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数控等离子切割机除尘系统及选型分析

作者:广州新瑞环保     来源:www.xinruiep.com     发布时间:2018-09-20 09:28:37

摘要: 介绍了齐车(集团)公司1600mm×4500mm数控等离子切割机除尘系统与实际效果,同时结合数控等离子切割原理、烟尘性质、各类除尘方式的原理和特点,通过对比分析,对如何进行切割机除尘系统的选型进行了简要论述。

关键词: 数控;等离子切割机;除尘系统

随着铁路货车更新换代及其产品品种的多样化,货车制造行业使用不规则板材件比重的不断增加,数控等离子切割技术也日益被广泛应用。尤其我国入世后,随着公司参与国际业务的合作与竞争,在相应环境保护和职业健康安全国际标准的严格要求下,彻底解决数控等离子切割的烟尘污染问题已是迫在眉睫、势在必行。而选择一种既经济可靠又能满足环境保护和职业健康安全标准要求的除尘技术则是解决问题的关键。

数控等离子切割机除尘系统

1 等离子切割机的切割原理与烟尘

1.1 等离子切割是一种利用等离子弧进行金属切割的技术。而等离子弧则是利用气体在电弧内电离后经过热收缩、磁收缩效应而得到的一束等离子体热源,其温度高达2×104℃左右,可使金属材料瞬间融化或汽化。对耐高温、导热性好易于氧化的金属都可以进行等离子切割,如碳钢、不锈钢、铝及铝合金、铜等。

1.2 等离子切割产生的烟尘与焊接烟尘类似,烟尘量较大,含有有害气体和微小粉尘颗粒物,如CO、CO2、H2、O3、NOx和碳氢化合物等。一次烟尘粒子以球状、粒径<3μm的呼吸性粉尘为主,在空气中可在静电和磁性作用下迅速聚集在一起,形成直径较大的二次粒子,对现场职工健康危害很大。

2 数控等离子切割机除尘系统

1600mm×4500mm数控等离子切割机是公司国债项目重点投入设备之一,该设备投用后大大提升公司制造长大异型件的生产制造能力。在项目论证初期,按建设项目“三同时”原则进行了环境影响评价;同时,按职业病防治法要求,评价出可能产生职业病危害。经过工艺设计中充分的调研论证,最终选用了双吸式集尘系统及两级滤尘净化器装置,并取得了满意的效果。

2.1 除尘系统主要结构及流程

1600mm×4500mm数控等离子切割机除尘系统为随动双吸式。切割机轨道内侧设2个主吸风道,吸风道上设随主机移动、正对抽风工作台的吸风口,抽风工作台分隔为若干几何尺寸相等的间隔风道。除尘系统工作时,吸风口每次只控制切割平台下部三个立板的间隔,始终保证在切割头切割部位即产生烟尘的部位抽风。切割烟尘先经过一级旋风除尘器,处理粒径较大的颗粒,再经过二级滤筒式高效烟尘净化器处理对人体危害比较大的呼吸性粉尘。

该系统用风量小,且切割平台比较简单,总体投资费用较小,除尘效率高。一般在切割平台上方的钢板覆盖率达到80%以上时除尘效果最佳,其除尘器排气筒高度为15.5m。

具体结构如图1、2。

数控等离子切割机除尘系统

数控等离子切割机除尘系统

2.2 滤筒式净化器系统结构特点

该烟尘净化器采用高效过滤筒作为过滤元件。过滤筒必须选用表面附有一层聚四氟乙烯薄膜的滤材,其极小的筛孔可阻挡大部分亚微米尘粒,并在滤材表面聚集形成可渗透的挡尘饼,可阻挡大部分尘粒。滤筒内设自动反吹机构,保证灰尘在压缩空气的吹扫下能及时有效地被清除,提高净化效果及滤材使用寿命。

2.3 实际应用效果

1600mm×4500mm数控等离子切割机及除尘系统于2006年10月同时投入使用。经齐齐哈尔市环境保护局监测总站和疾病预防控制中心监测,各项污染因子排放指标及室内作业点呼吸带烟尘浓度均低于国标要求,其中粉尘排放质量浓度为27.3mg/m3,室内作业点呼吸带粉尘0.5mg/m3,4h加权平均质量浓度为2.5mg/m3。

3 切割机除尘系统选型分析

治理切割机烟尘较常用的主要有湿式和干式处理法。其优缺点及选用原则分析如下:

3.1 湿式处理法

在切割平台下设置水床,工件置于水中完成切割作业,切割产生的氧化物与粉尘可100%被水捕集以避免对工作环境的污染;处理系统设计相对简单,只需制造一盛水容器,以及配套水平面升降控制机构。其缺点是会产生大量工业污水,对于排放要求苛刻的企业,污水处理费用较高,而且金属氧化物易在水下板结,清理困难;对无防锈措施的普通钢板而言,更会因浸水锈蚀而需二次除锈;北方用户也会因冬季水冰冻给切割带来不便的问题。此外,该处理法也不适用于切割中产生爆炸性粉尘的铝、镁等金属切割烟尘的净化。因此,综合考虑该处理系统仅适用于板料无须防锈、污水处理费用可以承受、地域偏南方的企业。

3.2 干式处理法

在切割工作台上附设烟尘捕集装置,并将捕集来的含烟尘气体直接输送到中央净化器处理后直接向室外排放。按烟尘捕集方位不同可分为上抽式和下抽式;下抽式可具体分为吹吸式、双吸式和直吸式。该法虽可避免污水处理,但其除尘效果会因选择捕尘及净化方式的不同而有较大差别。

3.2.1 上抽式捕尘是在切割枪口上方设置随动吸尘器,结构简单,投入很小,但由于板料下方烟尘的上反时间差,很难全部被捕捉,捕尘率最好也只有70%,因此除尘效果一般。

3.2.2 本次公司采用的下抽双吸捕尘方式,结构相对简单,捕尘率可达到95%,但其适用的工作台面宽度不益过宽,一般不超过6m,否则效果会下降很多。

3.2.3 吹吸式捕尘结构与双吸式基本相同,只是将一个吸风口变为吹风口,其适用的工作台面宽度不超过4m,捕尘率可以达到90%,投入费用比双吸式大约可降低20%。

3.2.4 直吸式捕尘集尘间相互封闭并与风道通过风门相连,吸风口不随切割机连动,而是通过触点开关顺序切换集尘间与风道的风门,开启位于正工作切割枪下的集尘间,捕尘率也可以达到90%。该结构相对复杂,对工作台面无特殊要求,但长期使用后会因风门开闭不严或不顺畅,造成捕尘效率降低。

以上不同烟尘治理方式的选用,还需根据地域、资金投入、环境要求、设备规格、切割金属品种等因素综合考虑。

有关更多信息,请联系广州新瑞环保工程师13322814846。