2022
7月
02
焊接作业厂房的治理模式
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目前,焊接作业厂房烟尘治理模式大体分为三类:个体防护、局部治理、整体治理。

1.1 个体防护

相对而言,个体防护投资及运行成本较低,但也是效果较差的一类模式。尤其是工艺过程对作业环境有要求时,个体防护基本不起作用,且影响作业效率。市面上常见的个体防护产品,采用的是呼吸面罩形式。这类产品适用于作业强度不大的场所,作业人员长期负载会大幅消耗体力。


1.2 局部治理

为了用较少的成本取得较好的效果,局部治理一般从烟尘源头进行收集,可以以小风量的投入收集高浓度的粉尘。由于局部治理有诸多优势,在行业内得到了大规模推广。为了保证收集效果,对局部治理也有一些限制性条件,诸如烟尘产生的位置应相对固定、焊接作业点相对集中、吊装方式不会干涉吸风口等。同时,局部治理一般不能改善整个作业空间的环境,尤其是温湿度环境。如铝合金焊接等工艺,除要求烟尘浓度外,对湿度也一般要求在65%以下。局部治理的吸气臂模式,其较大的优点是机动能力强,对固定焊接点位捕捉效果好。同时,要求吸风罩距离焊接点位较近,且位置要布置在烟尘热扩散的大体路径上。这对焊接作业过程的干涉较大,对焊接作业者的效率也有影响。


侧吸或底吸的局部工作台,一般是针对小型工件,既可应用于焊接,又可应用于切割、打磨等作业,对作业过程影响相对小。这类方式不适用于复杂的、大体积的工件作业。


常用的顶吸式治理方式,设计有一定截面流速的顶吸罩,通常四周配合透明软帘一起应用。由于罩体较大,适用于流水线工艺或其他固定点作业工艺过程,若需要行车等上下料吊装,则需要进一步改进顶吸罩形式。


旋转顶吸罩模式,为一种跟随式上下移动顶吸罩模式。此类顶吸罩克服了固定顶吸罩上下料的问题,但其较大的空间体积对作业过程仍会产生影响。且大多数情况下,作业场所很难做到每个烟尘产生点位均布置有大体积的顶吸罩。


其他局部治理模式,如全封闭工作间、伸缩工作间等,均采用小风量封闭、半封闭结构,确保工作间外部作业场所的清洁,但作业场所内存在一定的污染风险,多应用于机器人作业场所,且其内部的气流组织模式也需要通过计算或模拟确定。超高大伸缩工作间的仿真流场图和流线图。虽然确保了工作间外无污染物外溢的可能,但工作间内部涡流使其内部污染物存在一定富集,从而恶化工作间内部作业环境。


1.3 整体治理

为了适应大工件、高标准的作业环境要求,整体治理应运而生。文中重点分析吹吸式模式和整体厂房分层送风模式。早期的整体治理沿用的是前苏联的治理理念,对职业健康污染物的关注较少,主要以通风或空气调节为治理目的,通过侧吹侧吸的吹吸方式达到一定的环境治理效果。其仍然沿用的是空调送风风幕的理念,试图通过气幕隔绝污染物的扩散路径。


随着职业健康要求的不断严苛,需要同时满足温湿度环境以及烟尘、废气的治理。通过引入整体厂房分层送风治理理念,利用如焊接类的热加工过程烟尘热烟羽作用,以小风量驱动大空间气流组织,达到作业环境的清洁治理。诸多实践项目效果表明,同样作业环境治理效果前提下,整体厂房分层送风方式风量约为传统侧吹侧吸方式风量的50%。在整体厂房分层送风系统中,是以低速在厂房的下部分层送风,清洁空气直接送入工作区,先经过人体,这样就可以保证人体处于一个相对清洁的空气环境中,从而有效地提高工作区域的空气品质。这种方式对空气状况的要求只是针对工作区域(工人活动范围及时段内)而不是整个厂房的空气输导。如同在除尘原理中所叙述,要满足工作区的相对温度,同时排除焊接烟尘,就要保证焊接烟尘在送风口推动和回风口抽吸的作用下缓慢上升,形成向上的单向流动。清洁送风使室内浊热焊接烟气逐渐抬升而非混合,可保证工作区的温度及含尘要求。


整体治理带来高便利性的同时,相应也增加了环境治理的投资及运维成本。虽然一定程度上通过计算合理的气流组织可以较小代价得到更优效果,但其配置风量仍相对局部点位治理高。因此,在考虑整体治理前应做好充分的调研分析及投资运维对比,确定整体治理的合理性、必要性及可行性,再借助经验计算和数值计算仿真等方法确定设计风量及空间风量匹配情况,以达到更佳经济效益。


整体厂房分层送风系统的优点在于:风量小且作用直接,对工作区域没有任何影响,基本规避了局部治理带来的工艺影响。整体治理面向整个作业车间环境的改善,一般采用大型综合治理设备,配套有除尘、新风、加热、降温、除湿、加湿、异味净化等功能,基本可以同步满足整个车间的空气调节。



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