厂房烟尘综合治理

2017-04-09傅可新

设备管理与维修 2017年11期

傅可新，蔡宏

（大连机车车辆有限公司，辽宁大连 116021）

0 前言

随着轨道交通装备行业的发展，金属切割及焊接已经是机车生产作业中不可缺少的工艺技术手段，而随之产生的大量烟尘和有毒气体时刻危害着员工的身心健康，因此，厂房的烟尘治理迫切需要引起高度重视。针对生产厂房空间高大、加工件大小不一、作业地点流动性大、加工方式多样化等特点，烟尘治理需考虑采用厂房全面通风与局部治理相结合的措施，以有效稀释有害物质，并阻止污染物高浓度扩散。

1 烟尘的形成

切割烟尘是金属熔化时并与高压气体碰撞，或燃烧时瞬间产生的大量固体颗粒物。焊接烟尘是指在高温电弧作用下，焊条端部及母材被融化、气化时向四周扩散、冷凝，并氧化后所形成的固体颗粒物。烟尘成分因使用原料的不同而有差异。由于烟尘粒度极小，所以具有很强的粘性和表面活性，加之向上漂浮慢，下沉聚集时间长，极易对人的身体造成伤害。

2 切割烟尘治理

大连机车车辆有限公司钢结构分公司（简称分公司）烟尘主要来源，是备料工段数控切割机的切割作业和总装车间各类焊接作业所致。数控切割机主要有数控等离子切割机、数控火焰切割机和激光切割机。数控切割机具备切割质量好，生产效率高等优点，但干式数控切割机烟尘发生量大且无法避免，而紧密的生产计划又必须集中配置大量的数控切割机，这给厂房的除尘设计带来新的要求。

（1）厂房情况。老旧厂房只有单侧布置了风道，由于数控技术的发展以及产品生产的高效率要求，切割机有效切割宽度及长度也越来越大，单侧风道吸尘效果已满足不了环保需要，往往布置风道一侧的吸尘效果好，而无风道侧烟尘逃逸严重，成为厂房内部最大的污染源。由于老旧厂房受场地限制，无法更改太大，只有将切割机的切割工作台加装蓄水装置，把工件放置在水面上方，然后在紧贴水面的地方完成切割作业，切割气体将烟尘吹入蓄水池中，加大工作台对切割烟尘的吸附能力，从而达到净化环境的目的。

（2）烟尘处理种类。目前分公司主要的烟尘处理有2种，即集中除尘和单机除尘。集中除尘是将分散的收集装置收集到的烟尘，经管道收集到室外的装置中集中处理，达到排放标准后在厂房外排放。单机除尘，是在每台切割机旁边安装除尘设备进行粉尘处理，处理后的气体在厂房内排放。室外集中除尘装置效率高，有利于维持室内外空气洁净，但除尘管道长，耗能大和投资大。单机除尘风道短，与其他设备无干涉，风机功率小，能耗和投资小。但长时间使用后过滤效果变差，因设备数量多会影响厂房内的空气质量。

（3）单机除尘方案。综合2种除尘的优劣及原有厂房布局要求，决定采用单机除尘排放方案。即，采用DFO 3－12－K18沉流式椭圆滤筒除尘器，粉尘通过风机产生的负压气流经管道进入含尘室，通过滤筒过滤分离到洁净室经风机作用完成。粉尘则被滤芯阻拦在表面上，当被阻拦的粉尘不断沉积时，滤芯压差也变大，当达到预先设定值时，电磁阀被打开，压缩空气流入反吹清扫系统，清扫管瞬间喷向滤芯内表面，使沉积的粉尘颗粒脱离滤芯而掉落至集尘桶中，净化后的空气由风道、经风机排出。

（4）主要性能及参数。除尘主机选用DFO3－12椭圆阻燃型滤筒沉流式除尘器；滤材选用ULTRA－WEB FR椭圆阻燃型滤筒；滤筒数量12个；过滤面积213 m2；电机功率15 kW；过滤风量 8000～1000 m3/h；过滤效率在 0.1～0.5 μm 下排放可达99.999%；电磁阀及隔膜阀是220 V(唐纳森专利)；反吹道向管(唐纳森专利)；含尘进气口导流板 (唐纳森专利)；压缩空气要求（清灰用）空气流量0.5 m3/h；空气压力 0.62 MPa（6.2 bar）、干燥、无油；设计温度100℃ 和820℃；机体涂料是TORIT蓝色。

3 焊接烟尘治理

分公司的产品焊接有人工焊接和焊接机器人焊接，由于焊接方式采用气体保护焊接，无法在室外作业，所以大部分产品均在厂房内进行。现场焊接会产生大量焊接烟尘，弥漫在厂房内，造成焊接烟尘污染，对员工身体和正常生产造成一定影响。而整体厂房治理方案预算过高，对厂房通风要求也比较严。从低成本、高效率方面考虑，本次采用移动式焊接烟尘净化装置。

（1）移动式烟尘净化装置。它是专为治理焊接作业时产生烟尘、粉尘及有毒气体开发的，内部高压风机在吸气臂罩口处形成负压区域，焊接烟尘在负压的作用下由吸气臂进入焊接烟尘净化器设备主体，进风口处阻火器阻留焊接火花，烟尘气体进入焊接烟尘净化器设备主体净化室，高效过滤芯将微小烟雾粉尘颗粒过滤在焊接烟尘净化器设备净化室内，洁净气体经滤芯过滤净化后进入焊接烟雾净化器设备洁净室，洁净空气又经活性碳过滤器进一步吸附净化后经出风口排出。排出气体可达到国家要求的室内气体排放标准。

（2）相关的技术参数。采用南通克莱克KLK－GFY－B系列移动式高负压焊接烟尘净化装置，工作原理采用高压吸附，布袋过滤；处理风量314 m3/h；负压压力－27 kPa；管路直径25～50 mm；柔性软管15 m；过滤效率≥90%；焊接捕集≥90%；额定功率2.2 kW；系统噪声65 db（A）；过滤单元是涤纶针刺毡加PTFE腹膜；清灰方式是脉冲清灰，可自动/手动操作；外形尺寸（长×宽×高）780 mm×480 mm×868 mm；厂房整体通风。

（3）厂房整体通风的优点。即利用室外清洁空气稀释室内空气中的有害物质浓度，同时把含有害物质的气体排出室外，使室内有害物质浓度低于卫生标准规定的允许浓度。厂房的送风系统采用自然送风，通过车间大门及墙面窗户向厂房内补充新鲜空气。厂房的排风系统选用轴流风机，电机和风叶都安装在同一个圆筒里，外形简单，安装快捷方便，通风换气效果好，安全可靠，也可通过导风管道把风送到指定的区域。通过调研选型，在工艺允许范围内加大屋顶及侧墙轴流风机的安装密度，加强整体通风效果。

（4）保暖问题。由于焊接厂房高大宽敞，单层窗户尺寸过大且容易漏风；车间大门出入货车漏风；采暖设备老化供热温度低等，导致冬季厂房室内温度较低，平均温度 8℃，个别车间在最冷季节室内温度在零下十几度。大规模的通风换气势必会造成室内温度更低，个别厂房结冰等。为此，采用保暖门帘隔离车间大门外的冷空气，并合理布局和安装暖风机，以提高厂房温度。