一、项目概况 1.1 项目基本情况
依据贵司提供的资料及贵公司要求，贵公司产生焊接区域为36个切割焊接工位，焊接过程中产生大量的烟尘废气悬浮在整个区域，造成车间空气质量差，工作环境恶劣，影响车间员工的身体健康。现设计此除尘方案，净化空气，去除焊烟。 1.2 焊接烟尘废气的危害
其有两方面的危害：（1）焊接过程中会产生大量的金属焊接粉尘，焊接产生的金属粉直径通常在1μm以下，较容易吸入肺部，发生病变。在焊接粉尘浓度较大的情况下，又没有相应的排除措施时，长期接触焊接粉尘能引起焊工尘肺、锰中毒和金属热等职业疾病。（2）在焊接电弧高温和强烈的紫外线的作用下，电弧周围形成多种有害气体，其中含量最多的为臭氧，臭氧是一种刺激性的有毒气体，呈淡蓝色。浓度较高时发出腥臭味，高浓度臭氧还略带酸味。臭氧对人体的主要危害是对呼吸道及肺有强烈刺激作用，往往引起咳嗽、胸闷、食欲不振、疲劳无力、头晕、全身疼痛等，严重时还会引起支气管炎和肺水肿等。 1.3 设计依据
1. 《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996
2. 《固定源大气颗粒物综合排放标准》DB37/1996-2011 3. 《工作场所有害因素职业接触界限》GBZ2-2002 4. 《工业企业厂界噪声标准》GB12348-90 5. 《低压配电设计规范》GB50054-95 6. 《滤筒式除尘器》JB/T 10341-2002
7. 《车间空气中电焊烟尘卫生标准》GB16194-1996 8. 《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003 9. 《公共建筑节能设计标准》GB501-2005 10.《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2002 12.《简明通风设计手册》 中国建筑工业出版社 1.4 设计范围
1. 方案工艺流程的选择和设计及技术要求治理目标；
2. 环境治理设备的制造、安装与设备的选型；规格，型号，参数等； 3. 工程设备的运输、安装、调试及操作人员的培训； 4. 系统管路、电器、自控的设计与安装及调试；
5. 工程整套系统风量，风速，能耗，管道走向及工程总投资。 1.5 目标任务
1.车间焊接产生的烟尘净化过滤后排放浓度低于《固定源大气颗粒物综合排放标准》DB37/1996-2011规定值的70％；
2.将焊接区域的烟尘最大化程度的排出焊接车间，作业现场基本实现目测无烟； 3.管道内没有积灰现象，正常工作状态下没有管道起火和滤筒起火的现象； 4.确保烟尘废气治理系统持续稳定运行，操作简便，设备完好率高，故障率低； 5.确保整体设计优化、合理、简洁、美观，打造健康生产理念； 6.确保能耗低、物耗少；运行费用少，管理成本低。 三、方案综述 1.1设计原理
根据贵司工艺特点，并结合我司在焊接烟尘处理方面多年的成功经验和环境废
气治理技术要求，参考环境废气治理标准，对本工程进行以下设计说明：
工艺流程：
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烟尘废气 柔性吸气臂 滤筒除尘器 离心式风机 烟囱
流程说明：
焊接产生的烟尘废气由柔性吸气臂瞬间捕集收集后，经采用渐变管径式（目的是平衡管路末端风速风量）的主管道进入高效滤筒除尘器，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烟囱高空排入到大气中。 3.2主机性能参数及性能特点 1.高效滤筒除尘器
（1）工作原理：
含尘气流由下部风口进入气箱，通过导流挡板将气流均匀分配至过滤元件，在
过滤元件的作用下，粉尘被吸附在过滤元件的表面，洁净的气体通过出口管道排出，脉冲阀在控制仪的控制下，对过滤元件进行轮流清灰;由于过滤零件采用垂直安装方式，可以保证良好的清灰效果。
净化器滤材的清洁通过由脉冲控制仪控制的喷吹装置实现：当净化器运行一段时间以后，细微的粉尘吸附在滤材表面，使得滤材的透气性降低。每隔一定时间由脉冲控制仪发出信号，控制电磁阀，洁净的压缩空气由阀口喷出；滤材表面吸附的微尘在气流作用下被清除，落在室体下部的集尘斗中。脉冲喷吹需0.4～0.6MPa的洁净压缩空气，且运行中须保持连续且恒定不变的供气量。
该型号的滤筒除尘器性能特点：
1.滤料折褶使用，布置密度大，除尘器结构紧凑，体积小，滤料韧性大。 2. 滤筒高度小，安装方便，使用维修工作量小
3. 同体积除尘器过滤面积相对较大，过滤风速较小，阻力不大。
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4. 滤料折褶两端密封严格，不漏气，密封效果好。
（2）滤材介绍：
该处理系统采用的滤芯为聚四氟乙烯（PTFE）
覆膜聚酯滤材，该滤材是一种高科技产品，它的微孔结构可在特殊条件下经机械拉伸得到，而丝毫未改变其原有特性。微孔过滤覆膜孔径可控制在0.2-0.3μm，过滤方法属于膜表面过滤。膜表面光滑又具备极佳的化学稳定性，能抗腐蚀，耐酸碱、不老化又憎水性。在过滤时膜表面截留的粉尘很容易剥落，其通气量能长期保持在同一水平上。由于覆膜滤材是用其光滑不粘的表面截留粉尘，利用这一特性不仅可以节约脉冲清灰系统的压缩空气量，又可避免烟尘对薄膜基布的磨损，延长了滤筒的使用寿命，同时为设备提供最低而平稳的压降差。覆膜式滤筒面积大、体积小、降低能量损耗，加大其流量，延长免保养时间，高效覆膜聚酯滤筒是焊接烟尘收集系统的最佳选择。
采用PTFE滤料制成的特制滤筒（聚酯+覆膜）， 同时具有膜过滤和刚性机体过滤的特点。坚固的刚性过滤体能承受较高的工作压力，不需任何骨架支撑，并能受一定的机械冲击力，反吹时滤筒不变形。由于除尘器面板采用螺栓紧固易于拆装，滤筒采用三耳吊装，因此安装和更换滤筒极为方便。滤筒过滤器具有以下特点：
①粉尘捕集效率高：过滤元件的除尘效率是由其本身特有的结构和涂层来实现的，适用于极细和特殊粉尘，通常对0.3μm以上超细粉尘的除尘效率可达到＞99.8 %。由于焊接、切割烟尘颗粒直径大部分在0.2μm以上，因此特别适合金属焊接、切割烟尘的净化过滤。
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②压力损失稳定：由于滤筒是通过表面的PTFE涂层对粉尘进行捕捉的，其光滑的表面使粉尘很难透过与停留，过滤筒母体层中不会发生堵塞现象，阻力损失仅与过滤风速有关。
③采用PTFE滤料制成的特制滤筒（聚酯+覆膜），具有阻燃的作用。
④清灰效果好：滤筒的刚性结构，使得脉冲反吹气流向空隙喷出时，滤筒无变形，表层粘附的粉尘，在瞬间即可被除去。
⑤使用寿命可达1～2年，大大减少了更换滤芯的次数；滤筒的无故障运行时间长，不需要经常的维护与保养。 2.捕集收集装置
该配臂轻巧灵活可以任意拉伸，任意悬停，360度自由旋转，定位精准不偏移。罩口有铸铁礼帽形式或者马蹄喇叭口可供选择。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。罩口采用耐高温、耐腐蚀、抗老化材料制成，内壁及支架为不锈钢材质,永不生锈.抗腐蚀,耐酸碱盐,耐高温,质量轻,强度高,带助力装置,操作省力,悬停自如．吸气臂广泛应用于金属加工、焊接烟尘、工件打磨、热加工油雾处理、异味清除、粉尘清除等行业。 3.吸风和排风管道：
镀锌螺旋风管结构，全套包括直管、支管、弯头、连接件、管箍、螺丝、密封及管道支撑固定材料； 镀锌钢板：
可承受正压力+3000Pa 可承受负压力-5000Pa 温度范围 -30 ℃ — + 100℃
直管厚度：0.80～1.0 mm，取决于管径，随着管径的变大，厚度也相应变大。 4.风机：
该风机具有良好的气动性能、运转平稳、振动小、效率高、寿命长等特点。风机配有降噪箱，可有效控制噪音db80左右。带有减震
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保护设备和软连接。外壳为坚固的焊接碳钢板材，做防腐措施。
执行标准：JB/T86-1998(通风机振动检测及其限值) JB/T8690-1998（工业通风机噪声限值） JB/T9101-1999(通风机转子平衡)
该风机具有良好的气动性能、运转平稳、振动小、效率高、寿命长等特点。带有减震保护设备、消声器、隔音箱、调风阀等。
工作原理：当电动机通过皮带轮带动装于轴承上的风机主轴时，叶轮将高速旋转，通过叶片推动空气，使空气获得一定能量而由叶轮中心四周流动。当气体路经蜗壳时，由于体积逐渐增大，使部分动能转化为压力能，而后从排风口进入管道。当叶轮旋转时，叶轮中心形成一定的真空度，此时吸气口处的空气在大气压力下被压力风机。这样，随着叶轮的连续旋转，空气即不断地被吸入和排出，完成通风任务。 5.电控柜
电控柜采用封闭柜式结构，防护等级为IP20或IP21。采用型材骨架，表面涂敷喷塑，且容易并柜安装。电控柜安装遵照国家标准《低压配电设计规范》GB50054-95执行。具体可实现功能如下：
1、电源切换与保护。 机柜中设有低压塑壳断路器与进线电源相连，除能完成接通和分断电路外，可对电路和变频器发生的短路，过载进行保护。并可在维护时切断电源。
2、启、停控制功能 。变频柜面板上设置变频启动，变频停止按钮，用于变频装置的运行控制，便于现场操作。
3、频率（速度）调整 。变频柜面板上设置频率调整电位器，可以很方便的手动调节变频器的输出频率，用以控制电机转速。
4、多种控制功能 。可根据系统工况在变频柜面板上设置多种控制按钮和指示灯如正转、反转、电机增速、电机减速、点动正转、点动反转、手动/自动、紧急停止等。
6.变频控制系统（业主可选）简介：
异步电动机是电力、化工等生产企业最主要的动力设备。作为高能耗设备，其
输出功率不能随负荷按比例变化，大部分只能通过挡板或阀门的开度来调节，而电动机消耗的能量变化不大，从而造成很大的能量损耗。变频技术是应交流电机无级调速
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的需要而诞生的。近年来，随着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展，生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低，变频调速越来越被工业上所采用。使用变频器对电动机电源进行技术改造成为各企业节能降耗、提高效率的重要手段。
为了方便用户操作，节约能源，达到更好的处理效果。特设计了变频控制系统。用户可以根据所需风机风量，功率的大小和工位的开闭情况，自动调节风机功率和电动调节阀的开闭情况。本工程选用西门子变频器，质量可靠。
变频调速原理
n＝60 f（1－s）/p 式中 n---异步电动机的转速； f---异步电动机的频率； s---电动机转差率； p---电动机极对数。
由式（1）可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节。
变频器主要采用交-直-交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
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