焊接車間整體通風(fēng)方案設(shè)計(jì)

1、焊接車間整體通風(fēng)方案設(shè)計(jì)1.引言 隨著科學(xué)技術(shù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速進(jìn)展，焊接技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，如汽車制造廠、造船廠等。由于焊接是 一種勞動(dòng)強(qiáng)度比較大的工種，且在焊接工藝過程中會(huì)產(chǎn)生大量的有毒金屬煙霧、電焊塵、有害氣體、輻 射熱、光污染，嚴(yán)峻影響工作人員和周邊人員身體健康，因此必需對(duì)焊接車間進(jìn)行通風(fēng)換氣，排解和稀 釋有害物，建立良好的焊接環(huán)境。 由于廠房的焊接車間一般具有空間高大、焊接件大小不定、焊接地點(diǎn)不固定、焊接方式較多等特點(diǎn)，使 得室內(nèi)氣流組織混亂，污染物較難處理。因此，如何經(jīng)濟(jì)有效對(duì)焊接車間進(jìn)行通風(fēng)除塵始終是個(gè)難題。 本文將對(duì)國(guó)內(nèi)外焊接車間的通風(fēng)除塵方式進(jìn)行肯定的分析和總結(jié)，供設(shè)計(jì)人員參考。

2、 2. 國(guó)內(nèi)外焊接車間煙塵治理方法 2.1 全面通風(fēng)凈化系統(tǒng) 全面通風(fēng)也稱稀釋通風(fēng)，一方面用清潔空氣，稀釋室內(nèi)空氣物中的有害濃度，同時(shí)不斷把污染空氣排出 室外，使室內(nèi)空氣中有害物濃度不超過衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高允許濃度。 全面通風(fēng)通常以廠房的換氣量或換氣次數(shù)為基礎(chǔ)， 依據(jù)稀釋理論， 將車間內(nèi)有害物濃度沖淡到最高允許 濃度之下所需的全面通風(fēng)換氣量按下式計(jì)算1。 Q=K m3/h 式中 ： Q換氣量 m3/h K平安系數(shù)。依據(jù)廠房結(jié)構(gòu)、設(shè)備裝置布置、有害物毒性、分布狀況等，K 的取值范圍為 310； x車間內(nèi)有害物的散發(fā)量； y2排出空氣中有害物濃度。一般可取車間空氣中有害物最高允許濃度（mg/m3）

3、 ； y1進(jìn)入車間空氣中有害物濃度。對(duì)直接取室外風(fēng)為進(jìn)風(fēng)時(shí)，y1 可視為 0（mg/m3） 。 換氣量也可用換氣次數(shù)來代替，在大型焊接車間，依據(jù)煙塵濃度計(jì)算選擇通風(fēng)機(jī)，一般每小時(shí)應(yīng)排風(fēng) 1015 次。 n= 次/h n換氣次數(shù)（次/h） ； V車間體積（ m3） 。 全面通風(fēng)包括自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩種方式。 確定焊接車間的通風(fēng)方案時(shí)， 肯定要依據(jù)具體狀況機(jī)敏處 理，幾種常用的全面通風(fēng)方案如下： (1) 自然通風(fēng) 自然通風(fēng)不需要消耗動(dòng)力， 是一種經(jīng)濟(jì)的通風(fēng)方式， 對(duì)于戶外焊接作業(yè)或放開的空間焊接一般接受自然 通風(fēng)方式。如一些工業(yè)廠房屋頂自然通風(fēng)器、屋頂天窗就是自然通風(fēng)的應(yīng)用。但由于自然通風(fēng)易受到

4、室 外氣象條件的影響，特殊是在風(fēng)力作用很不穩(wěn)定，所以對(duì)于粉塵、有害氣體等污染物產(chǎn)生的廠房則不大 適用。 (2) 側(cè)墻上設(shè)置軸流風(fēng)機(jī)加自然通風(fēng)器(天窗)排風(fēng) 對(duì)車間面積較小的低矮單跨廠房，在靠外墻的每個(gè)焊接工位上部設(shè)置軸流風(fēng)機(jī)能起到很好的排風(fēng)效果； 屋頂自然通風(fēng)器(天窗)起到加強(qiáng)換氣的作用。 (3) 設(shè)置誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)、自然通風(fēng)器(天窗或屋頂風(fēng)機(jī))排風(fēng) 通過安裝誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)以肯定噴射角的通風(fēng)方式，引射室內(nèi)焊接煙氣流向上流淌，最終經(jīng)自然通風(fēng)器(天窗 或屋頂風(fēng)機(jī))排出室外。 (4) 屋頂風(fēng)機(jī)送排風(fēng)方式 在焊接車間的屋頂設(shè)置送排風(fēng)機(jī)，把車間內(nèi)焊煙排出室外，達(dá)到使車間煙塵濃度降低的目的。 (5) 吹吸式通風(fēng)方式

5、吹吸式通風(fēng)是由單股吹出氣流和單股吸入氣流復(fù)合而成的通風(fēng)氣流， 因而是一種能有效把握污染源集中的通風(fēng)方式，這種通風(fēng)方式是在兩跨中柱或單跨一側(cè)柱(墻)上設(shè)置吹風(fēng)口，送出室外引入的新穎空氣， 在送風(fēng)對(duì)面的側(cè)墻上裝設(shè)軸流風(fēng)機(jī)向外排風(fēng)。分為小范圍吹吸式通風(fēng)系統(tǒng)和大范圍吹吸式通風(fēng)系統(tǒng)兩 類。 另外， 焊接車間全室通風(fēng)的排風(fēng)量一般都很大， 對(duì)于采暖地區(qū)通過設(shè)置空氣凈扮裝置把車間內(nèi)焊煙經(jīng)過 凈化器凈化后在車間內(nèi)循環(huán)使用， 既可達(dá)到使車間煙塵濃度降低， 同時(shí)又解決了車間內(nèi)能量損失的目的。 2.2 局部通風(fēng)凈化系統(tǒng) 全面通風(fēng)風(fēng)量大、消耗電能多、運(yùn)行費(fèi)高，冬季運(yùn)行因需要供暖，耗電量更大，而且不能完全改善工人 呼吸時(shí)

6、空氣中的煙塵濃度，所以國(guó)內(nèi)外大量接受局部通風(fēng)方式，即在焊接作業(yè)點(diǎn)四周設(shè)置排煙罩，不等 煙塵集中就把它排走，這樣所需要的排風(fēng)量約為全面通風(fēng)排風(fēng)量的 1/31/4，而且排煙效果好，從根本 上解決了焊工的吸煙問題。 局部排風(fēng)系統(tǒng)主要由排風(fēng)罩、風(fēng)管、凈扮裝置和風(fēng)機(jī)組成，其設(shè)計(jì)關(guān)鍵要依據(jù)工藝要求和場(chǎng)地狀況確定 排風(fēng)罩的形式，了解罩口四周流暢、濃度場(chǎng)的分布及制定相應(yīng)的把握風(fēng)速。適用于收集焊接煙塵的排風(fēng) 罩主要有三種類型：外部吸氣罩（包括側(cè)吸罩和下部吸氣罩） 、上部吸氣罩、焊接室（一種大型吸氣通 風(fēng)柜） ，具體形式可以參考暖通空調(diào)設(shè)計(jì)選用手冊(cè)2。 此外， 還應(yīng)為焊接工人供應(yīng)一個(gè)熱舒適環(huán)境。 因此， 焊接車間

7、通風(fēng)設(shè)計(jì)應(yīng)接受局部排風(fēng)加局部送風(fēng)形式。 (1) 局部排風(fēng)排風(fēng)罩的風(fēng)量計(jì)算 側(cè)吸罩排風(fēng)量計(jì)算公式為=0.75(52+A)3600 3/,式中為焊點(diǎn)離側(cè)吸罩口距離();A 為 罩口面積(2);為焊接點(diǎn)水平吸入速度(/),有關(guān)資料推舉為 0.51.0 /,但考慮橫向氣流 干擾及操作方法影響等因素,建議取為 1.01.2/。 上部排風(fēng)罩排風(fēng)量計(jì)算公式為=3600A 3/,式中為罩口面積,為罩口平均風(fēng)速,四邊敞 開=1.051.25 /;三邊放開=0.91.05 /;二邊放開=0.750.9 /;一邊放開 =0.50.75 /。 焊接室排風(fēng)量計(jì)算公式為=cA3600 3/，式中 A 為罩口面積(2);

8、c 為焊接點(diǎn)水平吸入速度 (/)，建議c=0.7 /。 (2) 局部送風(fēng)風(fēng)量計(jì)算 工人在焊接作業(yè)時(shí),夏季要承受高溫焊件的熱輻射,冬季因排風(fēng)造成大量冷空氣進(jìn)入工作區(qū),因此應(yīng)向工 作區(qū)送風(fēng),為焊接工人營(yíng)造一個(gè)熱舒適的工作環(huán)境。 過渡季節(jié)直接送室外新風(fēng),冬夏兩季應(yīng)接受空調(diào)送風(fēng), 空調(diào)送風(fēng)溫度 20左右,工作區(qū)送風(fēng)風(fēng)速 1.5 /以上,送風(fēng)量大小按風(fēng)量平衡進(jìn)行計(jì)算,送風(fēng)口出風(fēng)方 向應(yīng)設(shè)計(jì)成可調(diào)。 (3) 局部通風(fēng)凈扮裝置 目前，國(guó)內(nèi)外焊接煙塵的治理凈扮裝置向成套性、組合性、可移動(dòng)性、小型化、省資源方向進(jìn)展，其主 要裝置有：固定式上部排氣裝置、移動(dòng)式吸煙凈扮裝置、小型機(jī)組凈扮裝置、便攜式袖珍煙塵抽煙機(jī)、

9、 抽氣式焊接工作臺(tái)。 2.3 置換通風(fēng)系統(tǒng) 置換通風(fēng)系統(tǒng)（低紊流系統(tǒng)）是指把送風(fēng)口設(shè)置在房間底部，接受低紊流、低速度的送風(fēng)方式，將空氣 直接送入工作區(qū)，并在地板上形成一層較薄的空氣湖，隨著對(duì)流空氣的向上流淌，帶動(dòng)污染空氣由設(shè)置 在房間頂部的排風(fēng)口排出室外的通風(fēng)方式。置換通風(fēng)的送風(fēng)速度約為 0.25/左右，送風(fēng)的動(dòng)量很低 以致對(duì)室內(nèi)主導(dǎo)氣流無任何實(shí)際的影響，具有效率高、節(jié)省能量等特點(diǎn)。置換通風(fēng)可以加大溫度梯度， 從而增加在工藝操作過程中熱力作用所產(chǎn)生的抽力，與一般的稀釋有害物的通風(fēng)方式相比，可以節(jié)省 50%的空氣量。 焊接煙塵的特性比較符合用置換通風(fēng)這種氣流組織形式排出，可以保證人在工作區(qū)能呼吸

10、到清潔空氣 3。 此外，焊接煙氣的有效治理還可以從工藝方面的改革（接受無煙塵或少煙塵的焊接工藝、開發(fā)和使用低 塵和低毒焊接材料、提高焊接過程機(jī)械化自動(dòng)化程度）和加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)方面（個(gè)體防護(hù)面具，此種方式 國(guó)內(nèi)外主要用于無法實(shí)施通風(fēng)治理方案狀況下的焊接,它只能作為各種治理方法的最終手段入手） 。除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)機(jī)械除塵系統(tǒng)由排風(fēng)罩、風(fēng)管、除塵器、通風(fēng)機(jī)、卸塵裝置及其附屬設(shè)施組成。與除塵系統(tǒng)親密相關(guān)的還有 塵源密閉裝置和粉塵處理與回收系統(tǒng)。 1、除塵系統(tǒng)的劃分原則 設(shè)計(jì)分散或集中除塵系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)按下列原，則進(jìn)行系統(tǒng)的劃分。 同一生產(chǎn)流程、同時(shí)工作的揚(yáng)塵點(diǎn)相距不遠(yuǎn)時(shí)，宜合設(shè)一個(gè)系統(tǒng)。 同時(shí)工作但粉塵種類

11、不同的揚(yáng)塵點(diǎn)， 當(dāng)工藝允許不同粉塵混合回收或粉塵無回收價(jià)值時(shí)， 亦可合設(shè)一個(gè)除 塵系統(tǒng)。 屬下列狀況者，不應(yīng)合為一個(gè)系統(tǒng)：(a) 兩種或兩種以上的粉塵或含塵氣體混合后能引起燃燒或爆炸時(shí)； (b) 溫度不同的含塵氣體，當(dāng)混合后可能導(dǎo)致風(fēng)管和除塵器內(nèi)結(jié)露時(shí)。 2、集氣吸塵罩 (1) 集氣吸塵罩的位置 設(shè)置吸塵罩的地點(diǎn)，應(yīng)保持罩內(nèi)負(fù)壓均勻，要能有效地把握含塵氣流不致從罩內(nèi)逸出，并避開吸出粉料。 如對(duì)裂開、篩分和運(yùn)輸沒備，吸塵罩應(yīng)避開含塵氣流中心，以防吸出大量粉料。對(duì)于膠帶運(yùn)輸機(jī)受料點(diǎn)吸塵罩與 卸料溜槽相鄰兩邊之間距離應(yīng)為溜槽邊長(zhǎng)的 0.751.5 倍，但不小于 300500mm；罩口離膠帶機(jī)表面高度

12、不小于 膠帶機(jī)寬度的 0.6 倍。當(dāng)卸料溜槽與膠帶機(jī)傾斜交料時(shí)，應(yīng)在溜槽的前方布置吸塵罩；當(dāng)卸料溜槽與膠帶機(jī)垂直 交料時(shí)，宜在溜槽的前、后方均設(shè)吸塵罩。 處理或輸送熱物料時(shí)，吸塵罩應(yīng)設(shè)在密閉裝置的頂部，或給料點(diǎn)與受料點(diǎn)設(shè)置上、下抽風(fēng)吸塵罩。 吸塵罩不宜靠近放開的孔洞(如操作孔、觀看孔、出料口等)，以免吸入罩外空氣。對(duì)于膠帶機(jī)受料點(diǎn)吸塵 罩前必需設(shè)遮塵簾；遮塵簾可用橡膠帶、帆布帶等制作。 吸塵罩的位置應(yīng)不影響操作和檢修。與罩相接的一段管道最好垂直敷設(shè)，以免蹦人物料造成管道堵塞。 (2) 集氣吸塵罩的形式 為使罩內(nèi)氣流均勻，一般接受傘形罩。 當(dāng)從大容積密閉罩和料倉排風(fēng)時(shí)，一般無吸出粉料之慮，可將風(fēng)

13、管直接接在大容積密閉罩或料倉上。 (3) 集氣吸塵罩的罩口風(fēng)速 吸塵罩的罩口平均風(fēng)速不宜過高，以免吸出粉料。一般對(duì)局部密閉罩和輕、干、細(xì)的物料，罩口平均風(fēng)速 應(yīng)取得較低。接受局部密閉時(shí)，罩口平均風(fēng)速不宜大于下列數(shù)值： 細(xì)粉料的篩分 0.6m/s； 物料的粉碎 2.0m/s； 粗顆粒物料裂開 3.0m/s。 在不能設(shè)置密閉罩而用敞口罩把握粉塵時(shí)，罩口風(fēng)速應(yīng)按倒吸罩要求確定。 3、含塵氣體管道 除塵系統(tǒng)中，除塵器以前的含塵氣體管道(除塵管道)可按枝狀管網(wǎng)或集合管管網(wǎng)布置。 (1) 集合管管網(wǎng) 集合管管網(wǎng)分為水平和垂直兩種。水平集合管見圖，連接的風(fēng)管由上面或側(cè)面接入，集合 管斷面風(fēng)速為 34m/s，

14、適用于產(chǎn)塵設(shè)備分布在同一層平面上，且水平距離較大的場(chǎng)合。垂直集合管見圖(b)連 接的風(fēng)管從切線方向接人，集合管斷面風(fēng)速為 610m/s，適用于產(chǎn)塵設(shè)備分布在多層平臺(tái)上，且水平距離不大的 場(chǎng)合。集合管管網(wǎng)的主要特點(diǎn)是：(a)集合管尚有粗凈化作用，下部應(yīng)設(shè)卸塵閥和粉塵輸送設(shè)備；(b) 系統(tǒng)阻力容 易平衡；(c)管路連接便利；(d)運(yùn)行風(fēng)量變化時(shí)，系統(tǒng)比較穩(wěn)定。 (2) 枝狀管網(wǎng)枝狀管網(wǎng)的布置形式如圖所示。風(fēng)管可接受垂直、水平或傾斜敷設(shè)；傾斜敷設(shè)時(shí)，風(fēng)管與水平 面的夾角應(yīng)大于 45°。當(dāng)不能滿足上述要求時(shí)，小坡度或水平敷設(shè)的管段應(yīng)盡量縮短，并實(shí)行防止積塵的措施。 通過高溫含塵氣體的管道和相

15、對(duì)濕度高，簡(jiǎn)潔結(jié)露的含塵氣體管道應(yīng)設(shè)計(jì)保溫措施。通過高溫含塵氣體的管 道必需考慮熱膨脹的補(bǔ)償措施，可實(shí)行轉(zhuǎn)彎自然補(bǔ)償或在管道的適當(dāng)部位設(shè)置補(bǔ)償器；相應(yīng)的管道支架也應(yīng)考慮 熱膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力。 除塵管道宜接受圓形鋼制風(fēng)管，其接頭和接縫應(yīng)嚴(yán)密，焊接加工的管道應(yīng)用煤油檢漏。 除塵管道一般應(yīng)明設(shè)。當(dāng)接受地下風(fēng)道時(shí)，可用混凝土或磚砌筑，內(nèi)表面用砂漿抹平，并在風(fēng)道設(shè)清掃孔。 對(duì)有爆炸性危急的含塵氣體，應(yīng)在管道上安裝防爆閥，且不應(yīng)地下鋪設(shè)。 4、除塵器 處理相對(duì)濕度高、簡(jiǎn)潔結(jié)露的含塵氣體的干式除塵器應(yīng)設(shè)保溫層，必要時(shí)還應(yīng)在除塵器實(shí)行加熱措施。 用于凈化有爆炸危急粉塵或氣體的干式除塵器，宜布置在系統(tǒng)的負(fù)壓段上

16、。除塵器上應(yīng)有防爆閥門。 對(duì)于爆炸下限小于或等于 65g/m3 的有爆炸危急的粉塵、纖維和碎屑的布袋除塵器。必要時(shí)，干式除塵器應(yīng)采 用不產(chǎn)生火花的材料制作；假如接受袋式除塵器需配防靜電濾袋及防爆電磁脈沖閥。 用于凈化有爆炸危急粉塵的袋式除塵器，應(yīng)布置在生產(chǎn)廠房之外，且距有門窗孔洞的外墻不應(yīng)小于 10m； 或布置在單獨(dú)的建筑物內(nèi)時(shí)除塵器應(yīng)連續(xù)清灰，且風(fēng)量<1500m3/h，儲(chǔ)灰量<60kg。 用于凈化爆炸下限大于 65g/m3 的可燃粉塵、纖維和碎屑的干式除塵器，當(dāng)布置在生產(chǎn)廠房?jī)?nèi)時(shí)，應(yīng)同其 排風(fēng)機(jī)布置在單獨(dú)的房間內(nèi)。 有爆炸危急的除塵系統(tǒng)，其干式除塵器不得布置在經(jīng)常有人或短時(shí) 間有

17、大量人員逗留的房間(如工人體息 室、會(huì)議室等)的下面，猶如上述房間貼鄰布置時(shí)，應(yīng)用耐火的實(shí)體墻隔開。 在北方地區(qū)選用濕式除塵器時(shí)，應(yīng)考慮采暖或保溫措施，防止除塵器和供、排水管路凍結(jié)。 在高負(fù)壓條件下使用的除塵器，其結(jié)構(gòu)應(yīng)有耐負(fù)壓措施，且外殼應(yīng)具有更高的嚴(yán)密性。 含塵氣體經(jīng)除塵器凈化后，直接排人室內(nèi)時(shí)，必需選用高效除塵器，保證排入室內(nèi)的氣體含塵濃度不超過 國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。 5、輸排灰裝置和粉塵處理 對(duì)除塵器收集的粉塵或排出的含塵污水，依據(jù)生產(chǎn)條件、除塵器類型、粉塵的回收價(jià)值和便于維護(hù)管理等 因素必需實(shí)行妥當(dāng)?shù)幕厥栈蛱幚泶胧?；工藝允許時(shí)，應(yīng)納入工藝流程回收處理。 濕式除塵器排出的含塵污水經(jīng)處理

18、后，應(yīng)循環(huán)使用，以削減耗水量并避開造成水污染。 在高負(fù)壓條件下使用的除塵器，應(yīng)設(shè)置兩個(gè)串聯(lián)工作的卸料器，并保證該兩卸灰閥不同時(shí)開啟卸塵。 6、測(cè)定和監(jiān)控 對(duì)多排風(fēng)點(diǎn)除塵系統(tǒng)，應(yīng)在各支管、除塵器和通風(fēng)機(jī)入、出口管的直管段和排氣煙囪氣流平穩(wěn)處，設(shè)置風(fēng) 量、 風(fēng)壓測(cè)定孔。 在除塵器入、 出口管以及需要測(cè)量粉塵濃度的支管直管段氣流平穩(wěn)處， 應(yīng)設(shè)置直徑不小于 80mm 的粉塵取樣孔。凡設(shè)粉塵取樣孔的地方，不再重復(fù)設(shè)置風(fēng)量、風(fēng)壓測(cè)定孔。 依據(jù)實(shí)際需要并結(jié)合操作條件， 除塵系統(tǒng)可接受集中把握或與有關(guān)工藝設(shè)備聯(lián)鎖。 一般除塵系統(tǒng)應(yīng)在工藝 設(shè)備開動(dòng)之前啟動(dòng)，在工藝設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)后關(guān)閉。自動(dòng)化水平高的除塵系統(tǒng)可將除

19、塵系統(tǒng)電氣把握設(shè)備與相應(yīng)的 工藝設(shè)備實(shí)行程序把握，便于操作人員把握，但此時(shí)仍需在通風(fēng)除塵設(shè)備機(jī)旁裝設(shè)把握開關(guān)。 對(duì)大型除塵系統(tǒng)，可依據(jù)具體狀況設(shè)置測(cè)量風(fēng)量、風(fēng)壓、溫度和粉塵濃度等參數(shù)的儀表。 對(duì)大型集中除塵系統(tǒng)，必要時(shí)可設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)，當(dāng)排放參數(shù)超標(biāo)時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 大中型除塵器應(yīng)設(shè)計(jì)檢測(cè)電源。 10、機(jī)房和檢修設(shè)施 除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮留有肯定的檢修平面和空間、安裝孔洞、吊掛設(shè)施、走臺(tái)、梯子、人孔和照明設(shè) 施等，為施工、操作和檢修制造必要的條件。 對(duì)大型集中除塵系統(tǒng)，必要時(shí)可以設(shè)置機(jī)房、儀表操作室等對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行集中操作管理。 設(shè)備和管道穿過平臺(tái)時(shí)，需預(yù)留孔洞，孔洞四周設(shè)高出平臺(tái) 50mm 的

20、防水凸臺(tái)，孔洞直徑比管道直徑大 2080mm。管道穿平臺(tái)處簡(jiǎn)潔腐蝕，必要時(shí)可在防水凸臺(tái)上加 200mm 高的一段金屬防水套管。 大、中型除塵器的地面應(yīng)有檢修電源和水源。 大連某物流公司托盤箱焊接車間 通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討 姜立升 ，杜雅蘭 ，孫謙 ，馬麒 (1中國(guó)鐵道科學(xué)爭(zhēng)辯院環(huán)控勞衛(wèi)爭(zhēng)辯所，北京 100081；2。北京外交人員服務(wù)局，北京 100010) 摘要： 焊接車間的通風(fēng)除塵是對(duì)作業(yè)人員格外重 要的勞動(dòng)愛護(hù)措施之一。本文介紹了大連某物流公司托 盤箱焊接車間通風(fēng)除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想及技術(shù)參數(shù)，包 括排風(fēng)罩口的設(shè)計(jì)、除塵器的比選內(nèi)容、通風(fēng)管網(wǎng)的設(shè)置 緣由，風(fēng)機(jī)房的布置。并介紹了該通風(fēng)除塵系統(tǒng)

21、的結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)、設(shè)計(jì)方法等。通過衛(wèi)生學(xué)監(jiān)測(cè)，證明該車間設(shè)計(jì)安 裝的通風(fēng)除塵系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，滿足了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)文中還對(duì)設(shè)計(jì)中的得失及車間工藝布置的改進(jìn)之處 進(jìn)行了探討，提出了作者的改進(jìn)意見及建議。 關(guān)鍵詞： 焊接；通風(fēng)除塵；設(shè)計(jì)；探討 中圖分類號(hào)：R136 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 位于大連開發(fā)區(qū)的某物流公司托盤箱焊接車 間是原有車間的遷址重建。原有車間焊接設(shè)備沒 有通風(fēng)除塵設(shè)備，隨著該車間焊接任務(wù)的增加，整 個(gè)車間幾乎完全被焊接煙塵掩蓋，工作環(huán)境惡劣， 粉塵含量嚴(yán)峻超標(biāo)。該車間預(yù)備在重建的同時(shí)加 裝通風(fēng)除塵系統(tǒng)，鐵科院環(huán)控勞衛(wèi)所受其托付進(jìn) 行車間通風(fēng)除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與安裝施工工作。系 統(tǒng)設(shè)計(jì)施工完畢至

22、今已超過 2 年的時(shí)間，設(shè)備運(yùn) 行正常，除塵效果良好，除塵力量達(dá)到了設(shè)計(jì)要 求，煙塵排放也達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)不影 響焊接工作的正常進(jìn)行，得到了建設(shè)單位的認(rèn)可 和現(xiàn)場(chǎng)工人的好評(píng)。 收稿日期：2007-12-18 作者簡(jiǎn)介：姜立升(1973 一)，男，山東省平度人。助理爭(zhēng)辯 員，長(zhǎng)期從事職業(yè)健康平安科研工作。 1 通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 11 通風(fēng)方式選擇 焊接車間的除塵有多種方法，如轉(zhuǎn)變工藝流 程、接受低粉塵量焊接材料、全封閉焊接、機(jī)械化 操作、通風(fēng)除塵等。接受車間通風(fēng)的方式來降低 粉塵濃度是目前比較經(jīng)濟(jì)而且可行的方法。 當(dāng)前，一般車間的通風(fēng)方式有 2 種 ：全面通 風(fēng)和局部通風(fēng)。全面通

23、風(fēng)是對(duì)整個(gè)車間進(jìn)行通 風(fēng)，通過稀釋或換氣的方式降低粉塵濃度，而局部 通風(fēng)則是在粉塵發(fā)散點(diǎn)設(shè)置抽風(fēng)罩，收集粉塵，并 通過風(fēng)管路等設(shè)施進(jìn)行相關(guān)處理后進(jìn)行排放。相 對(duì)而言，全面通風(fēng)需要較多的通風(fēng)量，能耗相對(duì)較 高，而且對(duì)需要降低粉塵濃度的作業(yè)點(diǎn) 工人 呼吸帶區(qū)域粉塵濃度的降低效果不是很好；而局 部通風(fēng)則能耗少，抽風(fēng)罩幾乎直接設(shè)置在粉塵發(fā) 散點(diǎn)，對(duì)工人呼吸帶粉塵濃度的降低效果明顯。 因此在該車間通風(fēng)除塵方式的選擇上我們選用了 局部通風(fēng)的方式。同時(shí)考慮到大連位于北方地 區(qū)，冬季溫度較低，為了節(jié)能，部分排風(fēng)經(jīng)過處理 后回送室內(nèi)進(jìn)行循環(huán)。 12 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 受作業(yè)場(chǎng)所的限制，同時(shí)由于該車間工人作 業(yè)強(qiáng)度

24、較大，難以在作業(yè)的同時(shí)顧及到抽風(fēng)罩口 的移動(dòng)，我們?cè)谶M(jìn)行該車間通風(fēng)除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 時(shí)考慮了以下原則： (1)充分利用有限空間，盡量削減空間的占 用，給作業(yè)工人留出足夠的工作空間。 61維普資訊 鐵道勞動(dòng)平安衛(wèi)生與環(huán)保 2008 年第 35 卷 2 期 平安衛(wèi)生(1) (2)除塵系統(tǒng)使用便利，在實(shí)際運(yùn)用中可操 作性強(qiáng)。 (3)排風(fēng)罩口在正常使用時(shí)盡量不影響現(xiàn)場(chǎng) 工人的正常作業(yè)，不增加工人的負(fù)擔(dān)，在保證除塵 效果的同時(shí)盡可能接受低風(fēng)量以達(dá)到節(jié)能的效 果。 (4)除塵器清灰便利，系統(tǒng)拆卸、維護(hù)、檢修 簡(jiǎn)潔，檢修工人簡(jiǎn)潔把握，而且檢修維護(hù)的勞動(dòng)強(qiáng) 度不能太大。 (5)對(duì)于冬季通風(fēng)要考慮到接受部分循環(huán)風(fēng)

25、， 以降低車間供暖能耗。 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 排風(fēng)罩口的設(shè)置 排風(fēng)罩口的設(shè)計(jì)成功與否在通風(fēng)除塵系統(tǒng)中 起著至關(guān)重要的作用，其設(shè)計(jì)選型及設(shè)計(jì)參數(shù)選 擇的合適與否直接影響到通風(fēng)機(jī)組、除塵設(shè)備的 選擇及除塵的效果。 排風(fēng)罩的設(shè)置考慮了以下因素： (1)吸塵罩應(yīng)盡量靠近并對(duì)準(zhǔn)粉塵源的集中 區(qū)，盡可能使粉塵源局限于較小的局部空間。 (2)在保證粉塵捕集效果的前提下，盡可能用 小的吸塵罩。 (3)排風(fēng)罩的吸氣氣流方向盡可能與焊接煙 塵氣流運(yùn)動(dòng)方向相同。 (4)吸走的粉塵氣流避開通過作業(yè)人員的呼 吸帶，以削減粉塵對(duì)作業(yè)人員的危害。 (5)排風(fēng)罩力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、造價(jià)低，便于安裝 和維護(hù)。 (6)排風(fēng)罩的設(shè)置協(xié)作

26、生產(chǎn)工藝流程，不影響 工藝操作。 常用的局部通風(fēng)的排風(fēng)罩口設(shè)置方式有 2 種：上吸罩和側(cè)吸罩。該車間屬于流水線作業(yè)，在 每個(gè)工位上均有至少 2 名工人操作，工人均站于 流水線兩側(cè)作業(yè)，工件沿工藝流水線移動(dòng)，因此采 用上吸罩。 該車間的焊接工件是托盤箱的底架與周邊框 架，工件幾乎全是矩形或方形的，整個(gè)工件有多個(gè) 焊接點(diǎn)，由多名工人同時(shí)作業(yè)，由于流水作業(yè)工人 的工作量大，沒有時(shí)間去移動(dòng)排風(fēng)罩口，因此設(shè)計(jì) 接受固定式上吸罩。 62 為了保證工人的操作平安，罩口的高度要在 工人的頭頂之上。為了提高粉塵的捕獲效果，同 時(shí)降低罩口的風(fēng)量，設(shè)計(jì)者接受了條縫式上吸罩， 每個(gè)罩口由兩根立管支撐，成懸掛狀態(tài)，罩口

27、同側(cè)的管路構(gòu)成一套管路系統(tǒng)，即兩套管路用一套排 風(fēng)罩口，這樣既保證了罩口有足夠的風(fēng)量，又節(jié)省 了制作罩口的板材數(shù)量，可謂一舉兩得。如圖 1 所示： 二 ： 圖 I 罩口三視圖 縫風(fēng)口均布 為了有效的捕獲發(fā)散的電焊煙塵，罩口的控 制風(fēng)速必需達(dá)到肯定的數(shù)值?？紤]到風(fēng)口罩口離 粉塵產(chǎn)生點(diǎn)距離較遠(yuǎn)，一般的均在 1 m 左右，接受 的罩口條縫口平均風(fēng)速為 8 ms，則在粉塵產(chǎn)生點(diǎn) 的把握風(fēng)速可參考有邊的圓形或矩形排風(fēng)口速度 公式。 。： 一 Vo ： 0-75 ， 式中： 吸氣口的平均流速，ms； 把握點(diǎn)的吸入速度，ms； 把握點(diǎn)至吸氣口的距離，m； F 吸氣口的面積，I112。 通過計(jì)算，由于焊接煙塵

28、的粒徑格外小，在焊 接點(diǎn)產(chǎn)生的把握風(fēng)速在 1ms 左右時(shí)，該風(fēng)速足夠 將產(chǎn)生的電焊煙塵帶走。 為能夠有效地把握發(fā)散的電焊煙塵，保證能 夠最大量地捕獲到上升氣流帶走的粉塵，在排風(fēng) 罩口周邊均勻增加了有肯定寬度的邊沿，實(shí)踐證 明，實(shí)行的該項(xiàng)措施是格外有效的。 22 通風(fēng)管網(wǎng)設(shè)計(jì) 依據(jù)有關(guān)規(guī)定，通風(fēng)管網(wǎng)的設(shè)置遵循以下原 則： (1)除塵風(fēng)道布置力求簡(jiǎn)潔，系統(tǒng)的吸風(fēng)口不 宜超過 56 個(gè)。 (2)除塵風(fēng)道宜垂直或傾斜布置。 維普資訊 鐵道勞動(dòng)平安衛(wèi)生與環(huán)保 2008 年第 35 卷 2 期 l¨ 安盒丑生 f”囂 (3)除塵風(fēng)道宜接受明敷，盡量避開地下敷 設(shè)。 (4)風(fēng)道各支管之間壓力損失應(yīng)

29、盡可能達(dá)到 平衡。 對(duì)于該車間的通風(fēng)系統(tǒng)，由于其生產(chǎn)流水線 很長(zhǎng)，焊接作業(yè)點(diǎn)很多，假如接受一般概念上的風(fēng) 口數(shù)量及風(fēng)管管長(zhǎng)限制，則車間中通風(fēng)系統(tǒng)的數(shù) 量要達(dá)到 40 套左右，不僅會(huì)大大增加建設(shè)者的投 資，而且由于車間空間的限制，會(huì)造成車間工藝布 局難以調(diào)整，將給生產(chǎn)造成很多困難。除塵管道假如接受明管敷設(shè)，同樣會(huì)嚴(yán)峻影響車間的工藝 支配。為了與車間生產(chǎn)工藝相協(xié)作，設(shè)計(jì)者依據(jù) 多年的通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐，大膽超越了設(shè)計(jì) 原則的規(guī)定，接受了超多風(fēng)口、單套系統(tǒng)大風(fēng)量的 設(shè)計(jì)。風(fēng)口數(shù)量最多的系統(tǒng)為 1 臺(tái)風(fēng)機(jī)帶 14 個(gè) 排風(fēng)罩口，總共設(shè)計(jì)了 21 套通風(fēng)除塵系統(tǒng)。通過 認(rèn)真的阻力損失計(jì)算，嚴(yán)格把握各風(fēng)

30、口的壓差，成 功地解決了這一難題。 同時(shí)，為了使通風(fēng)管道的設(shè)置不影響地面設(shè) 備的布置及正常生產(chǎn)的要求，除了連接排風(fēng)罩口 的立管及部分立管相連的排風(fēng)罩口橫管以外的所 有通風(fēng)管道均設(shè)置于地面以下，解決了將來生產(chǎn) 中可能影響設(shè)備布局的通風(fēng)管道問題。 該車間其中 2 套通風(fēng)除塵系統(tǒng)示意圖見圖 2 114：吸風(fēng)罩口； 車間作業(yè)場(chǎng)所測(cè)試點(diǎn)； 呼吸帶粉塵測(cè)試點(diǎn)； 除塵系統(tǒng)排放口測(cè)試點(diǎn) 圖 2 底盤焊接主線通風(fēng)除塵系統(tǒng)及測(cè)試點(diǎn)示意圖 23 風(fēng)機(jī)房設(shè)計(jì) 風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備主要包括：風(fēng)機(jī)一電機(jī)機(jī)組、除 塵器及相應(yīng)配套裝置。 231 除塵器的選擇 一般的電焊煙塵的平均粒徑為 1 m 左右，對(duì) 凈扮裝置的要求較高。當(dāng)前，常

31、用于電焊除塵器 有：靜電式、洗滌式、過濾式。這 3 種除塵方式的 優(yōu)缺點(diǎn)如下 ： (1)靜電除塵器阻力較小、凈化效率最高，可 保證排放濃度達(dá)標(biāo)。但初投資較大，管理技術(shù)性 強(qiáng)，適用于對(duì)排放濃度要求高的場(chǎng)所。 (2)布袋過濾除塵器，初投資比靜電方式少， 凈化效率高，但阻力大，運(yùn)行費(fèi)用較高，且可能有 二次污染存在。假如布袋破損，更換既臟、耗資又 多，同時(shí)電焊煙塵粘度大，不易清灰，因而一般用 于煙塵量較少的系統(tǒng)。 (3)洗滌式除塵器，阻力大，運(yùn)行費(fèi)用高，特 別是廢水需處理，在北方應(yīng)用冬季還有結(jié)冰的問 題，較適用于南方水源較豐富的地區(qū)。 (4)填料層過濾除塵器，初始凈化效率稍低， 但電焊煙塵的濃度較一般

32、作業(yè)粉塵濃度(如鑄造、 水泥等)要低，所以系統(tǒng)排放濃度達(dá)標(biāo)不成問題， 這種方式一次投資少，系統(tǒng)阻力小，過濾器拆裝清 洗便利，因而適合于氣候干燥，排氣含塵量小的場(chǎng) 合。通過比選，我們打算接受此種過濾除塵方式。 232 風(fēng)機(jī)房的布置 風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)通風(fēng)除塵風(fēng)機(jī)機(jī)組及除塵裝置的連 接方式常用的有兩種4：一種是含有粉塵的污染 空氣首先通過除塵器，經(jīng)凈化后再通過通風(fēng)機(jī)排出；另一種是污染空氣首先通過通風(fēng)機(jī)，再經(jīng)過除 塵裝置凈化然后排出。經(jīng)過對(duì)比，考慮到該車間 的通風(fēng)除塵系統(tǒng)管道都比較長(zhǎng)，對(duì)壓力要求比較 高，因此設(shè)計(jì)者選用了其次種設(shè)置方式，如圖 3 所 刀 圖 3 污染空氣先過通風(fēng)機(jī) 的設(shè)置方式 63 維普資訊

33、鐵道勞動(dòng)平安衛(wèi)生與環(huán)保 2008 年第 35 卷 2 期 平安衛(wèi)生(1) 同時(shí)，為了削減風(fēng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的噪聲及振 動(dòng)對(duì)車間作業(yè)人員的影響，在風(fēng)機(jī)一電機(jī)機(jī)組的 安裝臺(tái)架下加裝減振墊，風(fēng)機(jī)房接受密封門，機(jī)房 內(nèi)側(cè)的墻面要求拉毛以提高其降噪效果。通過這 些措施，以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)房外的噪聲值達(dá)到國(guó)家相應(yīng) 標(biāo)準(zhǔn)的要求。 由于并非全部的工作臺(tái)位都是同時(shí)工作的， 設(shè)計(jì)人員在系統(tǒng)的電控部分中增加了變頻裝置， 以便在某些臺(tái)位不工作時(shí)通過變頻降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速 來削減能耗，達(dá)到節(jié)能的目的。 3 通風(fēng)除塵系統(tǒng)效果 按作業(yè)場(chǎng)所空氣中粉塵測(cè)定方法的標(biāo)準(zhǔn)方 法，對(duì)焊接車間煙塵治理的作業(yè)環(huán)境進(jìn)行衛(wèi)生學(xué) 測(cè)定。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見表 1。 表 1

34、 托盤車間除塵系統(tǒng)衛(wèi)生學(xué)測(cè)試結(jié)果 結(jié)果分析： (1)該托盤車間在不同工位安裝除塵設(shè)備，可 使作業(yè)工人呼吸帶粉塵濃度符合國(guó)家規(guī)定的衛(wèi)生 標(biāo)準(zhǔn)(國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)粉塵濃度為 6 mgm3)。 (2)除塵凈化設(shè)備吸風(fēng)罩口罩面把握風(fēng)速測(cè) 試數(shù)據(jù)表明，吸風(fēng)量可滿足設(shè)計(jì)要求。 (3)通風(fēng)除塵系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，其噪聲值達(dá)到 GBJ 87 1985工業(yè)企業(yè)噪聲把握設(shè)計(jì)規(guī)范要 求。 64 (4)通風(fēng)除塵系統(tǒng)未使用前，呼吸帶本底質(zhì)量 濃度最高為 224mgm3，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的 355 倍；系統(tǒng) 使用后，呼吸帶質(zhì)量濃度最高為 387mgm3，達(dá)到 設(shè)計(jì)要求，同時(shí)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(6 mgm3)的要求。 4 小結(jié) 41 該通風(fēng)除塵系

35、統(tǒng)設(shè)計(jì)的成功之處 從該系統(tǒng)的通風(fēng)除塵測(cè)試效果可以看出，該 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總體是成功的。 (1)接受的排風(fēng)罩形式、單系統(tǒng)風(fēng)口數(shù)量、通 風(fēng)管網(wǎng)的設(shè)置均很好地適應(yīng)了該車間的工藝特點(diǎn) 與要求，既沒有對(duì)車間的工藝流程造成影響，又很 好地把握了電焊煙塵的發(fā)散，也符合節(jié)能減排的 要求。(2)除塵器形式的選擇、風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備及工藝 流程保證了運(yùn)行技術(shù)參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。工人呼 吸帶粉塵濃度、凈化后排放外環(huán)境粉塵濃度均達(dá) 到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。 (3)設(shè)備維護(hù)檢修便利，性能穩(wěn)定，工人維護(hù) 檢修工作量小。 42 建議 (1)部分工件焊接時(shí)粉塵通過呼吸帶 由于該車間焊接工件的作業(yè)屬于面形，多人 同時(shí)作業(yè)，接受的排風(fēng)罩屬于上吸罩

36、，當(dāng)工人焊接 工件內(nèi)部部分時(shí)，焊接產(chǎn)生的煙塵就難以避開地 從工人呼吸帶經(jīng)過。 對(duì)于該項(xiàng)不足，由于該車間的焊接工作量很 大，目前沒有格外好的解決方法，只有通過加強(qiáng)工 人的個(gè)體防護(hù)來降低其危害。 (2)風(fēng)機(jī)房可設(shè)于車間外 該車間在進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)就把通風(fēng)除塵機(jī)房 置于室內(nèi)。在施工過程中，由于排風(fēng)管要多次穿 過外墻，而外墻上加裝了很多設(shè)備及加強(qiáng)材料，造 成多次調(diào)整風(fēng)管的位置。在最終施工完畢后，在 車間內(nèi)由于風(fēng)機(jī)房的存在，造成車間布局顯得有 些不太合理。假如風(fēng)機(jī)機(jī)房設(shè)于室外，既可以避 免施工時(shí)的簡(jiǎn)單性，又可以節(jié)省車間內(nèi)部空間。 (3)考慮變頻裝置防塵性能不夠 在設(shè)計(jì)中為了考慮節(jié)能，在電控部分接受了 變頻裝置。由于在車間中存在相對(duì)較高的粉塵含 量，同時(shí)變頻電氣設(shè)備對(duì)粉塵的敏感度相對(duì)較高， 維普資訊 鐵道勞動(dòng)平安衛(wèi)生與環(huán)保 2008 年第 35 卷 2 期 安盒疆 建 ¨：ii 而選用的變頻設(shè)備的密封性能不佳，造成設(shè)備在 運(yùn)行一段時(shí)間后變頻裝置頻繁消滅由于集塵而出 現(xiàn)故障的現(xiàn)象。 經(jīng)過對(duì)該設(shè)備進(jìn)行改造后，加強(qiáng)其密封性能， 其集塵量大大削減，故障率也大大下降。 參考文獻(xiàn)： 1 1 孫一堅(jiān)工、 通風(fēng)M第 2 版北京：中國(guó)建筑工、 出 版社，1985 2 陸耀慶供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)M北京：中國(guó)建筑工業(yè)出 版社，1987 3 張秀珍，陳肖玲青島車輛段修配車間電焊煙塵治理通風(fēng) 除塵措施J鐵道