本文結合某叉車製造有限公司的除塵係統改造項目，介紹了叉（chā）車焊接線焊煙除塵係統改造情況，對除塵係統運行的（de）主要流程進行了分析，並且對於叉車（chē）製造電焊車間（jiān）中（zhōng）存在的PM2.5汙染問題進行了分析，提出了三（sān）個主要的除塵改造方案，分別是整體（tǐ）通風置換除塵、區域隔斷除（chú）塵以及點（diǎn）源除塵等，*後對於檢測結果進行了分析研究，可供有關（guān）單（dān）位（wèi）參考。

在進行叉車電焊車間焊接操作過程（chéng）中，大量的粉塵會伴（bàn）隨著產生，如何對作業環境中的粉（fěn）塵含量進行控製，對於生產過程具有重要意義。焊接煙塵（chén）的產生過（guò）程為過熱，蒸發（fā），氧化，冷凝，液態（tài）金屬和非金（jīn）屬物質蒸發（fā）的高溫蒸汽被（bèi）迅速氧化和冷凝生成的煙塵粒子稱為一次粒子，一（yī）次（cì）粒子基本形態呈（chéng）球（qiú）狀，一次粒子隨著溫度的降低，迅速有幾十個或幾百個聚合在一起形成（chéng）所謂二次粒子。下文將以實際案例對叉車電焊車間的除塵係統（tǒng）改造策略進行（háng）分析。

1 項（xiàng）目概況

本項目為叉車（chē）焊接線電焊（hàn）煙塵（chén）除塵係統改造，實施地點為山東某叉車製造有限公司（sī），主要從事電（diàn）動叉車的製造和維修。年生產各類電動叉車15000台。公司擁有叉車裝配線6條，自動（dòng）靜電粉末噴塗線一條，電焊機60台。電焊區域（yù）位於（yú）整個聯（lián）合廠（chǎng）房中（zhōng）部（bù），南側有工程測試區，中間采用雙層（céng）彩（cǎi）鋼板隔牆分隔（gé）。

目（mù）前該車間擁有8條焊接生產線，5套除塵係統，采用點除塵的方式，每（měi）個焊接工位設（shè）置一個吸（xī）氣臂，通過管道進入除塵（chén）係（xì）統（tǒng）進行過濾，過濾後的空氣（qì）4台在室內排放，1台室外排放。濾筒采用中效過（guò）濾，由於二氧化碳（tàn）氣體保護（hù）焊的焊接煙塵大粒徑通常為1μm，因此除塵器的過濾效率低於70%。經測定焊接車間（jiān）內2米以下(呼吸帶)的（de）PM2.5濃度400-700μg/m3，車間內空氣嚴重汙染。同（tóng）時由於物流通道的（de）快速門頻（pín）繁（fán）開閉，焊接車間內的粉塵（chén）影響到邊上的噴塗車間（jiān）和（hé）裝配車間的空氣，導致這兩個（gè）車間的PM2.5濃度達到150-300μg/m3的重度汙染。為（wéi）了解決（jué）車間（jiān）汙染（rǎn）問題，同時對新（xīn）增的3條焊（hàn）接生（shēng）產線安裝除塵係（xì）統，因此開展（zhǎn）了（le）焊煙除塵係統改造項目，對於車間內存在的PM2.5進行改善。

另外，由於（yú）焊（hàn）接件（jiàn）為碳鋼件，表麵存在（zài）油汙，經高溫後，油煙會隨焊接煙（yān）塵進（jìn）入除（chú）塵器濾（lǜ）筒，導致現有的濾芯使用壽命短，一般在3個（gè）月（yuè）需要更換，每年的濾筒更換耗（hào）費大。電（diàn）焊產生的高溫（wēn）焊渣會存在被風機吸附到濾筒表麵（miàn），引燃濾筒表麵油汙，導致除塵器發生火災的風險。

2 車（chē）間內的（de）PM2.5原因（yīn）分析

通常用PM2.5來表示每立（lì）方米空氣中這種顆粒的含量，這個值（zhí）越高，就代表空氣汙染越嚴重。本文針對（duì）叉車生產電（diàn）焊車間中存在的PM2.5汙染問題，對焊接車間PM2.5開展了檢測作業，並且分（fèn）析現有的除塵係統的運行狀況（kuàng）。*終確（què）定焊接（jiē）車（chē）間內的PM2.5高（gāo）的主要原因有以下幾方麵：首先是（shì）焊接車間的除塵器共五台，除塵器（qì）管道T型連接，影響到吸氣臂風（fēng）量和（hé）罩口的風速，導致吸氣臂罩口20cm處的風速<0.2m/s，除塵效果不佳;其次除塵器（qì）采用的是（shì）中效過濾濾筒，處理焊煙的效果不佳，室（shì）內排放的四台除塵器出口PM2.5濃度400-700μg/m3;*後整個廠房采用鍍鋅（xīn）彩（cǎi）鋼板作外牆，不設窗戶，焊接車間處於聯（lián）合廠房的正中央，自然通（tōng）風不足。導致焊接車間內的（de）PM2.5偏高，同時通過物流通道（dào）門，焊接車間的汙染空氣進入噴（pēn）塗和總裝車間，影響（xiǎng）到這兩個（gè）車間的空氣質量。

3 除塵係（xì）統運（yùn）行流程（chéng）

在本項目采用了點源除塵的改造方案，具體除塵係統的運行（háng）流程為車間在進行焊接過程中生產的焊煙通過萬向吸氣臂進行吸（xī）收，然後通過（guò）係統管路進入到濾筒除塵器中進行過濾除塵，淨化後到空氣通過尾部管路和變頻（pín）風機在15m高空達標排放。管路中通過滑（huá）石灰噴粉機進行預噴粉，利用滑石粉吸附油煙，延（yán）長濾筒的使用壽命。在除塵器內增加添加消防噴（pēn）淋係統，溫度傳感器對除塵（chén）器內的溫度（dù）進行監控，超過（guò）溫度（dù）進行報警並啟動除塵器內的（de）消防噴淋係統進行滅火（huǒ）。

4 改造（zào）方（fāng）案（àn）分析

4.1 整體通風置換除塵

本項目針對（duì）通風（fēng）係統，在車間內設置送風係統，在地（dì）麵高（gāo）度2m處設置送風口（kǒu）。6-8米（mǐ）處設（shè）置回風管道和回風口，將除塵器設置在廠房外，受汙染的空氣經風管通到外部除塵器進行處理，並設置15米高的煙（yān）囪。焊煙除塵器工作原理為內部（bù）高壓風機在吸風管罩口處（chù）形成負壓區域，焊接煙塵在負壓（yā）的作用下（xià）由吸氣臂進入焊煙除塵器主體，進風口處阻（zǔ）火器阻（zǔ）留焊接火（huǒ）花，煙塵氣體進入焊煙除（chú）塵器主體淨化室（shì），高（gāo）效過濾芯將微小煙霧粉塵顆粒過濾在（zài）焊煙除塵器（qì）過濾室，淨化的空氣純度可達到國家（jiā）要求（qiú）的室內氣體排放標準。

整體廠房通風（fēng）除塵係統由（yóu）回風係統（tǒng）、組合式除（chú）塵係統、送（sòng）風（fēng）係統組成，其中組合式（shì）除塵係（xì）統由回風（fēng）段、高（gāo）效過濾段、回風（fēng）機段、排風段、新風調（diào）節段、初效過濾段、製冷/熱段(選配)、送風（fēng）機段和出風段組成（chéng）。處理（lǐ）後空氣可以通過15m煙囪高空排放，也可以在初（chū）效過濾段增加活性碳過濾，以去除焊接煙塵中的NO，O3等氣（qì）體異味，重新送風段，通過送（sòng）風管道送入車間，風機風量28萬m3/h。除塵係統中可以選擇設置空調係統，調節焊接車間內冬季（jì）和夏季（jì）的溫度。除塵（chén）係統預算（suàn）安裝費560萬元(含空調786萬元)，年運行成本150萬元(含空（kōng）調250萬元)。

該方案優點可（kě）以使4m以下的空（kōng）氣PM2.5控製在250μg/m3以（yǐ）內，係（xì）統可（kě）以增加空調係統，在冬季和夏季可以調節焊接車間（jiān）內的溫度，改善作業條件。回風經過高效過濾和（hé）活性碳過濾後，將潔淨空氣重（chóng）新送入焊（hàn）接車間，起到節能作用（yòng）。春秋季可以改用（yòng）全新風係統，減（jiǎn）少活（huó）性碳的消耗（hào）。缺點是一次性（xìng）投資成本高（gāo），能耗（hào）大，每年的運行費（fèi）用高。4米以上的空氣PM2.5濃度較高，但（dàn）不在（zài）人（rén）體的呼吸帶，不影響焊接車間內人員的呼（hū）吸。

4 . 2 區域隔斷除塵

本項目在焊接線行車框架上加裝阻燃型有機玻璃板， 將11 條焊接（jiē）線分成8 個隔間（jiān）。每（měi）個隔間底部通過（guò）焊接遮光垂簾與地麵（miàn）的進風， 頂部設置集煙排塵口，通過金屬預（yù）過濾網過濾（lǜ）後， 經15m 煙囪外部排放。風量設計按照《采（cǎi）暖通風與空氣調節設計規（guī）範》( GB50019 - 2003 ) 中工（gōng）業生產（chǎn）車間（jiān）換氣公（gōng）式：

換氣次數( 次/ 小時) × ( 室（shì）內麵積(m2 ) × 室內的高度(m ) ) = 室內總風量(m3 / h )

按照《潔淨廠房設計規範》( GB50073 - 2013 ) 的換氣標準， 設計換氣次數20 次（cì）/ 小時。

按照（zhào）現有8 條焊（hàn）接生產線的布局， 以及（jí）新增（zēng）3 條焊接生產線的布局， 背靠背的焊接線合並成一（yī）個隔斷， 將11 條焊接線分（fèn）隔成8 個隔間。隔斷除（chú）塵係統預算（suàn）安（ān）裝費600 萬元， 運行成本65 萬（wàn）元（yuán）。

該方案的優點： 每年的運行（háng）成（chéng）本低， 金屬過濾網可重複使用（yòng）。缺點： 一次性投入成本高， 金（jīn）屬過濾網的過濾（lǜ）效率低， 雖然能滿（mǎn）足《大氣汙染物綜合排放標準》( DB31 / 933 - 2015 ) 標準中20mg /m3 濃度標準， 但（dàn）隨著環保排放標準的日趨嚴格， 今後改造（zào）成本高。如直（zhí）接選用高效過濾模塊， 則（zé）係統壓差將增大， 需要選用功率更高的風機， 則一次性投（tóu）資成本將進一步增加， 每年需更（gèng）換過濾模塊， 運行成本（běn）也將增加。

4 . 3 點源除塵

點源（yuán）除塵是在距離（lí）焊接煙塵產生點周邊一定（dìng）距離設置吸塵罩口， 將產生的（de）焊接煙塵在源頭吸（xī）掉。相比整體除塵和隔斷除塵通過空氣（qì）置換的治理方式， 點源除塵屬（shǔ）於（yú）源（yuán）頭治理， 除塵係（xì）統使用的（de）風量（liàng）小， 能耗低（dī）的優點。點源除塵係統（tǒng）在每個焊接工位設置萬向吸（xī）氣臂，吸氣臂連通除塵管道， 管道末（mò）端（duān）設置除塵器， 焊接煙塵經高效濾筒過（guò）濾後， 通過排放總管進行高空排放。也可（kě）以在除塵器尾端增加活性碳除（chú）去異味， 經過濾的空氣在室內排放。

萬向吸氣（qì）臂罩口30cm 處截麵捕捉風速為0 .5m/ s ，吸氣臂（bì）管徑DN160mm ， 管內風速設計為12 - 15m / s ， 單個萬向吸氣臂的設計吸（xī）塵風量為1200m3 / h 。新增（zēng）3 條線的吸氣臂共16 條， 設（shè）計餘量10% ， 除塵係（xì）統設（shè）計風量Q= 16*1200*1 . 1 = 21120m3 / h 。

風量Q1 = 22000m3 / h ， 係統全壓： 3150Pa ; 按照風機的性能曲線， 選用功率30kW , 的變頻電機。除塵器選型Donaldson DFO3 - 24 ， 由於（yú）引入焊接機器人替（tì）代人工焊（hàn）接已提（tí）上議事日程， 因（yīn）焊接機器人（rén）自帶除塵係統， 因此原有的8 條焊接線使用的5 套除（chú）塵係統繼續（xù）沿用。因原有的5 套除塵係統的管路設計問題， 部（bù）分管路連接方式采用T 形（xíng）連（lián）接。因（yīn）此對五套除塵（chén）係統的管內風速進行了測量， 結果如下圖1 所示：

根據現場（chǎng）測算管內風（fēng）速， 目前本套除塵係統實際（jì）使用風量為： 8000m3 / h ， 其（qí）中7 條吸氣臂管內風速低於有效除塵要求12m / s 的管內風速。風（fēng）量不足， 及管內風速完全達不到設計所需及平衡要求（qiú）， 管路係統設計不合理， 大部分三通斜插口均為直插， 導（dǎo）致係統阻力增大。

因此將原有管路重（chóng）新設計， 萬向吸氣臂接口與支管的斜插口三通（tōng）改為30 ° ~ 45 ° 斜插口三通; 管道（dào）彎（wān）頭使用2D ， 管（guǎn）道係統嚴格按照使用風量（liàng）進行變徑優化設計如下圖2 所（suǒ）示。

經除塵器除塵之後， 匯（huì）入總管， 總管尾端設置一台大功率風機（jī）， 在車間中部設置鋼結構平台和15 米煙囪。受汙染空氣經除塵器除塵後， 匯入總管後， 通過總管尾端的風機和（hé）煙（yān）囪高空排放。

預算安裝費160 萬元， 運行成（chéng）本100 萬元。該方案的優點是安裝成本低， 能耗小。缺點： 吸氣臂屬於被動（dòng）除塵， 需要焊工進行手動調節， 影響到焊工的作業效率。

經過方案討論和對（duì）比， 並考慮到今後會引入機器人焊接係統， 因此本次改造采（cǎi）用點源除塵的方式。並與啟脈協商確定了（le）施工方案、驗收標（biāo）準， 簽訂了項目改造合同。

對於廠房焊煙（yān）除塵係統設計方案來（lái）說可以根據（jù）具體情況設置除塵係統的變頻設計（jì）， 因為每套除塵係統涉及到較多的操作工（gōng）位， 多數工（gōng）作條件下並沒有一直同時使用， 為了節省係統（tǒng）的能源損耗， 可以根據實際情況設計變頻控製係（xì）統， 包括電控風（fēng）閥控製按鈕、電控風閥、西（xī）門子變頻器以及係統控（kòng）製櫃、西門子變頻電機等。電控風閥開啟和關停可與操作相關設備控製聯動， 取信號點， 開（kāi）機電（diàn）動（dòng）風閥即開啟， 信號（hào）傳送至變（biàn）頻器（qì）， 變頻器計算後信號輸出至變頻電機調控所需要的（de）吸塵風量。

5 檢測分析

項目（mù）於（yú）2019年6 月25 日進行驗收， 根據第（dì）三方監測報告顯示， 除塵器風機隔音房外的噪聲76dB (A ) ， 焊接煙塵排放（fàng）濃度1 . 3mg /m3 ， 新焊接線除塵器萬向吸氣臂管內風速達到15 - 18m / s ， 罩口30cm 處截麵*高風速0 . 5m / s 。舊線經管道改造， 除塵器出風管道末端安裝大功率風機後， 管內平（píng）均風速達到12m / s ， 車（chē）間（jiān）內PM2 . 5 濃度低於250μg /m3 ， 對於審查發現的問題， 供應商全部整改完畢， 項目順利驗收完成（chéng）。

綜上所述， 對於叉車焊（hàn）接車間內部存在的PM2.5 汙染問題， 應當對（duì）於原有的焊接除塵係統進行改造， 通過對於整體通風置換出塵（chén）、區域隔斷除塵以及點源除塵（chén）等三種主要焊接除塵方式進行比較選擇， 考慮在車間可能會引入機器人焊接係統（tǒng）， 因此采用了點源除（chú）塵的改造措施（shī）， 施（shī）工完成（chéng）後起到了較為理想的除塵（chén）效果。