激光焊接除塵

工程規模

在工業除塵中對于煙塵的治理，我們通常是通過局部控制塵源和整體全面通風兩種方式來實現。對于產塵點相對較為固定，且空間位置不受影響的情況下，最為有效的方法是采用局部控制塵源的方法來解決，即在工作點→直接設置吸塵罩→排塵支管→匯集排塵主管→送入除塵器凈化后室內（外）排放。這種方法是目前最有效并且是最經濟的。

為了盡量以較少的風量達到最佳的凈化效果且考慮到盡量讓客戶一次性投資，今后維護費用比較少。本設計方案具體如下：

1）在焊接機器人焊接工位和手工焊接的上方均配置一吸氣罩，四周掛可拉動焊接防護簾，吸氣罩通過風管集中匯合到集中焊煙除塵器除塵凈化。

     機器人焊接共有4工位，吸氣罩尺寸暫定：1.8m*1.2m；

     手工焊接共4工位，吸氣罩尺寸暫定：2個1.6m*1.2m，2個1.4m*1.2m；

2）吸氣罩口暫定離地2m,每個吸氣罩的四周掛滑動垂簾，直到地面進行密閉；

3）打磨工位采用側吸罩，暫定尺寸：1.2m*0.4m，共4工位；

4）4共手工焊接和4工位打磨，還有一個機器人焊接工位共9工位配一套除塵系統；

5）另外一個區域內的3個機器人焊接工位單獨配一套除塵系統；

6）風管和吸氣罩均采用立柱固定；

7）考慮到除塵系統能耗問題，同時考慮到部分焊接工位不是經常使用，建議配置變頻電控箱；

目標

1、處理后的廢氣氣體滿足《車間空氣中電焊煙塵衛生標準》GB16194-1996  6mg/m3要求

2、根據用戶的產品類型及產生粉塵特征，結合本公司在相關粉塵治理經驗基礎上在確保粉塵達國家大氣污染物排放標準的前提下，盡可能采用簡單、成熟、可靠的處理工藝，達到功能可靠、經濟合理、管理方便。

3、污染調查結合企業介紹與實際勘察，根據企業的具體情況及發展規劃，有針對性地提出綜合整治技術路線，為工藝選擇提供充分依據。

4、清潔生產與末端治理相結合，以提高處理效果，降低運行成本，減輕企業負擔。

5、工藝方案和處理系統具有較寬的適用范圍和耐沖擊負荷，以適應環境溫度、濕度、生產符合粉塵風量和濃度的變化。

6、滿足貴司的使用要求及工藝要求

除塵系統簡介

除塵系統是針對可能產生粉塵的場合，捕捉、過濾有害粉塵，從而達到改善工作環境，保護工作人員身體健康的目的。因此衡量一套除塵系統的優劣，也主要是從它的對有害含塵氣體的捕捉效率、捕捉及時性和過濾效率這三個方面來判別，其次是考慮它的使用方便性、性能穩定性、能耗、質量可靠性以及產品的使用壽命等。

除塵系統一般分為高負壓除塵系統和低負壓除塵系統（也有低、中、高之分），根據風量與負壓的關系，低負壓系統風量大，低真空，吸收面積大。此次氣體保護焊接煙塵項目即為低負壓除塵系統。其中低負壓系統中的除塵器，根據過濾粉塵的性質、粉塵濃度可以選擇布袋式除塵器、濾筒式除塵器。

濾筒式除塵器與布袋式除塵器的區別在于：

1、由于濾筒是用濾料折褶成筒狀使用，使濾料布置密度大，所以同等風量除塵器濾筒式除塵器結構緊湊，體積小；

2、濾筒相對布袋高度小，安裝方便，使用維修工作量小；

3、同體積除塵器濾筒式除塵器過濾面積相對較大，過濾風速較小，阻力不大，節能。

根據焊接煙塵的特性及現場具體情況，我公司選擇JSDC濾筒式除塵器。其中選擇的JSDC除塵器具備以下優勢：

在JSDC除塵器中使用的濾筒為圓形濾筒的一次重大革新。無論從過濾效率、過濾精度、使用壽命處理風量等各方面較圓形濾筒均有較大提高。

■JSDCY除塵器比一般的除塵器多10%的處理風量，并且降低了箱體內的氣流速度。新設計將一個較大的橫截面流動區域和一個流線型氣流結合起來，能增加除塵器的處理能力，減小潛在的介質磨損。

■通過在進氣通道內設置折流板和火花捕集器，通過折流板和火花捕集器能夠攔截焊接煙塵內的大顆粒火星，能有效捕捉消除切割、焊接過程中產生的火花，以免燒毀濾筒引發安全災害。

■在濾筒進風口處設置導流板，使除塵器進風更均勻，延長濾筒使用壽命、提高過濾效率。

設計工藝說明

一、工藝流程

焊接產生的煙塵廢氣由收集系統收集后，經管道進入切割焊接除塵器，煙塵廢氣在高效濾筒除塵器內被高效凈化濾件阻截凈化，部分大顆粒煙塵由于重力作用落入除塵器下部的灰斗，另一部分小顆粒煙塵在風機負壓作用下附著在濾件外側，脈沖閥在控制儀的控制下，每隔一定時間，自動對系統濾件由里至外進行反吹清灰，反吹過程中小顆粒粉塵落入灰斗內收集，灰斗內積累到一定量的粉塵后，需要外運處理。潔凈的氣體穿過濾件，進入排氣口，在離心式通風機的作用下由排入到大氣中。

二、工作原理

含塵氣體在風機的引導下進入除塵器，通過在進氣通道內設置折流板和火花捕集器，通過折流板和火花捕集器能夠攔截焊接煙塵內的大顆粒火星，能有效捕捉消除切割、焊接過程中產生的火花，以免燒毀濾筒引發安全災害。在濾筒進風口處設置導流板，使除塵器進風更均勻，延長濾筒使用壽命、提高過濾效率。在一般情況下，含塵氣流經過濾筒過濾進入清潔空氣室中，然后沿管道進入風機排出干凈空氣，粉塵被捕集在過濾筒表面，這個過程就像一個高效過濾器工作。隨著濾筒表面的“塵餅”形成，壓差將不斷增高，根據PLC控制器設定的反吹時間間隔自動脈沖清洗工序開始動作。控制器給指令電磁閥開啟，卸壓令氣動膜片閥開啟，使得壓縮空氣經過導氣管進入清潔空氣室。繼而此壓縮空氣進入濾筒，該瞬時氣流將濾筒處理的空氣有效地截留幾分之一秒，壓縮空氣的瞬時氣流繼續進入濾筒介質，然后徑向將聚集的粉塵吹離濾筒。粉塵則隨著主氣流的趨勢，并在重力作用下向下落入灰斗中。

清潔過程：每個濾筒處理風量約為0.28至0.35m3/s，通過濾筒介質的風速相當于0.03至0.04m/s。這樣低的風速不但使介質表面附著力產生效用，同時在壓縮空氣清洗時有效地排除聚集的塵埃。一些細小塵粒會再進入臨近的濾筒，但無論如何，該趨勢是將聚集的塵埃吹離濾筒直至到達下面的集塵箱。最上一排濾筒會首先脈沖清洗，然后程序控制器選擇下一排重復該脈沖清洗過程。此后這控制器會順序繼續選擇其它濾筒進行清洗操作。被清洗的濾筒數目在任何時刻和時間間隔都是精確安排的，因此不存在氣流的不平衡。

設備及配件簡介

一、濾筒

采用優質PTFE覆膜焊煙除塵專用濾筒，在普通濾料的外層，再覆合一層PTFE微孔濾膜，從而使過濾效果有了本質的提高。被過濾粉塵碰到光滑的PTFE微孔濾膜馬上滑落，所以大大減少了過濾阻力，節省耗電30%以上，節能效果顯著，并且清灰十分徹底。同時也解決了超細粉塵、纖維性粉塵難以處理等各類難題。

選用PTFE覆膜濾筒濾料適用于潮濕的含塵氣體，由于濾料與水的接觸角大于108度，使得附著于濾料表面的潮濕粉塵不粘濾料，極易吹落，因而，徹底解決了潮濕粉塵結露粘料的問題。

濾材性能：

1、適用于焊煙除塵。

2、PTFE覆膜聚酯濾料，孔徑小，過濾精度高。

3、濾料表面光滑、易清灰。

4、過濾效率：覆膜濾料對0.5μm以上粒徑粉塵收集能力為99.99%。

5、優良的耐化學腐蝕性。

6、使用范圍：焊接煙塵、機械加工、制藥、水泥等行業的過濾。

二、收集系統

萬向吸氣臂

萬向吸氣臂原理：管內全支承架為一組自平衡式連桿機構，具備全方位懸停的特點，拉動罩口上的手柄，便可輕易的將吸氣罩口拉伸到其臂長所能達到的任意位置(臂長可根據用戶需求制造不同的長度)，并懸停在理想位置狀態進行煙塵的吸收，不需任何輔助支承設施吸氣罩口可以隨吸氣臂360度旋轉，使用更加的方便靈活。無論操作者位于吸氣臂的任何方位，都能將吸氣罩放置到的吸收位。其良好的拉伸懸停特性不但能與各類型焊接煙霧凈化器和除塵機配套使用，也可直接安裝在墻壁或系統上配合管路用于煙塵氣體的排放。

與固定式管路系統比較，柔性吸氣臂具有無可比擬的性能優勢，能適應各類無法安裝吸氣管路的復雜工況，可任意置于最佳的補集位置，從而有效的補集焊接煙塵，其連接關節和旋轉連接底座使吸風罩固定，將粉塵、煙塵排離工人的呼吸區。

三、 排風系統

從對除塵效率的影響來說，除塵器內的氣流分布均勻與否對電除塵器的除塵效率影響較大。而對袋除塵器則影響較為有限，但如果局部風速過高，會對這些區域的濾筒壽命產生較大影響。將導致濾筒壽命較低。因此，袋除塵器內的氣流分布技術是袋除塵器的關鍵技術之一。在工程實踐中，盡管目前尚沒有這方面的相關標準，但一般要求均勻度大于 95%。對于大風量除塵，由于粉塵量大，氣流分布更是重點也是難點，目前我國袋除塵技術與發達國家的差距，氣流均布技術是一個主要方面。袋除塵器內的氣流分布與進風及排風方式、除塵器的結構布置以及所采取的均流措施有關。

1、進氣方式、風量分配、氣流分布

濾筒除塵器的阻力有濾筒過濾阻力和設備阻力共同構成，我們重點研究了如何減小袋式除塵器結構阻力。從減少空氣動力阻力的基本條件可知，當氣體流動順暢、平緩、流程短、不發生渦旋時，流動阻力將會減小。運用此原理，于是我們發明了直進直出的進出風方式，在結構設計上盡量滿足低阻力流動的基本條件。JSDC 型除塵器這種進氣方式的最大優點是流程短、氣流順暢、速度低、設備結構阻力小。

2、設置風量調節導流系統，組織并疏導氣流流入預定空間，將風量均勻輸送和分配到各個濾筒倉室，確保濾料不被沖刷損壞，保證其長壽命的要求，確定最佳風量分配和氣流分布參數的裝置形式。并通過現場試驗進行調整修正。

3、塵氣經氣流分布裝置風量分配和整流后流向袋除塵器過濾空間。塵氣通過外濾方式進行過濾，粗粒粉塵主要靠重力、慣性碰撞作用落入灰斗，捕集細粒粉塵主要靠篩濾作用。粉塵被阻留在濾筒外表面，凈化后的氣體沿濾筒向上流，在上箱體匯集后從尾部出口流向引風機。

4、含塵氣體由管道進入各單元過濾室，由于設計中袋底離進風口上口垂直距離有足夠合理的凈空，濾筒間距亦進行了專門設計，氣流通過前部導流后，依靠阻力分配原理自然分布,達到整個過濾室內氣流以及各空間阻力的分布均勻，保證合理的煙氣抬升速度，最大限度地減少紊流、防止二次揚塵。

5、JSDC 型除塵器設計合理的進風導流系統將箱體、過濾室和系統的阻力降至最小并盡可能地減少進風系統中的灰塵沉降現象，避免了濾筒的晃動、碰撞、磨擦，延長了系統及濾筒的使用壽命。

本公司借助于計算機模型數據對該型除塵器的進風分配系統進行了改進，均勻多孔的氣流進風分配系統最大限度地減少了紊流、防止二次揚塵同時保證了含塵氣體能在通過進風分配系統的導流后均勻地分布到倉室截面的每一個地方。

四、 清灰系統

脈沖閥和噴吹裝置是決定清灰效果和降低運行阻力的關鍵。

1、對脈沖閥的要求：自身結構簡單、阻力小、開啟和關閉迅速、能以最短的時間釋放大量的壓縮氣體。同時，要求的氣源壓力低，使清灰能耗減少。比較后選用具有快速啟閉功能的式脈沖閥。

2、通過試驗測試，管式脈沖噴吹所產生的濾筒表面變形加速度在眾多清灰方式中是最大的，即清灰能力和效果要明顯優于其他類型的清灰方式。管式脈沖噴吹是逐排、逐條對濾筒進行清灰的，噴吹氣流全部進入濾筒，壓氣能量利用率高、節能，是一種強力清灰方式。這種結構的除塵器內部沒有任何機械活動部件，不會發生機械故障。將噴吹管的安裝形式設計為插接式，使得拆裝快捷、準確。與脈沖管噴吹清灰效果密切相關的問題是：噴嘴與袋口的同心度、噴吹氣流的擴散角度、噴嘴距袋口的距離、噴吹孔的孔徑大小與分布、穩壓氣包容積、供氣系統等。

根據試驗和我公司大量工程實踐，我們認為：

（1）是噴嘴的定位開孔一定要在專用模具上進行，噴吹管與花板定位組裝后整體出廠和安裝；

（2）是在噴吹孔外加設一定長度短管，保持噴吹氣流的角度垂直、不偏斜；

（3）是噴嘴距濾筒口的距離不可太大或太小，需要進行試驗；

（4）是噴吹管上噴孔孔徑大小和分布不應是均勻的，一般規律是遠離脈沖閥的孔徑較小。具體的孔徑取決于試驗結果和工程經驗。

4、清灰系統是袋除塵器的“心臟”，清灰系統及清灰制度的設置合理與否將直接影響到袋除塵器的運行安全及濾筒的使用壽命。從袋除塵器的除塵機理來看，除了濾料本身的過濾作用外，袋除塵器外黏附的粉塵層也有過濾作用，這就是所謂的“粉塵過濾粉塵”，因此對袋除塵器的清灰來說，清灰太徹底不行，因為這樣會失去粉塵層的過濾作用，更多的超細粉塵會直接進入濾料內部而引起過濾阻力不斷上升，以及清灰力過大會影響濾筒壽命等。清灰不徹底也不行，這樣會使濾筒的過濾阻力過高，而影響整個機組的正常運行。另外，袋除塵器的清灰還必須盡可能地保證整個濾筒及各個區域清灰程度均勻，否則會引起整個系統阻力分布不均勻。而影響到內部的氣流分布。噴吹系統的設置，如氣包的大小、噴吹管及噴嘴的管徑、噴吹氣量及噴吹壓力的選擇，以及噴吹制度的設置等均是噴吹系統設計中的關鍵因素，需要依據有關的規程規范、或通過試驗，再結合以往的工程經驗，通過細致的計算才能得出。

5、清灰系統設置儲氣氣包、精密過濾器（除油、水、塵），保證供氣的壓力和氣量和品質，清灰力度和清灰氣量能滿足各種運行工況下的清灰需求。

設備結構特點

1、高適用性設計

除塵器可適應含塵氣體性質的大范圍波動，并可根據用戶情況做適應性非標設計；

2、優化進出風道

優化的進出風道設計，有利于均勻的氣流分布，合理利用風機效率，達到節能減排的目的；在濾筒進風口處設置導流板，使除塵器進風更均勻，延長濾筒使用壽命、提高過濾效率。

3、防漏風設計

防漏風設計，保證除塵器的漏風率降至最低（＜4％）；

4、分室脈沖清灰系統

分室脈沖清灰技術，保證最佳的清灰強度及效果；

5、低運行費用

低運行費用，優化的工藝參數設計，有利于除塵器低阻高效穩定運行，降低系統能耗，同時有效減輕了濾料的損耗及維護工作；

6、高品質/長壽命

采用高品質零部件，提高設備運行可靠性，減少維護工作；全部采用高品質的濾料及附件，覆膜布袋平均壽命遠超一般布袋的使用壽命。

7、設置多道火花捕集系統

在進氣通道內設置折流板和火花捕集器，通過折流板和火花捕集器能夠攔截焊接煙塵內的大顆粒火星，能有效捕捉消除切割、焊接過程中產生的火花，以免燒毀濾筒引發安全災害。

設備技術參數