袋裝水泥裝車系統(tǒng)除塵技改

大氣網(wǎng)訊:我公司水泥包裝車間設(shè)計(jì)3臺(tái)BHYW-8型旋轉(zhuǎn)式包裝機(jī)，配套6臺(tái)ZQD100-11000/12500移動(dòng)式袋裝水泥裝車機(jī)，其具有包裝效率高、電耗低、運(yùn)行穩(wěn)定、工藝布置簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)。本文通過采用兩側(cè)收塵和車尾收塵相結(jié)合的方式，使粉塵收集效率達(dá)到95%以上，現(xiàn)作一總結(jié)介紹。

1 揚(yáng)塵分析及技改實(shí)施難點(diǎn)

1.1 揚(yáng)塵分析

袋裝水泥裝車時(shí)，粉塵來源主要有表面粉塵和袋內(nèi)粉塵外逸，裝車機(jī)上的水泥袋順勢(shì)碼垛于汽車貨箱，由于有一定高度落差，當(dāng)水泥袋受到?jīng)_擊時(shí)，袋表面水泥擴(kuò)散、袋內(nèi)水泥隨著沖擊的作用由袋內(nèi)往空中逸出，隨空氣擴(kuò)散，產(chǎn)生高濃度粉塵污染。

1.2 技改實(shí)施難點(diǎn)

1）空間受限

技改是在建成使用的包裝裝車系統(tǒng)已有建筑物和設(shè)備之間的狹小空間中改造。對(duì)裝車除塵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要求極其復(fù)雜。車道柱間距5.8 m，空間高度4.8 m也受限制。

2）裝車工操作習(xí)慣差異大

由于習(xí)慣和個(gè)體差異的區(qū)別，不同操作工，在裝車過程中操作習(xí)慣差異大，有的操作工物料拋離點(diǎn)距離裝車機(jī)出料板達(dá)2 m以上，而有的很近，堆碼包的習(xí)慣差異也很大。裝車除塵系統(tǒng)必須適應(yīng)不同操作者的堆碼習(xí)慣。

3）適應(yīng)性要求高

不同車道需要適應(yīng)小至1 t的四輪拖拉機(jī)，大到80 t載重的大卡車。因此吸塵口需要滿足車型尺寸變化，以最靠近揚(yáng)塵點(diǎn)的位置吸塵。盡量減少擾風(fēng)的吸入，以降低能耗。

前端清包處理及包裝袋質(zhì)量差異，導(dǎo)致裝車點(diǎn)粉塵濃度差異大，收塵系統(tǒng)需要適應(yīng)最惡劣工況。

收塵點(diǎn)位置變化大，縱向有12 m，橫向有2~3 m，且揚(yáng)塵點(diǎn)高度變化大。固定吸塵口不能滿足要求。

充分考慮以上問題，并結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，經(jīng)過多次分析論證，計(jì)劃對(duì)袋裝水泥裝車除塵系統(tǒng)進(jìn)行技改。

2 主要方案

2.1 系統(tǒng)風(fēng)量

（1）我公司袋裝水泥裝車除塵系統(tǒng)采用兩側(cè)收塵和車尾收塵結(jié)合，兩側(cè)吸塵口如圖1所示。

按照吸風(fēng)口至收塵控制點(diǎn)之間區(qū)域成球形分布的原理，采用經(jīng)驗(yàn)公式Q=0.75（10X2+F）Vx來計(jì)算風(fēng)量。式中：Q為單側(cè)吸風(fēng)罩所需風(fēng)量（m3/h）；X為控制點(diǎn)到吸塵罩的距離（m）；F為吸塵罩敞口面積（m2），Vx為控制點(diǎn)控制風(fēng)速（m/s）。

已知，側(cè)吸風(fēng)罩吸風(fēng)口尺寸長(zhǎng)=2.5 m寬=0.05 m；控制點(diǎn)到吸塵罩的距離X=1.25 m；控制點(diǎn)的最小控制風(fēng)速Vx=0.25 m/s（見《除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》）。

則單側(cè)所需風(fēng)量為：

（2）車尾吸塵口排風(fēng)情況如圖2所示。

車尾吸塵口排風(fēng)量計(jì)算原理及公式同側(cè)吸風(fēng)罩。已知，落包點(diǎn)吸風(fēng)罩吸風(fēng)口尺寸長(zhǎng)=1.6 m寬=0.03 m；控制點(diǎn)到吸塵罩的距離X=1.0 m；控制點(diǎn)的最小控制風(fēng)速Vx=0.25 m/s（見《除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》）。

同理，落包點(diǎn)所需風(fēng)量為：

2.2 主要設(shè)備選型

現(xiàn)以一臺(tái)包裝機(jī)對(duì)應(yīng)一條裝車道的系統(tǒng)為例計(jì)算。

1）除塵器

袋裝水泥系統(tǒng)選用氣箱脈沖類袋收塵器。該系列收塵器因其采用先進(jìn)的離線三狀態(tài)（過濾、清灰、靜止）清灰方式，避免了清灰的“再吸附”現(xiàn)象，清灰徹底，除塵效率高，保證系統(tǒng)低阻力運(yùn)行，從而節(jié)約能耗?？纱_保排放濃度低于30 mg/Nm3。

根據(jù)系統(tǒng)風(fēng)量需要，選用PPC64-6袋收塵器，其具體參數(shù)為：處理風(fēng)量32 256 m3/h，濾袋面積384 m2，過濾風(fēng)速1.4 m/min，入口含塵濃度<150 g/Nm3，設(shè)備阻力1 770 Pa。

2）尾部引風(fēng)機(jī)

經(jīng)阻力測(cè)算可知：收塵器1 700 Pa，風(fēng)管1 000 Pa，風(fēng)罩300 Pa，吸風(fēng)口負(fù)壓500 Pa，系統(tǒng)總阻力損失為3 500 Pa。根據(jù)系統(tǒng)風(fēng)量和風(fēng)壓需求，選用5-47系列離心風(fēng)機(jī)。具體參數(shù)為：型號(hào)5-47-10D，處理風(fēng)量30 000 m3/h，全壓3 500 Pa，電動(dòng)機(jī)功率37 kW。

3）回料

根據(jù)裝包系統(tǒng)工藝布置，收集下的粉塵就近采用儲(chǔ)灰斗存儲(chǔ)，定時(shí)用鏟車或人力運(yùn)走。

4）車道系統(tǒng)

根據(jù)貨運(yùn)車輛車型，系統(tǒng)總寬度設(shè)計(jì)為4.8 m，裝車機(jī)行走最大距離12 m即可滿足要求。

5）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

主要由除塵器、風(fēng)機(jī)、伸縮風(fēng)槽、鉸接風(fēng)道、主吸風(fēng)口、側(cè)吸風(fēng)口、風(fēng)口軌道懸架系統(tǒng)、風(fēng)槽底座、電器控制系統(tǒng)和通風(fēng)管道等組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3 工作過程描述

在袋裝水泥裝車堆碼包過程中產(chǎn)生的浮塵，由調(diào)整至受料車箱兩旁的側(cè)吸塵罩和變幅皮帶機(jī)頭溜板下的固定下吸塵罩抽吸，抽吸的含塵氣體經(jīng)分支風(fēng)管分別進(jìn)入上方風(fēng)道，后經(jīng)伸縮風(fēng)管、固定風(fēng)管及非標(biāo)通風(fēng)管進(jìn)入除塵器，經(jīng)除塵器過濾后的凈氣由離心通風(fēng)機(jī)排出，從而達(dá)到收塵目的。

除塵器收集的水泥灰達(dá)到設(shè)定量時(shí)由人工清理。

在一臺(tái)包裝機(jī)對(duì)應(yīng)兩條裝車道的系統(tǒng)中，本除塵子系統(tǒng)的啟閉與包裝機(jī)連鎖進(jìn)行自動(dòng)控制；兩條車道的通風(fēng)管路與除塵器之間均設(shè)置有蝶閥，蝶閥與搬道機(jī)連鎖進(jìn)行自動(dòng)控制。

變幅皮帶機(jī)頭溜板下的固定吸塵罩無需操控，其隨皮帶機(jī)頭變化從而跟隨吸塵，主要從操作人下方抽吸由變幅皮帶機(jī)帶來的水泥和飄向后方的浮塵。

兩側(cè)吸塵罩在貨車就位前提升至上限，并開至最大開度。貨車就位后，調(diào)整側(cè)吸塵罩與車廂的寬、高匹配，然后裝車。在裝車過程中，側(cè)吸塵罩自動(dòng)跟隨裝車皮帶機(jī)移動(dòng)，無需操控。在除塵風(fēng)機(jī)的抽吸作用下，兩側(cè)吸塵罩口形成負(fù)壓區(qū)域，快速抽吸走含塵氣體。裝完后將側(cè)吸塵罩調(diào)整至上限并開至最大開度。

4 實(shí)施效果

4.1 系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)

（1）占用空間小，車道通過能力不受影響，系統(tǒng)安裝后保證通行寬度3.4 m，滿足80 t汽車通行。高度方向能保持在系統(tǒng)安裝前的通行高度。

（2）側(cè)吸塵口可沿車道前后、上下、左右移動(dòng)（左右移動(dòng)可單獨(dú)控制，滿足停車不正的影響）可滿足1~80 t載重車輛的裝車吸塵要求。

（3）系統(tǒng)左右風(fēng)口常置于貨箱外側(cè)，不影響裝車工操作。

4.2 更有利于職業(yè)健康

為保護(hù)裝車工職業(yè)健康要求，吸塵點(diǎn)須保證工人操作路徑不能迎面吸塵。因此須采用兩側(cè)吸塵和車尾吸塵，不能采用頂吸或車頭方向吸塵。

4.3 吸塵效果好

（1）系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)主吸塵口、兩個(gè)側(cè)吸塵口，吸塵口面積大。側(cè)吸塵結(jié)構(gòu)根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)成常負(fù)壓區(qū)，防止浮塵逃逸。

（2）側(cè)吸塵口吸風(fēng)方向，與水泥包下落后反折揚(yáng)塵路徑一致，避免紊流影響。

（3）系統(tǒng)壓力可調(diào)，滿足不同揚(yáng)塵濃度要求。

（4）通過調(diào)整風(fēng)口風(fēng)速，可改變吸塵罩覆蓋區(qū)間，保證吸塵效果，節(jié)約能源。

（5）在不影響操作的前提下，做到吸風(fēng)口與揚(yáng)塵點(diǎn)之間距離最短，最大限度減少擾風(fēng)量的摻入。

4.4 操作方便

（1）系統(tǒng)主吸塵口隨裝車機(jī)變幅段升降移動(dòng)，無需單獨(dú)控制。

（2）車輛入位后，只需調(diào)整側(cè)吸口左右位置與車廂寬度匹配，在裝車過程中寬度方向無需再次調(diào)整。側(cè)吸塵口前后隨裝車機(jī)移動(dòng)。

袋裝水泥裝車系統(tǒng)除塵技改從2016年年初改造完成使用至2018年2月，效果良好，檢測(cè)袋裝裝車時(shí)粉塵收集效率在95%以上，達(dá)到技改預(yù)期。對(duì)其他同行企業(yè)袋裝裝車工序有很好的推廣意義。技改后現(xiàn)場(chǎng)照片見圖4。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

袋裝水泥裝車除塵系統(tǒng)效益來源于其水泥回收的再利用、員工職業(yè)健康及減少粉塵污染的社會(huì)效益。

1）水泥回收收入

改造前裝車點(diǎn)粉塵濃度自測(cè)值為5~15 g/Nm3。根據(jù)各廠的包裝袋資料及裝車習(xí)慣不同，取中間值10 g/Nm3作為計(jì)算依據(jù)。飛灰每小時(shí)收塵量=粉塵濃度（g/Nm3）×收塵器處理風(fēng)量（m3/h）×收集效率×收塵效率=10×30 000×10-6×0.90×0.99≈0.27（t/h）。

現(xiàn)水泥包裝線產(chǎn)量一般為80~120 t/h，以100 t/h中間值計(jì)算，設(shè)破包率為0.5%，破包漏灰率為15%，收集效率90%，則每小時(shí)破包收塵量=100×0.005×0.15×0.9=0.067 5（t/h），每小時(shí)水泥回收總量=0.27+0.067 5=0.337 5（t/h），設(shè)每天工作12h，年工作300 d，則一年回收水泥總量1 215 t。

2）運(yùn)行成本支出

技改后運(yùn)行成本支出主要為電費(fèi)，風(fēng)機(jī)功率37 kW，80%負(fù)載運(yùn)行，每小時(shí)耗電30 kWh，電力成本約22元，每噸水泥增加電耗0.22元。

3）成本效益對(duì)比

水泥回收收入-運(yùn)行成本支出（設(shè)水泥均價(jià)220元/t）=0.337 5×220-22=52.25（元）。技改完成后，每小時(shí)可增加收益52.25元。每噸水泥節(jié)約成本52.25/100=0.523元。如每年銷售50萬(wàn)噸袋裝水泥年收益為0.523×50=26.15萬(wàn)元。

作者單位：青州中聯(lián)水泥有限公司

原標(biāo)題:袋裝水泥裝車系統(tǒng)除塵技改