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东 风 设 计 研 究 院 有 限 公 司
二○一一年十二月
汽车制造厂大型焊接车间通风空调系统研究
汇报人姓名
汇报日期
主要内容
论
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课题研究的背景和意义
现有方法的局限性
焊接烟尘的危害
汽车制造业的发展
近年来，汽车制造已成为我国民经济中的重要支柱产业之一。汽车焊接生产会产生烟尘，焊接烟尘对人的危害十分严重。当前，提倡以人为本，关注环境与健康，实现安全生产和社会经济协调发展，已经成为人类追求生活质量提升和社会稳定进步的新目标。继续开展焊接与环境、焊接与健康方面的研究与探讨，对推动焊接技术的清洁、环保、可持续发展，具有参考价值和重要意义。
焊接工艺种类很多，主要有手工电弧焊、二氧化碳保护焊、氩弧焊、埋弧焊等。在焊接过程中，产生大量的电焊烟尘，可引起电焊工尘肺、锰中毒、呼吸道炎症、神经衰弱症等多种职业危害。因此，电焊烟尘治理成为当前职业卫生、环保工作中的当务之急。由于焊接是一种劳动强度比较大的工种，所以建立良好的焊接环境，对于提高劳动生产率起着决定的作用。解决电焊烟尘污染，除在工艺上采取减少发尘量的措施外，在车间内采取有组织的通风，是改善作业环境的有效措施。
目前国内外焊接烟尘的治理主要以局部排风、局部送风为主,全面通风为辅的手段来改善焊接车间的劳动卫生环境。全面通风也称稀释通风,包括自然通风和机械通风两种主要方式。工业厂房大部分采用射流形式的机械通风，耗电量大,运行成本高,同时往往由于设计不合理及运行管理不完善而达不到预期的通风效果。鉴于此,需要研究找到安全、舒适与节能的通风方式，消除焊接烟尘的危害。
一、绪论
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汽车生产中的焊接技术
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汽车焊接技术与安全危害的主要问题
焊接有害物质是在电弧高温作用下，焊条端部的熔化物以及熔滴和熔池表面生成的过热蒸气，被迅速氧化凝聚成细小固态粒子，以及熔滴过渡区化学冶金反应产生的大量气态物质。
焊接材料特性是影响发尘量的内在因素，焊接参数、焊接条件以及焊接方法则是外因，其发尘量最终受焊接有害物质产生机理控制。焊接发尘量的改变或降低，归根结底要从焊接材料入手，研发新型低有害物质焊接材料。
焊接有害物质种类较多，单组分作用对健康的影响各异。实际的有害物质是多组分混合物，对健康的影响更复杂，还必须考虑有害物质的实际浓度，以及侵害时间等因素。
焊条电弧焊接方法中，对健康影响较大的是电焊尘肺；在氩弧焊方法中则是神经衰弱症候群与呼吸道刺激症；在等离子弧焊接及切割方法中，除了神经衰弱症候群与呼吸道刺激症之外，还必须注意金属烟尘热和焊工尘肺等问题；在 CO2气体保护焊中主要是神经衰弱症候群和金属烟尘热以及呼吸道刺激症。
不锈钢烟尘中的六价铬化物有强烈的致癌诱变作用，镍的氧化物也有致癌作用，铝及铝合金焊接时焊工的铝尘肺，铜及铜合金焊接时焊工的急性铜中毒症等，是材料焊接对健康的主要影响。
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车间有毒物质及卫生作业标准
(1) 车间空气中电焊烟尘卫生标准GB 16194-1996的主题内容与适用范围
本标准规定了车间空气中电焊烟尘的最高容许浓度及其监测检验方法。
本标准适用于进行电焊作业的各类企业。
引用标准
GB 5748 作业场所空气中粉尘测定方法
卫生要求
车间空气中电焊烟尘最高容许浓度为6mg／m3。
在施焊过程中产生的其他有害物质仍按这些毒物现行规定的卫生标准执行。
监测检验方法
车间空气中电焊烟尘浓度、游离二氧化硅含量的测定按GB 5748执行。
监督执行
各级卫生行政部门负责监督本标准的执行。
(2) GBZ 1-2002工业企业设计卫生标准：工作场所每名工人所占容积小于20 m3 的车间，应保证每人每小时不少于30 m3的新鲜空气量;如所占容积为20—40 m3时，应保证每人每小时不少于20 m3的新鲜空气量;所占容积超过40 m3时允许由门窗渗入的空气来换气。采用空气调节的车间，应保证每人每小时不少于30 m3的新鲜空气量。
(3）GBZ2-2002对工作场所有害因素职业接触限值进行了规定。
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汽车焊接车间的建筑特点与地理特点
建筑特点
地理特点
寒冷地区
非采暖地区
高大的工业厂房
全封闭的工业厂房
半封闭的工业厂房
我们研究的对象是半封闭的高大工业厂房，且地处广州，属非采暖地区，汽车焊接车间的安全与节能通风空调系统。
开敞式的工业厂房
气楼式的工业厂房
过渡地区
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汽车焊接车间通风现有状况及特点
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南方地区焊接厂房均为半开放空间,旧厂房的屋顶通风气楼结构简陋,自然通风效果差,开启处于无控状态,年久失修,且会因外部风向的变化出现气流倒灌现象。
部分厂房两侧内墙上安装有轴流风机,但厂房跨度大,效果甚微,基本无气流组织可言。
装有屋顶通风机的厂房实际上由于效果不佳而基本不开启通风机。
寒冷地区的焊接厂房在冬季为封闭状态,屋顶设置通风器,但无补风措施,室内通风条件差,烟尘浓度高。
外部自然风一般呈非连续状态,特别是不利条件(静风)下自然风停歇时间长,对于纵深大的大型焊接厂房,内部空间自然通风效果难以期待。
课题的研究方法
物理模型试验
理论计算
数值模拟
通风效果的评价方法
通风效率
空气龄
换气效率