整體通風置換除塵
 
本項目針對通風系統(tǒng)，在車間內設置送風系統(tǒng)，在地面高度2m處設置送風口。6-8米處設置回風管道和回風口，將除塵器設置在廠房外，受污染的空氣經風管通到外部除塵器進行處理，并設置15米高的煙囪。焊煙除塵器工作原理為內部高壓風機在吸風管罩口處形成負壓區(qū)域，焊接煙塵在負壓的作用下由吸氣臂進入焊煙除塵器主體，進風口處阻火器阻留焊接火花，煙塵氣體進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到國家要求的室內氣體排放標準。
 
整體廠房通風除塵系統(tǒng)由回風系統(tǒng)、組合式除塵系統(tǒng)、送風系統(tǒng)組成，其中組合式除塵系統(tǒng)由回風段、高效過濾段、回風機段、排風段、新風調節(jié)段、初效過濾段、制冷/熱段(選配)、送風機段和出風段組成。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，重新送風段，通過送風管道送入車間，風機風量28萬m3/h。除塵系統(tǒng)中可以選擇設置空調系統(tǒng)，調節(jié)焊接車間內冬季和夏季的溫度。除塵系統(tǒng)預算安裝費560萬元(含空調786萬元)，年運行成本150萬元(含空調250萬元)。
 
該方案優(yōu)點可以使4m以下的空氣PM2.5控制在250μg/m3以內，系統(tǒng)可以增加空調系統(tǒng)，在冬季和夏季可以調節(jié)焊接車間內的溫度，改善作業(yè)條件。回風經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系統(tǒng)，減少活性碳的消耗。缺點是一次性投資成本高，能耗大，每年的運行費用高。4米以上的空氣PM2.5濃度較高，但不在人體的呼吸帶，不影響焊接車間內人員的呼吸。
按照現(xiàn)有8 條焊接生產線的布局， 以及新增3 條焊接生產線的布局， 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)預算安裝費600 萬元， 運行成本65 萬元。
 
該方案的優(yōu)點：每年的運行成本低， 金屬過濾網可重復使用。缺點：一次性投入成本高， 金屬過濾網的過濾效率低， 雖然能滿足《大氣污染物綜合排放標準》( DB31 / 933 - 2015 ) 標準中20mg /m3 濃度標準， 但隨著環(huán)保排放標準的日趨嚴格， 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機， 則一次性投資成本將進一步增加， 每年需更換過濾模塊， 運行成本也將增加。
點源除塵
 
點源除塵是在距離焊接煙塵產生點周邊一定距離設置吸塵罩口， 將產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， 點源除塵屬于源頭治理， 除塵系統(tǒng)使用的風量小， 能耗低的優(yōu)點。點源除塵系統(tǒng)在每個焊接工位設置萬向吸氣臂，吸氣臂連通除塵管道， 管道末端設置除塵器， 焊接煙塵經高效濾筒過濾后， 通過排放總管進行高空排放。也可以在除塵器尾端增加活性碳除去異味， 經過濾的空氣在室內排放。
 
萬向吸氣臂罩口30cm 處截面捕捉風速為0 .5m/ s ，吸氣臂管徑DN160mm ， 管內風速設計為12 - 15m / s ， 單個萬向吸氣臂的設計吸塵風量為1200m3 / h 。新增3 條線的吸氣臂共16 條， 設計余量10% ， 除塵系統(tǒng)設計風量Q= 16*1200*1 . 1 = 21120m3 / h 。
 
風量Q1 = 22000m3 / h ， 系統(tǒng)全壓：3150Pa ; 按照風機的性能曲線， 選用功率30kW , 的變頻電機。除塵器選型Donaldson DFO3 - 24 ， 由于引入焊接機器人替代人工焊接已提上議事日程， 因焊接機器人自帶除塵系統(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)的管路設計問題， 部分管路連接方式采用T 形連接。
根據現(xiàn)場測算管內風速， 目前本套除塵系統(tǒng)實際使用風量為：8000m3 / h ， 其中7 條吸氣臂管內風速低于有效除塵要求12m / s 的管內風速。風量不足， 及管內風速完全達不到設計所需及平衡要求， 管路系統(tǒng)設計不合理， 大部分三通斜插口均為直插， 導致系統(tǒng)阻力增大。
 
因此將原有管路重新設計， 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)嚴格按照使用風量進行變徑優(yōu)化設計如下圖2 所示。
 
經除塵器除塵之后， 匯入總管， 總管尾端設置一臺大功率風機， 在車間中部設置鋼結構平臺和15 米煙囪。受污染空氣經除塵器除塵后， 匯入總管后， 通過總管尾端的風機和煙囪高空排放。
 
預算安裝費160 萬元， 運行成本100 萬元。該方案的優(yōu)點是安裝成本低， 能耗小。缺點：吸氣臂屬于被動除塵， 需要焊工進行手動調節(jié)， 影響到焊工的作業(yè)效率。
經過方案討論和對比， 并考慮到今后會引入機器人焊接系統(tǒng)， 因此本次改造采用點源除塵的方式。并與啟脈協(xié)商確定了施工方案、驗收標準， 簽訂了項目改造合同。
 
對于廠房焊煙除塵系統(tǒng)設計方案來說可以根據具體情況設置除塵系統(tǒng)的變頻設計， 因為每套除塵系統(tǒng)涉及到較多的操作工位， 多數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， 可以根據實際情況設計變頻控制系統(tǒng)， 包括電控風閥控制按鈕、電控風閥、西門子變頻器以及系統(tǒng)控制柜、西門子變頻電機等。電控風閥開啟和關?？膳c操作相關設備控制聯(lián)動， 取信號點， 開機電動風閥即開啟， 信號傳送至變頻器， 變頻器計算后信號輸出至變頻電機調控所需要的吸塵風量。

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