焊接车间整体通风方案设计说明

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1、. . . 焊接车间整体通风方案设计1.引言 随着科学技术社会经济的飞速发展，焊接技术的应用日益广泛，如汽车制造厂、造船厂等。由于焊接是 一种劳动强度比较大的工种，且在焊接工艺过程中会产生大量的有毒金属烟雾、电焊尘、有害气体、辐 射热、光污染，严重影响工作人员和周边人员身体健康，因此必须对焊接车间进行通风换气，排除和稀 释有害物，建立良好的焊接环境。 由于厂房的焊接车间一般具有空间高大、焊接件大小不定、焊接地点不固定、焊接方式较多等特点，使 得室气流组织混乱，污染物较难处理。因此，如何经济有效对焊接车间进行通风除尘一直是个难题。 本文将对国外焊接车间的通风除尘方式进行一定的分析和总结，供设计人

2、员参考。 2. 国外焊接车间烟尘治理方法 2.1 全面通风净化系统 全面通风也称稀释通风，一方面用清洁空气，稀释室空气物中的有害浓度，同时不断把污染空气排出 室外，使室空气中有害物浓度不超过卫生标准规定的最高允许浓度。 全面通风通常以厂房的换气量或换气次数为基础， 根据稀释理论， 将车间有害物浓度冲淡到最高允许 浓度之下所需的全面通风换气量按下式计算1。 Q=K m3/h 式中 ： Q换气量 m3/h K安全系数。根据厂房结构、设备装置布置、有害物毒性、分布情况等，K 的取值围为 310； x车间有害物的散发量； y2排出空气中有害物浓度。一般可取车间空气中有害物最高允许浓度（mg/m3） ；

3、 y1进入车间空气中有害物浓度。对直接取室外风为进风时，y1 可视为 0（mg/m3） 。 换气量也可用换气次数来代替，在大型焊接车间，根据烟尘浓度计算选择通风机，一般每小时应排风 1015 次。 n= 次/h n换气次数（次/h） ； V车间体积（ m3） 。 全面通风包括自然通风和机械通风两种方式。 确定焊接车间的通风方案时， 一定要根据具体情况灵活处 理，几种常用的全面通风方案如下： (1) 自然通风 自然通风不需要消耗动力， 是一种经济的通风方式， 对于户外焊接作业或敞开的空间焊接一般采用自然 通风方式。如一些工业厂房屋顶自然通风器、屋顶天窗就是自然通风的应用。但由于自然通风易受到室

4、外气象条件的影响，特别是在风力作用很不稳定，所以对于粉尘、有害气体等污染物产生的厂房则不大 适用。 (2) 侧墙上设置轴流风机加自然通风器(天窗)排风 对车间面积较小的低矮单跨厂房，在靠外墙的每个焊接工位上部设置轴流风机能起到很好的排风效果； 屋顶自然通风器(天窗)起到加强换气的作用。 (3) 设置诱导风机、自然通风器(天窗或屋顶风机)排风 通过安装诱导风机以一定喷射角的通风方式，引射室焊接烟气流向上流动，最后经自然通风器(天窗 或屋顶风机)排出室外。 (4) 屋顶风机送排风方式 在焊接车间的屋顶设置送排风机，把车间焊烟排出室外，达到使车间烟尘浓度降低的目的。 (5) 吹吸式通风方式 吹吸式通

5、风是由单股吹出气流和单股吸入气流复合而成的通风气流， 因而是一种能有效控制污染源扩散的通风方式，这种通风方式是在两跨中柱或单跨一侧柱(墙)上设置吹风口，送出室外引入的新鲜空气， 在送风对面的侧墙上装设轴流风机向外排风。分为小围吹吸式通风系统和大围吹吸式通风系统两 类。 另外， 焊接车间全室通风的排风量一般都很大， 对于采暖地区通过设置空气净化装置把车间焊烟经过 净化器净化后在车间循环使用， 既可达到使车间烟尘浓度降低， 同时又解决了车间能量损失的目的。 2.2 局部通风净化系统 全面通风风量大、消耗电能多、运行费高，冬季运行因需要供暖，耗电量更大，而且不能完全改善工人 呼吸时空气中的烟尘浓度，

6、所以国外大量采用局部通风方式，即在焊接作业点附近设置排烟罩，不等 烟尘扩散就把它排走，这样所需要的排风量约为全面通风排风量的 1/31/4，而且排烟效果好，从根本 上解决了焊工的吸烟问题。 局部排风系统主要由排风罩、风管、净化装置和风机组成，其设计关键要根据工艺要求和场地情况确定 排风罩的形式，了解罩口附近流畅、浓度场的分布及制定相应的控制风速。适用于收集焊接烟尘的排风 罩主要有三种类型：外部吸气罩（包括侧吸罩和下部吸气罩） 、上部吸气罩、焊接室（一种大型吸气通 风柜） ，具体形式可以参考暖通空调设计选用手册2。 此外， 还应为焊接工人提供一个热舒适环境。 因此， 焊接车间通风设计应采用局部排

7、风加局部送风形式。 (1) 局部排风排风罩的风量计算 侧吸罩排风量计算公式为=0.75(52+A)3600 3/,式中为焊点离侧吸罩口距离();A 为 罩口面积(2);为焊接点水平吸入速度(/),有关资料推荐为 0.51.0 /,但考虑横向气流 干扰及操作方法影响等因素,建议取为 1.01.2/。 上部排风罩排风量计算公式为=3600A 3/,式中为罩口面积,为罩口平均风速,四边敞 开=1.051.25 /;三边敞开=0.91.05 /;二边敞开=0.750.9 /;一边敞开 =0.50.75 /。 焊接室排风量计算公式为=cA3600 3/，式中 A 为罩口面积(2); c 为焊接点水平吸入

8、速度 (/)，建议c=0.7 /。 (2) 局部送风风量计算 工人在焊接作业时,夏季要承受高温焊件的热辐射,冬季因排风造成大量冷空气进入工作区,因此应向工 作区送风,为焊接工人营造一个热舒适的工作环境。 过渡季节直接送室外新风,冬夏两季应采用空调送风, 空调送风温度 20左右,工作区送风风速 1.5 /以上,送风量大小按风量平衡进行计算,送风口出风方 向应设计成可调。 (3) 局部通风净化装置 目前，国外焊接烟尘的治理净化装置向成套性、组合性、可移动性、小型化、省资源方向发展，其主 要装置有：固定式上部排气装置、移动式吸烟净化装置、小型机组净化装置、便携式袖珍烟尘抽烟机、 抽气式焊接工作台。

9、2.3 置换通风系统 置换通风系统（低紊流系统）是指把送风口设置在房间底部，采用低紊流、低速度的送风方式，将空气 直接送入工作区，并在地板上形成一层较薄的空气湖，随着对流空气的向上流动，带动污染空气由设置 在房间顶部的排风口排出室外的通风方式。置换通风的送风速度约为 0.25/左右，送风的动量很低 以致对室主导气流无任何实际的影响，具有效率高、节省能量等特点。置换通风可以加大温度梯度， 从而增强在工艺操作过程中热力作用所产生的抽力，与普通的稀释有害物的通风方式相比，可以节省 50%的空气量。 焊接烟尘的特性比较符合用置换通风这种气流组织形式排出，可以保证人在工作区能呼吸到清洁空气 3。 此外，

10、焊接烟气的有效治理还可以从工艺方面的改革（采用无烟尘或少烟尘的焊接工艺、开发和使用低 尘和低毒焊接材料、提高焊接过程机械化自动化程度）和加强个人防护方面（个体防护面具，此种方式 国外主要用于无法实施通风治理方案情况下的焊接,它只能作为各种治理方法的最后手段入手） 。除尘系统设计要点机械除尘系统由排风罩、风管、除尘器、通风机、卸尘装置及其附属设施组成。与除尘系统密切相关的还有 尘源密闭装置和粉尘处理与回收系统。 1、除尘系统的划分原则 设计分散或集中除尘系统时，应按下列原，则进行系统的划分。 同一生产流程、同时工作的扬尘点相距不远时，宜合设一个系统。 同时工作但粉尘种类不同的扬尘点， 当工艺允许

11、不同粉尘混合回收或粉尘无回收价值时， 亦可合设一个除 尘系统。 属下列情况者，不应合为一个系统：(a) 两种或两种以上的粉尘或含尘气体混合后能引起燃烧或爆炸时； (b) 温度不同的含尘气体，当混合后可能导致风管和除尘器结露时。 2、集气吸尘罩 (1) 集气吸尘罩的位置 设置吸尘罩的地点，应保持罩负压均匀，要能有效地控制含尘气流不致从罩逸出，并避免吸出粉料。 如对破碎、筛分和运输没备，吸尘罩应避开含尘气流中心，以防吸出大量粉料。对于胶带运输机受料点吸尘罩与 卸料溜槽相邻两边之间距离应为溜槽边长的 0.751.5 倍，但不小于 300500mm；罩口离胶带机表面高度不小于 胶带机宽度的 0.6 倍

12、。当卸料溜槽与胶带机倾斜交料时，应在溜槽的前方布置吸尘罩；当卸料溜槽与胶带机垂直 交料时，宜在溜槽的前、后方均设吸尘罩。 处理或输送热物料时，吸尘罩应设在密闭装置的顶部，或给料点与受料点设置上、下抽风吸尘罩。 吸尘罩不宜靠近敞开的孔洞(如操作孔、观察孔、出料口等)，以免吸入罩外空气。对于胶带机受料点吸尘 罩前必须设遮尘帘；遮尘帘可用橡胶带、帆布带等制作。 吸尘罩的位置应不影响操作和检修。与罩相接的一段管道最好垂直敷设，以免蹦人物料造成管道堵塞。 (2) 集气吸尘罩的形式 为使罩气流均匀，一般采用伞形罩。 当从大容积密闭罩和料仓排风时，一般无吸出粉料之虑，可将风管直接接在大容积密闭罩或料仓上。

13、(3) 集气吸尘罩的罩口风速 吸尘罩的罩口平均风速不宜过高，以免吸出粉料。一般对局部密闭罩和轻、干、细的物料，罩口平均风速 应取得较低。采用局部密闭时，罩口平均风速不宜大于下列数值： 细粉料的筛分 0.6m/s； 物料的粉碎 2.0m/s； 粗颗粒物料破碎 3.0m/s。 在不能设置密闭罩而用敞口罩控制粉尘时，罩口风速应按倒吸罩要求确定。 3、含尘气体管道 除尘系统中，除尘器以前的含尘气体管道(除尘管道)可按枝状管网或集合管管网布置。 (1) 集合管管网 集合管管网分为水平和垂直两种。水平集合管见图，连接的风管由上面或侧面接入，集合 管断面风速为 34m/s，适用于产尘设备分布在同一层平面上，

14、且水平距离较大的场合。垂直集合管见图(b)连 接的风管从切线方向接人，集合管断面风速为 610m/s，适用于产尘设备分布在多层平台上，且水平距离不大的 场合。集合管管网的主要特点是：(a)集合管尚有粗净化作用，下部应设卸尘阀和粉尘输送设备；(b) 系统阻力容 易平衡；(c)管路连接方便；(d)运行风量变化时，系统比较稳定。 (2) 枝状管网枝状管网的布置形式如图所示。风管可采用垂直、水平或倾斜敷设；倾斜敷设时，风管与水平 面的夹角应大于 45。当不能满足上述要求时，小坡度或水平敷设的管段应尽量缩短，并采取防止积尘的措施。 通过高温含尘气体的管道和相对湿度高，容易结露的含尘气体管道应设计保温措施

15、。通过高温含尘气体的管 道必须考虑热膨胀的补偿措施，可采取转弯自然补偿或在管道的适当部位设置补偿器；相应的管道支架也应考虑 热膨胀所产生的应力。 除尘管道宜采用圆形钢制风管，其接头和接缝应严密，焊接加工的管道应用煤油检漏。 除尘管道一般应明设。当采用地下风道时，可用混凝土或砖砌筑，表面用砂浆抹平，并在风道设清扫孔。 对有爆炸性危险的含尘气体，应在管道上安装防爆阀，且不应地下铺设。 4、除尘器 处理相对湿度高、容易结露的含尘气体的干式除尘器应设保温层，必要时还应在除尘器采取加热措施。 用于净化有爆炸危险粉尘或气体的干式除尘器，宜布置在系统的负压段上。除尘器上应有防爆阀门。 对于爆炸下限小于或等于 65g/m3 的有爆炸危险的粉尘、纤维和碎屑的布袋除尘器。必要时，干式除尘器应采 用不产生火花的材料制作；如果采用袋式除尘器需配防静电滤袋及防爆电磁脉冲阀。 用于净化有爆炸危险粉尘的袋式除尘器，应布置在生产厂房之外，且距有门窗孔洞的外墙不应小于 10m； 或布置在单独的建筑物时除尘器应连续清灰，且风量1500m3/h，储灰量60kg。 用于净化爆炸下限大于 65g/m3 的可燃粉尘、纤维和碎屑的干式除尘器，当布置在生产厂房时，应同其 排风机布置在单独的房间。 有爆炸危险的除尘系统，其干式除尘器不得布置在经常有人或短时 间有大量人员逗留的房间(如工人体息 室、会议室等)的下面，如同