整体通风置换除尘
 
本项目针对通风系统，在车间内设置送风系统，在地面高度2m处设置送风口。6-8米处设置回风管道和回风口，将除尘器设置在厂房外，受污染的空气经风管通到外部除尘器进行处理，并设置15米高的烟囱。焊烟除尘器工作原理为内部高压风机在吸风管罩口处形成负压区域，焊接烟尘在负压的作用下由吸气臂进入焊烟除尘器主体，进风口处阻火器阻留焊接火花，烟尘气体进入焊烟除尘器主体净化室，高效过滤芯将微小烟雾粉尘颗粒过滤在焊烟除尘器过滤室，净化的空气纯度可达到国家要求的室内气体排放标准。
 
整体厂房通风除尘系统由回风系统、组合式除尘系统、送风系统组成，其中组合式除尘系统由回风段、高效过滤段、回风机段、排风段、新风调节段、初效过滤段、制冷/热段(选配)、送风机段和出风段组成。处理后空气可以通过15m烟囱高空排放，也可以在初效过滤段增加活性碳过滤，以去除焊接烟尘中的NO，O3等气体异味，重新送风段，通过送风管道送入车间，风机风量28万m3/h。除尘系统中可以选择设置空调系统，调节焊接车间内冬季和夏季的温度。除尘系统预算安装费560万元(含空调786万元)，年运行成本150万元(含空调250万元)。
 
该方案优点可以使4m以下的空气PM2.5控制在250μg/m3以内，系统可以增加空调系统，在冬季和夏季可以调节焊接车间内的温度，改善作业条件。回风经过高效过滤和活性碳过滤后，将洁净空气重新送入焊接车间，起到节能作用。春秋季可以改用全新风系统，减少活性碳的消耗。缺点是一次性投资成本高，能耗大，每年的运行费用高。4米以上的空气PM2.5浓度较高，但不在人体的呼吸带，不影响焊接车间内人员的呼吸。
按照现有8 条焊接生产线的布局， 以及新增3 条焊接生产线的布局， 背靠背的焊接线合并成一个隔断， 将11 条焊接线分隔成8 个隔间。隔断除尘系统预算安装费600 万元， 运行成本65 万元。
 
该方案的优点：每年的运行成本低， 金属过滤网可重复使用。缺点：一次性投入成本高， 金属过滤网的过滤效率低， 虽然能满足《大气污染物综合排放标准》( DB31 / 933 - 2015 ) 标准中20mg /m3 浓度标准， 但随着环保排放标准的日趋严格， 今后改造成本高。如直接选用高效过滤模块， 则系统压差将增大， 需要选用功率更高的风机， 则一次性投资成本将进一步增加， 每年需更换过滤模块， 运行成本也将增加。
点源除尘
 
点源除尘是在距离焊接烟尘产生点周边一定距离设置吸尘罩口， 将产生的焊接烟尘在源头吸掉。相比整体除尘和隔断除尘通过空气置换的治理方式， 点源除尘属于源头治理， 除尘系统使用的风量小， 能耗低的优点。点源除尘系统在每个焊接工位设置万向吸气臂，吸气臂连通除尘管道， 管道末端设置除尘器， 焊接烟尘经高效滤筒过滤后， 通过排放总管进行高空排放。也可以在除尘器尾端增加活性碳除去异味， 经过滤的空气在室内排放。
 
万向吸气臂罩口30cm 处截面捕捉风速为0 .5m/ s ，吸气臂管径DN160mm ， 管内风速设计为12 - 15m / s ， 单个万向吸气臂的设计吸尘风量为1200m3 / h 。新增3 条线的吸气臂共16 条， 设计余量10% ， 除尘系统设计风量Q= 16*1200*1 . 1 = 21120m3 / h 。
 
风量Q1 = 22000m3 / h ， 系统全压：3150Pa ; 按照风机的性能曲线， 选用功率30kW , 的变频电机。除尘器选型Donaldson DFO3 - 24 ， 由于引入焊接机器人替代人工焊接已提上议事日程， 因焊接机器人自带除尘系统， 因此原有的8 条焊接线使用的5 套除尘系统继续沿用。因原有的5 套除尘系统的管路设计问题， 部分管路连接方式采用T 形连接。
根据现场测算管内风速， 目前本套除尘系统实际使用风量为：8000m3 / h ， 其中7 条吸气臂管内风速低于有效除尘要求12m / s 的管内风速。风量不足， 及管内风速完全达不到设计所需及平衡要求， 管路系统设计不合理， 大部分三通斜插口均为直插， 导致系统阻力增大。
 
因此将原有管路重新设计， 万向吸气臂接口与支管的斜插口三通改为30 ° ~ 45 ° 斜插口三通; 管道弯头使用2D ， 管道系统严格按照使用风量进行变径优化设计如下图2 所示。
 
经除尘器除尘之后， 汇入总管， 总管尾端设置一台大功率风机， 在车间中部设置钢结构平台和15 米烟囱。受污染空气经除尘器除尘后， 汇入总管后， 通过总管尾端的风机和烟囱高空排放。
 
预算安装费160 万元， 运行成本100 万元。该方案的优点是安装成本低， 能耗小。缺点：吸气臂属于被动除尘， 需要焊工进行手动调节， 影响到焊工的作业效率。
经过方案讨论和对比， 并考虑到今后会引入机器人焊接系统， 因此本次改造采用点源除尘的方式。并与启脉协商确定了施工方案、验收标准， 签订了项目改造合同。
 
对于厂房焊烟除尘系统设计方案来说可以根据具体情况设置除尘系统的变频设计， 因为每套除尘系统涉及到较多的操作工位， 多数工作条件下并没有一直同时使用， 为了节省系统的能源损耗， 可以根据实际情况设计变频控制系统， 包括电控风阀控制按钮、电控风阀、西门子变频器以及系统控制柜、西门子变频电机等。电控风阀开启和关停可与操作相关设备控制联动， 取信号点， 开机电动风阀即开启， 信号传送至变频器， 变频器计算后信号输出至变频电机调控所需要的吸尘风量。

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