等离子切割粉尘治理

一、 工程概况

等离子切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化（和蒸发），并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。配合不同的工作气体可以切割各种氧气切割难以切割的金属，尤其是对于有色金属（不锈钢、铝、铜、钛、镍）切割效果更佳；其切割厚度不大的金属时，等离子切割速度快，尤其在切割普通碳素钢薄板时，速度可达氧切割法的5~6倍，且切割面光洁、热变形小、几乎没有热影响区。

基于以上优点，等离子切割机广泛运用于汽车、机车、压力容器、化工机械、核工业、通用机械、工程机械、钢结构、船舶等各行各业中。

然而，伴随着等离子切割的广泛应用，在切割过程中所产生的大量有害粉尘和烟尘（如乙醛、碳氢化合物、氮氧化物、硫化物、金属氧化物等）日益受到关注。若不进行妥善治理易污染车间环境，进而危害人体健康，引发呼吸道感染、哮喘、支气管炎甚至肺癌等职业病。

图1 数控等离子切割机床

二、 治理方案

目前，对切割机除尘一般有两种处理方法：一种是湿式处理法；一种是干式处理法。

由于湿式处理法存在降低切割效率、造成二次污染（水污染）、容易形成板结、不适于切割铝、镁板材等重大缺点，故应用范围比较有限。

干式处理法，即在切割机下部安装抽风工作平台，通过除尘管道直接将含尘气体抽送至带火花预处理器的除尘设备后达标排放。虽然该处理方法相对于湿式处理法前期投入较大，但克服了湿式处理法运用过程中的种种弊端，环境友好且具有良好的后期综合效益，日益成为等离子切割粉尘治理的首选方法。干式处理法应用比较普遍的有风门式及吹吸式两种。

n 风门式切割除尘

? 工作原理

在切割机下安装抽风工作平台，沿平台长度方向将工作平台分成若干个宽度相等的抽风小室，抽风小室内设可开闭的抽风门连接至布置在平台边缘的抽风道。当切割头移动至抽风小室上方时，感应开关通过电磁阀控制相应小室的气缸打开抽风门，使得该抽风小室与除尘系统相通，这样便将除尘系统的吸力有效地集中至切割头周围区域，并将切割过程中产生的烟尘先后通过抽风小室、吸风道等进入到集尘器净化后排放。

风门式切割除尘所需风量与切割平台宽度关系较大，抽风风量计算方式如下：

Q= W·L·v· λ·3600

式中 Q - 除尘系统所需抽风量，m3/h；

     W- 切割平台有效宽度，m；

     L–抽风小室长度，m；

     v –平台截面抽风速度，m/s（一般取0.8~1.0 m/s）；

     λ- 修正系数，按实际情况选取；

     3600 – 换算单位；

图2 风门式抽风工作台

? 结构分类

根据切割平台宽度分为：

单侧下抽风风门式切割除尘系统；双侧下抽风风门式切割除尘系统；

一、单侧下抽风风门式切割除尘系统

    适用于有效切割宽度≤4米的切割平台

图3单侧下抽风风门式切割除尘系统结构原理图

二、双侧下抽风风门式切割除尘

    适用于有效切割宽度≥4米的切割平台

图4 双侧下抽风风门式切割除尘系统结构原理图

n 吹吸式切割除尘

? 工作原理

在切割平台一侧安装方形吸风风道，风道上方装有一个可随切割机一起移动的滑动吸风小车，并在切割平台的另一侧装有吹风风机。吹风风机、切割头、滑动吸风小车三点一线，利用切割平台上的隔栅板与所要切割的钢板形成平台隔栅风道。在切割钢板时，吹风风机将产生的切割烟尘、粉尘通过隔栅风道吹向滑动吸风小车，被其吸入吸风道后进入到除尘器中净化后排放。

吹吸式切割除尘所需风量与切割平台钢板在平台上的覆盖率关系较大，覆盖率越高，除尘效果越好。受切割平台结构及吸风道尺寸的影响，对于有效切割宽度≤ 5米的切割平台，一般采用单滑动风道吹吸式除尘系统，吸风量Q=5000~13000 m3/h；≥5米的切割平台，一般采用双滑动风道吹吸式除尘系统，吸风量Q=14000~22000 m3/h。

方形吸风道、密封皮带滑动吸风小车是吹吸式除尘系统重要组成部分，其结构形式如右图。工作时，密封皮带在管道系统负压下紧紧地贴在方形吸风道上方，起密封作用。在滑动吸风小车内有四个滚轴，密封皮带在此处被滚轴顶起，这样便使烟尘通过吸风小车内部结构后进入到方形吸风道中，最后被输送到除尘器中净化排放。

图5 方形吸风道、密封皮带滑动吸风小车   

? 结构分类

根据切割平台宽度分为：

单滑动风道吹吸式除尘系统；双滑动风道吹吸式除尘系统；

一、单滑动风道吹吸式除尘系统

适用于有效切割宽度≤5米的切割平台

图6 单滑动风道吹吸式除尘系统结构原理图

二、双滑动风道吹吸式除尘系统

适用于有效切割宽度≥5米的切割平台

图7 双滑动风道吹吸式除尘系统结构原理图

n 工程案例

图8 单侧下抽风风门式，切割平台规格2m*3m，适用VDL-4800

图9 双侧下抽风风门式，切割平台规格6m*18m，适用VDL-16000

图10 单滑动风道吹吸式，切割平台规格4m*12m，适用VDL-12000

图11 双滑动风道吹吸式，切割平台规格7.5m*48m，适用VDL-22000

三、 辅件

                            吸风滑动小车                                                密封皮带

                           方形吸风道                                       吹风风机

                       各规格90度弯头                                   各规格直管

                       各规格三通                                          各规格大小头

对于切割平台，可以由用户自制，我司提供全套设计图纸和技术支持，也可以由我司按照客户要求制作。若不包括平台，我司对工作平台只提供设计图纸及技术支持，平台内部的各种附件由制作方负责，质量都由客户自行监控，待方案确定、合同生效后，我司会给客户提供平台图纸并给予技术支持。

四、技术参数

切割台长度、切割烟尘量、所切割钢材大小等因素可能对处理风量有所影响，对此我们可以根据实际情况为您量制最专业、最合适的除尘方案。