除尘技术在工程机械结构件焊接中的应用论文_张士伟,李翠玲,吕行

除尘技术在工程机械结构件焊接中的应用论文_张士伟,李翠玲,吕行

徐州世通重工机械制造有限责任公司 江苏省徐州市 221001

摘要:粉尘是指悬浮在空气中的固体微粒。随着我国经济和社会的发展,公众对生存环境的要求越来越高。进入21世纪以后,我国把“大力推进科学技术进步,加强环境科学研究,积极发展环保产业”作为经济发展的重要相关政策,环保产业进一步得到重视。然而工业的快速发展,电力、冶金、建材、化工等行业每年都会产生近千万吨的粉尘,对人体健康、大气环境和生产经济的都造成了严重的影响。

关键词:除尘技术;工程机械;结构构件;焊接;应用;分析

引言:近年来,随着国家城镇化的推进,工程机械得以持续快速的发展,由于机械产品大都由动力单元、传动单元和工作装置等组成,其构成主体多为结构件,在产品制造方面主要是通过CO2气保焊、氢弧焊、埋弧焊等方法焊接而成,尤其目前工程机械行业内广泛采取镀铜实芯焊丝,在焊丝表面要镀一层铜粉的工艺达到保护焊丝不被氧化的作用,但镀铜也带来焊接过程中烟雾大、弧光辐射、有害气体、噪声等一系列问题,尤其是CO2气保焊,因其具有熔深大、焊接效率高的特点被工程机械企业普遍采用。

1.除尘技术

1.1机械式除尘技术

一是重力沉降室。重力沉降室是通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的装置。气流在进入重力沉降室后,流动截面积扩大,流速降低,较重颗粒在重力作用下慢慢向灰斗沉降。重力沉降室具有以下特点:结构简单,维护容易;阻力低;投资小,施工快,钢材使用少,维护费用低,经久耐用;除尘效率低;适用处理中等气量的常温或高温气体,一般仅作为高效除尘器的预除尘装置,除去较大和较重的粒子。

二是惯性除尘器。沉降室内设置各种形式的挡板,含尘气流冲击在挡板上,气流方向发生急剧转变,借助尘粒本身的惯性作用,使其与气流分离。一般净化密度和粒度较大的金属或者矿物性粉尘,净化效率不高,一般只用于多级除尘中的一级除尘,补集10-20μm以上的粗颗粒。常用的惯性除尘器是百叶式除尘器。一般包括百叶沉降式除尘器、钟罩式除尘器、蜗壳浓缩分离器和百叶窗式除尘器4种。

1.2电除尘技术

一是透镜式电除尘器。透镜式电除尘器结构特点是具有三个电极:负放电极、正电极及透镜极。荷电粒子在透镜电场的“聚焦”作用下,大量流入孔口得以捕集,荷电尘粒只要进入透镜口就不能返回。透镜具有电场封闭作用。透镜式电除尘器由于避开了在极板上的收尘作用,而是靠正负粒子在收尘室内碰撞,凝聚而收尘,故透镜式电除尘器对粉尘比电阻没有局限性,同时二次扬尘也大大减少。这种电除尘器缺点是结构比较复杂,不易加工。

二是电袋复合除尘器。电袋复合除尘器是电除尘与布袋除尘有机结合的一种新型高效的除尘器。电除尘和布袋除尘技术优势互补,含尘气体首先经过电除尘区收集80%-90%的粉尘量,经电场荷电的粉尘通过收尘极板的开孔到达后级布袋进行过滤,保证低浓度排放。电袋复合除尘器利用粉尘荷电效应提高了滤袋粉尘过滤特性,经电除尘器的粉尘在荷电效应作用下减少了除尘器的阻力,清灰效率高,延长滤袋寿命。

1.3湿式除尘技术

湿法除尘技术是借助于水或其他液体与含尘烟气接触,利用液网、液膜或液滴使烟气得到净化的技术称为湿式除尘技术。湿式除尘器的机理是含尘气流通过水或其他液体,利用惯性碰撞、拦截和扩散等,尘粒留在水或其他液体内,而干净气体则通过水或其他液体。根据湿式除尘器的除尘机理,可将其大致分为重力喷雾洗涤器、旋风洗涤器、自激喷雾洗涤器、板式洗涤器、填料洗涤器、文丘里洗涤器、机械诱导喷雾洗涤器。湿式除尘器的优点是:除尘效率高,甚至对亚微米级的粉尘都有较高的去除率;结构简单,占地面积小,造价低,操作维护方便;能有效处理高温、高湿、易燃、易爆的含尘气体。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆缺点是:需要配备污水处理设施,防止二次污染,设备需要做防腐处理和保温措施,不宜净化纤维性粉尘和憎水性粉尘。

2.除尘技术应用

2.1直排通风

直排通风原理为利用空气经过热胀冷缩后,气体变轻往上升,持续的热空气往上升,形成推挤动作,由于热气比重小,车间内产生的热气大部分集中在屋顶下方,负压风机可以更快的将热空气带走,能有效地排出车间内的废气和设备产生的热气,加强车间内的空气流通。采取电机驱动的“喇叭口型”负压风机可以拉近进风口距离,使负压效果达到最大的效应。实现车间内空气与车间外空气保持良好的流通,通过流动的气流使焊接烟尘快速扩善,随空气一起流出车间,减少车间烟尘滞留量,起到净化车间空气的效果,从而减轻烟尘对工人生体健康的危害。主要安装在车间屋顶和车间外墙玻璃处,采取一组多个的分控集成模式,主要的设计依据为车间单位时间内的换气次数,来达到改善车间通风效果,为工厂营造一个空气畅通、清新的工作环境,确保生产顺畅,但通风不对焊接烟尘进行收集和任何的处理,只是通过车间内外空气交换来降低车间内烟尘含量,此种通风对于减轻车间焊接烟尘能起到一定效果,而且成本低,中小企业使用较广泛,但是,对于焊接量和烟尘量较大的车间,效果并不理想。车间内外焊接烟尘最终要么进人大气,要么降落到地面,对车间内外环境和空气仍然会造成一定的污染,也不符合1S014000相关环保要求,及技术角度考虑不推荐企业采取该除尘设备。

2.2自循环除尘技术

以前在工位除尘方面主流的是单机吸气臂结构,针对各工位布置多个单机进行,优点是除尘效果好净化率大于等于95%,缺点是布置单机较多,覆盖范围小,需移动吸气臂以配合焊接点变化,不适合工程机械大型结构件的焊接要求。下面介绍一种工位除尘新技术,主机分上下两部分,上部分为送风部分,下部分为回风吸尘净化部分,在净化主机开机运行后通过上面送风,下方吸风模式,并与其他位置的净化主机共同作用,形成一个有效的排尘通风气流组织,将车间内焊接工位的烟尘及时收集净化治理达到改善车间环境的目的。该设备集通风、净化功能于一体,无须管道布置,故可大大减少设备本体成本与施工成本。

2.3整体式循环回收除尘系统

此整体式循环回收除尘系统主要由主机(风机、除尘器)、降噪设备、管道、终端吸气装置、终端送气装置和电控柜构成。其循环除尘系统净化工作原理为:两套组合净化主机系统,通过功率较大的净化主机,采取终端烟尘捕捉装置,车间内烟尘随气流进人从车间一侧铺设管道进人组合式净化机组,经机组净化过滤后,通过另一侧送气管道重新送人到车间各工位,形成从一侧到另一侧的对流循环,车间环境空气质量会有较大的改善。

总结:在实际应用中,需根据厂房结构、车间大小、焊接点位置分布等计算、设计和布局管道、选择风机,是一项较为复杂的工程。上述无论是自循环单体还是整体式循环除尘系统较目前市场上主流的除尘设备均采取有效的过滤处理,净化空气可循环进人车间,这对于冬季北方进行取暖的车间和夏季南方装有制冷空调的车间而言,是最佳的选择方式,可避免热量和冷量的损失,不失为一种值得推广的环保除尘技术。

参考文献:

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论文作者:张士伟,李翠玲,吕行

论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期

论文发表时间:2018/12/18

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