工程訓(xùn)練中心焊煙凈化降噪的幾種可行性發(fā)案探討

凃鏗，張沈駿，鄭衛(wèi)剛

工程訓(xùn)練中心焊煙凈化降噪的幾種可行性發(fā)案探討

凃鏗1，張沈駿2，鄭衛(wèi)剛2

（1.武漢理工大學(xué) 后勤保障處馬區(qū)綜合服務(wù)中心，湖北 武漢 430070；2.武漢理工大學(xué) 工程訓(xùn)練中心，湖北 武漢 430063）

為了解決焊接和熱切割工作時(shí)產(chǎn)生大量有害有毒物質(zhì)，特別是手工電弧焊連續(xù)焊接產(chǎn)生的煙霧，目前的方法除了簡(jiǎn)單的直排處理方法，還應(yīng)該有焊煙的凈化及降噪等多種方法。各大學(xué)的工程訓(xùn)練中心應(yīng)根據(jù)各個(gè)學(xué)校實(shí)際情況，更新現(xiàn)代焊接設(shè)備；結(jié)合學(xué)校特色及實(shí)際情況，采用不同的焊煙凈化除塵和降噪手段，盡可能地改善實(shí)訓(xùn)條件，凈化實(shí)訓(xùn)環(huán)境。

工程訓(xùn)練中心；焊煙凈化；除塵降噪；可行性探討

大學(xué)工程訓(xùn)練中心焊接實(shí)訓(xùn)煙塵一直是困擾大學(xué)環(huán)境的老大難問題，各個(gè)學(xué)校也進(jìn)行多次整改。有的把焊接實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所放到偏遠(yuǎn)地區(qū)，學(xué)生實(shí)訓(xùn)很不方便；有的在家屬區(qū)附近，實(shí)訓(xùn)產(chǎn)生的煙霧遇上下雨或陰天，長(zhǎng)久不散，特別擾民。雖然各個(gè)學(xué)校也都采取了相應(yīng)措施，但很多都不理想，下面筆者一一做簡(jiǎn)單介紹，供同行參考。

1 焊煙直排

焊煙直排換氣有多種方法，常見的有排風(fēng)換氣扇直接排放、煙罩直排換氣法及二者結(jié)合的直排換氣法。焊煙直排法雖然對(duì)培訓(xùn)人員及指導(dǎo)老師降低了污染，但直排在外對(duì)周邊環(huán)境還是存在二次污染，不是長(zhǎng)久之計(jì)。

1.1 在窗戶上裝多個(gè)排風(fēng)換氣扇

排風(fēng)換氣扇方法最為簡(jiǎn)單，雖然設(shè)備成本最低，只適合臨時(shí)使用（如：搬遷過渡），或特別偏遠(yuǎn)地區(qū)教學(xué)資金特別有限的條件下使用，效果不理想。

1.2 固定煙罩直排換氣

直排換氣方法各個(gè)學(xué)校應(yīng)用比較多，很多餐飲行業(yè)也是這種排煙方法。這種方法可以長(zhǎng)久使用，煙罩直排法設(shè)備投資比較大，但對(duì)操作者來說保護(hù)結(jié)果不錯(cuò)，但也有許多缺點(diǎn)。雖然操作者接收的煙霧少了，對(duì)周邊環(huán)境卻帶來了二次污染，如果靠近居民區(qū)，對(duì)居民也有污染，也會(huì)引起居民投訴。如果為了增強(qiáng)排煙效果，必須加大排煙功率，功率提高也會(huì)產(chǎn)生噪音污染。

1.3 排風(fēng)扇加固定煙罩直排換氣

排風(fēng)扇加直排換氣方法是結(jié)合上面兩種方法，就是煙罩外面的少量氣體通過排風(fēng)扇換氣。這種方法是直排法中最好的方法。這種方法仍然無法解決周邊環(huán)境的二次污染及噪音污染等。

2 焊煙凈化降噪除塵相結(jié)合法

這種方法有多種，應(yīng)根據(jù)各個(gè)訓(xùn)練中心具體實(shí)際情況，而相應(yīng)選擇不同方法。為此，筆者分別介紹幾種常見的凈化降噪除塵方法及各自優(yōu)缺點(diǎn)。

2.1 移動(dòng)焊煙凈化器

移動(dòng)焊煙凈化器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，不用安裝，靈活方便，設(shè)備配有萬向腳輪，方便設(shè)備的定位，可以隨意移動(dòng)。適合場(chǎng)地不大及培訓(xùn)人員較少的地方及場(chǎng)合運(yùn)用。使用萬向吸氣臂，可在懸停于三維空間的任意位置，360°輕松靈活到達(dá)任意方位點(diǎn)。吸氣臂分單臂和雙臂兩種（見圖1、圖2）：無論是單臂還是雙臂，一般額定電壓有220V或380V。 220V功率小，噪音也??；380V，功率大，噪音也大。它們的噪音一般為：75～85分貝。它們可以凈化焊煙及除塵，但工作場(chǎng)地噪音問題仍然無法解決，特別是雙臂焊煙凈化器，雖然焊煙凈化效果理想，但噪音也大?，F(xiàn)在也有廠家開發(fā)了智能單臂或雙臂移動(dòng)式煙塵凈化器（見圖3、圖4），自動(dòng)脈沖清灰系統(tǒng)，定時(shí)清理附著于過濾器表面的粉塵，降低過濾器風(fēng)阻，提高除塵效率。除塵器內(nèi)置高效節(jié)能電機(jī)，配以獨(dú)特的渦輪，吸風(fēng)量大、吸力強(qiáng)勁，運(yùn)行穩(wěn)定、安全?？筛鶕?jù)粉塵的特性，選擇不同高效濾料的濾筒，過濾器采用垂直安裝方式，反吹效果相比其它安裝方式更為有效。主機(jī)箱體內(nèi)部附有吸音材料，降噪效果雖然明顯，噪音還是達(dá)到70分貝左右，開機(jī)上課還是對(duì)教學(xué)有影響。

圖1 單臂移動(dòng)式煙塵凈化器

圖2 雙臂移動(dòng)式煙塵凈化器

圖3 智能型單臂移動(dòng)式煙塵凈化器

圖4 智能型雙臂移動(dòng)式煙塵凈化器

2.2 壁掛焊煙凈化器

適用于固定工位、實(shí)驗(yàn)室，培訓(xùn)學(xué)校機(jī)構(gòu)、焊接間或地面防止空間不足的工況使用煙塵量較少的工作場(chǎng)合?？晒潭ㄔ趬γ妗⒐潭ㄖЪ苌匣蛄⒅?。壁掛式分反吹和標(biāo)準(zhǔn)兩種，反吹體積較大，效果更好，功率也可做的更大，價(jià)格略貴。標(biāo)準(zhǔn)式體積較小，功率也小，價(jià)格便宜（見圖5、圖6）。

圖5 反吹壁掛式煙塵凈化器

圖6 標(biāo)準(zhǔn)型壁掛式煙塵凈化器

2.3 大面積固定成套焊煙凈化設(shè)備

大面積固定成套焊煙凈化設(shè)備分一體式、分體式及二者相結(jié)合焊煙凈化除塵方式。一體設(shè)備又稱“中央式除塵系統(tǒng)”，系統(tǒng)包含輸送管道、除塵機(jī)組、電控系統(tǒng)等模塊組成。無論分體式設(shè)備還是一體式設(shè)備必須配置反吹模塊、凈化模塊和集灰模塊三個(gè)模塊，它們?yōu)槿齻€(gè)核心模塊，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中可依據(jù)實(shí)際需求，合理組合使用，三大模塊腔室相連，相輔相成。一般一體式煙塵凈化設(shè)備會(huì)把反吹模塊、凈化模塊和集灰模塊充分融合，集成為一體。分體式煙塵凈化設(shè)備則會(huì)配置獨(dú)立的風(fēng)機(jī)和降噪箱，通過管道連接到除塵設(shè)備出風(fēng)口處。一體式凈化設(shè)備單個(gè)抽風(fēng)裝置便宜，需要一個(gè)集中處理設(shè)備及裝置，占地面積比分體式稍大，適合一次培訓(xùn)人員可多可少，少則5～10人同時(shí)培訓(xùn)，多則可以達(dá)到30～50人同時(shí)培訓(xùn)及50人以上的場(chǎng)合（分別見圖7、圖8）。其中央凈化設(shè)備根據(jù)需要可以一個(gè)至兩個(gè)（分別見圖9、圖10）。這種中央處理凈化方法，工作現(xiàn)場(chǎng)沒有什么噪音，比較安靜。需要單獨(dú)場(chǎng)地建中央處理設(shè)備，占地面積較大，適合人員較多的專業(yè)培訓(xùn)，噪音也在外面。分體式凈化設(shè)備適合10～20人左右的場(chǎng)合。二者相結(jié)合的凈化裝置是可以說是分體式凈化過濾基礎(chǔ)上再加集中凈化處理法，也可以說是一體式中央式除塵系統(tǒng)基礎(chǔ)上再加每個(gè)工作臺(tái)初級(jí)過濾的方法。兩者結(jié)合方式也不適合工作臺(tái)太多，一般也是10～20個(gè)工作臺(tái)，每個(gè)工作臺(tái)有一個(gè)初級(jí)過濾或增加一個(gè)管道風(fēng)機(jī)，再加上一個(gè)或兩個(gè)小型中央處理設(shè)備即可。

圖7 小型一體式凈化設(shè)備

圖8 大型一體式凈化設(shè)備

圖9 單個(gè)中央凈化設(shè)備

圖10 兩個(gè)中央凈化設(shè)備

綜上所述，筆者總結(jié)的幾種焊煙處理方法，可供相關(guān)培訓(xùn)單位參考。筆者單位工程訓(xùn)練中心有2個(gè)焊接培訓(xùn)部門，一個(gè)有焊接工位14臺(tái)，另一個(gè)有焊接工位16臺(tái)。都是培訓(xùn)手工電弧焊的。都有兩套室外風(fēng)機(jī)，集中排放。由于我們的排煙系統(tǒng)是自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)，效果不理想，沒有經(jīng)過專業(yè)廠家設(shè)計(jì)生產(chǎn)。為此，我們對(duì)其中一個(gè)焊部門的14個(gè)傳統(tǒng)手弧焊焊接培訓(xùn)工位進(jìn)行整改，原來的兩套排煙系統(tǒng)，分別采用集中式焊煙收集方式，有很多缺點(diǎn)。前面三間工作間的捕集口風(fēng)速較為有效，但后面效果較差，尤其是末端捕集口，基本沒有風(fēng)速。因此，工作時(shí)會(huì)導(dǎo)致煙塵逃逸并彌漫到其它空間。同時(shí)由于各支管直徑與主管一致。在風(fēng)機(jī)自身的平衡調(diào)整之下，提供的風(fēng)量?jī)?yōu)先被離風(fēng)機(jī)較近的工作間所納入，即形成所謂的“短路”。導(dǎo)致后面的幾個(gè)工作間失去效果，風(fēng)量也沒經(jīng)過專業(yè)測(cè)算，風(fēng)機(jī)功率不夠，焊煙也沒凈化除塵降噪。為此，我們對(duì)市內(nèi)及市外有關(guān)焊煙凈化及降噪的許多企業(yè)進(jìn)行了一系列調(diào)查，選取了代表性的企業(yè)對(duì)一個(gè)部門設(shè)備進(jìn)行了實(shí)地勘察，這些企業(yè)也對(duì)設(shè)備改進(jìn)提出來了一些合理化建議。有關(guān)企業(yè)對(duì)我們?cè)O(shè)備的建議發(fā)案見相關(guān)文件。其中有4個(gè)有環(huán)保專業(yè)資質(zhì)的企業(yè)，分別都給出了詳細(xì)整改方案，兩個(gè)企業(yè)分別都要求給出直排方案和凈化過濾、降噪、除塵多方面解決實(shí)際問題兩套方案。另外兩個(gè)企業(yè)沒有給出直排方案，直接給出凈化、降噪除塵。原因是直排方案無法達(dá)到環(huán)保局排放標(biāo)準(zhǔn)，不是長(zhǎng)久之計(jì)。筆者單位通過對(duì)比四家企業(yè)，找了一家性價(jià)比高的企業(yè)對(duì)其中一個(gè)有14個(gè)工位的進(jìn)行了整改。

整改方案如下：1）拆除現(xiàn)有風(fēng)機(jī)；2）在每個(gè)試驗(yàn)臺(tái)吸風(fēng)罩上方各安裝一臺(tái)專用管道風(fēng)機(jī)（見圖11）和止回閥，以防止單根管道在無工作狀態(tài)下煙氣反串，實(shí)現(xiàn)單獨(dú)工位單獨(dú)風(fēng)機(jī)，單獨(dú)控制。3）管道（兩組）末端安裝一臺(tái)活性炭吸附裝置及引風(fēng)機(jī)、消音罩，煙氣經(jīng)上述設(shè)備后進(jìn)入煙囪排入大氣。

圖11 管道風(fēng)機(jī)

3 結(jié)語

綜上所述，各個(gè)大學(xué)及職業(yè)學(xué)院或培訓(xùn)單位，應(yīng)結(jié)合自己實(shí)際情況，根據(jù)自己?jiǎn)挝粓?chǎng)地、資金采用不同的方法重新建造或改造排煙降噪設(shè)備。保護(hù)生態(tài)環(huán)境是踐行“國(guó)之大者”。如果學(xué)校資金有困難，直排法，也應(yīng)該找有環(huán)保資質(zhì)企業(yè)來安裝，可以同時(shí)約請(qǐng)幾個(gè)企業(yè)給出方案招標(biāo)。資金足夠單位最好采用有資質(zhì)環(huán)保能達(dá)標(biāo)企業(yè)設(shè)計(jì)安裝更為妥切。

[1]張沈駿,鄭衛(wèi)剛.虛擬現(xiàn)實(shí)聯(lián)想口訣量化法在氣焊氣割教學(xué)中的運(yùn)用[J].晉城職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2020,13(2):48-50.

[2]馮權(quán),常萬里,金毅等.船舶排氣歧管的成分設(shè)計(jì)及其組織與性能[J].金屬熱處理,2015,40(8):35-39.

[3]李玉珠,鄭衛(wèi)剛.淺談一流大學(xué)工程訓(xùn)練中心軟實(shí)力及巧實(shí)力建設(shè)[J].網(wǎng)友世界,2012(12):56-58.

X941

A

1672-1047（2022）03-0100-03

10.3969/j.issn.1672-1047.2022.03.26

2022-05-16

凃鏗，男, 湖北武漢人，技師。研究方向：機(jī)電技術(shù)。

[責(zé)任編輯：劉良瑞]