激光焊接除尘

工程规模

在工业除尘中对于烟尘的治理，我们通常是通过局部控制尘源和整体全面通风两种方式来实现。对于产尘点相对较为固定，且空间位置不受影响的情况下，最为有效的方法是采用局部控制尘源的方法来解决，即在工作点→直接设置吸尘罩→排尘支管→汇集排尘主管→送入除尘器净化后室内（外）排放。这种方法是目前最有效并且是最经济的。

为了尽量以较少的风量达到最佳的净化效果且考虑到尽量让客户一次性投资，今后维护费用比较少。本设计方案具体如下：

1）在焊接机器人焊接工位和手工焊接的上方均配置一吸气罩，四周挂可拉动焊接防护帘，吸气罩通过风管集中汇合到集中焊烟除尘器除尘净化。

     机器人焊接共有4工位，吸气罩尺寸暂定：1.8m*1.2m；

     手工焊接共4工位，吸气罩尺寸暂定：2个1.6m*1.2m，2个1.4m*1.2m；

2）吸气罩口暂定离地2m,每个吸气罩的四周挂滑动垂帘，直到地面进行密闭；

3）打磨工位采用侧吸罩，暂定尺寸：1.2m*0.4m，共4工位；

4）4共手工焊接和4工位打磨，还有一个机器人焊接工位共9工位配一套除尘系统；

5）另外一个区域内的3个机器人焊接工位单独配一套除尘系统；

6）风管和吸气罩均采用立柱固定；

7）考虑到除尘系统能耗问题，同时考虑到部分焊接工位不是经常使用，建议配置变频电控箱；

目标

1、处理后的废气气体满足《车间空气中电焊烟尘卫生标准》GB16194-1996  6mg/m3要求

2、根据用户的产品类型及产生粉尘特征，结合本公司在相关粉尘治理经验基础上在确保粉尘达国家大气污染物排放标准的前提下，尽可能采用简单、成熟、可靠的处理工艺，达到功能可靠、经济合理、管理方便。

3、污染调查结合企业介绍与实际勘察，根据企业的具体情况及发展规划，有针对性地提出综合整治技术路线，为工艺选择提供充分依据。

4、清洁生产与末端治理相结合，以提高处理效果，降低运行成本，减轻企业负担。

5、工艺方案和处理系统具有较宽的适用范围和耐冲击负荷，以适应环境温度、湿度、生产符合粉尘风量和浓度的变化。

6、满足贵司的使用要求及工艺要求

除尘系统简介

除尘系统是针对可能产生粉尘的场合，捕捉、过滤有害粉尘，从而达到改善工作环境，保护工作人员身体健康的目的。因此衡量一套除尘系统的优劣，也主要是从它的对有害含尘气体的捕捉效率、捕捉及时性和过滤效率这三个方面来判别，其次是考虑它的使用方便性、性能稳定性、能耗、质量可靠性以及产品的使用寿命等。

除尘系统一般分为高负压除尘系统和低负压除尘系统（也有低、中、高之分），根据风量与负压的关系，低负压系统风量大，低真空，吸收面积大。此次气体保护焊接烟尘项目即为低负压除尘系统。其中低负压系统中的除尘器，根据过滤粉尘的性质、粉尘浓度可以选择布袋式除尘器、滤筒式除尘器。

滤筒式除尘器与布袋式除尘器的区别在于：

1、由于滤筒是用滤料折褶成筒状使用，使滤料布置密度大，所以同等风量除尘器滤筒式除尘器结构紧凑，体积小；

2、滤筒相对布袋高度小，安装方便，使用维修工作量小；

3、同体积除尘器滤筒式除尘器过滤面积相对较大，过滤风速较小，阻力不大，节能。

根据焊接烟尘的特性及现场具体情况，我公司选择JSDC滤筒式除尘器。其中选择的JSDC除尘器具备以下优势：

在JSDC除尘器中使用的滤筒为圆形滤筒的一次重大革新。无论从过滤效率、过滤精度、使用寿命处理风量等各方面较圆形滤筒均有较大提高。

■JSDCY除尘器比一般的除尘器多10%的处理风量，并且降低了箱体内的气流速度。新设计将一个较大的横截面流动区域和一个流线型气流结合起来，能增加除尘器的处理能力，减小潜在的介质磨损。

■通过在进气通道内设置折流板和火花捕集器，通过折流板和火花捕集器能够拦截焊接烟尘内的大颗粒火星，能有效捕捉消除切割、焊接过程中产生的火花，以免烧毁滤筒引发安全灾害。

■在滤筒进风口处设置导流板，使除尘器进风更均匀，延长滤筒使用寿命、提高过滤效率。

设计工艺说明

一、工艺流程

焊接产生的烟尘废气由收集系统收集后，经管道进入切割焊接除尘器，烟尘废气在高效滤筒除尘器内被高效净化滤件阻截净化，部分大颗粒烟尘由于重力作用落入除尘器下部的灰斗，另一部分小颗粒烟尘在风机负压作用下附着在滤件外侧，脉冲阀在控制仪的控制下，每隔一定时间，自动对系统滤件由里至外进行反吹清灰，反吹过程中小颗粒粉尘落入灰斗内收集，灰斗内积累到一定量的粉尘后，需要外运处理。洁净的气体穿过滤件，进入排气口，在离心式通风机的作用下由排入到大气中。

二、工作原理

含尘气体在风机的引导下进入除尘器，通过在进气通道内设置折流板和火花捕集器，通过折流板和火花捕集器能够拦截焊接烟尘内的大颗粒火星，能有效捕捉消除切割、焊接过程中产生的火花，以免烧毁滤筒引发安全灾害。在滤筒进风口处设置导流板，使除尘器进风更均匀，延长滤筒使用寿命、提高过滤效率。在一般情况下，含尘气流经过滤筒过滤进入清洁空气室中，然后沿管道进入风机排出干净空气，粉尘被捕集在过滤筒表面，这个过程就像一个高效过滤器工作。随着滤筒表面的“尘饼”形成，压差将不断增高，根据PLC控制器设定的反吹时间间隔自动脉冲清洗工序开始动作。控制器给指令电磁阀开启，卸压令气动膜片阀开启，使得压缩空气经过导气管进入清洁空气室。继而此压缩空气进入滤筒，该瞬时气流将滤筒处理的空气有效地截留几分之一秒，压缩空气的瞬时气流继续进入滤筒介质，然后径向将聚集的粉尘吹离滤筒。粉尘则随着主气流的趋势，并在重力作用下向下落入灰斗中。

清洁过程：每个滤筒处理风量约为0.28至0.35m3/s，通过滤筒介质的风速相当于0.03至0.04m/s。这样低的风速不但使介质表面附着力产生效用，同时在压缩空气清洗时有效地排除聚集的尘埃。一些细小尘粒会再进入临近的滤筒，但无论如何，该趋势是将聚集的尘埃吹离滤筒直至到达下面的集尘箱。最上一排滤筒会首先脉冲清洗，然后程序控制器选择下一排重复该脉冲清洗过程。此后这控制器会顺序继续选择其它滤筒进行清洗操作。被清洗的滤筒数目在任何时刻和时间间隔都是精确安排的，因此不存在气流的不平衡。

设备及配件简介

一、滤筒

采用优质PTFE覆膜焊烟除尘专用滤筒，在普通滤料的外层，再覆合一层PTFE微孔滤膜，从而使过滤效果有了本质的提高。被过滤粉尘碰到光滑的PTFE微孔滤膜马上滑落，所以大大减少了过滤阻力，节省耗电30%以上，节能效果显著，并且清灰十分彻底。同时也解决了超细粉尘、纤维性粉尘难以处理等各类难题。

选用PTFE覆膜滤筒滤料适用于潮湿的含尘气体，由于滤料与水的接触角大于108度，使得附着于滤料表面的潮湿粉尘不粘滤料，极易吹落，因而，彻底解决了潮湿粉尘结露粘料的问题。

滤材性能：

1、适用于焊烟除尘。

2、PTFE覆膜聚酯滤料，孔径小，过滤精度高。

3、滤料表面光滑、易清灰。

4、过滤效率：覆膜滤料对0.5μm以上粒径粉尘收集能力为99.99%。

5、优良的耐化学腐蚀性。

6、使用范围：焊接烟尘、机械加工、制药、水泥等行业的过滤。

二、收集系统

万向吸气臂

万向吸气臂原理：管内全支承架为一组自平衡式连杆机构，具备全方位悬停的特点，拉动罩口上的手柄，便可轻易的将吸气罩口拉伸到其臂长所能达到的任意位置(臂长可根据用户需求制造不同的长度)，并悬停在理想位置状态进行烟尘的吸收，不需任何辅助支承设施吸气罩口可以随吸气臂360度旋转，使用更加的方便灵活。无论操作者位于吸气臂的任何方位，都能将吸气罩放置到的吸收位。其良好的拉伸悬停特性不但能与各类型焊接烟雾净化器和除尘机配套使用，也可直接安装在墙壁或系统上配合管路用于烟尘气体的排放。

与固定式管路系统比较，柔性吸气臂具有无可比拟的性能优势，能适应各类无法安装吸气管路的复杂工况，可任意置于最佳的补集位置，从而有效的补集焊接烟尘，其连接关节和旋转连接底座使吸风罩固定，将粉尘、烟尘排离工人的呼吸区。

三、 排风系统

从对除尘效率的影响来说，除尘器内的气流分布均匀与否对电除尘器的除尘效率影响较大。而对袋除尘器则影响较为有限，但如果局部风速过高，会对这些区域的滤筒寿命产生较大影响。将导致滤筒寿命较低。因此，袋除尘器内的气流分布技术是袋除尘器的关键技术之一。在工程实践中，尽管目前尚没有这方面的相关标准，但一般要求均匀度大于 95%。对于大风量除尘，由于粉尘量大，气流分布更是重点也是难点，目前我国袋除尘技术与发达国家的差距，气流均布技术是一个主要方面。袋除尘器内的气流分布与进风及排风方式、除尘器的结构布置以及所采取的均流措施有关。

1、进气方式、风量分配、气流分布

滤筒除尘器的阻力有滤筒过滤阻力和设备阻力共同构成，我们重点研究了如何减小袋式除尘器结构阻力。从减少空气动力阻力的基本条件可知，当气体流动顺畅、平缓、流程短、不发生涡旋时，流动阻力将会减小。运用此原理，于是我们发明了直进直出的进出风方式，在结构设计上尽量满足低阻力流动的基本条件。JSDC 型除尘器这种进气方式的最大优点是流程短、气流顺畅、速度低、设备结构阻力小。

2、设置风量调节导流系统，组织并疏导气流流入预定空间，将风量均匀输送和分配到各个滤筒仓室，确保滤料不被冲刷损坏，保证其长寿命的要求，确定最佳风量分配和气流分布参数的装置形式。并通过现场试验进行调整修正。

3、尘气经气流分布装置风量分配和整流后流向袋除尘器过滤空间。尘气通过外滤方式进行过滤，粗粒粉尘主要靠重力、惯性碰撞作用落入灰斗，捕集细粒粉尘主要靠筛滤作用。粉尘被阻留在滤筒外表面，净化后的气体沿滤筒向上流，在上箱体汇集后从尾部出口流向引风机。

4、含尘气体由管道进入各单元过滤室，由于设计中袋底离进风口上口垂直距离有足够合理的净空，滤筒间距亦进行了专门设计，气流通过前部导流后，依靠阻力分配原理自然分布,达到整个过滤室内气流以及各空间阻力的分布均匀，保证合理的烟气抬升速度，最大限度地减少紊流、防止二次扬尘。

5、JSDC 型除尘器设计合理的进风导流系统将箱体、过滤室和系统的阻力降至最小并尽可能地减少进风系统中的灰尘沉降现象，避免了滤筒的晃动、碰撞、磨擦，延长了系统及滤筒的使用寿命。

本公司借助于计算机模型数据对该型除尘器的进风分配系统进行了改进，均匀多孔的气流进风分配系统最大限度地减少了紊流、防止二次扬尘同时保证了含尘气体能在通过进风分配系统的导流后均匀地分布到仓室截面的每一个地方。

四、 清灰系统

脉冲阀和喷吹装置是决定清灰效果和降低运行阻力的关键。

1、对脉冲阀的要求：自身结构简单、阻力小、开启和关闭迅速、能以最短的时间释放大量的压缩气体。同时，要求的气源压力低，使清灰能耗减少。比较后选用具有快速启闭功能的式脉冲阀。

2、通过试验测试，管式脉冲喷吹所产生的滤筒表面变形加速度在众多清灰方式中是最大的，即清灰能力和效果要明显优于其他类型的清灰方式。管式脉冲喷吹是逐排、逐条对滤筒进行清灰的，喷吹气流全部进入滤筒，压气能量利用率高、节能，是一种强力清灰方式。这种结构的除尘器内部没有任何机械活动部件，不会发生机械故障。将喷吹管的安装形式设计为插接式，使得拆装快捷、准确。与脉冲管喷吹清灰效果密切相关的问题是：喷嘴与袋口的同心度、喷吹气流的扩散角度、喷嘴距袋口的距离、喷吹孔的孔径大小与分布、稳压气包容积、供气系统等。

根据试验和我公司大量工程实践，我们认为：

（1）是喷嘴的定位开孔一定要在专用模具上进行，喷吹管与花板定位组装后整体出厂和安装；

（2）是在喷吹孔外加设一定长度短管，保持喷吹气流的角度垂直、不偏斜；

（3）是喷嘴距滤筒口的距离不可太大或太小，需要进行试验；

（4）是喷吹管上喷孔孔径大小和分布不应是均匀的，一般规律是远离脉冲阀的孔径较小。具体的孔径取决于试验结果和工程经验。

4、清灰系统是袋除尘器的“心脏”，清灰系统及清灰制度的设置合理与否将直接影响到袋除尘器的运行安全及滤筒的使用寿命。从袋除尘器的除尘机理来看，除了滤料本身的过滤作用外，袋除尘器外黏附的粉尘层也有过滤作用，这就是所谓的“粉尘过滤粉尘”，因此对袋除尘器的清灰来说，清灰太彻底不行，因为这样会失去粉尘层的过滤作用，更多的超细粉尘会直接进入滤料内部而引起过滤阻力不断上升，以及清灰力过大会影响滤筒寿命等。清灰不彻底也不行，这样会使滤筒的过滤阻力过高，而影响整个机组的正常运行。另外，袋除尘器的清灰还必须尽可能地保证整个滤筒及各个区域清灰程度均匀，否则会引起整个系统阻力分布不均匀。而影响到内部的气流分布。喷吹系统的设置，如气包的大小、喷吹管及喷嘴的管径、喷吹气量及喷吹压力的选择，以及喷吹制度的设置等均是喷吹系统设计中的关键因素，需要依据有关的规程规范、或通过试验，再结合以往的工程经验，通过细致的计算才能得出。

5、清灰系统设置储气气包、精密过滤器（除油、水、尘），保证供气的压力和气量和品质，清灰力度和清灰气量能满足各种运行工况下的清灰需求。

设备结构特点

1、高适用性设计

除尘器可适应含尘气体性质的大范围波动，并可根据用户情况做适应性非标设计；

2、优化进出风道

优化的进出风道设计，有利于均匀的气流分布，合理利用风机效率，达到节能减排的目的；在滤筒进风口处设置导流板，使除尘器进风更均匀，延长滤筒使用寿命、提高过滤效率。

3、防漏风设计

防漏风设计，保证除尘器的漏风率降至最低（＜4％）；

4、分室脉冲清灰系统

分室脉冲清灰技术，保证最佳的清灰强度及效果；

5、低运行费用

低运行费用，优化的工艺参数设计，有利于除尘器低阻高效稳定运行，降低系统能耗，同时有效减轻了滤料的损耗及维护工作；

6、高品质/长寿命

采用高品质零部件，提高设备运行可靠性，减少维护工作；全部采用高品质的滤料及附件，覆膜布袋平均寿命远超一般布袋的使用寿命。

7、设置多道火花捕集系统

在进气通道内设置折流板和火花捕集器，通过折流板和火花捕集器能够拦截焊接烟尘内的大颗粒火星，能有效捕捉消除切割、焊接过程中产生的火花，以免烧毁滤筒引发安全灾害。

设备技术参数