整體通風(fēng)置換除塵
 
本項(xiàng)目針對通風(fēng)系統(tǒng)，在車間內(nèi)設(shè)置送風(fēng)系統(tǒng)，在地面高度2m處設(shè)置送風(fēng)口。6-8米處設(shè)置回風(fēng)管道和回風(fēng)口，將除塵器設(shè)置在廠房外，受污染的空氣經(jīng)風(fēng)管通到外部除塵器進(jìn)行處理，并設(shè)置15米高的煙囪。焊煙除塵器工作原理為內(nèi)部高壓風(fēng)機(jī)在吸風(fēng)管罩口處形成負(fù)壓區(qū)域，焊接煙塵在負(fù)壓的作用下由吸氣臂進(jìn)入焊煙除塵器主體，進(jìn)風(fēng)口處阻火器阻留焊接火花，煙塵氣體進(jìn)入焊煙除塵器主體凈化室，高效過濾芯將微小煙霧粉塵顆粒過濾在焊煙除塵器過濾室，凈化的空氣純度可達(dá)到國家要求的室內(nèi)氣體排放標(biāo)準(zhǔn)。
 
整體廠房通風(fēng)除塵系統(tǒng)由回風(fēng)系統(tǒng)、組合式除塵系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)組成，其中組合式除塵系統(tǒng)由回風(fēng)段、高效過濾段、回風(fēng)機(jī)段、排風(fēng)段、新風(fēng)調(diào)節(jié)段、初效過濾段、制冷/熱段(選配)、送風(fēng)機(jī)段和出風(fēng)段組成。處理后空氣可以通過15m煙囪高空排放，也可以在初效過濾段增加活性碳過濾，以去除焊接煙塵中的NO，O3等氣體異味，重新送風(fēng)段，通過送風(fēng)管道送入車間，風(fēng)機(jī)風(fēng)量28萬m3/h。除塵系統(tǒng)中可以選擇設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)焊接車間內(nèi)冬季和夏季的溫度。除塵系統(tǒng)預(yù)算安裝費(fèi)560萬元(含空調(diào)786萬元)，年運(yùn)行成本150萬元(含空調(diào)250萬元)。
 
該方案優(yōu)點(diǎn)可以使4m以下的空氣PM2.5控制在250μg/m3以內(nèi)，系統(tǒng)可以增加空調(diào)系統(tǒng)，在冬季和夏季可以調(diào)節(jié)焊接車間內(nèi)的溫度，改善作業(yè)條件?；仫L(fēng)經(jīng)過高效過濾和活性碳過濾后，將潔凈空氣重新送入焊接車間，起到節(jié)能作用。春秋季可以改用全新風(fēng)系統(tǒng)，減少活性碳的消耗。缺點(diǎn)是一次性投資成本高，能耗大，每年的運(yùn)行費(fèi)用高。4米以上的空氣PM2.5濃度較高，但不在人體的呼吸帶，不影響焊接車間內(nèi)人員的呼吸。
按照現(xiàn)有8 條焊接生產(chǎn)線的布局， 以及新增3 條焊接生產(chǎn)線的布局， 背靠背的焊接線合并成一個隔斷， 將11 條焊接線分隔成8 個隔間。隔斷除塵系統(tǒng)預(yù)算安裝費(fèi)600 萬元， 運(yùn)行成本65 萬元。
 
該方案的優(yōu)點(diǎn)：每年的運(yùn)行成本低， 金屬過濾網(wǎng)可重復(fù)使用。缺點(diǎn)：一次性投入成本高， 金屬過濾網(wǎng)的過濾效率低， 雖然能滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》( DB31 / 933 - 2015 ) 標(biāo)準(zhǔn)中20mg /m3 濃度標(biāo)準(zhǔn)， 但隨著環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格， 今后改造成本高。如直接選用高效過濾模塊， 則系統(tǒng)壓差將增大， 需要選用功率更高的風(fēng)機(jī)， 則一次性投資成本將進(jìn)一步增加， 每年需更換過濾模塊， 運(yùn)行成本也將增加。
點(diǎn)源除塵
 
點(diǎn)源除塵是在距離焊接煙塵產(chǎn)生點(diǎn)周邊一定距離設(shè)置吸塵罩口， 將產(chǎn)生的焊接煙塵在源頭吸掉。相比整體除塵和隔斷除塵通過空氣置換的治理方式， 點(diǎn)源除塵屬于源頭治理， 除塵系統(tǒng)使用的風(fēng)量小， 能耗低的優(yōu)點(diǎn)。點(diǎn)源除塵系統(tǒng)在每個焊接工位設(shè)置萬向吸氣臂，吸氣臂連通除塵管道， 管道末端設(shè)置除塵器， 焊接煙塵經(jīng)高效濾筒過濾后， 通過排放總管進(jìn)行高空排放。也可以在除塵器尾端增加活性碳除去異味， 經(jīng)過濾的空氣在室內(nèi)排放。
 
萬向吸氣臂罩口30cm 處截面捕捉風(fēng)速為0 .5m/ s ，吸氣臂管徑DN160mm ， 管內(nèi)風(fēng)速設(shè)計為12 - 15m / s ， 單個萬向吸氣臂的設(shè)計吸塵風(fēng)量為1200m3 / h 。新增3 條線的吸氣臂共16 條， 設(shè)計余量10% ， 除塵系統(tǒng)設(shè)計風(fēng)量Q= 16*1200*1 . 1 = 21120m3 / h 。
 
風(fēng)量Q1 = 22000m3 / h ， 系統(tǒng)全壓：3150Pa ; 按照風(fēng)機(jī)的性能曲線， 選用功率30kW , 的變頻電機(jī)。除塵器選型Donaldson DFO3 - 24 ， 由于引入焊接機(jī)器人替代人工焊接已提上議事日程， 因焊接機(jī)器人自帶除塵系統(tǒng)， 因此原有的8 條焊接線使用的5 套除塵系統(tǒng)繼續(xù)沿用。因原有的5 套除塵系統(tǒng)的管路設(shè)計問題， 部分管路連接方式采用T 形連接。
根據(jù)現(xiàn)場測算管內(nèi)風(fēng)速， 目前本套除塵系統(tǒng)實(shí)際使用風(fēng)量為：8000m3 / h ， 其中7 條吸氣臂管內(nèi)風(fēng)速低于有效除塵要求12m / s 的管內(nèi)風(fēng)速。風(fēng)量不足， 及管內(nèi)風(fēng)速完全達(dá)不到設(shè)計所需及平衡要求， 管路系統(tǒng)設(shè)計不合理， 大部分三通斜插口均為直插， 導(dǎo)致系統(tǒng)阻力增大。
 
因此將原有管路重新設(shè)計， 萬向吸氣臂接口與支管的斜插口三通改為30 ° ~ 45 ° 斜插口三通; 管道彎頭使用2D ， 管道系統(tǒng)嚴(yán)格按照使用風(fēng)量進(jìn)行變徑優(yōu)化設(shè)計如下圖2 所示。
 
經(jīng)除塵器除塵之后， 匯入總管， 總管尾端設(shè)置一臺大功率風(fēng)機(jī)， 在車間中部設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)平臺和15 米煙囪。受污染空氣經(jīng)除塵器除塵后， 匯入總管后， 通過總管尾端的風(fēng)機(jī)和煙囪高空排放。
 
預(yù)算安裝費(fèi)160 萬元， 運(yùn)行成本100 萬元。該方案的優(yōu)點(diǎn)是安裝成本低， 能耗小。缺點(diǎn)：吸氣臂屬于被動除塵， 需要焊工進(jìn)行手動調(diào)節(jié)， 影響到焊工的作業(yè)效率。
經(jīng)過方案討論和對比， 并考慮到今后會引入機(jī)器人焊接系統(tǒng)， 因此本次改造采用點(diǎn)源除塵的方式。并與啟脈協(xié)商確定了施工方案、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)， 簽訂了項(xiàng)目改造合同。
 
對于廠房焊煙除塵系統(tǒng)設(shè)計方案來說可以根據(jù)具體情況設(shè)置除塵系統(tǒng)的變頻設(shè)計， 因?yàn)槊刻壮龎m系統(tǒng)涉及到較多的操作工位， 多數(shù)工作條件下并沒有一直同時使用， 為了節(jié)省系統(tǒng)的能源損耗， 可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計變頻控制系統(tǒng)， 包括電控風(fēng)閥控制按鈕、電控風(fēng)閥、西門子變頻器以及系統(tǒng)控制柜、西門子變頻電機(jī)等。電控風(fēng)閥開啟和關(guān)停可與操作相關(guān)設(shè)備控制聯(lián)動， 取信號點(diǎn)， 開機(jī)電動風(fēng)閥即開啟， 信號傳送至變頻器， 變頻器計算后信號輸出至變頻電機(jī)調(diào)控所需要的吸塵風(fēng)量。

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