焊煙的性能及危害
焊接煙氣中的煙塵是一種十分復(fù)雜的物質(zhì)，焊接煙塵的主要化學(xué)成分為Fe2O3 ,SiO3，MnO，CaO 以及組成油煙的高分子化合物如烷烴，醛，酮，雜環(huán)化合物等，具有分散度大、沉積慢、易飄浮在空氣中等特點，焊接過程中還會產(chǎn)生一些有害氣體， 如臭氧、氮氧化物、一氧化碳、氟化物及氯化物等，不僅危害工作者的身心健康，還會進入設(shè)備內(nèi)部造成設(shè)備損壞，影響正常生產(chǎn)。歐洲權(quán)威環(huán)保部門德國社會意外保險職業(yè)安全與健康研究所的檢測結(jié)果，焊接產(chǎn)生的煙塵顆粒的直徑在0．1～1μm 之間，能通過人體上呼吸道進入肺泡，沉積在肺部(沉積率達50％以上)，引起呼吸道疾病甚至肺癌等。其中0.1～0.4μm 直徑的顆粒占總煙塵的98．9％。工人長期在焊接煙塵環(huán)境下作業(yè)， 如果沒有適當(dāng)?shù)谋Ｗo措施，將導(dǎo)致各種職業(yè)病， 如塵肺、骨軟化癥、貧血癥等。有害氣體也會造成肺水腫、支氣管炎、急性哮喘癥、神經(jīng)衰弱癥及慢性呼吸道炎癥等。為此，國家對作業(yè)環(huán)境下污染物的濃度標準有一個嚴格的限制，在標準GBZ2—2002 中規(guī)定了車間能綜合粉塵濃度莖6mg/m3。
焊煙治理的現(xiàn)狀
目前，對于焊煙塵治理普遍采用勞動保護、局部治理和傳統(tǒng)的混合送風(fēng)方法三種方法各有利弊，其主要困難表現(xiàn)在以下幾個方面：
2.1 勞動保護方案是通過配備吸塵面罩的形式來保護勞動者健康，該方法保護對象局限于焊接工人，治標不治本，整個車間環(huán)境無法改善。
2.2 焊煙焊塵粒徑小，其粒徑在0.01-5um，濾除困難；
2.3 焊接工位的多變性，使得焊接煙塵捕捉困難；
2.4 焊接煙塵熱氣流滯留特性普通通風(fēng)技術(shù)除塵困難；
2.5 焊煙除塵設(shè)備投資大，運行費用高，投入困難；
2.6 焊煙處理管路與車間工作設(shè)備交叉，空間受限；
2.7 傳統(tǒng)的混合送風(fēng)的方式來排除焊接煙塵，其風(fēng)量大、和風(fēng)速高，對于CO2氣體保護焊來說，當(dāng)保護氣體周圍風(fēng)速超過1m/s 時，會吹走保護氣體，從而影響焊接質(zhì)量。
技加工車間的焊煙治理
分層送風(fēng)原理
與傳統(tǒng)的混合送風(fēng)治理焊接煙塵不同，本方案采用分層送風(fēng)技術(shù)對焊接煙塵進行治理，其原理如圖3 所示。
在有熱源的車間，由于在高度上具有穩(wěn)定的溫度梯度，如果以較低的風(fēng)速(v <0.2～0.5m/s),較大的風(fēng)量，將送風(fēng)溫差較小(At=2～4℃)的新鮮空氣直接送入室內(nèi)工作區(qū)，低溫的新風(fēng)在重力作用下先是下沉，隨后慢慢擴散，在地面上形成一層薄薄的空氣層，而室內(nèi)熱源產(chǎn)生的熱氣流，由于浮力作用而上升，并不斷卷吸周圍空氣。這樣，由于熱氣流上升時的卷吸作用，后續(xù)新風(fēng)的推動作用和抽風(fēng)口的抽吸作用，地板上方的新鮮空氣緩緩向上移動，形成類似于向上的均勻流的流動，于是工作區(qū)的污濁空氣被后續(xù)的新風(fēng)所取代。當(dāng)達到穩(wěn)定時，室內(nèi)空氣在溫度、濃度上便形成兩個區(qū)域：上部混合區(qū)和下部單向流動的清潔區(qū)。
組成
分層送風(fēng)焊煙凈化器組成分層送風(fēng)焊煙凈化器主要由4 大部分組成， 即空氣處理機組(含高效率集中式焊煙凈化器系統(tǒng)) ， 送回風(fēng)管系統(tǒng)、送風(fēng)末端裝置——風(fēng)筒以及控制系統(tǒng)。
分層送風(fēng)系統(tǒng)的運行流程
車間內(nèi)污染空氣經(jīng)回風(fēng)機吸入到空氣處理機組，經(jīng)過濾筒式高效過濾器，將焊接煙塵濾除，再送入車間內(nèi)。為了保證車間內(nèi)空氣品質(zhì)，需要補充一定量的新風(fēng)進入車間，空氣處理機組上設(shè)有新風(fēng)調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)新風(fēng)量。在冬季控制20%新風(fēng)量，新風(fēng)與來自車間的8 0 ％的回風(fēng)（20%的回風(fēng)通過排風(fēng)閥排至車間外）混合，再經(jīng)過新風(fēng)加熱器后送至車間內(nèi)，這樣，避免污染物直接排放造成車間內(nèi)的熱能損失。在春秋過渡季節(jié)，新風(fēng)量取100%，利用全新風(fēng)來帶走車間內(nèi)熱負荷，污染空氣1 0 0 ％ 排至車間外，既保證了舒適的溫度，也保證了良好的空氣品質(zhì)。
關(guān)鍵部件
( 1 ) 送風(fēng)筒
送風(fēng)筒是實現(xiàn)分層送風(fēng)的關(guān)鍵部件，它送風(fēng)量大，送風(fēng)速度低送風(fēng)距離遠。較低的送風(fēng)速度確保不會吹散氣體保護焊的保護氣體， 從而保證了焊接質(zhì)量。送風(fēng)筒內(nèi)裝有調(diào)節(jié)閥，可根據(jù)車間內(nèi)外溫度、車間要求的溫濕度及污染物的分布來調(diào)節(jié)送風(fēng)方向，使之滿足在任何送風(fēng)溫度下，均能實現(xiàn)推動焊接煙塵向車間移動。
(2 ) 濾筒
采用高效過濾筒作為過濾元件，該過濾筒選用的濾材不同于一般傳統(tǒng)的濾材，其表面附有一層聚四氟乙烯薄膜。其極小的篩孔可阻擋大部分亞微米塵粒，亞微米塵粒在濾材的表面聚集并形成可滲透的擋塵餅，大部分塵粒被阻擋在濾材外表面而不能進入材內(nèi)部，在壓縮空氣的吹掃下及時有效地被清除。該濾材具相當(dāng)高的過濾效率，較傳統(tǒng)濾至少提高3-5 倍以上，且使用命較傳統(tǒng)濾材提高2倍以上。
(3 ) 控制軟件
為達到良好的分層送風(fēng)除塵果，系統(tǒng)內(nèi)配有專有的控制軟結(jié)合當(dāng)?shù)厝隁庀髤?shù)，實采集處理車間內(nèi)溫濕度，控制風(fēng)筒的送風(fēng)方向、新風(fēng)量、制量、加熱量，使系統(tǒng)保持在最節(jié)能運行狀態(tài)。
4 分層送風(fēng)治理焊接煙塵的優(yōu)勢
與局部焊煙凈化器以及傳統(tǒng)的混合送風(fēng)焊煙凈化器相比，采用分層送風(fēng)技術(shù)治理焊塵有以下幾大優(yōu)勢：
4.1 因為煙塵的收集不是直接對產(chǎn)煙部位，所以焊煙凈化器與焊接工件大小和位置互不干擾；
4.2 采用高效過濾器，過濾精度達到室內(nèi)排放標準，有效改善工作區(qū)域環(huán)境；
4.3 徹底解決煙塵凈化問題，不會對大氣造成二次污染；
4.4 所需風(fēng)量只是傳統(tǒng)混合送形式的一半,運行能耗大幅度低；
4.5 因煙塵進行過濾后能達到室內(nèi)排放標準,室內(nèi)空氣可以循環(huán)避免直排造成室內(nèi)冷量/熱能源的浪費；
4.6 焊煙凈化器不受操作者使用習(xí)慣的影響，操作者在工作中沒有受到焊煙凈化器的任何干擾能極大地提高生產(chǎn)效率；
4.7 自動化程度高，采用PLC 控制，具備良好的人機操作界面，使用方便。
