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環(huán)保為什么重查工廠的焊接打磨，了解煙塵對環(huán)境人體的傷害,。
焊煙特性及危害
隨著我國汽車工業(yè)高速發(fā)展,，汽車工廠焊接煙塵對工作環(huán)境造成的污染日趨嚴(yán)重。焊接煙塵的主要化學(xué)成分為Ｆｅ２Ｏ３,，ＳｉＯ３,，ＭｎＯ，ＣａＯ以及組成油煙的高分子化合物如烷烴,、醛,、酮、雜環(huán)化合物等,，具有分散度大,、沉積慢、易飄浮在空氣中等特點(diǎn),，不僅危害工作者的身心健康,，還會(huì)進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，造成設(shè)備損壞,，影響正常生產(chǎn),。
2 整體通風(fēng)除塵系統(tǒng)
2.1原理
引入置換通風(fēng)技術(shù)將新風(fēng)直接送入工作區(qū)，在室內(nèi)熱源引起的豎直溫度梯度作用下,，新風(fēng)隨對流氣流形成向上流動(dòng)的主導(dǎo)氣流,。因新風(fēng)送風(fēng)動(dòng)量很小，對室內(nèi)主導(dǎo)氣流影響極其微弱,。隨著新風(fēng)的向下擴(kuò)散,，工作區(qū)得到較好的空氣品質(zhì)、舒適性及較高的通風(fēng)效率,。
汽車工廠焊接車間在高度方向上具有穩(wěn)定的溫度梯度,，可以將新風(fēng)以較低的風(fēng)速和溫差直接送入工作區(qū)。低溫的新風(fēng)在重力作用下下沉到地面后慢慢擴(kuò)散,，在地面上形成一層清潔空氣層,。室內(nèi)污染源所產(chǎn)生的熱氣流受浮力的作用上升，并不斷地卷吸周圍空氣,，通過熱氣流上升的卷吸作用,、后續(xù)新風(fēng)的推動(dòng)作用,，以及設(shè)置在車間上部的排風(fēng)口的抽吸作用，使得地面上方的潔凈空氣緩緩向上移動(dòng),，形成向上的均勻氣流,，工作區(qū)的污濁空氣逐漸被新風(fēng)或潔凈空氣置換。整體通風(fēng)除塵原理見,。
焊接過程中產(chǎn)生的大量熱量使周圍空氣溫度升高,、密度減小，熱空氣卷吸周圍的空氣,，形成主導(dǎo)氣流流向車間上部,。焊接煙塵由于粒徑極小，會(huì)跟隨煙羽運(yùn)動(dòng),。焊接剛開始進(jìn)行時(shí),，煙羽相當(dāng)微弱，很容易受到周圍氣流的干擾,，煙羽的半徑較大,。當(dāng)煙羽上升到一定高度后，其溫度降低至周圍空氣的溫度,，無法繼續(xù)上升,，而向四周水平散開并形成分層。在這兩個(gè)區(qū)域,，空氣溫度場和濃度場有非常明顯的不同特性,，下部單向流動(dòng)區(qū)存在豎直溫度梯度和濃度梯度，而上部湍流混合區(qū)溫度場和濃度場則比較均勻,，分別接近排風(fēng)的溫度和污染物濃度,。
整體通風(fēng)除塵系統(tǒng)的原理就是利用較低風(fēng)速將潔凈空氣直接送入工作區(qū)下部，保證工作人員始終處在清潔的環(huán)境中,，上部污濁空氣通過聚四氟乙烯覆膜過濾處理后逐漸被排出,，焊接煙霧中９９．９７％粒徑大于０．１μｍ的微粒被過濾掉。因煙塵經(jīng)過濾處理后能達(dá)到室內(nèi)排放標(biāo)準(zhǔn),，室內(nèi)空氣可以循環(huán)使用,，避免直接排放造成室內(nèi)冷量／熱量的浪費(fèi)。該方式僅針對工作區(qū)域而非整個(gè)廠房,，為利用低品位冷（熱）源以及節(jié)省空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用提供了可能,，不僅解決了煙塵凈化及大氣污染問題，同時(shí)回收了排風(fēng)攜帶的能量,。
２．２設(shè)計(jì)方案
氣流組織設(shè)計(jì)在整體通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要。應(yīng)根據(jù)焊接廠房生產(chǎn)線的內(nèi)部條件,、功能,，供冷和供暖系統(tǒng)方案,，可供選擇的風(fēng)口形式等綜合確定氣流組織形式。廠房宜采用下部送風(fēng),，上部排風(fēng)（回風(fēng)）的置換通風(fēng)方式,，在每跨兩側(cè)柱子２．０～２．５ｍ高處（特殊情況除外）設(shè)置送風(fēng)口，出風(fēng)風(fēng)速控制在０．５ｍ／ｓ以內(nèi),；在車間上部兩側(cè)送風(fēng)口中間設(shè)置排（回）風(fēng)口,，排（回）風(fēng)口盡可能布置在室內(nèi)熱力分層或煙氣穩(wěn)定層高度位置。
新回風(fēng)比例：當(dāng)干球溫度在０℃以下時(shí),，新風(fēng)補(bǔ)充量為２０％（排除車間焊煙異味）,，８０％為回風(fēng)，以節(jié)約能源（熱量）,；當(dāng)干球溫度在０～１５℃之間時(shí),，可采用４０％的新風(fēng)、６０％的回風(fēng),，以減少能源用量,；當(dāng)干球溫度為１５～３０℃時(shí)，采用１００％的新風(fēng),，關(guān)閉冷熱源供應(yīng),，節(jié)省能源；當(dāng)干球溫度超過３０℃時(shí),，新風(fēng)補(bǔ)充量為２０％（排除車間焊煙異味）,，８０％為回風(fēng)，以節(jié)約能源（冷量）,。
３ 計(jì)算機(jī)模擬驗(yàn)證與優(yōu)化
３．１ 計(jì)算機(jī)模擬流程（見圖２）
３．２焊煙形成與治理模擬分析
對不同通風(fēng)方式下焊接車間的速度場,、溫度場及污染物濃度場分別進(jìn)行了夏季、冬季,、過渡季工況的數(shù)值模擬研究,。基于有限體積法求解Ｎ－Ｓ方程,，計(jì)算速度,、溫度、壓力,、濃度,、流向分布；計(jì)算自然擴(kuò)散和強(qiáng)制排風(fēng)狀態(tài)下的有害煙塵（粉塵）及氣體流向和濃度分布,，進(jìn)而對焊煙狀態(tài)進(jìn)行模擬和分析,。對不同形狀自然或者擾動(dòng)工況下的氣流狀態(tài)進(jìn)行分析，得到仿真氣流中污染氣體,、污染粉塵的擴(kuò)散,、分布規(guī)律,，從而給出排煙技術(shù)的驗(yàn)證、優(yōu)化方案,。
根據(jù)不同的焊裝工藝,、輸送工藝建立相應(yīng)的模型，對不同工況狀態(tài)下的自然氣流狀態(tài),，進(jìn)行焊煙治理后的氣流組織狀態(tài),，在機(jī)械化輸送、工件裝配,、人員操作,、公用設(shè)備對氣流組織有干擾情況下的氣流狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算機(jī)流體擴(kuò)散狀態(tài)、空氣溫度場,、空氣動(dòng)力場等的仿真模擬,。圖３給出了焊裝車間的空氣溫度場。
基于焊裝廠房焊煙分析系統(tǒng)建立以下模塊：
１）廠房模塊,。構(gòu)造廠房,、鋼結(jié)構(gòu)、吊軌等建筑結(jié)構(gòu)外形信息和數(shù)學(xué)模塊,。
２）焊機(jī)模塊,。構(gòu)造不同型號(hào)的焊機(jī)外形尺寸或三維數(shù)學(xué)模塊、焊煙參數(shù)（包括保護(hù)氣,、有害氣體排放量）模塊,、焊機(jī)外殼工作溫度等參數(shù)模塊。
３）焊機(jī)排風(fēng)模塊,。ＣＦＤ－ＡＣＥ＋（美國某公司開發(fā)的ＣＦＤ及多物理場求解器）系統(tǒng)內(nèi)置多種排風(fēng)口,、風(fēng)罩和風(fēng)機(jī)模塊，該模塊放置在廠房模塊中,，可任意調(diào)用,。
４）環(huán)境模塊。系統(tǒng)內(nèi)置多種環(huán)境模塊,，包括地域（風(fēng)向,、溫度、濕度差異）,、季節(jié)（溫度,、濕度差異）、人工干預(yù)（供暖,、制冷）幾個(gè)部分,。
５）優(yōu)化模塊。在模塊的任意排列組合條件下，對有害氣體含量上限,、溫度上限,，排風(fēng)口數(shù)量,、位置,，風(fēng)機(jī)數(shù)量、位置,、排風(fēng)量等進(jìn)行優(yōu)化,，在內(nèi)置的多種優(yōu)化算法指導(dǎo)下得出符合要求的廠房設(shè)計(jì)參數(shù)。
通過對焊接工藝煙塵和煙羽特點(diǎn)的分析,，結(jié)合焊接車間的特點(diǎn),，利用ＣＦＤ－ＡＣＥ＋模擬了不同室內(nèi)空氣狀況，不同空氣溫度場,、空氣動(dòng)力場和具有不同“影響源”（各種工藝設(shè)備,、通風(fēng)設(shè)備）的封閉式焊接車間，對整體通風(fēng)除塵與常規(guī)通風(fēng)方式進(jìn)行了優(yōu)劣驗(yàn)證,。結(jié)果如圖４,，５所示，由圖可見,，常規(guī)通整體通風(fēng)除塵方式焊煙隨上升氣流迅速擴(kuò)散排出,。在常規(guī)通風(fēng)模式下，車間內(nèi)焊接煙塵大部分都
能排出,，但煙塵濃度超標(biāo)區(qū)域較大,，半徑超過３ｍ，超標(biāo)區(qū)域集中在ＣＯ２焊機(jī)處,，如圖６所示,，圖中黃色區(qū)域?yàn)闊焿m濃度超標(biāo)區(qū)域。
在整體通風(fēng)除塵狀態(tài)下 ,，車間內(nèi)焊接煙塵處理 效果較好,，煙 塵 濃 度 超 標(biāo) 區(qū) 域 較 小，半 徑 不 超 過 ２ ｍ,，超標(biāo)區(qū)域集中在 ＣＯ２ 焊機(jī)處,，如圖７所示，濃度 超標(biāo)區(qū)域（黃色區(qū)域）明顯減小,。
４ 實(shí)際應(yīng)用效果
廣州某合 資汽車公司焊接 廠 房項(xiàng)目 采用整體 通風(fēng)除塵空調(diào)系統(tǒng) ,，系統(tǒng)流程如圖８所示。該焊接 廠房建 筑 面 積 １１０００ ｍ２,，柱 頂 標(biāo) 高 ９．８ ｍ,。 該 車 間主要用于 車 身 焊 接 加 工 ，有 ＣＯ２ 焊 機(jī) 及 電 阻 焊 機(jī)約１５０臺(tái)，不均勻地分布在車間內(nèi),。
圖7：設(shè)計(jì)方案：夏季室溫≤２９ ℃,；３ｍ 以下工作區(qū)粉 塵質(zhì)量濃度≤４ｍｇ／ｍ３；引入適量新風(fēng)排除室內(nèi)異味,； 對于產(chǎn)煙量較大的 ＣＯ２ 焊機(jī)工位設(shè)置局部除塵系統(tǒng),。
以此焊裝車間 為 例，分 析 對 比 整 體 通 風(fēng) 除 塵 空 調(diào) 系 統(tǒng)與常規(guī)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的投資與能耗,，結(jié)果見表２,。
兩年的實(shí)際運(yùn)行表明*達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)值 ，創(chuàng)造了良好的室內(nèi)衛(wèi)生環(huán)境 ,。 與 此 同 時(shí) 實(shí) 現(xiàn) 了 冷 熱源的循環(huán)利用,，解決了將焊煙直接排至大氣造成 的污染問題，節(jié)能減排效果明顯 ,。
焊裝廠房通風(fēng)空調(diào)參數(shù)的設(shè)定與能源消耗密切 相關(guān),，夏季車間溫度每降低 １ ℃，就需多耗冷量約 １０％,，冬季車間溫度每提高１ ℃,，需多耗熱量約５％～７％。整體通風(fēng)除塵空調(diào)系統(tǒng)能根據(jù)不同季節(jié)的氣候 特點(diǎn)和車間溫濕度要求,，合理控制回風(fēng)量和新風(fēng)量,；
在過渡季節(jié)，充分利用室外新風(fēng)的調(diào)節(jié)能力,，大幅度地降低能源消耗,，實(shí)現(xiàn)節(jié)能２０％以上的目標(biāo)。
