機(jī)加工車(chē)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(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(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(mén)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(guò)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(méi)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(chē)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(guò)配備吸塵面罩的形式來(lái)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(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(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(chē)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(lái)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(lái)說(shuō),當(dāng)保護(hù)氣體周?chē)L(fēng)速超過(guò)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(chē)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(chē)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?chē)諝?。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(lèi)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(chē)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(guò)濾筒式高效過(guò)濾器,將焊接煙塵濾除,再送入車(chē)間內(nèi)。為了保證車(chē)間內(nèi)空氣品質(zhì),需要補(bǔ)充一定量的新風(fēng)進(jìn)入車(chē)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(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(nèi),這樣,避免污染物直接排放造成車(chē)間內(nèi)的熱能損失。在春秋過(guò)渡季節(jié),新風(fēng)量取100%,利用全新風(fēng)來(lái)帶走車(chē)間內(nèi)熱負(fù)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(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(chē)間內(nèi)外溫度、車(chē)間要求的溫濕度及污染物的分布來(lái)調(diào)節(jié)送風(fēng)方向,使之滿(mǎn)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(chē)間移動(dòng)。
(2 ) 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(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(guò)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(zhuān)有的控制軟結(jié)合當(dāng)?shù)厝隁庀髤?shù),實(shí)采集處理車(chē)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(guò)濾器,過(guò)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(wèn)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(guò)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(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(jī)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(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?chē)諝?。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(lèi)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(chē)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(guò)濾筒式高效過(guò)濾器,將焊接煙塵濾除,再送入車(chē)間內(nèi)。為了保證車(chē)間內(nèi)空氣品質(zhì),需要補(bǔ)充一定量的新風(fēng)進(jìn)入車(chē)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(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(nèi),這樣,避免污染物直接排放造成車(chē)間內(nèi)的熱能損失。在春秋過(guò)渡季節(jié),新風(fēng)量取100%,利用全新風(fēng)來(lái)帶走車(chē)間內(nèi)熱負(fù)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(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(chē)間內(nèi)外溫度、車(chē)間要求的溫濕度及污染物的分布來(lái)調(diào)節(jié)送風(fēng)方向,使之滿(mǎn)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(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(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(guò)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(zhuān)有的控制軟結(jié)合當(dāng)?shù)厝隁庀髤?shù),實(shí)采集處理車(chē)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(guò)濾器,過(guò)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(wèn)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(guò)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(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(jī)操作界面,使用方便。
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