汽車工廠焊接車間通風(fēng)方式研究
時間:2022-01-14 04:37:38
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摘要:對汽車工廠焊接車間傳統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)進行了介紹,基于傳統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題和不足,提出了幾種典型的通風(fēng)方式,并進行了對比分析,以便工程設(shè)計中能夠因地制宜的選擇合理的通風(fēng)方式。
關(guān)鍵詞:汽車工廠,焊接車間,通風(fēng)方式
焊接工藝是汽車制造的四大工藝之一,生產(chǎn)工藝就決定了在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的銅煙、氧化鋅、錳煙(二氧化錳)、氧化氮、氯乙烯、臭氧、一氧化碳、電焊粉塵等污染物,導(dǎo)致車間內(nèi)的空氣質(zhì)量達不到工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準,對操作人員的身體健康產(chǎn)生危害。但通過通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計,就可以降低車間空氣里的污染物濃度[1-3]。隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,車身焊接車間的通風(fēng)問題也越來越受到關(guān)注。
1傳統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)
目前,國內(nèi)外汽車工廠車身焊接車間通風(fēng)系統(tǒng)主要采用局部通風(fēng)和全面通風(fēng)兩種傳統(tǒng)的通風(fēng)方式。1.1局部通風(fēng)方式。局部通風(fēng)方式能夠有效的控制污染物擴散,排風(fēng)量較少。局部通風(fēng)方式需要設(shè)置局部通風(fēng)罩。在車身焊接車間中,有固定工作臺的手工焊接,局部通風(fēng)的方式是可行的,是比較經(jīng)濟的通風(fēng)方式。但很多情況下,受生產(chǎn)過程、工藝布置及操作等條件限制,不能設(shè)置局部排風(fēng),或采用了局部排風(fēng),仍有部分有害物質(zhì)在室內(nèi)擴散,當有害物質(zhì)的濃度超過國家標準時,應(yīng)輔以自然或機械的全面排風(fēng),或采用自然或機械的全面排風(fēng)將其替代[4]。1.2全面通風(fēng)方式。根據(jù)我國《焊接作業(yè)廠房供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》的要求,焊接作業(yè)廠房通風(fēng)應(yīng)在污染物放散源設(shè)置局部機械通風(fēng),當不能滿足生產(chǎn)工藝、職業(yè)安全健康及節(jié)能要求時,可設(shè)計全面通風(fēng)或組合通風(fēng)。通常焊接車間廠房比較高大、焊接件大小不定、焊接地點不固定、焊接方式較多。污染物放散源設(shè)置局部機械通風(fēng)系統(tǒng)比較困難或者難以實現(xiàn),通常采用全面通風(fēng)的方式。但是由于焊接車間比較高大,為了保證通風(fēng)效果,有效的將車間內(nèi)的污染物排出,就必須加大通風(fēng)量,這樣通風(fēng)系統(tǒng)的能耗就很大,運行費用很高,特別是對于設(shè)有空調(diào)系統(tǒng)車間,會大大增加夏季空調(diào)能耗;對于冬季需要供暖的車間,也會大大增加冬季供暖能耗。
2置換通風(fēng)方式
基于傳統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題和不足,置換通風(fēng)的方式能夠在較小通風(fēng)量下,可以有效改善焊接車間的空氣質(zhì)量。置換通風(fēng)以低速在房間下部送風(fēng),氣流以類似層流的活塞流的狀態(tài)緩慢向上移動,可以有效地將車間空氣中的污染物控制在車間的上部,使車間下部也就是操作人員的工作區(qū)域形成一個新鮮空氣湖。置換通風(fēng)方式已經(jīng)在新建和改造項目中進行了實際應(yīng)用,并取得了良好的通風(fēng)效果[5]。2.1單純的置換通風(fēng)。置換通風(fēng)具體應(yīng)用形式因具體情況不同而有差異。其中較為典型的一種是車間底部設(shè)置置換風(fēng)口送風(fēng),通過排風(fēng)罩排風(fēng);另外一種是,車間底部設(shè)置置換送風(fēng)口,由于工藝干涉,無法設(shè)置排風(fēng)罩,則在車間屋面設(shè)置屋頂排風(fēng)機,從而達到置換通風(fēng)的效果(見圖1),這種通風(fēng)方式的優(yōu)點是:1)能形成有效的置換通風(fēng)效果;2)通風(fēng)管路簡單,減小風(fēng)機耗電;3)不必設(shè)置單獨的風(fēng)機房或者風(fēng)機平臺,送風(fēng)管路沿著立柱布置,基本與工藝無干涉,安裝方便;4)風(fēng)機設(shè)在屋面上,風(fēng)機運行噪聲基本上釋放到室外,降低風(fēng)機對車間內(nèi)噪聲污染;5)初投資小。雖然這種簡單的置換通風(fēng)可以有效地降低焊接車間內(nèi)的污染物濃度,改善車間內(nèi)的空氣質(zhì)量,但是車間內(nèi)工人的熱舒適性較差。2.2置換通風(fēng)+空調(diào)送風(fēng)的通風(fēng)方式。為了提高車間的熱舒適性,在單純置換通風(fēng)的基礎(chǔ)上,將送風(fēng)進行處理后再送入車間,見圖2。這樣一方面達到了置換通風(fēng)的效果,改善了車間內(nèi)的空氣質(zhì)量;另一方面由于采用了空調(diào)送風(fēng),提高了車間內(nèi)人員的熱舒適性。但是由于該系統(tǒng)全年都是全新風(fēng)運行性,在冬季和夏季系統(tǒng)能耗很大。2.3置換通風(fēng)+循環(huán)過濾系統(tǒng)的通風(fēng)方式。對于設(shè)有空調(diào)系統(tǒng)的車間,為了減少由于通風(fēng)帶來的冷熱能耗損失,在置換通風(fēng)的基礎(chǔ)上,設(shè)置循環(huán)過濾系統(tǒng)。根據(jù)室外新風(fēng)狀態(tài)調(diào)整新風(fēng)量,在過渡季節(jié)可全新風(fēng)運行。過濾器采用初效、高效過濾器,附加碳吸附方法,可以有效過濾粉塵顆粒和吸附空氣中的氣體污染物,而且活性炭通過再生可以重復(fù)使用,見圖3。這種方式除了具有置換通風(fēng)的優(yōu)點外,還可以有效降低車間供冷和供熱的運行能耗,而且污染物沒有直接排到室外,減少了空氣污染,由于增加了循環(huán)過濾系統(tǒng)所以增加了初投資,也增加了運行維護費用。2.4置換通風(fēng)+熱回收系統(tǒng)的通風(fēng)方式。對于新風(fēng)和排風(fēng)有較大溫差的焊接車間,新風(fēng)與排風(fēng)之間設(shè)轉(zhuǎn)輪熱回收裝置,來對新風(fēng)進行預(yù)熱和預(yù)冷,再經(jīng)過表冷或者加熱器達到使送風(fēng)狀態(tài)滿足要求。這種通風(fēng)系統(tǒng)沒有循環(huán)過濾系統(tǒng),而是將排風(fēng)經(jīng)過顯熱回收后,直接排出,這樣減少了初投資和運行費用,而且對排風(fēng)進行了熱回收,從而可以減少能源消耗[6],見圖4。由于這種系統(tǒng)是全新風(fēng)運行,采用置換通風(fēng)的方式,可以有效改善焊接車間的空氣品質(zhì),提高了車間的熱舒適。但是由于采用了轉(zhuǎn)輪熱回收,會造成新風(fēng)和排風(fēng)之間的污染物的交叉感染。因此,實際工程中,采用這種方式的焊接車間,每個工位需加裝焊接煙塵凈化機。
3對比分析
上述的四種通風(fēng)方式綜合對比分析詳見表1。在實際工程中,在夏熱冬暖地區(qū),部分汽車廠采用單純的置換通風(fēng)的方式,為了改善工人的熱舒適性,在每個崗位上加裝工位壁扇,這種通風(fēng)方式也是可以接受的。但是對于夏季高溫高濕的地區(qū)或者冬季寒冷地區(qū),不適宜用單純的置換通風(fēng)方式,送風(fēng)必須經(jīng)過冷卻或者加熱,通過綜合對比分析,置換通風(fēng)+熱回收系統(tǒng)的通風(fēng)方式是比較好的,但是由于采用了轉(zhuǎn)輪熱回收,會造成新風(fēng)和排風(fēng)之間的污染物的交叉感染。因此,實際工程中,采用這種方式的焊接車間,每個工位需加裝焊接煙塵凈化機。
4結(jié)語
首先,焊接車間采用置換通風(fēng)的通風(fēng)方式,能夠取得很好的通風(fēng)效果,可以保證車間內(nèi)的空氣質(zhì)量;其次,車間采用空調(diào)送風(fēng),能大大改善車間工人的熱舒適性。最后,采用置換通風(fēng)+熱回收系統(tǒng)的通風(fēng)方式是比較節(jié)能的通風(fēng)方式。在選擇通風(fēng)方式時,設(shè)計者要因地制宜,根據(jù)工藝要求,合理選擇。
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作者:馮志明 張濤 王浩 單位:中國汽車工業(yè)工程有限公司