汽車底盤焊接車間除塵系統規劃

姚春濤

【摘 要】本文結合某公司的除塵系統規劃項目，對汽車底盤焊接線焊煙除塵系統規劃情況，對除塵系統實際運行的相關流程給予了分析，并指出了除塵規劃的方案，最后針對檢測結果給予了有效的分析研究，可供有關單位參考。

【關鍵詞】汽車底盤;焊接線;焊煙除塵;系統規劃

1 汽車底盤焊煙特點

汽車底盤鋼材厚度2.5-4mm，其沖壓工藝中為避免板材拉毛、劃傷等缺陷，同時保護沖壓模具，鋼板沖壓前需涂抹拉延油。底盤焊接多采用機器人弧焊+手工補焊的工藝。底盤的制造工藝決定了底盤焊接多油多煙的特點。在設備清理不及時的情況下，焊接工位飛濺的火花可引燃除塵系統內積聚的油煙，發生火災。底盤焊接煙塵主要成分為Fe、Mn、Si等元素的氧化物以及拉延油蒸汽，顆粒物直徑多在0.1-5μm范圍內。

2 國內汽車底盤焊煙除塵行業現狀

目前國內汽車底盤焊煙除塵行業主要使用濾筒除塵，通過濾筒表面PTFE覆膜，過濾掉焊接煙塵顆粒物，其對直徑1μm以上顆粒物的過濾效率可達到99%以上。因過濾效率較高，濾筒除塵可滿足我國各地區的環保排放標準，故濾筒除塵在目前汽車底盤焊煙除塵行業應用最為廣泛。但濾筒除塵存在設備購置成本高、運行成本（濾筒更換、滑石粉消耗）高、維護保養工作量大、無法杜絕火災隱患等問題。為解決上述問題，近年來海斯坦普、威泰克、本特勒、精工汽車等汽車底盤制造企業陸續引進噴淋塔濕式除塵設備。通過噴淋水霧，增大煙塵顆粒物直徑，然后含塵氣體通過填料層，與填料層內的塑料多面球反復接觸，煙塵顆粒物被填料捕捉，再經過除霧層除去水霧后，將達到環保要求的廢氣排放至大氣中。濕式除塵設備能有效的防止火災發生，其購置成本較濾筒低約10%-20%，運行成本低50%以上，保養頻次也由每周一次降低至每季度一次。濕式除塵較濾筒除塵優勢明顯，故本文重點介紹濕式除塵設備的規劃。

3.項目概況

本項目為某公司位于重慶永川地區的汽車底盤焊接車間規劃除塵系統。該車間主要生產皮卡底盤車架，擁有擺臂、車架橫梁、車架縱梁、車架總成四條焊接線。其中擺臂焊接線和橫梁焊接線為封閉式焊接站房+人工補焊形式，車架縱梁焊接線和車架總成焊接線采用手工點焊+機器人滿焊的形式。

4.除塵系統規劃

4.1 設計指標

通過收集國標《大氣污染物綜合排放標準》（GB 16297-1996）、《工業場所有害因素職業接觸限值》（GBZ 2.2-2007）、重慶市地標《大氣污染物綜合排放標準》（DB 50/418-2016）確定本項目設計指標為：①車間內粉塵允許濃度≤4mg/m?;②除塵系統最高噪聲低于85dB;③排氣筒高度15m，相鄰兩個排氣筒間距離≥30m，顆粒物排放濃度≤60mg/m?，排放速率≤3.5kg/h。

4.2 方案設計

考慮到焊接車間較大（200m*45m）且焊接線體機器人焊接站均為封閉式站房，不易采用整體除塵，宜采用局部除塵。擺臂焊接線和橫梁焊接線站房頂部設置2個除塵罩，分別位于焊接位和裝件位上方，手工補焊設置1個除塵罩。車架縱梁和總成各焊接站房設置3個除塵罩，手工點焊工位在吊具上方設置鋼結構封閉，封閉頂部設置3個除塵罩，封閉頂部為鋼板，側面上方為茶色亞克力板，下方為防弧光軟簾。

4.3 設備選型

為降低設備噪聲延長設備使用壽命，根據《焊接作業廠房供暖通風與空氣調節設計規范》（JGJ 353-2017）風機變頻運行，運行時不超過額定負荷的80%，漏風率按5%計算。①風機風量計算：單焊接站房通風量設定為4500m?/h，手工焊設置除塵罩，通風量設定為2000m?/h，經計算需設置三套除塵系統，其中除塵系統一負責擺臂焊接線和橫梁焊接線，除塵系統二負責縱梁焊接線，除塵系統三負責總成焊接線，三臺除塵設備風機設計風量均為80000m?/h。②風機風壓計算：噴淋塔阻力按600Pa計算，彎頭/變徑阻力按照50Pa/個計算，管路延程損失按照5Pa/m計算，末端資用風壓按600Pa計算，經計算三套除塵系統靜壓分別為3000Pa、2800Pa、3100Pa。經查風機性能曲線，電機分別為90Kw、75Kw、90Kw。③噴淋塔設計：空塔風速按2m/s計算，填料層厚度按600mm計算，經計算噴淋塔直徑3.3m。④循環水泵選型：氣液比按1：800計算，水泵流量80m?/h，揚程25m。

4.4 功能配置

除塵設備各部件功能配置：①噴淋塔：多層結構，下層進風，中間層填料過濾，上層除水，填料籠和噴頭材質不銹鋼，各層設置檢修人孔，側開合頁式，塔體材質Q235，內外兩側防腐（一底兩面）。②風機：設置隔音箱、減震器，隔音箱設置排風扇、220V照明燈及36V以下應急照明燈，風機皮帶輪設置防護罩，風機進口與管道之間設置軟連接。③循環水系統：水箱為多隔箱沉淀式，每個隔箱設置排污閥，水箱中設置浮球閥，自動補水，下方設置2定向2萬向輪，水箱和水泵間設置過濾器，水箱連接管道采用快插接頭連接。④管道系統：采用鍍鋅螺旋風管，法蘭連接，接口處有密封膠條和密封膠，配置檢修口，卡扣式，煙囪為螺旋風管法蘭連接，內外防銹（一底兩面），頂部有雨帽，設置采樣平臺和采樣口，吸風口進口處有火星擋板。⑤電氣控制系統：具備短路、過載、缺相保護功能、聲光報警功能，接地可靠，插座開關帶漏保，空調自動調節溫度，帶蒸發器，變頻功能控制風機電機頻率，觸摸屏可顯示時間、電壓、電流、功率、耗電量、風機頻率、風機/水泵運行狀態等信息，可設置頻率、保養時間等參數，配置多功能電表，PLC具有記憶功能，2個網口，所有開關、按鈕、指示燈有中文標識，主電源電纜裝于橋架內，橋架接防靜電跨接線，拐角處有保護，采用壓接端子，標明線號，主要元器件標識清楚。

5 檢測分析

設備運行3個月后經第三方檢測機構現場檢測并出具檢測報告，車間內顆粒物濃度1.2mg/m?，噪聲分別為82.9dB、81.3dB、83.0dB，排放速率分別為8.1mg/m?、8.9mg/m?、12.2mg/m?，排放速率分別為0.412kg/h、0.484kg/h、0.512kg/h。達到設計指標，滿足國家/地方環保和職業健康標準。

6 結論

綜上所述，噴淋塔式濕式除塵可滿足汽車底盤焊接車間環保和職業健康法律法規要求，是較濾筒除塵更具經濟性和安全性的一種除塵方式。

參考文獻

[1]GB 16297-1996 大氣污染物綜合排放標準。

[2]DB 50/418-2016 重慶市大氣污染物綜合排放標準。

[3]JGJ 353-2017 焊接作業廠房供暖通風與空氣調節設計規范。

[4]GB 50019-2015 工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范。

[5]GB 50243-2002 通風與空調工程施工與驗收規。