焊接車間整體通風方案設計 排風系統(tǒng)的設計原理
1. 青島宜蘭環(huán)保焊接技術廣泛應用于，如汽車制造廠、造船廠，工程建設等方面。
2. 青島宜蘭環(huán)保由于焊接是一種勞動強度比較大的工種，且在焊接工藝過程中會產(chǎn)生大量的有毒金屬煙霧、電焊塵、有害氣體、輻射熱、光污染，嚴重影響工作人員和周邊人員身體健康，因此必須對焊接車間進行通風換氣，排除和稀釋有害物，建立良好的焊接環(huán)境。
3. 由于廠房的焊接車間一般具有空間高大、焊接件大小不定、焊接地點不固定、焊接方式較多等特點，使得室內(nèi)氣流組織混亂，污染物較難處理。因此，如何經(jīng)濟有效的解決好焊接車間的通風除塵問題，是關系到生產(chǎn)工作人員身體健康的大問題，以下將對國內(nèi)外焊接車間的通風除塵方式進行一定的分析和總結(jié)，供業(yè)內(nèi)人員參考。
4. 通風排煙是治理焊接煙塵的一項重要措施，目前采取的通風排煙措施主要有四種：點排煙、局部排風、全面通風、置換通風、全室空氣凈化。
5. 國內(nèi)外焊接車間煙塵治理方法及原理
全面通風凈化系統(tǒng) 全面通風也稱稀釋通風，一方面用清潔空氣，稀釋室內(nèi)空氣物中的有害濃度，同時不斷把污染空氣排出室外，使室內(nèi)空氣中有害物濃度不超過衛(wèi)生標準規(guī)定的zui高允許濃度。 全面通風通常以廠房的換氣量或換氣次數(shù)為基礎，根據(jù)稀釋理論，將車間內(nèi)有害物濃度沖淡到zui高允許濃度之下所需的全面通風換氣量按下式計算
1）通風量計算：焊接車間連續(xù)長時間工作，焊接
煙塵發(fā)塵近似穩(wěn)定狀態(tài)過程。根據(jù)焊接車間單位時
間平均焊條消耗量計算焊接煙塵發(fā)塵量，計算通風量為
L = km/ρy-ρj
式中，L 為通風量；
k 為安全系數(shù)3~9，一般取6（與合理的氣流組織有關）；
m 為焊接煙塵發(fā)塵量，mg/h；
ρj為送風空氣中有害物濃度0mg/m3；
ρy 為排風空氣中有害物濃度，6mg/m3（國家標準）。
2）換氣次數(shù)法計算：
L=nxV (m3/h )
式中 ： L—通風量 m3/h
n—換氣次數(shù)，（次/h） 在大型焊接車間，根據(jù)煙塵濃度計算選擇通風機，一般每小時應排風10～15次。；
V—車間體積（ m3）。
3）.焊接過程中煙塵的擴散是一個復雜的運動過程 車間不同位置的焊接煙塵濃度各不相同，與通風氣流方向、焊接點位置有很大關系；焊接煙塵濃度與焊接點距離越近，煙塵濃度越高，在一定距離內(nèi)近似線形關系，手工電弧焊（鈦鈣型）煙塵濃度與電弧距離見下圖
6. 全面通風包括自然通風和機械通風兩種方式。確定焊接車間的通風方案時，一定要根據(jù)具體情況靈活處理，幾種常用的全面通風方案如下：
(1) 自然通風 自然通風不需要消耗動力，是一種經(jīng)濟的通風方式，對于戶外焊接作業(yè)或敞開的空間焊接一般采用自然通風方式。如一些工業(yè)廠房屋頂自然通風器、屋頂天窗就是自然通風的應用。但由于自然通風易受到室外氣象條件的影響，特別是在風力作用很不穩(wěn)定，所以對于粉塵、有害氣體等污染物產(chǎn)生的廠房則不大適用。
(2) 側(cè)墻上設置軸流風機加自然通風器(天窗)排風 對車間面積較小的低矮單跨廠房，在靠外墻的每個焊接工位上部設置軸流風機能起到很好的排風效果；屋頂自然通風器(天窗)起到加強換氣的作用。
(3) 設置誘導風機、自然通風器(天窗或屋頂風機)排風 通過安裝誘導風機以一定噴射角的通風方式，引射室內(nèi)焊接煙氣流向上流動，zui后經(jīng)自然通風器(天窗或屋頂風機)排出室外。
(4) 屋頂風機送排風方式 在焊接車間的屋頂設置送排風機，把車間內(nèi)焊煙排出室外，達到使車間煙塵濃度降低的目的。
(5) 吹吸式通風方式 吹吸式通風是由單股吹出氣流和單股吸入氣流復合而成的通風氣流，因而是一種能有效控制污染源擴散。
7. 目前《焊接作業(yè)廠房采暖通風設計規(guī)范》還正在編制，現(xiàn)在焊接作業(yè)廠房采暖通風排煙設計應該遵守現(xiàn)有的
《 采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》GB50019-2003以及
《建筑設計防火規(guī)范》GB 50016—2006，
《通風與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50243-2002。
《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》GBZ 1-2010
《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》GBZ 2-2007
焊接車間按火災危險性等級屬于丁類廠房，按照《建筑設計防火規(guī)范》 9．1．3中的規(guī)定：任一層建筑面積大于5000平方米的丁類廠房應該設置排煙設施。如何有效解決焊接車間的通風與排煙問題，并妥善處理兩者關系，是目前此類車間設計的一個重點。
8. 通風除塵系統(tǒng)設計的原則 ， 通風方式選擇 焊接車間的除塵有多種方法，如改變工藝流 程、采用低粉塵量焊接材料、全封閉焊接、機械化 操作、通風除塵等。采用車間通風的方式來降低 粉塵濃度是目前比較經(jīng)濟而且可行的方法。
9. 當前，一般車間的通風方式有2種? ：全面通 風和局部通風。全面通風是對整個車間進行通 風，通過稀釋或換氣的方式降低粉塵濃度，而局部 通風則是在粉塵發(fā)散點設置抽風罩，收集粉塵，并 通過風管路等設施進行相關處理后進行排放。相 對而言，全面通風需要較多的通風量，能耗相對較 高，而且對需要降低粉塵濃度的作業(yè)點—— 工人 呼吸帶區(qū)域粉塵濃度的降低效果不是很好；而局 部通風則能耗少，抽風罩幾乎直接設置在粉塵發(fā) 散點，對工人呼吸帶粉塵濃度的降低效果明顯。 因此在有條件的情況下焊接車間通風除塵方式的選擇上盡量選用局部通風的方式。
10. 全室空氣凈化：
11. 局部通風凈化系統(tǒng)： 全面通風風量大、消耗電能多、運行費高，冬季運行因
需要供暖，耗電量更大，而且不能*改善工人呼吸時空氣中的煙塵濃度，所以國內(nèi)外大量采用局部通風方式，即在焊接作業(yè)點附近設置排煙罩，不等煙塵擴散就把它排走，這樣所需要的排風量約為全面通風排風量的1/3～1/4，而且排煙效果好，從根本上減少了焊工吸入焊煙的問題。 局部排風系統(tǒng)主要由排風罩、風管、凈化裝置和風機組成，其設計關鍵要根據(jù)工藝要求和場地情況確定排風罩的形式，了解罩口附近流暢、濃度場的分布及制定相應的控制風速。
適用于收集焊接煙塵的排風罩主要有三種類型：外部吸氣罩（包括側(cè)吸罩和下部吸氣罩）、上部吸氣罩、焊接室（一種大型吸氣通風柜），具體形式可以參考《暖通空調(diào)設計選用手冊》。 此外，還應為焊接工人提供一個熱舒適環(huán)境。因此，焊接車間通風設計應采用局部排風加局部送風形式。
(1) 局部排風排風罩的風量計算 側(cè)吸罩排風量計算公式為Ｌ=0.75•Ｖｘ•(5Ｘ2+A)•3600 ｍ3/ｈ,式中Ｘ為焊點離側(cè)吸罩口距離(ｍ);A為罩口面積(ｍ2);Ｖｘ為焊接點水平吸入速度(ｍ/ｓ),有關資料推薦Ｖｘ為0.5～1.0 ｍ/ｓ,但考慮橫向氣流干擾及操作方法影響等因素,建議取Ｖｘ為1.0～1.2ｍ/ｓ。 上部排風罩排風量計算公式為Ｌ=3600Ｖｏ•A ｍ3/ｈ,式中Ｆ為罩口面積,Ｖｏ為罩口平均風速,四邊敞開Ｖｏ=1.05～1.25 ｍ/ｓ;三邊敞開Ｖｏ=0.9～1.05 ｍ/ｓ;二邊敞開Ｖｏ=0.75～0.9 ｍ/ｓ;一邊敞開Ｖｏ=0.5～0.75 ｍ/ｓ。 焊接室排風量計算公式為Ｌ=Ｖc•A•3600 ｍ3/ｈ，式中A為罩口面積(ｍ2); Ｖc為焊接點水平吸入速度(ｍ/ｓ)，建議Ｖc=0.7 ｍ/ｓ。
(2) 局部送風風量計算 工人在焊接作業(yè)時,夏季要承受高溫焊件的熱輻射,冬季因排風造成大量冷空氣進入工作區(qū),因此應向工作區(qū)送風,為焊接工人營造一個熱舒適的工作環(huán)境。過渡季節(jié)直接送室外新風,冬夏兩季應采用空調(diào)送風,空調(diào)送風溫度20℃左右,工作區(qū)送風風速1.5 ｍ/ｓ以上,送風量大小按風量平衡進行計算,送風口出風方向應設計成可調(diào)。 (3) 局部通風凈化裝置 目前，國內(nèi)外焊接煙塵的治理凈化裝置向成套性、組合性、可移動性、小型化、省資源方向發(fā)展，其主要裝置有：固定式上部排氣裝置、移動式吸煙凈化裝置、小型機組凈化裝置、便攜式袖珍煙塵抽煙機、抽氣式焊接工作臺。
12.置換通風系統(tǒng) 置換通風系統(tǒng)（低紊流系統(tǒng)）是指把送風口設置在房間底部，采用低紊流、低速度的送風方式，將空氣直接送入工作區(qū)，并在地板上形成一層較薄的空氣湖，隨著對流空氣的向上流動，帶動污染空氣由設置在房間頂部的排風口排出室外的通風方式。置換通風的送風速度約為0.25ｍ/ｓ左右，送風的動量很低以致對室內(nèi)主導氣流無任何實際的影響，具有效率高、節(jié)省能量等特點。置換通風可以加大溫度梯度，從而增強在工藝操作過程中熱力作用所產(chǎn)生的抽力，與普通的稀釋有害物的通風方式相比，可以節(jié)省50%的空氣量。 焊接煙塵的特性比較符合用置換通風這種氣流組織形式排出，可以保證人在工作區(qū)能呼吸到清潔空氣。 此外，焊接煙氣的有效治理還可以從工藝方面的改革（采用無煙塵或少煙塵的焊接工藝、開發(fā)和使用低塵和低毒焊接材料、提高焊接過程機械化自動化程度）和加強個人防護方面（個體防護面具，此種方式國內(nèi)外主要用于無法實施通風治理方案情況下的焊接,它只能作為各種治理方法的zui后手段入手）。
由此可見焊接車間是比較符合以上特征。
13.工程實例：
（1）青島某機器有限公司鈑焊分廠
某車間建筑面積為132m×48m,約
6336m2，廠房檐口高度為10.0m，車間采用自然通風
同時輔助機械排風的全面通風方式。同時設置引射送風1）自然通風采用流線型屋脊通風器，其開口尺
寸為102m×4m，在熱壓差作用下（進風31℃，排風
34℃）其通風量為43×104m3/h，其排風換氣次數(shù)6.8次/h。
2）機械排風采用屋頂風機排風，共設有屋頂排風
機40 臺，風量9600m3/h，其機械排風換氣次數(shù)6.0
次/h。
3）設有8 臺射流風機，風量6 000m3/h，兩側(cè)布置
66×2 個噴射風口，噴口直徑Φ80mm，噴射速度
20m/s，
（2）某外資挖掘機有限公司結(jié)構(gòu)件焊接車間
結(jié)構(gòu)件車間建筑面積為180m×186m
約33480m2, 廠房檐口高度為10.5m、12.2m、12.8m
不等，車間采用自然通風同時輔助機械送、排風方
式。
1）自然通風采用流線型屋脊通風器，其開口尺寸
為168m×3m，共5 條，在熱壓差作用下（進風32℃，
排風34.5℃）其通風量為310×104m3/h，其排風換氣
次數(shù)7.4 次/h。
2）機械送、排風采用屋頂風機送、排風，共設有
屋頂排風機310 臺，風量8 600m3/h，其機械排風換氣
次數(shù)6.2 次/h，屋頂送風機160 臺，風量10 400m3/h，
送風口高度設在2.1m 高，采用一定角度送入車間內(nèi)
工作區(qū)，使焊接區(qū)工人直接接觸新鮮空氣，其機械送
風換氣次數(shù)4.0 次/h，其車間送排風氣流組織見下圖,
車間在室外天氣晴朗、有風情況下車間環(huán)境較好，
室外陰天、無風、逆溫天氣車間環(huán)境較差。
（3）某汽車集團車橋廠
某汽車集團車橋廠車橋焊接區(qū)整體生產(chǎn)線全部
密閉，對密閉室體進行排風除塵，同時對焊接崗位送
風，在室體內(nèi)工作人員加強個人勞動保護；焊接煙塵對整體車間無影響。該生產(chǎn)線密閉室體尺寸
1)36m×3.5m×4.4m（h）,除塵風量為84000m3/h；
2)30m×3.5m×3.8m（h）,除塵風量為69000m3/h。
密閉室體斷面見下圖：
（4）某叉車聯(lián)合廠房焊接工位局部排風除塵
建筑面積21 400m2, 其中焊接工部面積為8
900m2，廠房檐口高度為10.1m。
1）設置全面通風換氣，外墻底層設有可調(diào)節(jié)通
風百葉窗自然進風，內(nèi)部區(qū)域設有6 套集中送風系
統(tǒng)，每套送風系統(tǒng)風量為35000m3/h，其送風換氣次
數(shù)約占該區(qū)域的2.8 次/h，排風采用屋頂通風器自然
排風，聯(lián)合廠房屋脊設主屋頂通風器，通風器開口尺
寸為120m×4m，沿屋面坡度方向設10 條輕型順坡
采光通風器，通風器開口尺寸為24m×1.5m，在熱壓
差作用下（進風32℃，排風35℃）其通風量為154×
104m3/h，其送風換氣次數(shù)6.7 次/h。
2）焊接工位設局部抽風除塵，焊接變位機
采用密閉小室（見圖2），抽風凈化，共18 個工位；焊
接線上不固定焊接工位采用可移動焊接排風罩局部
抽風（見圖3），各焊接點局部排風除塵占焊接點數(shù)量
的80%。
14. 總結(jié)語
1）焊接車間焊接煙塵的治理影響因素很多，
焊接煙塵的治理必須與焊接工藝相配合，針對
不同的焊接產(chǎn)品及焊接工藝，采取有效的通風、凈化
方式。
2） 多聯(lián)跨廠房應采用局部排風與全面通風等多元化通風方式。有組織自然排風（屋頂自然通風器或閉風天窗），設置機械送、排風，機械排風，排風口位置應靠近焊接煙塵zui大濃度帶，能有效改善工作區(qū)空氣品質(zhì)。
3）焊接車間通風合理的氣流組織，是保證工作
區(qū)空氣品質(zhì)的關鍵
