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一、 工程概況
等離子切割是利用高溫等離子電弧的熱量使工件切口處的金屬局部熔化(和蒸發),并借高速等離子的動量排除熔融金屬以形成切口的一種加工方法。配合不同的工作氣體可以切割各種氧氣切割難以切割的金屬,尤其是對于有色金屬(不銹鋼、鋁、銅、鈦、鎳)切割效果更佳;其切割厚度不大的金屬時,等離子切割速度快,尤其在切割普通碳素鋼薄板時,速度可達氧切割法的5~6倍,且切割面光潔、熱變形小、幾乎沒有熱影響區。
基于以上優點,等離子切割機廣泛運用于汽車、機車、壓力容器、化工機械、核工業、通用機械、工程機械、鋼結構、船舶等各行各業中。
然而,伴隨著等離子切割的廣泛應用,在切割過程中所產生的大量有害粉塵和煙塵(如乙醛、碳氫化合物、氮氧化物、硫化物、金屬氧化物等)日益受到關注。若不進行妥善治理易污染車間環境,進而危害人體健康,引發呼吸道感染、哮喘、支氣管炎甚至肺癌等職業病。
圖1 數控等離子切割機床
二、 治理方案
目前,對切割機除塵一般有兩種處理方法:一種是濕式處理法;一種是干式處理法。
由于濕式處理法存在降低切割效率、造成二次污染(水污染)、容易形成板結、不適于切割鋁、鎂板材等重大缺點,故應用范圍比較有限。
干式處理法,即在切割機下部安裝抽風工作平臺,通過除塵管道直接將含塵氣體抽送至帶火花預處理器的除塵設備后達標排放。雖然該處理方法相對于濕式處理法前期投入較大,但克服了濕式處理法運用過程中的種種弊端,環境友好且具有良好的后期綜合效益,日益成為等離子切割粉塵治理的首選方法。干式處理法應用比較普遍的有風門式及吹吸式兩種。
n 風門式切割除塵
? 工作原理
在切割機下安裝抽風工作平臺,沿平臺長度方向將工作平臺分成若干個寬度相等的抽風小室,抽風小室內設可開閉的抽風門連接至布置在平臺邊緣的抽風道。當切割頭移動至抽風小室上方時,感應開關通過電磁閥控制相應小室的氣缸打開抽風門,使得該抽風小室與除塵系統相通,這樣便將除塵系統的吸力有效地集中至切割頭周圍區域,并將切割過程中產生的煙塵先后通過抽風小室、吸風道等進入到集塵器凈化后排放。
風門式切割除塵所需風量與切割平臺寬度關系較大,抽風風量計算方式如下:
Q= W·L·v· λ·3600
式中 Q - 除塵系統所需抽風量,m3/h;
W- 切割平臺有效寬度,m;
L–抽風小室長度,m;
v –平臺截面抽風速度,m/s(一般取0.8~1.0 m/s);
λ- 修正系數,按實際情況選取;
3600 – 換算單位;
圖2 風門式抽風工作臺
? 結構分類
根據切割平臺寬度分為:
單側下抽風風門式切割除塵系統;雙側下抽風風門式切割除塵系統;
一、單側下抽風風門式切割除塵系統
適用于有效切割寬度≤4米的切割平臺
圖3單側下抽風風門式切割除塵系統結構原理圖
二、雙側下抽風風門式切割除塵
適用于有效切割寬度≥4米的切割平臺
圖4 雙側下抽風風門式切割除塵系統結構原理圖
n 吹吸式切割除塵
? 工作原理
在切割平臺一側安裝方形吸風風道,風道上方裝有一個可隨切割機一起移動的滑動吸風小車,并在切割平臺的另一側裝有吹風風機。吹風風機、切割頭、滑動吸風小車三點一線,利用切割平臺上的隔柵板與所要切割的鋼板形成平臺隔柵風道。在切割鋼板時,吹風風機將產生的切割煙塵、粉塵通過隔柵風道吹向滑動吸風小車,被其吸入吸風道后進入到除塵器中凈化后排放。
吹吸式切割除塵所需風量與切割平臺鋼板在平臺上的覆蓋率關系較大,覆蓋率越高,除塵效果越好。受切割平臺結構及吸風道尺寸的影響,對于有效切割寬度≤ 5米的切割平臺,一般采用單滑動風道吹吸式除塵系統,吸風量Q=5000~13000 m3/h;≥5米的切割平臺,一般采用雙滑動風道吹吸式除塵系統,吸風量Q=14000~22000 m3/h。
方形吸風道、密封皮帶滑動吸風小車是吹吸式除塵系統重要組成部分,其結構形式如右圖。工作時,密封皮帶在管道系統負壓下緊緊地貼在方形吸風道上方,起密封作用。在滑動吸風小車內有四個滾軸,密封皮帶在此處被滾軸頂起,這樣便使煙塵通過吸風小車內部結構后進入到方形吸風道中,最后被輸送到除塵器中凈化排放。
圖5 方形吸風道、密封皮帶滑動吸風小車
? 結構分類
根據切割平臺寬度分為:
單滑動風道吹吸式除塵系統;雙滑動風道吹吸式除塵系統;
一、單滑動風道吹吸式除塵系統
適用于有效切割寬度≤5米的切割平臺
圖6 單滑動風道吹吸式除塵系統結構原理圖
二、雙滑動風道吹吸式除塵系統
適用于有效切割寬度≥5米的切割平臺
圖7 雙滑動風道吹吸式除塵系統結構原理圖
n 工程案例
圖8 單側下抽風風門式,切割平臺規格2m*3m,適用VDL-4800
圖9 雙側下抽風風門式,切割平臺規格6m*18m,適用VDL-16000
圖10 單滑動風道吹吸式,切割平臺規格4m*12m,適用VDL-12000
圖11 雙滑動風道吹吸式,切割平臺規格7.5m*48m,適用VDL-22000
三、 輔件
吸風滑動小車 密封皮帶
方形吸風道 吹風風機
各規格90度彎頭 各規格直管
各規格三通 各規格大小頭
對于切割平臺,可以由用戶自制,我司提供全套設計圖紙和技術支持,也可以由我司按照客戶要求制作。若不包括平臺,我司對工作平臺只提供設計圖紙及技術支持,平臺內部的各種附件由制作方負責,質量都由客戶自行監控,待方案確定、合同生效后,我司會給客戶提供平臺圖紙并給予技術支持。
四、技術參數
序號 |
有效切割寬度(mm) |
選用抽風方式 |
處理風量(m3/h) |
除塵器型號 |
|
1 |
2000 |
單側下抽風風門式 |
單滑動風道吹吸式 |
4800 |
VDL-4800 |
2 |
2500 |
6600 |
VDL-6600 |
||
3 |
3000 |
9000 |
VDL-9000 |
||
4 |
3500 |
10000 |
VDL-10000 |
||
5 |
4000 |
12000 |
VDL-12000 |
||
6 |
4500 |
雙側下抽風風門式 |
12000 |
VDL-12000 |
|
7 |
5000 |
13000 |
VDL-13000 |
||
8 |
5500 |
雙滑動風道吹吸式 |
16000 |
VDL-16000 |
|
9 |
6000 |
16000 |
VDL-16000 |
||
10 |
6500 |
18000 |
VDL-18000 |
||
11 |
7000 |
18000 |
VDL-18000 |
||
12 |
7500 |
22000 |
VDL-22000 |
||
13 |
8000 |
22000 |
VDL-22000 |
切割臺長度、切割煙塵量、所切割鋼材大小等因素可能對處理風量有所影響,對此我們可以根據實際情況為您量制最專業、最合適的除塵方案。