1、喷漆室供风系统过滤器的选用与保养康惠春（中国一拖工艺材料研究所）471004摘要 介绍了农机行业涂装线喷漆室供风系统常用的过滤器的种类、材料和性能，以及选用及使用维护注意事项。关键词 农机 喷漆室 供风 过滤器 选用 保养随着人们对产品外观的日益重视，设计选用合理的空气过滤器，向喷漆室供给无尘、洁净的空气，满足高品质涂装对空气质量的要求。其中空气过滤器的选用与维护不仅关系到涂装表面质量，而且影响到过滤器使用寿命及关系到作业安全和操作者的健康。一、 空气过滤器的效率规格及喷漆室空调质量基准图1 空气过滤器效率规格比较表1 喷漆室供风的质量基准名称 粒径/m 粒子数/(个/cm 3) 尘埃量/(m
2、g/m 3)一般涂装 10 600 7.5装饰性涂装 5 300 4.5高级装饰性涂装 3 100 1.5二、 喷漆室供风系统过滤器的常用种类1. 供风过滤器按照过滤等级分类喷漆室供风过滤器可分为初效过滤器、中效过滤器、高中效过滤器、亚高效过滤器和高效过滤器。表 2 一般通风用过滤器分类大气尘记数法GB12218-89 分级 粒径（m） 5.0 1.0 0.5记数效率（%） 40 40E80 40E80 70E99 95E99.9GB/T14295-93 分级 初效 中效 高中效 亚高效粒径(m） 5.0 1.0 0.5记数效率（%） 20E80 20E70 70E99 95E99.9表3 各
3、种等级滤网的主要参数及材料和用途滤网等级适用灰尘粒径(m)适用灰尘浓度(mg/m3)压力损失 (mmAq)捕集效率 (%) 滤材 主要用途初效滤网 PRE FILTER 5 0.10.7 320 7080 (重量法) 合成纤维外气处理 空调箱前端中效滤网 MID FILTER 1 0.10.6 825 6095 (比色法)合成纤维 玻璃纤维高效滤网前端 循环空气前端准高效滤网 E-HEPA FILTER0.3 0.3 153595 (0.3m DOP)玻璃纤维Class10010000 无尘室最终滤网高效滤网 HEPA FILTER 0.3 0.3 255099.97(0.3m DOP)玻璃纤
4、维Class 1010000 无尘室最终滤网超低泄露滤网 ULPA 0.10.3 0.1 2550 99.995 特殊 玻璃 Class 110 无尘FILTER (0.12m DOP) 纤维 室最终滤网1) 初效过滤器的效率为G1-G3，此效率以5m以上的灰粒为测试媒介，多作为一般涂装的终端过滤器，或为了保护和延长高效过滤器的使用寿命设定的低效率过滤器。2) 中效过滤器的效率为G4-F6，此效率以15m的灰粒为测试媒介；多作为装饰性涂装（普通轿车、工程机械、农业机械等）的终端过滤器，或根据高效率过滤器的性能和为了降低成本进行保护性设定的中低效率过滤器。3) 高中效过滤器的效率为F6-F8，此
5、效率以0.51m的灰粒为测试媒介；多作为高级装饰性涂装(高中级轿车)的终端过滤器，也就是空气经其过滤后符合涂装车间喷漆室需要的洁净等级。4) 亚高效过滤器的效率为F9-H11，此效率以0.30.5m的灰粒为测试媒介。多用于电子、医药、航空等精密间或无尘室的空气过滤器。5) 高效过滤器的效率在H12U17以上，此效率以0.08-0.15m的灰粒为测试媒介。多用于电子、医药、航空等精密间或无尘室的空气过滤器。2. 喷漆室供风过滤器按照材料不同分类可分为金属过滤器、无纺布过滤器、人造纤维过滤器和玻璃纤维过滤器等。1) 铝网及不锈钢网等金属类材料和无纺布为制作初效，即Gl-G4效率过滤器之用材料;2)
6、 人造纤维和玻璃纤维为制作中效过滤器所用材料，但玻璃纤维材料在同等效率的情况下过滤效果比人造纤维材料更为理想;3) 制作高效等级以上的过滤器只能选用玻璃纤维纸或超细玻璃纤维材料。3. 喷漆室供风过滤器按照形状不同分类可分为板式过滤器、卷轴性过滤网、袋式过滤器和盒式（箱式）过滤器。1) 天井（顶棉）过滤网：用于没有空调的喷漆室动静压实送风过滤；选用具有抗断裂性和极高捕尘率的无纺布材料；采用纤维结网工艺和优化的粘性物质及渐密式结构，使滤棉具有极高的容尘量，延长使用周期。此外，顶棉产品在出风面应复合合成材料支撑层，提高过滤棉的稳定性，大大降低过滤棉出风面在安装时被划伤的风险。2) 板式（平面）过滤器
7、：空调过滤系统初级过滤，可作为中效的前道保护段过滤；采用有机合成纤维制成的无纺布为滤料或进口玻璃纤维为滤材，铝合金型材外框，框架及支撑架均可重复使用，更换过滤器时仅需更换内部滤料，且方便快捷，大大降低运行成本费用。3) 自动卷轴性过滤器：该过滤器是传统空气过滤器领域的一个重大突破，它是通过过滤器前后压差变化转换为传感电信号，并对过滤材料进行自动更换的空气除尘设备；采用玻璃长纤维制成，超强弹性纤维结构，不因风阻大压缩在一起，影响容尘量；滤材上喷有强化捕灰能力的黏着剂。4) 袋式过滤器：空调过滤系统中效过滤，可作为高效过滤的前道保护段过滤：采用超细纤维及有机合成纤维制成的无纺布为滤料；有效过滤面积
8、大，容尘量大，阻力小，通风量大；框架及支撑架可重复使用，更换过滤器时仅需更换过滤袋，且方便快捷，大大降低运行成本费用。5) 箱式（盒式）过滤器：多作为高级装饰涂装的空调系统的高效过滤器；采用高强度的玻璃纤维纸经特殊的热轧花工艺和憎水性处理实现最优的深度V型结构并保证边框的密封性。因此，具有稳定性和安全性的特点。三、 喷漆室供风系统常用过滤器材质的性能和特点1. 聚丙烯纤维（丙纶）特性：聚丙烯纤维是有机纤维，密度 0.91g/cm3，断裂强度 3.4g/d，极限氧指数 19，热塑性纤维，与火会燃烧并滴落，能烧毛、压光。过滤性能：可在干燥条件下经受 80的操作温度；瞬间使用温度 100，软化温度1
9、50。耐酸碱性、耐水分很好，耐氧化性弱。在大多数情况下丙纶会因氧化而降解，这是聚合物的主要弱点。聚丙烯耐磨性好，弹性回复率高，还是一种优良的热塑性纤维，聚丙烯专用于潮湿的场合，它受到只耐低温的限制。2. 聚酯纤维（涤纶）特性：聚酯纤维是有机纤维，在常温下有很好的使用性能，是袋滤器中的主力滤料。密度 1.38g/cm3，熔点 256，断裂强度 5.5g/d，极限氧指数 22，热塑性纤维，与火会燃烧并滴落，能烧毛、压光。 过滤性能：可在干燥条件下经受 130的操作温度；连续在 130以上工作会变硬；退色；发脆，温度也会使其强度变弱。于聚丙烯相比，聚酯在热衰变方面不敏感。热氧化发生的可能性需要在一定
10、的温度范围内有较强的氧化物来损坏。3. 玻璃纤维织物特性：玻璃纤维是一种无机纤维。密度 2.54g/cm3，原丝抗拉强度在 160275kg/mm2。玻璃纤维最突出的特点是耐高温，尺寸稳定性好，拉伸断裂强度高。玻璃纤维在耐化学侵蚀方面，除了氢氟酸、高温强碱外，对其他介质都很稳定。玻璃纤维缺点是耐折性较差，一般不在振荡或脉冲系统上使用。过滤性能：玻璃纤维可用于 260（中碱）/280无碱）的工况条件下长期使用，瞬间温度可达 350； 耐腐蚀性强； 尺寸稳定性好， 在 280，其收缩率为 0；拉伸断裂强度高、拉伸断裂伸长率小。四、 选用与保养 1. 选用注意事项喷漆室供风系统根据装饰级别不同，要求
11、的过滤精度和温度湿度不同及采用的加热和加湿方式，所要选用的过滤器的材质和形状结构也不同。通常选用何种材质和结构要考虑以下因素：1) 加热方式采用蒸汽和热水加热方式的热源，即使控温装置失灵导致局部过热的情况下，温度通常也在 100左右，因此初效采用耐燃的无纺布或化学合成纤维的板式过滤器或卷轴性过滤网；中效采用化学合成纤维的袋式过滤器；天然气、燃油或煤气加热热源温度较高，而且有泄漏易燃的可能，此时初效一定要选用耐高温难燃的板式玻璃纤维过滤器或卷轴性过滤网，中、高效采用耐高温难燃的袋式玻璃纤维过滤器。2) 加湿方式空调加湿一般采用干蒸汽、热水、冷水等方式，此时选择过滤器不仅要考虑滤料耐腐蚀、耐潮湿(
12、RH100)性，而且宜选择带自我支撑结构的袋式过滤器或盒式过滤器，避免传统袋式过滤器的滤袋会下垂或在气流通过时无法全部张开，最底下一排的滤袋有可能在停机时垂下来，并接触到地面上的水滋生细菌真菌等微生物，对操作工人的健康造成危害。3) 安全卫生与环保 选择滤料要采用耐燃或难燃材料，并符合环保要求，不含硅酮等对涂装质量及操作工人健康的有害成分，可焚化处理。2. 用途与配置表4 能满足农机行业表面处理卫生要求的过滤器配置过滤器级数 过滤器配置级别一级过滤 过滤顶棉G3、G4初效过滤器G3、G4两级过滤终效过滤顶棉F5、F6初效过滤器G3、G4中效过滤器F5、F6三级过滤终效过滤顶棉G3、G4初效过滤
13、器G3、G4中效过滤器F5、F6高效过滤器F7、F8四级过滤终效过滤顶棉F5、F61) 一级过滤用天井顶棉过滤，常用于没有空调送风系统的一般涂装，暨仅设置上送风的喷漆室的动静压室合一的终端过滤。2) 二级过滤由初效和中效过滤组成，多用于没有空调送风系统的喷漆室动压室、静压室的装饰性涂装。3) 三、四级过滤由初、中、高效、终端过滤组成，多用于设有空调送风系统的喷漆室高级装饰性涂装。3. 使用寿命滤料上积尘越多，阻力越大。当阻力大到设计所不允许的程度时，过滤器的寿命就结束。有时，过大的阻力会使过滤器上已捕捉到的灰尘飞散，出现这种二次污染时，过滤器就该报废。过滤器使用寿命是与过滤器的积尘量 P、 效
14、率 、风量 Q， 空气含尘浓度 N1 和生产负荷大小 t 等因素有关。通常用使用时间 T 计算：T = P/(N1*10-3*Qt)T-过滤器的使用时间P-过滤器的积尘量N1-过滤器前空气的含尘浓度（mg/m3）Q-过滤器的风量（m3/h）t-过滤器一天的运行时间（h）-过滤器的效率其中：N1 = M(1-S)(1-n)+Nrs(1-r) M：大气含尘浓度S：循环风比例Nr：回风浓度n：过滤器前的新风通路上的过滤器计重效率r：过滤器前的回风通路上的过滤器计重效率n = 1-（1- 1）（1- 2）（1- 3）r = 1-（1- 2）（1- 2）（1- 3）国产滤纸和进口滤纸相比，最大缺陷是脱毛
15、和滤料本底积尘高，这和生产环境及工艺欠精细有关，此外就是在常用滤速下高效滤纸阻力高,而超高效滤纸则阻力偏高更普遍。由于国产滤纸的积尘高，所以使用寿命也就没有进口滤纸长。 根据涂装行业使用经验，空气过滤器的使用寿命大约为：初效 400 小时；中校 2000 小时；高效 36000 小时。4. 维护保养为使喷涂车间喷漆室保持良好的洁净空气，必须经常对过滤器及过滤网进行检查和更换，否则会影响喷漆室气流组织和喷涂效果。新过滤器的阻力称“初阻力” ；对应过滤器报废时的阻力值称“终阻力” 。终阻力的选择直接关系到过滤器的使用寿命、系统风量变化范围、系统能耗。过滤器积灰，阻力增加，当阻力增大到某一规定值时，
16、过滤器就要报废。涂装行业上多通过在过滤器前加压差报警器，过滤器终助力（堵塞报警压力）设定为过滤器初阻力的 24 倍左右，天井（喷漆室顶棉）滤网终压损为 400 Pa。通常更换的标准需依靠压差计的提示来决定是否已到清理、更换时间。表 5 终阻力建议值效率规格 建议终阻力 PaG3(粗效) 100200G4（初中效） 150250F5F6（中效） 250300F7F8（高中效） 300400F9H11（亚高效） 400450高效与超高效 400600过滤器的清理通常采用压空反吹或用自来水清洗等方式，清理后过滤效率会降低 15%左右，可以再使用一段时间；重复使用过滤器的滤料要结实，纤维要粗，一般线径
17、在 10-50 pm 之间。一般初效过滤器最多可清理 2 次便需更换，中效高效过滤器不建议人工清理，一旦破损，影响涂装质量，得不偿失。平时需要对过滤器进行检查，一旦发现破损应马上进行更换。更换过滤器时，整个通风设备应处于停机状态，安装时注意不能使滤料破损漏风；安装顶棉时带网面的一面应面向操作间，防止滤网纤维的掉落，天井滤网的四边应压实避免漏风。总之，安装过滤网和过滤器的关键是不能漏风，使外来新鲜空气全部经过过滤器和过滤网进人操作车间。五、 结束语喷漆室供风过滤器是保证空气质量、作业环境和操作者健康的关键易耗件，设计选型时应综合考虑多种因素，选择适合的过滤器，才能延长使用寿命，降低运行成本。过滤器的维护保养是保证喷漆室供风质量乃至涂装质量的一项很重要工作，应予以重视。参考文献：1. 涂装车间设计手册化学工业出版社 王锡春2. 浅析空滤系统在汽车涂装线的应用奇瑞汽车股份有限公司 刘继华 胡卫华作者简介：康惠春 女 48工程硕士 副所长高级工程师 0379-64969914
