機加工車(chē)間的焊工治理
焊接煙氣中的煙塵是一種十分復雜的物質(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(guò)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)入設備內部造成設備損壞，影響正常生產(chǎn)。歐洲權威環(huán)保部門(mén)德國社會(huì )意外保險職業(yè)安全與健康研究所的檢測結果，焊接產(chǎn)生的煙塵顆粒的直徑在0.1～1μm 之間，能通過(guò)人體上呼吸道進(jìn)入肺泡，沉積在肺部（沉積率達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(cháng)期在焊接煙塵環(huán)境下作業(yè)， 如果沒(méi)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(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，國家對作業(yè)環(huán)境下污染物的濃度標準有一個(gè)嚴格的限制，在標準GBZ2—2002 中規定了車(chē)間能綜合粉塵濃度莖6mg/m3。
焊煙治理的現狀
目前，對于焊煙塵治理普遍采用勞動(dòng)保護、局部治理和傳統的混合送風(fēng)方法三種方法各有利弊，其主要困難表現在以下幾個(gè)方面：
2.1 勞動(dòng)保護方案是通過(guò)配備吸塵面罩的形式來(lái)保護勞動(dòng)者健康，該方法保護對象局限于焊接工人，治標不治本，整個(gè)車(chē)間環(huán)境無(wú)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 焊煙除塵設備投資大，運行費用高，投入困難；
2.6 焊煙處理管路與車(chē)間工作設備交叉，空間受限；
2.7 傳統的混合送風(fēng)的方式來(lái)排除焊接煙塵，其風(fēng)量大、和風(fēng)速高，對于CO2氣體保護焊來(lái)說(shuō)，當保護氣體周?chē)L(fēng)速超過(guò)1m/s 時(shí)，會(huì )吹走保護氣體，從而影響焊接質(zhì)量。
技加工車(chē)間的焊煙治理
分層送風(fēng)原理
與傳統的混合送風(fēng)治理焊接煙塵不同，本方案采用分層送風(fēng)技術(shù)對焊接煙塵進(jìn)行治理，其原理如圖3 所示。
在有熱源的車(chē)間，由于在高度上具有穩定的溫度梯度，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工作區，低溫的新風(fēng)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(chǎn)生的熱氣流，由于浮力作用而上升，并不斷卷吸周?chē)諝?。這樣，由于熱氣流上升時(shí)的卷吸作用，后續新風(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(lèi)似于向上的均勻流的流動(dòng)，于是工作區的污濁空氣被后續的新風(fēng)所取代。當達到穩定時(shí)，室內空氣在溫度、濃度上便形成兩個(gè)區域：上部混合區和下部單向流動(dòng)的清潔區。
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， 即空氣處理機組（含高效率集中式焊煙凈化器系統） ， 送回風(fēng)管系統、送風(fēng)末端裝置——風(fēng)筒以及控制系統。
分層送風(fēng)系統的運行流程
車(chē)間內污染空氣經(jīng)回風(fēng)機吸入到空氣處理機組，經(jīng)過(guò)濾筒式高效過(guò)濾器，將焊接煙塵濾除，再送入車(chē)間內。為了保證車(chē)間內空氣品質(zhì)，需要補充一定量的新風(fēng)進(jìn)入車(chē)間，空氣處理機組上設有新風(fēng)調節閥，用于調節新風(fēng)量。在冬季控制20%新風(fēng)量，新風(fēng)與來(lái)自車(chē)間的8 0 ％的回風(fēng)（20%的回風(fēng)通過(guò)排風(fēng)閥排至車(chē)間外）混合，再經(jīng)過(guò)新風(fēng)加熱器后送至車(chē)間內，這樣，避免污染物直接排放造成車(chē)間內的熱能損失。在春秋過(guò)渡季節，新風(fēng)量取100%，利用全新風(fēng)來(lái)帶走車(chē)間內熱負荷，污染空氣1 0 0 ％ 排至車(chē)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。較低的送風(fēng)速度確保不會(huì )吹散氣體保護焊的保護氣體， 從而保證了焊接質(zhì)量。送風(fēng)筒內裝有調節閥，可根據車(chē)間內外溫度、車(chē)間要求的溫濕度及污染物的分布來(lái)調節送風(fēng)方向，使之滿(mǎn)足在任何送風(fēng)溫度下，均能實(shí)現推動(dòng)焊接煙塵向車(chē)間移動(dòng)。
?。? ） 濾筒
采用高效過(guò)濾筒作為過(guò)濾元件，該過(guò)濾筒選用的濾材不同于一般傳統的濾材，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。該濾材具相當高的過(guò)濾效率，較傳統濾至少提高3-5 倍以上，且使用命較傳統濾材提高2倍以上。
?。? ） 控制軟件
為達到良好的分層送風(fēng)除塵果，系統內配有專(zhuān)有的控制軟結合當地全年氣象參數，實(shí)采集處理車(chē)間內溫濕度，控制風(fēng)筒的送風(fēng)方向、新風(fēng)量、制量、加熱量，使系統保持在節能運行狀態(tài)。
4 分層送風(fēng)治理焊接煙塵的優(yōu)勢
與局部焊煙凈化器以及傳統的混合送風(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：
4.1 因為煙塵的收集不是直接對產(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(guò)濾器，過(guò)濾精度達到室內排放標準，有效改善工作區域環(huán)境；
4.3 徹底解決煙塵凈化問(wèn)題，不會(huì )對大氣造成二次污染；
4.4 所需風(fēng)量只是傳統混合送形式的一半，運行能耗大幅度低；
4.5 因煙塵進(jìn)行過(guò)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/熱能源的浪費；
4.6 焊煙凈化器不受操作者使用習慣的影響，操作者在工作中沒(méi)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，具備良好的人機操作界面，使用方便。
在有熱源的車(chē)間，由于在高度上具有穩定的溫度梯度，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工作區，低溫的新風(fēng)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(chǎn)生的熱氣流，由于浮力作用而上升，并不斷卷吸周?chē)諝?。這樣，由于熱氣流上升時(shí)的卷吸作用，后續新風(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(lèi)似于向上的均勻流的流動(dòng)，于是工作區的污濁空氣被后續的新風(fēng)所取代。當達到穩定時(shí)，室內空氣在溫度、濃度上便形成兩個(gè)區域：上部混合區和下部單向流動(dòng)的清潔區。
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， 即空氣處理機組（含高效率集中式焊煙凈化器系統） ， 送回風(fēng)管系統、送風(fēng)末端裝置——風(fēng)筒以及控制系統。
分層送風(fēng)系統的運行流程
車(chē)間內污染空氣經(jīng)回風(fēng)機吸入到空氣處理機組，經(jīng)過(guò)濾筒式高效過(guò)濾器，將焊接煙塵濾除，再送入車(chē)間內。為了保證車(chē)間內空氣品質(zhì)，需要補充一定量的新風(fēng)進(jìn)入車(chē)間，空氣處理機組上設有新風(fēng)調節閥，用于調節新風(fēng)量。在冬季控制20%新風(fēng)量，新風(fēng)與來(lái)自車(chē)間的8 0 ％的回風(fēng)（20%的回風(fēng)通過(guò)排風(fēng)閥排至車(chē)間外）混合，再經(jīng)過(guò)新風(fēng)加熱器后送至車(chē)間內，這樣，避免污染物直接排放造成車(chē)間內的熱能損失。在春秋過(guò)渡季節，新風(fēng)量取100%，利用全新風(fēng)來(lái)帶走車(chē)間內熱負荷，污染空氣1 0 0 ％ 排至車(chē)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。較低的送風(fēng)速度確保不會(huì )吹散氣體保護焊的保護氣體， 從而保證了焊接質(zhì)量。送風(fēng)筒內裝有調節閥，可根據車(chē)間內外溫度、車(chē)間要求的溫濕度及污染物的分布來(lái)調節送風(fēng)方向，使之滿(mǎn)足在任何送風(fēng)溫度下，均能實(shí)現推動(dòng)焊接煙塵向車(chē)間移動(dòng)。
?。? ） 濾筒
采用高效過(guò)濾筒作為過(guò)濾元件，該過(guò)濾筒選用的濾材不同于一般傳統的濾材，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。該濾材具相當高的過(guò)濾效率，較傳統濾至少提高3-5 倍以上，且使用命較傳統濾材提高2倍以上。
?。? ） 控制軟件
為達到良好的分層送風(fēng)除塵果，系統內配有專(zhuān)有的控制軟結合當地全年氣象參數，實(shí)采集處理車(chē)間內溫濕度，控制風(fēng)筒的送風(fēng)方向、新風(fēng)量、制量、加熱量，使系統保持在最節能運行狀態(tài)。
4 分層送風(fēng)治理焊接煙塵的優(yōu)勢
與局部焊煙凈化器以及傳統的混合送風(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：
4.1 因為煙塵的收集不是直接對產(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(guò)濾器，過(guò)濾精度達到室內排放標準，有效改善工作區域環(huán)境；
4.3 徹底解決煙塵凈化問(wèn)題，不會(huì )對大氣造成二次污染；
4.4 所需風(fēng)量只是傳統混合送形式的一半，運行能耗大幅度低；
4.5 因煙塵進(jìn)行過(guò)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/熱能源的浪費；
4.6 焊煙凈化器不受操作者使用習慣的影響，操作者在工作中沒(méi)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，具備良好的人機操作界面，使用方便。
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