是工作區(qū)的污濁空氣被后續(xù)的新風(fēng)所取代。當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，室內(nèi)空氣在溫度、濃度上便形成兩個(gè)區(qū)域：上部混合區(qū)和下部單向流動(dòng)的清潔區(qū)。
組成
分層送風(fēng)焊煙凈化器組成分層送風(fēng)焊煙凈化器主要由4 大部分組成， 即空氣處理機(jī)組（含高效率集中式焊煙凈化器系統(tǒng)） ， 送回風(fēng)管系統(tǒng)、送風(fēng)末端裝置——風(fēng)筒以及控制系統(tǒng)。
分層送風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行流程
車間內(nèi)污染空氣經(jīng)回風(fēng)機(jī)吸入到空氣處理機(jī)組，經(jīng)過濾筒式高效過濾器，將焊接煙塵濾除，再送入車間內(nèi)。為了保證車間內(nèi)空氣品質(zhì)，需要補(bǔ)充一定量的新風(fēng)進(jìn)入車間，空氣處理機(jī)組上設(shè)有新風(fēng)調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)新風(fēng)量。在冬季控制20%新風(fēng)量，新風(fēng)與來自車間的8 0 ％的回風(fēng)（20%的回風(fēng)通過排風(fēng)閥排至車間外）混合，再經(jīng)過新風(fēng)加熱器后送至車間內(nèi)，這樣，避免污染物直接排放造成車間內(nèi)的熱能損失。在春秋過渡季節(jié)，新風(fēng)量取100%，利用全新風(fēng)來帶走車間內(nèi)熱負(fù)荷，污染空氣1 0 0 ％ 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(zhì)。
關(guān)鍵部件
?。?1 ） 送風(fēng)筒
送風(fēng)筒是實(shí)現(xiàn)分層送風(fēng)的關(guān)鍵部件，它送風(fēng)量大，送風(fēng)速度低送風(fēng)距離遠(yuǎn)。較低的送風(fēng)速度確保不會(huì)吹散氣體保護(hù)焊的保護(hù)氣體， 從而保證了焊接質(zhì)量。送風(fēng)筒內(nèi)裝有調(diào)節(jié)閥，可根據(jù)車間內(nèi)外溫度、車間要求的溫濕度及污染物的分布來調(diào)節(jié)送風(fēng)方向，使之滿足在任何送風(fēng)溫度下，均能實(shí)現(xiàn)推動(dòng)焊接煙塵向車間移動(dòng)。
（2 ） 濾筒
采用高效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(jìn)入材內(nèi)部，在壓縮空氣的吹掃下及時(shí)有效地被清除。該濾材具相當(dāng)高的過濾效率，較傳統(tǒng)濾至少提高3-5 倍以上，且使用命較傳統(tǒng)濾材提高2倍以上。
（3 ） 控制軟件
為達(dá)到良好的分層送風(fēng)除塵果，系統(tǒng)內(nèi)配有專有的控制軟結(jié)合當(dāng)?shù)厝隁庀髤?shù)，實(shí)采集處理車間內(nèi)溫濕度，控制風(fēng)筒的送風(fēng)方向、新風(fēng)量、制量、加熱量，使系統(tǒng)保持在節(jié)能運(yùn)行狀態(tài)。
4 分層送風(fēng)治理焊接煙塵的優(yōu)勢(shì)
與局部焊煙凈化器以及傳統(tǒng)的混合送風(fēng)焊煙凈化器相比，采用分層送風(fēng)技術(shù)治理焊塵有以下幾大優(yōu)勢(shì)：
4.1 因?yàn)闊焿m的收集不是直接對(duì)產(chǎn)煙部位，所以焊煙凈化器與焊接工件大小和位置互不干擾；
4.2 采用高效過濾器，過濾精度達(dá)到室內(nèi)排放標(biāo)準(zhǔn)，有效改善工作區(qū)域環(huán)境；
4.3 徹底解決煙塵凈化問題，不會(huì)對(duì)大氣造成二次污染；
4.4 所需風(fēng)量只是傳統(tǒng)混合送形式的一半，運(yùn)行能耗大幅度低；
4.5 因煙塵進(jìn)行過濾后能達(dá)到室內(nèi)排放標(biāo)準(zhǔn)，室內(nèi)空氣可以循環(huán)避免直排造成室內(nèi)冷量/熱能源的浪費(fèi)；
4.6 焊煙凈化器不受操作者使用習(xí)慣的影響，操作者在工作中沒有受到焊煙凈化器的任何干擾能極大地提高生產(chǎn)效率；
4.7 自動(dòng)化程度高，采用PLC 控制，具備良好的人機(jī)操作界面，使用方便。
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(fēng)速（v <0.2～0.5m/s），較大的風(fēng)量，將送風(fēng)溫差較?。ˋt=2～4℃）的新鮮空氣直接送入室內(nèi)工作區(qū)，低溫的新風(fēng)在重力作用下先是下沉，隨后慢慢擴(kuò)散，在地面上形成一層薄薄的空氣層，而室內(nèi)熱源產(chǎn)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(shí)的卷吸作用，后續(xù)新風(fēng)的推動(dòng)作用和抽風(fēng)口的抽吸作用，地板上方的新鮮空氣緩緩向上移動(dòng)，形成類似于向上的均勻流的流動(dòng)，于是工作區(qū)的污濁空氣被后續(xù)的新風(fēng)所取代。當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，室內(nèi)空氣在溫度、濃度上便形成兩個(gè)區(qū)域：上部混合區(qū)和下部單向流動(dòng)的清潔區(qū)。
組成
分層送風(fēng)焊煙凈化器組成分層送風(fēng)焊煙凈化器主要由4 大部分組成， 即空氣處理機(jī)組（含高效率集中式焊煙凈化器系統(tǒng)） ， 送回風(fēng)管系統(tǒng)、送風(fēng)末端裝置——風(fēng)筒以及控制系統(tǒng)。
分層送風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行流程
車間內(nèi)污染空氣經(jīng)回風(fēng)機(jī)吸入到空氣處理機(jī)組，經(jīng)過濾筒式高效過濾器，將焊接煙塵濾除，再送入車間內(nèi)。為了保證車間內(nèi)空氣品質(zhì)，需要補(bǔ)充一定量的新風(fēng)進(jìn)入車間，空氣處理機(jī)組上設(shè)有新風(fēng)調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)新風(fēng)量。在冬季控制20%新風(fēng)量，新風(fēng)與來自車間的8 0 ％的回風(fēng)（20%的回風(fēng)通過排風(fēng)閥排至車間外）混合，再經(jīng)過新風(fēng)加熱器后送至車間內(nèi)，這樣，避免污染物直接排放造成車間內(nèi)的熱能損失。在春秋過渡季節(jié)，新風(fēng)量取100%，利用全新風(fēng)來帶走車間內(nèi)熱負(fù)荷，污染空氣1 0 0 ％ 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(zhì)。
關(guān)鍵部件
?。?1 ） 送風(fēng)筒
送風(fēng)筒是實(shí)現(xiàn)分層送風(fēng)的關(guān)鍵部件，它送風(fēng)量大，送風(fēng)速度低送風(fēng)距離遠(yuǎn)。較低的送風(fēng)速度確保不會(huì)吹散氣體保護(hù)焊的保護(hù)氣體， 從而保證了焊接質(zhì)量。送風(fēng)筒內(nèi)裝有調(diào)節(jié)閥，可根據(jù)車間內(nèi)外溫度、車間要求的溫濕度及污染物的分布來調(diào)節(jié)送風(fēng)方向，使之滿足在任何送風(fēng)溫度下，均能實(shí)現(xiàn)推動(dòng)焊接煙塵向車間移動(dòng)。
?。? ） 濾筒
采用高效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(jìn)入材內(nèi)部，在壓縮空氣的吹掃下及時(shí)有效地被清除。該濾材具相當(dāng)高的過濾效率，較傳統(tǒng)濾至少提高3-5 倍以上，且使用命較傳統(tǒng)濾材提高2倍以上。
?。? ） 控制軟件
為達(dá)到良好的分層送風(fēng)除塵果，系統(tǒng)內(nèi)配有專有的控制軟結(jié)合當(dāng)?shù)厝隁庀髤?shù)，實(shí)采集處理車間內(nèi)溫濕度，控制風(fēng)筒的送風(fēng)方向、新風(fēng)量、制量、加熱量，使系統(tǒng)保持在最節(jié)能運(yùn)行狀態(tài)。
4 分層送風(fēng)治理焊接煙塵的優(yōu)勢(shì)
與局部焊煙凈化器以及傳統(tǒng)的混合送風(fēng)焊煙凈化器相比，采用分層送風(fēng)技術(shù)治理焊塵有以下幾大優(yōu)勢(shì)：
4.1 因?yàn)闊焿m的收集不是直接對(duì)產(chǎn)煙部位，所以焊煙凈化器與焊接工件大小和位置互不干擾；
4.2 采用高效過濾器，過濾精度達(dá)到室內(nèi)排放標(biāo)準(zhǔn)，有效改善工作區(qū)域環(huán)境；
4.3 徹底解決煙塵凈化問題，不會(huì)對(duì)大氣造成二次污染；
4.4 所需風(fēng)量只是傳統(tǒng)混合送形式的一半，運(yùn)行能耗大幅度低；
4.5 因煙塵進(jìn)行過濾后能達(dá)到室內(nèi)排放標(biāo)準(zhǔn)，室內(nèi)空氣可以循環(huán)避免直排造成室內(nèi)冷量/熱能源的浪費(fèi)；
4.6 焊煙凈化器不受操作者使用習(xí)慣的影響，操作者在工作中沒有受到焊煙凈化器的任何干擾能極大地提高生產(chǎn)效率；
4.7 自動(dòng)化程度高，采用PLC 控制，具備良好的人機(jī)操作界面，使用方便。
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