廠房煙塵綜合治理

傅可新，蔡 宏

（大連機(jī)車車輛有限公司，遼寧大連 116021）

0 前言

隨著軌道交通裝備行業(yè)的發(fā)展，金屬切割及焊接已經(jīng)是機(jī)車生產(chǎn)作業(yè)中不可缺少的工藝技術(shù)手段，而隨之產(chǎn)生的大量煙塵和有毒氣體時刻危害著員工的身心健康，因此，廠房的煙塵治理迫切需要引起高度重視。針對生產(chǎn)廠房空間高大、加工件大小不一、作業(yè)地點流動性大、加工方式多樣化等特點，煙塵治理需考慮采用廠房全面通風(fēng)與局部治理相結(jié)合的措施，以有效稀釋有害物質(zhì)，并阻止污染物高濃度擴(kuò)散。

1 煙塵的形成

切割煙塵是金屬熔化時并與高壓氣體碰撞，或燃燒時瞬間產(chǎn)生的大量固體顆粒物。焊接煙塵是指在高溫電弧作用下，焊條端部及母材被融化、氣化時向四周擴(kuò)散、冷凝，并氧化后所形成的固體顆粒物。煙塵成分因使用原料的不同而有差異。由于煙塵粒度極小，所以具有很強(qiáng)的粘性和表面活性，加之向上漂浮慢，下沉聚集時間長，極易對人的身體造成傷害。

2 切割煙塵治理

大連機(jī)車車輛有限公司鋼結(jié)構(gòu)分公司（簡稱分公司）煙塵主要來源，是備料工段數(shù)控切割機(jī)的切割作業(yè)和總裝車間各類焊接作業(yè)所致。數(shù)控切割機(jī)主要有數(shù)控等離子切割機(jī)、數(shù)控火焰切割機(jī)和激光切割機(jī)。數(shù)控切割機(jī)具備切割質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，但干式數(shù)控切割機(jī)煙塵發(fā)生量大且無法避免，而緊密的生產(chǎn)計劃又必須集中配置大量的數(shù)控切割機(jī)，這給廠房的除塵設(shè)計帶來新的要求。

（1）廠房情況。老舊廠房只有單側(cè)布置了風(fēng)道，由于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展以及產(chǎn)品生產(chǎn)的高效率要求，切割機(jī)有效切割寬度及長度也越來越大，單側(cè)風(fēng)道吸塵效果已滿足不了環(huán)保需要，往往布置風(fēng)道一側(cè)的吸塵效果好，而無風(fēng)道側(cè)煙塵逃逸嚴(yán)重，成為廠房內(nèi)部最大的污染源。由于老舊廠房受場地限制，無法更改太大，只有將切割機(jī)的切割工作臺加裝蓄水裝置，把工件放置在水面上方，然后在緊貼水面的地方完成切割作業(yè)，切割氣體將煙塵吹入蓄水池中，加大工作臺對切割煙塵的吸附能力，從而達(dá)到凈化環(huán)境的目的。

（2）煙塵處理種類。目前分公司主要的煙塵處理有2種，即集中除塵和單機(jī)除塵。集中除塵是將分散的收集裝置收集到的煙塵，經(jīng)管道收集到室外的裝置中集中處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后在廠房外排放。單機(jī)除塵，是在每臺切割機(jī)旁邊安裝除塵設(shè)備進(jìn)行粉塵處理，處理后的氣體在廠房內(nèi)排放。室外集中除塵裝置效率高，有利于維持室內(nèi)外空氣潔凈，但除塵管道長，耗能大和投資大。單機(jī)除塵風(fēng)道短，與其他設(shè)備無干涉，風(fēng)機(jī)功率小，能耗和投資小。但長時間使用后過濾效果變差，因設(shè)備數(shù)量多會影響廠房內(nèi)的空氣質(zhì)量。

（3）單機(jī)除塵方案。綜合2種除塵的優(yōu)劣及原有廠房布局要求，決定采用單機(jī)除塵排放方案。即，采用DFO 3－12－K18沉流式橢圓濾筒除塵器，粉塵通過風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓氣流經(jīng)管道進(jìn)入含塵室，通過濾筒過濾分離到潔凈室經(jīng)風(fēng)機(jī)作用完成。粉塵則被濾芯阻攔在表面上，當(dāng)被阻攔的粉塵不斷沉積時，濾芯壓差也變大，當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定值時，電磁閥被打開，壓縮空氣流入反吹清掃系統(tǒng)，清掃管瞬間噴向濾芯內(nèi)表面，使沉積的粉塵顆粒脫離濾芯而掉落至集塵桶中，凈化后的空氣由風(fēng)道、經(jīng)風(fēng)機(jī)排出。

（4）主要性能及參數(shù)。除塵主機(jī)選用DFO3－12橢圓阻燃型濾筒沉流式除塵器；濾材選用ULTRA－WEB FR橢圓阻燃型濾筒；濾筒數(shù)量12個；過濾面積213 m2；電機(jī)功率15 kW；過濾風(fēng)量 8000～1000 m3/h；過濾效率在 0.1～0.5 μm 下排放可達(dá)99.999%；電磁閥及隔膜閥是220 V(唐納森專利)；反吹道向管(唐納森專利)；含塵進(jìn)氣口導(dǎo)流板 (唐納森專利)；壓縮空氣要求（清灰用）空氣流量0.5 m3/h；空氣壓力 0.62 MPa（6.2 bar）、干燥、無油；設(shè)計溫度100℃ 和820℃；機(jī)體涂料是TORIT藍(lán)色。

3 焊接煙塵治理

分公司的產(chǎn)品焊接有人工焊接和焊接機(jī)器人焊接，由于焊接方式采用氣體保護(hù)焊接，無法在室外作業(yè)，所以大部分產(chǎn)品均在廠房內(nèi)進(jìn)行。現(xiàn)場焊接會產(chǎn)生大量焊接煙塵，彌漫在廠房內(nèi)，造成焊接煙塵污染，對員工身體和正常生產(chǎn)造成一定影響。而整體廠房治理方案預(yù)算過高，對廠房通風(fēng)要求也比較嚴(yán)。從低成本、高效率方面考慮，本次采用移動式焊接煙塵凈化裝置。

（1）移動式煙塵凈化裝置。它是專為治理焊接作業(yè)時產(chǎn)生煙塵、粉塵及有毒氣體開發(fā)的，內(nèi)部高壓風(fēng)機(jī)在吸氣臂罩口處形成負(fù)壓區(qū)域，焊接煙塵在負(fù)壓的作用下由吸氣臂進(jìn)入焊接煙塵凈化器設(shè)備主體，進(jìn)風(fēng)口處阻火器阻留焊接火花，煙塵氣體進(jìn)入焊接煙塵凈化器設(shè)備主體凈化室，高效過濾芯將微小煙霧粉塵顆粒過濾在焊接煙塵凈化器設(shè)備凈化室內(nèi)，潔凈氣體經(jīng)濾芯過濾凈化后進(jìn)入焊接煙霧凈化器設(shè)備潔凈室，潔凈空氣又經(jīng)活性碳過濾器進(jìn)一步吸附凈化后經(jīng)出風(fēng)口排出。排出氣體可達(dá)到國家要求的室內(nèi)氣體排放標(biāo)準(zhǔn)。

（2）相關(guān)的技術(shù)參數(shù)。采用南通克萊克KLK－GFY－B系列移動式高負(fù)壓焊接煙塵凈化裝置，工作原理采用高壓吸附，布袋過濾；處理風(fēng)量314 m3/h；負(fù)壓壓力－27 kPa；管路直徑25～50 mm；柔性軟管15 m；過濾效率≥90%；焊接捕集≥90%；額定功率2.2 kW；系統(tǒng)噪聲65 db（A）；過濾單元是滌綸針刺氈加PTFE腹膜；清灰方式是脈沖清灰，可自動/手動操作；外形尺寸（長×寬×高）780 mm×480 mm×868 mm；廠房整體通風(fēng)。

（3）廠房整體通風(fēng)的優(yōu)點。即利用室外清潔空氣稀釋室內(nèi)空氣中的有害物質(zhì)濃度，同時把含有害物質(zhì)的氣體排出室外，使室內(nèi)有害物質(zhì)濃度低于衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許濃度。廠房的送風(fēng)系統(tǒng)采用自然送風(fēng)，通過車間大門及墻面窗戶向廠房內(nèi)補(bǔ)充新鮮空氣。廠房的排風(fēng)系統(tǒng)選用軸流風(fēng)機(jī)，電機(jī)和風(fēng)葉都安裝在同一個圓筒里，外形簡單，安裝快捷方便，通風(fēng)換氣效果好，安全可靠，也可通過導(dǎo)風(fēng)管道把風(fēng)送到指定的區(qū)域。通過調(diào)研選型，在工藝允許范圍內(nèi)加大屋頂及側(cè)墻軸流風(fēng)機(jī)的安裝密度，加強(qiáng)整體通風(fēng)效果。

（4）保暖問題。由于焊接廠房高大寬敞，單層窗戶尺寸過大且容易漏風(fēng)；車間大門出入貨車漏風(fēng)；采暖設(shè)備老化供熱溫度低等，導(dǎo)致冬季廠房室內(nèi)溫度較低，平均溫度 8℃，個別車間在最冷季節(jié)室內(nèi)溫度在零下十幾度。大規(guī)模的通風(fēng)換氣勢必會造成室內(nèi)溫度更低，個別廠房結(jié)冰等。為此，采用保暖門簾隔離車間大門外的冷空氣，并合理布局和安裝暖風(fēng)機(jī)，以提高廠房溫度。

4 結(jié)語

廠房煙塵治理方案在滿足生產(chǎn)工藝的情況下，重新進(jìn)行了通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計，用整體通風(fēng)凈化與局部除塵凈化相結(jié)合的方式，將有害煙塵控制在允許濃度范圍內(nèi)，改善了廠房及員工的工作環(huán)境，有效地預(yù)防了職業(yè)病的發(fā)生。依據(jù)分公司的煙塵治理情況，從煙塵的形成及危害入手，提出幾點建議。

（1）員工應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定穿著和佩戴勞保防護(hù)用具，對員工進(jìn)行職業(yè)衛(wèi)生健康的知識普及，提高員工的自我防范意識，工作中出現(xiàn)不適癥狀應(yīng)及時就醫(yī)。

（2）加強(qiáng)通風(fēng)換氣，及時把新鮮氣體輸送至工作場地，并把有害物質(zhì)和被污染的空氣排出。

（3）開發(fā)低塵低毒環(huán)保新材料，現(xiàn)階段盡可能采用低塵、低毒的原材料，把煙塵危害值降到最低。

（4）提高焊接自動化水平，積極開發(fā)焊接新工藝，使操作者能夠遠(yuǎn)離污染侵害區(qū)域。

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