焊接车间的通风设计

焊接车间的通风设计

【摘要】介绍了焊接车间焊接烟尘特点。在首推清洁工艺的前提下，从暖通专业角度阐述了焊接车间采暖通风设计，着重对焊接车间可采取的不同的通风方式进行了分析比较，并提出笔者认为效果相对较好的解决焊接车间焊接烟尘的通风方法。

1 工艺简述及问题的提出

焊接车间按工作内容来分，一般可分为备料和装配焊接两大部分。在备料工序中产生的有害物很少。装配焊接部分一般有焊接、钳工装配、装配临时点焊、试验和检验、验收、清理、油漆、干燥等工序。焊接工序中随产品结构的不同而分别采用手工焊、自动焊、半自动焊、二氧化碳气体保护焊、氩弧焊、电渣焊等。在一般车间中以手工焊占的比例较大，其次是二氧化碳气体保护焊。焊接过程中产生的主要化学有害物是焊接烟尘，其次是有害气体。焊接烟尘是焊接车间的主要化学有害物。

我国的[车间空气中电焊烟尘卫生标准](GB16194-1996)中规定：车间空气中电焊烟尘最高容许浓度为6mg/m3(烟尘主要是三氧化二铁、氧化锰、二氧化硫、氧化钙等)，有害气体主要是（臭氧、氮氧化物、一氧化碳、氟化物及氯化物）；另外在[工业企业设计卫生标准](TJ36-79)中规定：氧化锰为0.2mg/m3。一般粉尘为10mg/m3。氟化物为1mg/m3。

焊接车间焊接烟尘的最高允许浓度为6mg/m3。手工焊风速低于8m/s，气体保护焊风速低于2m/。相对湿度低于90%。长期吸入高浓度的焊接烟尘，可引起焊工尘肺。因此焊接车间焊接烟尘是一个急待解决的问题。治理焊接烟尘应首先从推行清洁工艺着手。采用无烟尘或少烟尘的焊接工艺；开发和利用低尘和低毒的焊接材料；提高焊接工程机械化自动化程度。其次，合理的通风设计是解决焊接车间焊接烟尘的有效措施。

2 采暖

焊接车间冬季室内设计温度为14℃，此外另设5℃值班采暖。采用散热器及暖风机相辅助的采暖方式。其中散热器保证5℃值班采暖温度，暖风机则与散热器共同作用以提供焊接车间冬季使用时的室内采暖温度。暖风机的设置应尽量设在人员活动较多的区域，且使暖风机的送风射流相互衔接，但应防止强烈气流吹向人体。在采暖地区为防止车间内热量散失，应设热风幕封门。散热器采暖系统应与暖风机、热风幕采暖系统分开设置。

3 通风方式及比较

3．1焊接烟尘的最大浓度带

焊接时产生大量有害烟尘和气体，它们沿着厂房高度均匀地扩散于整个车间。但焊接车间内的焊接烟尘有一最大浓度带，这个高度可称为合适高度。合适高度值见表2。

3．2排放标准

焊接烟尘排风系统一般可不采取净化措施而直接排向室外。如果系统排风在室内循环，则必须采取净化措施，并应保证排风中有害物含量不大于车间最高允许浓度的30%。

3．3局部排风

焊接车间尽可能在产生有害物的地点进行局部排风。局部排风可分为：固定式局部排风系统和可移动式小型排烟除尘机组两类。不同型式排风罩的控制风速见表3。

3．4全面通风

当焊接车间焊接位置不固定，不能采用局部排风罩时，应设全面通风。全面通风是一种稀释通风，用室外清洁空气稀释室内有害物质后排至室外，全面通风效果的好坏取决于足够的通风量和合理的气流组织。全面通风排风量按焊条消耗量确定，但当缺乏此资料时，排风量可按每一个焊接点为3500m3/h进行计算。就解决焊接车间内的尘毒危害而言，如果采用通风措施能满足焊接烟尘最高允许浓度的要求，则焊接作业产生的各种有害气体的浓度亦能降至最高容许浓度以下。国产电焊条排风量见表4。

焊条的消耗量，如缺乏资料时，可大致按下列指标估算：

焊接建筑屋架时7kg/t～8kg/t钢结构

焊接钢板时10kg/t～15kg/t钢结构

焊接板式吊车时22kg/t钢结构

3．4．1自然通风

在我国的非集中采暖地区，一般可以利用天窗以及屋脊通风器进行全面通风。单跨车间比多跨车间易于组织自然排风。但当厂房高度大大超过合适高度时，以及建厂地区阴雨天数占全年一半以上时，应增设机械排风；焊接量不大，高度较矮，焊接工位靠近两侧外墙的单跨厂房可以利用高侧窗进行全面排风。

优点：不需动力，比较经济。

缺点：受环境变化影响较大，通风量不稳定。

3．4．2机械通风

1）风管排风：在焊接车间焊接区域上空局部水平敷设排风管道，排风管道在合适高度设排风口，风管接至排风机排出室外。在机械排风的同时另设机械补风，其中50%～80%（严寒地区取上限值，一般地区取下限值）通过空调机组机械补风，其余通过门窗缝隙自然渗透补风。在冬季采暖地区，机械补风常采用空调机组并设加热段，空调机组送出的热风不承担室内热负荷，机组加热段的热量Q为：

Q＝车间排风耗热量＋门窗缝隙冷风渗透耗热量＋机组加热引入新风热量（由室温加热至送风温度）

当离工作台2m或2m以内向工作地点送风时，送风温度不宜高于45℃或低于25℃，送风出口速度不宜大于1．5m/s～2．0m/s。送风口设置上尽量设在较低的靠近焊接区域的位置上；在非采暖地区，冬季机械补风无需加热，故也可直接采用风机补风，为节省车间面积，风机可采用吊装。补风应尽量送至非焊接地点，使气流向焊接地点流动。风管内流速取为6m/s～14m/s（钢制风管）。位于采暖地区且排风量较大的车间，有条件时可采用显热型回收装置（如金属转轮式空气热回收器等）以回收排风中热量，作补入新风予热用。

优点：此全面通风方式为焊接车间较为有效的通风方式，能最大限度的将积聚在车间合适高度的焊接烟尘排除。由于通风设备都在车间内部，不破坏车间建筑外观。

缺点：由于焊接车间管线、行车较多，因此在焊接区域上空敷设水平风管，存在一定的难度。当车间在在冬季采暖地区，设空调机组进风时，还会占用车间面积。

2）屋顶通风机与射流风机配合使用排风：在焊接车间无天窗时，可在车间屋顶设屋顶通风机顶部排风。此种方式往往不能直接地排除车间合适高度上的烟尘，故可在车间的柱上设若干射流风机，以扰动空气，配合屋顶风机以利排风。同时也需设机械补风，方法同风管排风方式（见图1）。