乾貨|高大廠房焊接煙塵治理解決方案

北極星大氣網訊:高大廠房焊接煙塵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汙染問題。

焊接煙塵的治理是一項國際性技術難題，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，並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應用了焊煙治理設備，生產環境正得到逐步改善。但依然有很多焊接車間未採取任何治理措施，圖1為某焊接車間的狀況，汙染十分嚴重，極大危害了員工的身體健康。

目前，對於焊接煙塵的治理普遍採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於焊接工人，整個車間環境無法改善。

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汙染物擴散，並且消耗的空氣量較少。對於焊接車間，有固定工作檯的手工焊接，局部排風罩能將焊接煙塵基本上抽走，採用局部通風方式能夠取得較好的治理效果。投資少、效果顯著。但受現場布局、操作者習慣和設備運動空間限制大。圖2為局部除塵應用實例。

整體廠房焊接煙塵治理始於20世紀90年代的北歐，並在歐美國家得到快速推廣，是焊接煙塵治理最有效的手段。

高大焊接廠房特徵

高大焊接廠房具有以下共同特徵：

1.跨距大，廠房高。跨距通常有18m、24m，甚至達30m，廠房高度通常高於10m，甚至達30m。

2.焊接工位多，焊接工件大，條形焊縫、環形焊縫多且長， 焊接煙塵量大。

3.輔助設備佔用空間大，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，用於搬運物件。

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複雜的物質，已在煙塵中發現的元素多達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境下作業，如果沒有適當的保護措施，將導致各種職業病，如塵肺、骨軟化症、貧血症等。有害氣體也會造成肺水腫、支氣管炎、急性哮喘症、神經衰弱症及慢性呼吸道炎症等。

為此，國家對作業環境下汙染物的濃度標準有一個嚴格的限制，在標準GBZ2-2002中規定了車間能綜合粉塵濃度≤6mg/m3。

2.直接外排造成二次汙染的問題

把焊接煙塵排至室外也許是焊接煙塵最簡單的處理方法。但這種方法只是把汙染物從室內轉移到室外，並沒有對煙塵進行治理，其結果是對環境造成二次汙染。GB16297-1996《大氣汙染物綜合排放標準》中，規定了各種汙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，如果採用直排方式，在冬季勢必將室內的熱量連同汙染物一起排至室外，其結果是室內熱能的大量損失。

4.焊接工藝要求

傳統的混合送風的方式來排除焊接煙塵，其風量大、和風速高，對於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。

採用局部除塵時，操作工人經常需要移動吸氣臂，以達到最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

在有熱源的車間，由於在高度上具有穩定的溫度梯度，如果以較低的風速(v<0.2~0.5m/s)，較大的風量，將送風溫差較小(Δt=2~4℃)的新鮮空氣直接送入室內工作區，低溫的新風在重力作用下先是下沉，隨後慢慢擴散，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，由於浮力作用而上升，並不斷卷吸周圍空氣。這樣，由於熱氣流上升時的卷吸作用，後續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，形成類似於向上的均勻流的流動，於是工作區的汙濁空氣被後續的新風所取代。當達到穩定時，室內空氣在溫度、濃度上便形成兩個區域：上部混合區和下部單向流動的清潔區。

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