对厂房焊接烟尘治理的探讨

对厂房焊接烟尘治理的探讨
摘要：首先介绍了焊接烟尘产生的原因及污染特性、提供一些企业监测的数据，然后提出改善厂房焊接烟尘治理的两种方法。

关键词：焊接烟尘通风净化分层送风
1、概述
焊接在建筑、机械、汽车、铁路等一些制造企业的生产过程中占有极其重要的作用，但在焊接过程中，产生大量的烟尘，污染厂房的环境，严重影响作业人员的身体健康。

目前很多企业都是利用厂房上部的天窗进行自然循环，但自然循环的效果不明显，到了冬季采暖季节，为了减少能源的浪费，往往会把天窗和大门都紧闭，这时，厂房内的焊接烟尘根本出不去。

如采用机械通风，还要考虑是否会造成二次污染，会不会影响周边的环境，所以，厂房焊接烟尘的治理，一直困扰着各个企业，也越来越引起国家的重视。

2、焊接烟尘的特性
2.1焊接烟尘的产生
焊接烟尘是在高温电弧作用下，焊条端部及其母材被熔化，熔液表面剧烈喷射由药皮及焊芯产生的高温高压蒸汽并向四周扩散，当蒸汽进入周围的空气中时，被冷却并氧化，部分凝聚成固体颗粒，这种由气体和固体颗粒组成的混合物就是焊接烟尘。

2.2焊接烟尘颗粒的形状
焊接烟尘是由细小的球状颗粒集聚而成，而且这些球状颗粒物在空气中浮游，常会集聚成互相连锁的树枝状颗粒。

３、焊接作业环境现状
我国很多企业的焊接工艺，机械化程度不高，大多还是采用手工电弧焊或半自动焊，工位移动工件不动，使得烟尘产生点不断变化，给厂房设置排烟净化装置造成一定困难，所以焊接工人的健康受到了很大的威胁，必须引起高度的重视。

4、解决办法
焊接车间的特点是厂房比较高、焊接地点不固定、焊接方式较多。

为了不影响焊接加工，有时会考虑全面通风方式，但全面通风风量大、耗电量大、运行费用高，冬季采暖期间，耗电量更大。

而局部通风方式是在焊接作业点附近设置排烟罩，不等烟尘扩散就把它排走，这样所需的排风量约为全面通风排风量的1/3～
1/4，而且排烟效果好。

4.1局部排风
4.1.1排风罩的形式
《暖通空调设计选用手册》里有各种形式的局部排风罩可供选择。

对于焊接地点固定或不固定的手工电弧焊和半自动焊可选用升降式回转排风罩，增加几段可弯曲与可伸缩的柔性风管，使每个排风罩可以上下左右移动，作用半径可达8m。

柔性风管的直径为160mm左右，风速为12m/s，排风量可达860m3/h。

当排风罩距焊接点高度为400～600mm时，排除烟尘的效果较好。

在人手较难触摸到的地方进行手工焊接时，可使用小尺寸排风罩。

排风罩形式可为喇叭型或条缝型，用磁性固定件吸牢在工件上，罩口距焊接点50～100mm，采用柔性风管，管径为50mm左右，排除烟尘效果比较好。

4.1.2排风罩的排风量计算方法
侧吸罩排风量计算公式为L=0.75×Vx×（5X2+F）×3600 m3/h
公式中X为焊点离侧吸罩口距离（m）；
F为罩口面积（m2）；
Vx为焊接点水平吸入速度（m/s）；推荐Vx为0.5～1.0 m/s，但考虑横向气流干扰及操作方法影响等因素，建议取Vx为1.0～1.2 m/s。

上部排风罩排风量计算公式为L=3600×V o×F m3/h
公式F为罩口面积（m2）；
V o为罩口平均风速，四边敞开V o= 1.05～1.25 m/s，三边敞开V o= 0.9～1.05 m/s，二边敞开V o= 0.75～0.9 m/s，一边敞开V o= 0.5～0.75 m/s。

4.1.3焊接烟尘的净化
把含有有害物的空气从厂房向大气排放之前，还需进行除尘净化，防止二次污染。

传统的除尘方式有：布袋、洗涤和高压静电。

布袋除尘效率高，但阻力大，对排风量影响大；洗涤式有二次污染，在冬天水会结冰；高压静电除尘效率高，但设备投资高，管理技术要求高。

4.2分层送风
4.2.1分层送风的原理
在有热源的厂房里，由于在高度上具有稳定的温度梯度，如果以较低的风速（V＜0.2～0.5m/s），较大的风量，将送风温差较小（Δt=2～4℃）的新鲜空气直接送入厂房，低温的新风在重力作用下先是下沉，然后慢慢扩散，在地面上形成一层簿簿的空气层。

而厂房内热源产生的热气流，由于浮力作用而上升，并不断卷入周围空气。

这样，由于热气流上升时的卷吸作用，后续新风的推动作用和抽风口的抽吸作用，厂房上方的新鲜空气缓缓向上移动，形成类似于向上的均匀流的流动，于是工作区的污浊空气被后续的新风所取代。

当达到稳定时，厂房空气在温度、浓度上便形成两个区域：上部混合区和下部单向流动的清洁区。

4.2.2分层送风除尘系统组成
分层送风除尘系统主要由四大部分组成，即空气处理机组，送回风管系统、送风筒和控制系统。

4.2.3分层送风除尘系统的运行流程
厂房内污染空气经回风机吸入到空气处理机组，经过滤筒式高效过滤器，将焊接烟尘滤除，再送回至厂房内。

为了保证厂房内空气品质，需要补充一定量的新风进入厂房，空气处理机组上设有新风调节阀，用于调节新风量。

在冬季采暖季，控制20%新风量，新风与来自车间的80%的回风混合，再经过新风加热器后送至厂房内，这样就减少了厂房内的能源浪费。

在非采暖季，新风量采用100%，利用全新风带走厂房内热负荷，内循环的空气100%排至厂房外，既保证了舒适的温度，也保证了良好的空气品质。

5、两种方法的对比
局部排风只是排走作业人员附近的烟尘，它的优点是投资较少，运行成本低，缺点是除尘效率不高，不能改善整个厂房的空气质量；
分层送风的优点是除尘效率高，能改善整个厂房的空气质量，缺点是投资较大，运行成本高。

各企业可根据自身条件合理选择。

6、结束语
在经济日益发展21世纪，中国乃至全世界对环境保护和劳动保护工作已越来越重视，而作为科技发展的创造者-人的保护理应放在首位。

各企业应把焊接烟尘处理工作当作企业发展的一项重要任务来抓，只有把人保护好了，才能为企业创造更大的价值。

参考文献：
[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社。

[2]中国建筑标准设计研究所. 暖通空调设计选用手册[M] . 北京:中国建筑标准设计研究所出版社,1996。

[3]《车间空气中电焊烟尘卫生标准》（GB16194-1996）。