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【摘 要】本文结合某公司的除尘系统规划项目，对汽车底盘焊接线焊烟除尘系统规划情况，对除尘系统实际运行的相关流程给予了分析，并指出了除尘规划的方案，最后针对检测结果给予了有效的分析研究，可供有关单位参考。
【关键词】汽车底盘;焊接线;焊烟除尘;系统规划
1 汽车底盘焊烟特点
汽车底盘钢材厚度2.5-4mm，其冲压工艺中为避免板材拉毛、划伤等缺陷，同时保护冲压模具，钢板冲压前需涂抹拉延油。底盘焊接多采用机器人弧焊+手工补焊的工艺。底盘的制造工艺决定了底盘焊接多油多烟的特点。在设备清理不及时的情况下，焊接工位飞溅的火花可引燃除尘系统内积聚的油烟，发生火灾。底盘焊接烟尘主要成分为Fe、Mn、Si等元素的氧化物以及拉延油蒸汽，颗粒物直径多在0.1-5μm范围内。
2 国内汽车底盘焊烟除尘行业现状
目前国内汽车底盘焊烟除尘行业主要使用滤筒除尘，通过滤筒表面PTFE覆膜，过滤掉焊接烟尘颗粒物，其对直径1μm以上颗粒物的过滤效率可达到99%以上。因过滤效率较高，滤筒除尘可满足我国各地区的环保排放标准，故滤筒除尘在目前汽车底盘焊烟除尘行业应用最为广泛。但滤筒除尘存在设备购置成本高、运行成本（滤筒更换、滑石粉消耗）高、维护保养工作量大、无法杜绝火灾隐患等问题。为解决上述问题，近年来海斯坦普、威泰克、本特勒、精工汽车等汽车底盘制造企业陆续引进喷淋塔湿式除尘设备。通过喷淋水雾，增大烟尘颗粒物直径，然后含尘气体通过填料层，与填料层内的塑料多面球反复接触，烟尘颗粒物被填料捕捉，再经过除雾层除去水雾后，将达到环保要求的废气排放至大气中。湿式除尘设备能有效的防止火灾发生，其购置成本较滤筒低约10%-20%，运行成本低50%以上，保养频次也由每周一次降低至每季度一次。湿式除尘较滤筒除尘优势明显，故本文重点介绍湿式除尘设备的规划。
3.项目概况
本项目为某公司位于重庆永川地区的汽车底盘焊接车间规划除尘系统。该车间主要生产皮卡底盘车架，拥有摆臂、车架横梁、车架纵梁、车架总成四条焊接线。其中摆臂焊接线和横梁焊接线为封闭式焊接站房+人工补焊形式，车架纵梁焊接线和车架总成焊接线采用手工点焊+机器人满焊的形式。
4.除尘系统规划
4.1 设计指标
通过收集国标《大气污染物综合排放标准》（GB 16297-1996）、《工业场所有害因素职业接触限值》（GBZ 2.2-2007）、重庆市地标《大气污染物综合排放标准》（DB 50/418-2016）确定本项目设计指标为：①车间内粉尘允许浓度≤4mg/m?;②除尘系统最高噪声低于85dB;③排气筒高度15m，相邻两个排气筒间距离≥30m，颗粒物排放浓度≤60mg/m?，排放速率≤3.5kg/h。
4.2 方案设计
考虑到焊接车间较大（200m*45m）且焊接线体机器人焊接站均为封闭式站房，不易采用整体除尘，宜采用局部除尘。摆臂焊接线和横梁焊接线站房顶部设置2个除尘罩，分别位于焊接位和装件位上方，手工补焊设置1个除尘罩。车架纵梁和总成各焊接站房设置3个除尘罩，手工点焊工位在吊具上方设置钢结构封闭，封闭顶部设置3个除尘罩，封闭顶部为钢板，侧面上方为茶色亚克力板，下方为防弧光软帘。
4.3 设备选型
为降低设备噪声延长设备使用寿命，根据《焊接作业厂房供暖通风与空气调节设计规范》（JGJ 353-2017）风机变频运行，运行时不超过额定负荷的80%，漏风率按5%计算。①风机风量计算：单焊接站房通风量设定为4500m?/h，手工焊设置除尘罩，通风量设定为2000m?/h，经计算需设置三套除尘系统，其中除尘系统一负责摆臂焊接线和横梁焊接线，除尘系统二负责纵梁焊接线，除尘系统三负责总成焊接线，三台除尘设备风机设计风量均为80000m?/h。②风机风压计算：喷淋塔阻力按600Pa计算，弯头/变径阻力按照50Pa/个计算，管路延程损失按照5Pa/m计算，末端资用风压按600Pa计算，经计算三套除尘系统静压分别为3000Pa、2800Pa、3100Pa。经查风机性能曲线，电机分别为90Kw、75Kw、90Kw。③喷淋塔设计：空塔风速按2m/s计算，填料层厚度按600mm计算，经计算喷淋塔直径3.3m。④循环水泵选型：气液比按1：800计算，水泵流量80m?/h，扬程25m。
4.4 功能配置
除尘设备各部件功能配置：①喷淋塔：多层结构，下层进风，中间层填料过滤，上层除水，填料笼和喷头材质不锈钢，各层设置检修人孔，侧开合页式，塔体材质Q235，内外两侧防腐（一底两面）。②风机：设置隔音箱、减震器，隔音箱设置排风扇、220V照明灯及36V以下应急照明灯，风机皮带轮设置防护罩，风机进口与管道之间设置软连接。③循环水系统：水箱为多隔箱沉淀式，每个隔箱设置排污阀，水箱中设置浮球阀，自动补水，下方设置2定向2万向轮，水箱和水泵间设置过滤器，水箱连接管道采用快插接头连接。④管道系统：采用镀锌螺旋风管，法兰连接，接口处有密封胶条和密封胶，配置检修口，卡扣式，烟囱为螺旋风管法兰连接，内外防锈（一底两面），顶部有雨帽，设置采样平台和采样口，吸风口进口处有火星挡板。⑤电气控制系统：具备短路、过载、缺相保护功能、声光报警功能，接地可靠，插座开关带漏保，空调自动调节温度，带蒸发器，变频功能控制风机电机频率，触摸屏可显示时间、电压、电流、功率、耗电量、风机频率、风机/水泵运行状态等信息，可设置频率、保养时间等参数，配置多功能电表，PLC具有记忆功能，2个网口，所有开关、按钮、指示灯有中文标识，主电源电缆装于桥架内，桥架接防静电跨接线，拐角处有保护，采用压接端子，标明线号，主要元器件标识清楚。
5 检测分析
设备运行3个月后经第三方检测机构现场检测并出具检测报告，车间内颗粒物浓度1.2mg/m?，噪声分别为82.9dB、81.3dB、83.0dB，排放速率分别为8.1mg/m?、8.9mg/m?、12.2mg/m?，排放速率分别为0.412kg/h、0.484kg/h、0.512kg/h。达到设计指标，满足国家/地方环保和职业健康标准。
6 结论
综上所述，喷淋塔式湿式除尘可满足汽车底盘焊接车间环保和职业健康法律法规要求，是较滤筒除尘更具经济性和安全性的一种除尘方式。
参考文献
[1]GB 16297-1996 大气污染物综合排放标准。
[2]DB 50/418-2016 重庆市大气污染物综合排放标准。
[3]JGJ 353-2017 焊接作业厂房供暖通风与空气调节设计规范。
[4]GB 50019-2015 工业建筑供暖通风与空气调节设計规范。
[5]GB 50243-2002 通风与空调工程施工与验收规。
【关键词】汽车底盘;焊接线;焊烟除尘;系统规划
1 汽车底盘焊烟特点
汽车底盘钢材厚度2.5-4mm，其冲压工艺中为避免板材拉毛、划伤等缺陷，同时保护冲压模具，钢板冲压前需涂抹拉延油。底盘焊接多采用机器人弧焊+手工补焊的工艺。底盘的制造工艺决定了底盘焊接多油多烟的特点。在设备清理不及时的情况下，焊接工位飞溅的火花可引燃除尘系统内积聚的油烟，发生火灾。底盘焊接烟尘主要成分为Fe、Mn、Si等元素的氧化物以及拉延油蒸汽，颗粒物直径多在0.1-5μm范围内。
2 国内汽车底盘焊烟除尘行业现状
目前国内汽车底盘焊烟除尘行业主要使用滤筒除尘，通过滤筒表面PTFE覆膜，过滤掉焊接烟尘颗粒物，其对直径1μm以上颗粒物的过滤效率可达到99%以上。因过滤效率较高，滤筒除尘可满足我国各地区的环保排放标准，故滤筒除尘在目前汽车底盘焊烟除尘行业应用最为广泛。但滤筒除尘存在设备购置成本高、运行成本（滤筒更换、滑石粉消耗）高、维护保养工作量大、无法杜绝火灾隐患等问题。为解决上述问题，近年来海斯坦普、威泰克、本特勒、精工汽车等汽车底盘制造企业陆续引进喷淋塔湿式除尘设备。通过喷淋水雾，增大烟尘颗粒物直径，然后含尘气体通过填料层，与填料层内的塑料多面球反复接触，烟尘颗粒物被填料捕捉，再经过除雾层除去水雾后，将达到环保要求的废气排放至大气中。湿式除尘设备能有效的防止火灾发生，其购置成本较滤筒低约10%-20%，运行成本低50%以上，保养频次也由每周一次降低至每季度一次。湿式除尘较滤筒除尘优势明显，故本文重点介绍湿式除尘设备的规划。
3.项目概况
本项目为某公司位于重庆永川地区的汽车底盘焊接车间规划除尘系统。该车间主要生产皮卡底盘车架，拥有摆臂、车架横梁、车架纵梁、车架总成四条焊接线。其中摆臂焊接线和横梁焊接线为封闭式焊接站房+人工补焊形式，车架纵梁焊接线和车架总成焊接线采用手工点焊+机器人满焊的形式。
4.除尘系统规划
4.1 设计指标
通过收集国标《大气污染物综合排放标准》（GB 16297-1996）、《工业场所有害因素职业接触限值》（GBZ 2.2-2007）、重庆市地标《大气污染物综合排放标准》（DB 50/418-2016）确定本项目设计指标为：①车间内粉尘允许浓度≤4mg/m?;②除尘系统最高噪声低于85dB;③排气筒高度15m，相邻两个排气筒间距离≥30m，颗粒物排放浓度≤60mg/m?，排放速率≤3.5kg/h。
4.2 方案设计
考虑到焊接车间较大（200m*45m）且焊接线体机器人焊接站均为封闭式站房，不易采用整体除尘，宜采用局部除尘。摆臂焊接线和横梁焊接线站房顶部设置2个除尘罩，分别位于焊接位和装件位上方，手工补焊设置1个除尘罩。车架纵梁和总成各焊接站房设置3个除尘罩，手工点焊工位在吊具上方设置钢结构封闭，封闭顶部设置3个除尘罩，封闭顶部为钢板，侧面上方为茶色亚克力板，下方为防弧光软帘。
4.3 设备选型
为降低设备噪声延长设备使用寿命，根据《焊接作业厂房供暖通风与空气调节设计规范》（JGJ 353-2017）风机变频运行，运行时不超过额定负荷的80%，漏风率按5%计算。①风机风量计算：单焊接站房通风量设定为4500m?/h，手工焊设置除尘罩，通风量设定为2000m?/h，经计算需设置三套除尘系统，其中除尘系统一负责摆臂焊接线和横梁焊接线，除尘系统二负责纵梁焊接线，除尘系统三负责总成焊接线，三台除尘设备风机设计风量均为80000m?/h。②风机风压计算：喷淋塔阻力按600Pa计算，弯头/变径阻力按照50Pa/个计算，管路延程损失按照5Pa/m计算，末端资用风压按600Pa计算，经计算三套除尘系统静压分别为3000Pa、2800Pa、3100Pa。经查风机性能曲线，电机分别为90Kw、75Kw、90Kw。③喷淋塔设计：空塔风速按2m/s计算，填料层厚度按600mm计算，经计算喷淋塔直径3.3m。④循环水泵选型：气液比按1：800计算，水泵流量80m?/h，扬程25m。
4.4 功能配置
除尘设备各部件功能配置：①喷淋塔：多层结构，下层进风，中间层填料过滤，上层除水，填料笼和喷头材质不锈钢，各层设置检修人孔，侧开合页式，塔体材质Q235，内外两侧防腐（一底两面）。②风机：设置隔音箱、减震器，隔音箱设置排风扇、220V照明灯及36V以下应急照明灯，风机皮带轮设置防护罩，风机进口与管道之间设置软连接。③循环水系统：水箱为多隔箱沉淀式，每个隔箱设置排污阀，水箱中设置浮球阀，自动补水，下方设置2定向2万向轮，水箱和水泵间设置过滤器，水箱连接管道采用快插接头连接。④管道系统：采用镀锌螺旋风管，法兰连接，接口处有密封胶条和密封胶，配置检修口，卡扣式，烟囱为螺旋风管法兰连接，内外防锈（一底两面），顶部有雨帽，设置采样平台和采样口，吸风口进口处有火星挡板。⑤电气控制系统：具备短路、过载、缺相保护功能、声光报警功能，接地可靠，插座开关带漏保，空调自动调节温度，带蒸发器，变频功能控制风机电机频率，触摸屏可显示时间、电压、电流、功率、耗电量、风机频率、风机/水泵运行状态等信息，可设置频率、保养时间等参数，配置多功能电表，PLC具有记忆功能，2个网口，所有开关、按钮、指示灯有中文标识，主电源电缆装于桥架内，桥架接防静电跨接线，拐角处有保护，采用压接端子，标明线号，主要元器件标识清楚。
5 检测分析
设备运行3个月后经第三方检测机构现场检测并出具检测报告，车间内颗粒物浓度1.2mg/m?，噪声分别为82.9dB、81.3dB、83.0dB，排放速率分别为8.1mg/m?、8.9mg/m?、12.2mg/m?，排放速率分别为0.412kg/h、0.484kg/h、0.512kg/h。达到设计指标，满足国家/地方环保和职业健康标准。
6 结论
综上所述，喷淋塔式湿式除尘可满足汽车底盘焊接车间环保和职业健康法律法规要求，是较滤筒除尘更具经济性和安全性的一种除尘方式。
参考文献
[1]GB 16297-1996 大气污染物综合排放标准。
[2]DB 50/418-2016 重庆市大气污染物综合排放标准。
[3]JGJ 353-2017 焊接作业厂房供暖通风与空气调节设计规范。
[4]GB 50019-2015 工业建筑供暖通风与空气调节设計规范。
[5]GB 50243-2002 通风与空调工程施工与验收规。