CN111750480A - 用于厂房粉尘治理的分区联控净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于厂房粉尘治理的分区联控净化系统，包括若干空气处理单元，空气处理单元对应厂房内部的各个产尘区域；空气处理单元包括除尘机组以及分别与除尘机组连接的送风管道和回风管道，送风管道的送风口与厂房内部连通，回风管道上设有至少一个连通至对应产尘区域的回风口；产尘区域均设有粉尘浓度传感器，粉尘浓度传感器作为各个产尘区域的空气处理单元的触发信号单元，与空气处理单元的控制系统反馈连接，通过实时监测各产尘区域内粉尘分布状况，结合控制器协调各除尘机组的启停及变频运行。本发明通过采用多个空气处理单元对整个车间生产区域进行分区域控制，可实现模块化布置，同时又解决了超大空间生产厂房部分区域作业时的高能耗问题。

Description

用于厂房粉尘治理的分区联控净化系统

技术领域

本发明属于厂房粉尘治理技术，具体涉及一种用于厂房粉尘治理的分区联控净化系统。

背景技术

工业生产过程中(如焊接、切割、打磨等相关工艺)会产生有害于健康的气态及颗粒态(包含气体、烟雾、灰尘等)等有害物质。这些有害物质以气态或微小的固体颗粒弥散在空气中，会对人体、眼睛及器官等造成危害，污浊的车间环境还会使工作人员心情烦躁抑郁，降低工作效率。

目前焊接烟尘治理的方法有局部除尘法与整体除尘法。

对焊接烟尘大，车间密闭性好的情况采用较多的是整体除尘方法，如申请号为200910043693.1的中国专利文件公开的一种整体厂房除尘系统，整体治理技术对车间室内整体环境的控制效果好，但是当车间只有部分区域进行生产时，整体治理方法依然要进行全范围内的通风除尘，被动运行能耗偏高。同时，对于超大空间工业厂房，整体除尘法由于其治理的面积大导致管道系统往往很复杂，远距离送风导致风机的能耗相对较高，系统不够节能。

对焊接工件较小，焊接位置相对固定的情况采用局部处理方法，如申请号为201821576056.1的中国专利文件公开的焊烟净化器，局部除尘法能实现对各生产工位进行除尘控制，管道系统相对简单，系统压损较小，但是局部除尘法受生产工艺、生产工位变化等因素的影响较大。而对那些焊接工件大，焊接位置不固定，焊接数量多且焊接区域间歇运行的情况，局部处理方法操作起来受到更大的限制。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有车间厂房多区域产生烟尘存在的粉尘治理难题，提供一种用于厂房粉尘治理的分区联控净化系统。

本发明采用如下技术方案实现：

用于厂房粉尘治理的分区联控净化系统，包括若干空气处理单元，所述空气处理单元对应厂房内部的各个产尘区域；

所述空气处理单元包括除尘机组以及分别与除尘机组连接的送风管道和回风管道，所述送风管道的送风口与厂房内部连通，所述回风管道上设有至少一个连通至对应产尘区域的回风口；

所述产尘区域均设有粉尘浓度传感器，所述粉尘浓度传感器作为各个产尘区域的空气处理单元的触发信号单元，与空气处理单元的控制系统反馈连接，通过实时监测各产尘区域内粉尘分布状况，结合控制器协调各除尘机组的启停及变频运行。

上述分区联控净化系统的技术方案中，所述送风管道上设有负氧离子发生段，用来为厂房内部空气增送负氧离子，保证室内空气清新度要求。

上述分区联控净化系统的技术方案中，所述送风管道的送风口采用低速弥散型送风口，设置于厂房两侧工作区域，形成侧送的分层送风气流组织形式，不会对厂房中间的工作区域造成影响。

上述分区联控净化系统的技术方案中，所述回风口位于厂房顶部，朝向产尘区域的含尘热羽流上升方向，直接吸收处于上升状态的含尘热羽流。

上述分区联控净化系统的技术方案中，所述回风口连接设置回风罩，针对室内产尘量大且分布集中时，可在粉尘源上方设置回风罩捕捉粉尘，保证回风罩的捕尘效果。

在本发明的一种分区联控净化系统中，所述除尘机组包括除尘器送风段和过滤除尘段；

所述除尘器送风段内设有循环风机，所述循环风机的出风端设置除尘器出风口，所述除尘器出风口与送风管道连接，所述循环风机的进风端与过滤除尘段对接；

所述过滤除尘段内部设有滤芯，滤芯采用高效过滤材料对含尘气体进行过滤净化，如聚四氟乙烯滤材的滤芯，远离循环风机进风端的一侧设置除尘器回风口，所述除尘器回风口与回风管道连接。

上述分区联控净化系统的技术方案中，所述除尘器送风段上靠循环风机进风端还设有新风口，所述新风口通过新风口段与厂房外部连通，用来向室内补充新风，满足新风机正压要求。

上述分区联控净化系统的技术方案中，所述过滤除尘段的滤芯上方设有自动清灰装置，底部设有集灰装置。

上述分区联控净化系统的技术方案中，所述控制系统包括中控显示屏以及分别对应各个空气处理单元的PLC控制器，所述粉尘浓度传感器与PLC控制器的信号输入端反馈连接，所述PLC控制器的信号输出端连接至对应产尘区域的空气处理单元的控制阀门。

上述分区联控净化系统的技术方案中，所述控制系统还包括对应各个PLC控制器的HMI交互模块，所述HMI交互模块与PLC控制器的信号输入端连接。

本发明具有如下有益效果：

(1)本发明的一种分区联控净化系统通过多个空气处理单元将整个车间环境根据工艺生产状况进行区域性控制，不仅能实现厂房跨区间的独立治理，还能达到同跨区内不同区域的按需治理，大大降低了集中除尘治理方式中的被动运行能耗；

(2)空气处理单元治理管道系统布置简单，系统压损小，低功率的循环风机即可满足动力要求；

(3)本发明将回风口布置在车间上部直接抽吸处于上升态的含尘热羽流，上部回风形式不影响生产作业，送风口采用低速弥散型送风口将新风直接送达人员活动区域，保证作业区域内气体的低空气龄值，且作业区域风速满足生产焊接等工艺低风速要求(此处的送风方式及送风口仅为举例说明而不是限制，也可根据需要设置成上送风地沟回风等不同通风方式)；

(4)空气处理单元使用单风机即可实现送、回风全循环，除尘机组的外观尺寸有所优化，靠近车间两侧布置，占用空间小；

(5)空气处理单元设有新风口段及负氧离子发生段，在除尘的同时向室内工作区域送新风及负氧离子，保证工作区域内的空气清新度，充分考虑了工作人员的舒适性需求；

(6)空气处理单元的除尘过滤段采用高效过滤材料，能很好的保证室内空气洁净度，设置于过滤除尘段内的自动清灰装置采用线上清灰方式，清灰便捷，时间短，特别适用于连续性生产的场合；

(7)通过集中控制+变频控制实现大空间厂房内环境分区控制，极大程度的达到按需送风的室内环境控制方式，控制精度高，被动运行能耗下降显著，整体运行成本节约20％左右，工程实用性强。

综上所述，本发明通过采用多个空气处理单元对整个车间生产区域进行分区域控制，空气处理单元管道布局简单，可实现模块化布置，同时又解决了超大空间生产厂房部分区域作业时的高能耗问题。

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为实施例一的分区联动控制净化系统的立面示意图。

图2为实施例一的分区联动控制净化系统的俯视示意图。

图3为实施例一中的除尘机组结构示意图。

图4为实施例一中的控制系统示意图。

图5为实施例二的分区联动控制净化系统的立面示意图。

图6为实施例二的分区联动控制净化系统的俯视示意图。

图中标号：1-送风口、2-送风管道、3-新风口段、4-负氧离子发生段、5-除尘机组、6-含尘热羽流、7-回风管道、8-隔挡、9-回风罩、10-厂房、11-回风口、12-空气处理单元、13-除尘机组壳体、14-循环风机、15-除尘器出风口、16-自动清灰装置、17-除尘器回风口、18-滤芯、19-集灰装置、20-除尘器送风段、21-过滤除尘段、30-中控显示屏，31-HMI交互模块，32-PLC控制器，33-粉尘浓度传感器。

具体实施方式

实施例一

参见图1和图2，图示中的分区联动控制净化系统为本发明的一种具体实施方案，本实施例将厂房10内部划分若干产尘区域，每个产尘区域设置空气处理单元12，每个空气处理单元12可以联控开启，也可以通过人工控制部分或全部开启，对各个产尘区域进行分区联控净化。

具体的，空气处理单元包括除尘机组5以及与除尘机组5连接的送风管道2和回风管道7，除尘机组5设置在车间内部对车间内含尘气体进行集中处理，其中送风管道2一端连接厂房10内部设置的送风口1，另一端与除尘机组5连接，送风管道2将除尘机组净化后的洁净空气有序的输送至厂房内部，送风管道2系统可根据厂房内具体情况设置成不同形式，也可模块化设置；回风管道7一端连接至对应产尘区域设置的回风口11，另一端与除尘机组5连接，用于将厂房内部的含尘空气有序的回收至除尘机组5进行除尘净化。

在本实施例中，回风口11设置在厂房内部空间顶部，设置至少一个，针对室内产尘量大且分布集中的情况还设有回风罩9对含尘空气进行捕捉，回风罩9朝向产尘区域的含尘热羽流上升方向设置，周边设置隔挡8，提高对含尘热羽流的集中收集效果，处于上升的团状含尘热羽流直接进入到隔挡8和回风罩9内部被回风管道7吸收，提高捕尘效率。

送风管道2上设有负氧离子发生段4，在向厂房内送入干净空气的同时增送负氧离子，保证室内空气清新度要求。厂房内部的送风口1采用低速弥散型送风口，设置于厂房两侧工作区域，靠近地面设置，形成侧送的分层送风气流组织形式，新风进入厂房内部不会对上升的含尘热羽流产生扰动，影响到含尘空气的捕集，也可根据车间内具体生产工艺及情况采用百叶风口，鼓型风口等不同形式。

结合参见图3，本实施例中除尘机组5包括除尘器送风段20和过滤除尘段21，除尘机组5采用立式结构，除尘器送风段20和过滤除尘段21在除尘机组壳体13内部按照上下布置，其中，除尘器送风段20内设有循环风机14，提供整个除尘机组乃至空气处理单元的空气动力，靠近循环风机14出风端的除尘机组壳体13上设置除尘器出风口15，除尘器出风口15与送风管道2连接，循环风机14的进风端在除尘机组壳体13内部与过滤除尘段21对接；过滤除尘段21主要对含尘气流中的粉尘进行捕捉过滤，使室内环境的洁净度满足要求，过滤除尘段21内部设有滤芯18，滤芯将除尘器送风段20和过滤除尘段21隔开，滤芯18采用高效过滤材料对通过滤芯的含尘气体进行除尘净化，在远离循环风机进风端的一侧除尘机组壳体13上设置除尘器回风口17，除尘器回风口17与回风管道7连接。

为了保证对厂房内部进行补充换气，除尘器送风段20上靠循环风机进风端的除尘机组壳体13上还设有新风口，新风口通过新风口段3与厂房外部连通，新风口段3用于采集室外新风送入室内，新风口段3处设置新风调节阀，用于调节新风比例来保证室内空气新鲜度要求，新风口段3一端连接除尘机组，一端与室外环境相通，一来满足新风机正压要求，并且可以对厂房室内补充新风，调节室内温度。

本实施例的除尘机组5能够进行自动清灰，在除尘机组5内部滤芯18上方设有自动清灰装置16，底部设有集灰装置19，自动清灰装置16采用反吹清灰装置，通过压差开关检测滤芯18两侧的压力差启动反吹清灰，集灰装置19采用灰斗，对滤芯上反吹下来的粉尘进行收集，集灰装置19与除尘过滤段21密封连接，不漏灰尘。反吹清灰装置和灰斗均属于除尘器常用设置，本实施例在此不对其具体结构进行赘述。

结合参见图4，本实施例还包括有对所有空气处理单元12进行联控的控制系统，同时在所有的产尘区域均设有粉尘浓度传感器33，粉尘浓度传感器33作为各个产尘区域的空气处理单元的触发信号单元，与空气处理单元的控制系统反馈连接。具体的，本实施例的控制系统包括中控显示屏30以及分别对应各个空气处理单元的PLC控制器32，粉尘浓度传感器33与PLC控制器32的信号输入端反馈连接，PLC控制器32的信号输出端连接至对应产尘区域的空气处理单元的控制阀门，该控制阀门为控制空气处理单元中除尘机组5的循环风机，通过粉尘浓度传感器33实时监测各产尘区域的空气中粉尘分布状况，反馈信号控制协调各空气处理单元的除尘机组的启停或者变频运行，以适应不同浓度的产尘区域空气治理。另外，为了便于对各个产尘区域进行人工主动控制，本实施例的控制系统还包括对应各个PLC控制器32的HMI交互模块31，HMI交互模块31将中控显示屏30与PLC控制器32的信号输入端连接在一起，通过HMI交互模块31可以人工主动发出控制信号至PLC控制器32，来对对应空气处理单元12进行主动调整。

实施例二

参见图5和图6，本实施例中的分区联动控制净化系统为本发明的又一种具体实施方案，本实施例的厂房内部产尘区域比较分散并且分布较均匀，在将厂房内部均匀分成若干块产尘区域后，本实施例将空气处理单元12在厂房顶部均匀铺设回风管道7，并在回风管道7上均匀设置多个回风口11，通过均匀排列布置的多个回风口替代实施例一中的回风罩对产尘区域上升的含尘称气流进行均匀抽吸。

本实施例的空气处理单元12其他的送风管道以及除尘机组可参考实施例一，本实施例在此不做重复赘述。

以下对实施例一和实施例二的具体工作过程进行详细说明。

空气处理单元12的除尘机组5、负氧离子发生段4、送风管道2、送风口1、厂房室内环境、回风口11或回风罩9、回风管道7共同组成含尘气流的循环回路。

当厂房室内粉尘源集中散发大量粉尘时，如图1和图5所示，厂房内各个产尘区域进行焊接等相关工艺活动产生的含尘气流在热羽流的卷吸作用和送风的推动作用下向车间上部聚集，形成含尘热羽流6，通过在粉尘源上方设置的回风罩9或回风口11来收集粉尘，考虑到含尘热羽流6在向上运动时，由于热羽流的卷吸作用含尘气流会向外扩散，实施例一在回风罩9的四周设置了隔挡8来保证粉尘能被全部捕捉，在生产区域外的公共区域上部也设置有至少一个回风口11来保证公共区域的气流流动。被捕捉的含尘气流随回风管道7进入除尘器回风口17，然后进入除尘过滤段21，在滤芯18的高效过滤材料吸附作用下与气流脱离，实现含尘气流的净化。过滤后的洁净气流进入到除尘器送风段20，在除尘器送风段内与新风口段3吸入的新鲜空气混合，在循环风机14的作用下进入送风管道2。另一方面，负氧离子发生段4产生的大量负氧离子也进入到送风管道2中与过滤后的气流混合被送入厂房内，至此，室内含尘气流实现过滤及净化处理，在循环风机14的作用下通过厂房内分布的各个送风口1送至各生产区域。在除尘机组内部，滤芯18外表面吸附的粉尘过厚导致其压力过高，自动清灰装置16的压差传感器检测到滤芯两侧的压差超过设定值时，清灰功能开启，吸附的粉尘在自动清灰装置16的压缩空气反吹下脱离滤芯18并被收集到集灰装置19中。

当厂房室内散发粉尘相对比较均匀时，如图6所示，实施例二通过在厂房上部均匀布置多组回风口11来收集含尘热羽流6，此时室内污浊气流在送风整体的上推作用下本均匀设置在上部的回风口抽吸，能更好的实现整体区域的置换通风效果。

各空气处理单元12的运行参数和运行模式协同调控通过控制系统来实现，使车间各控制区域内气流达到动态平衡，达到生产车间按需进行区域性送风，协同控制原理如图4所示。各区域间的协调控制通过各个区域除尘机组5的控制阀门以及粉尘浓度传感器33来实现，粉尘浓度传感器33实时监测各区域内的粉尘浓度，当某区域的粉尘浓度一旦超标，粉尘浓度传感器33发送信号至对应的PLC控制器32，PLC控制器32接受信号并按照编制的程序，根据粉尘浓度分布区间进行控制该区域除尘机组5的开度或者风机运行频率来控制本区域除尘风量。而各区域的粉尘浓度及对应的机组运行情况都可通过HMI交互模块31的界面在中控显示屏上显示，室内人员也可通过HMI交互模块31的显示界面人为控制室内各区域的粉尘控制情况。单个区域的控制系统结构简单，但通过各区域的协同控制能实现整个控制区域内气流达到动态平衡，在保证整个车间除烟除尘的基础上可将被动运行能耗降低到最低。

以上实施例是对本发明的说明，并非对本发明的限定，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的具体工作原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.用于厂房粉尘治理的分区联控净化系统，其特征在于：包括若干空气处理单元，所述空气处理单元对应厂房内部的各个产尘区域；

所述空气处理单元包括除尘机组以及分别与除尘机组连接的送风管道和回风管道，所述送风管道的送风口与厂房内部连通，所述回风管道上设有至少一个连通至对应产尘区域的回风口；

所述产尘区域均设有粉尘浓度传感器，所述粉尘浓度传感器作为各个产尘区域的空气处理单元的触发信号单元，与空气处理单元的控制系统反馈连接。

2.根据权利要求1所述的用于厂房粉尘治理的分区联控净化系统，所述送风管道上设有负氧离子发生段。

3.根据权利要求2所述的用于厂房粉尘治理的分区联控净化系统，所述送风管道的送风口采用弥散型送风口，设置于厂房两侧工作区域。

4.根据权利要求1所述的用于厂房粉尘治理的分区联控净化系统，所述回风口位于厂房顶部，朝向产尘区域的含尘热羽流上升方向。

5.根据权利要求4所述的用于厂房粉尘治理的分区联控净化系统，所述回风口连接设置回风罩。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于厂房粉尘治理的分区联控净化系统，所述除尘机组包括除尘器送风段和过滤除尘段；

所述除尘器送风段内设有循环风机，所述循环风机的出风端设置除尘器出风口，所述除尘器出风口与送风管道连接，所述循环风机的进风端与过滤除尘段对接；

所述过滤除尘段内部设有滤芯，远离循环风机进风端的一侧设置除尘器回风口，所述除尘器回风口与回风管道连接。

7.根据权利要求6所述的用于厂房粉尘治理的分区联控净化系统，所述除尘器送风段上靠循环风机进风端还设有新风口，所述新风口通过新风口段与厂房外部连通。

8.根据权利要求6所述的用于厂房粉尘治理的分区联控净化系统，所述过滤除尘段的滤芯上方设有自动清灰装置，底部设有集灰装置。

9.根据权利要求1所述的用于厂房粉尘治理的分区联控净化系统，所述控制系统包括中控显示屏以及分别对应各个空气处理单元的PLC控制器，所述粉尘浓度传感器与PLC控制器的信号输入端反馈连接，所述PLC控制器的信号输出端连接至对应产尘区域的空气处理单元的控制阀门。

10.根据权利要求9所述的用于厂房粉尘治理的分区联控净化系统，所述控制系统还包括对应各个PLC控制器的HMI交互模块，所述HMI交互模块与PLC控制器的信号输入端连接。

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