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工业除尘 II 热喷涂工作间的除尘挑战与气流设计方案

2023-08-18 00:48:26    来源：唐纳森中国


(资料图片仅供参考)

大多数热喷涂操作都是使用除尘系统来管理过喷复合物（即含粉尘的污浊空气），但除尘系统只能捕获到达滤芯的粉尘。合理的气流量设计是确保捕获和输送粉尘颗粒的关键，也是热喷涂工作间面临的挑战。

本文将对该问题进行探讨，并给出几项经过验证的、可以确保合理气流量设计策略。

图片经Sulzer Metco许可后转载

合理的系统设计
热喷涂除尘通风系统通常包括将含粉尘空气输送到除尘器的管道，以及使空气通过系统的风机。进行通风系统设计是需要着重考虑用于在热喷涂工作间或喷涂房内部捕获粉尘的策略。单纯增加通过工作间的气流可能无法大幅提高粉尘捕获能力，并且此方法通常会浪费能源。通过分析工作间布局、补充空气源位置和热喷涂目标位置，就有可能极大成程度改善过喷粉尘的捕获和排放。首先，我们需要考虑如何对封闭式热喷涂工作间补充空气。除尘器从喷涂房抽走所有含粉尘空气后，都必须将新鲜空气吸回喷涂房进行补充。补充空气要么通过喷涂房本身的开口吸入，要么通过专用补充空气装置从建筑物外吸入，然后将空气通过管道直接输送到喷涂房中。
补充空气系统的设计是除尘系统设计的关键，因为它可能会导致喷涂房处于负压(真空)或正压状态。喷涂房内处于微真空状态有助于避免在除尘器进行脉冲清灰期间意外进入正压状态。在脉冲清灰过程中，短时间的一阵反向气流就可能导致喷涂房内压力略微上升。压力上升可能会导致检修门弹开并意外开启检修门上的安全限位开关，导致喷涂工序的意外紧急停止。进行设计之前，必须向喷涂房搭建商咨询其热喷涂工作间可承受的真空量。
管理通过喷涂房的气流策略之一是将补充空气连接件放在喷涂房抽气点的对面，形成空气对流模式。不过，由于补充空气连接件往往带有消音装置，一般将补充空气连接件放在喷涂房顶部比较合理。有助于在喷涂房中形成空气对流模式的任何连接方式，都可以帮助降低粉尘在喷涂房积聚的可能性。
有多种气流模式可以从喷涂房中抽走污浊空气：下沉模式或水平模式。
下沉气流模式在喷涂房中的应用有其优势，但也同样带来挑战。在采用下沉气流模式的喷涂房中，喷涂房地板会变成集气室上的带格栅开口。污浊空气被向下抽入集气室，然后通过管道进入除尘器。
该设计的优势是利用重力来帮助将粉尘向下吸入除尘器，且能够确保最终将几乎全部过喷涂粉尘排出。挑战在于粉尘会随着地板下方集气室中的空气移动。通过合理的设计，可以成功将粉尘吸入集气室，但如果集气室的设计不当，则粉尘会沉积在集气室中并带来后勤方面的挑战。
在沉流式喷涂房中，集气室横断面中的气流速度通常远远高于喷涂房内的气流下沉速度，一般会高出12.7米/秒，以确保粉尘不会沉积在集气室中。这一要求使得有效的集气室设计成为一项挑战。
另外，沉流式喷涂房必须足够高，为地板下方的集气室留出空间。有时也可以在喷涂房下面挖一个通风井，但喷涂房及其集气室的位置通常要高于车间地板。
将污浊空气从喷涂房排出的另一个方式是水平气流模式。此设计方式需要将集气室安排在靠近喷涂操作点的位置。它的优势在于可实现更小巧、任务针对性更强的抽气罩设计。较小的抽气罩可实现在需要气流的位置（即喷涂目标后方）形成有针对性的气流模式。
此设计的目标是利用喷涂材料的固有速度和进入集气室的补充空气的气流模式，尽可能多地捕获过喷涂粉尘。与沉流式喷涂房相比，此方法在过喷涂粉尘时需要的总气流量通常较少。当然，此方法的成功实施需要考虑多个因素，但涉及涡轮部件喷涂的设施多年前就已经有了成功应用。
热喷涂除尘的独特挑战
在某些情况下，特殊的喷涂房需要完全定制的解决方案。例如，在车床上对圆柱形零件进行热喷涂时，面临的问题尤其多。沉流式喷涂房设计可能是一种很好的除尘策略，但如果无法配备沉流式喷涂房，使用短槽式抽气罩也可以达到同样效果。槽式抽气罩利用沟槽的力量，将抽气作业分散到广泛的区域，将抽气影响范围扩大到整个车床。
如果无法将喷涂操作完全集中在喷涂房内，有时可以在进行喷涂作业的地点安装较小的抽气罩作为局部排气通风装置。当然，必须对所有露天热喷涂作业进行适当的检查，以确保符合相关的环境和监控法规要求。
热喷涂房除尘的另一个挑战在于须使用起重机将喷涂工件移入和移出喷涂房。通常采用顶部开口的特殊喷涂房设计，但这可能会影响对补充空气位置的控制。虽然上述障碍可能会导致无法实现优良的设计，但通常都可以控制在合理范围内。 无论多精心设计的热喷涂房，都无法捕获所有过喷涂粉尘，因此后勤工作应始终作为所有除尘计划的一部分而加以考虑。在某些情况下，操控和定位热喷涂枪的同一控制器来启动喷涂房中停滞气流或低速气流点的吸入装置。由此可在运行除尘器的同时帮助去除残余粉尘。
和许多工业通风活动一样，当地的政策法规可能会对除尘通风系统的设计产生影响；因此，请在完成设计前向有关主管部门咨询。
您还可以向熟悉除尘设计实践的唐纳森专业人员咨询解决方案，欢迎您与我们取得联系。

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