砂處理線除塵案例淺析

董志深

（保定維爾鑄造機械股份公司，河北保定 071051）

砂處理線除塵案例淺析

董志深

（保定維爾鑄造機械股份公司，河北保定 071051）

結(jié)合砂處理除塵案例分析，提出要合理布置設(shè)備內(nèi)部風路系統(tǒng)，既要做好設(shè)備工作參數(shù)的選擇，同時也要考慮內(nèi)部風路系統(tǒng)參數(shù)對粉塵排放的影響，只有內(nèi)外結(jié)合，相互協(xié)調(diào)，才可設(shè)計出適合鑄造企業(yè)的環(huán)保除塵系統(tǒng)。

除塵系統(tǒng)；案例分析；鑄造設(shè)備

目前，我國鑄造行業(yè)的能源消耗占機械工業(yè)能耗的25%～30%，能源利用率僅為17%。鑄造生產(chǎn)綜合能耗是國外發(fā)達國家的2倍[1]。鑄造行業(yè)的污染排放也相當嚴重，控制和治理鑄造過程中的粉塵，是企業(yè)安全生產(chǎn)勞動保護和防止環(huán)境污染的一項重要而又普遍性的問題，也是實現(xiàn)鑄造生產(chǎn)現(xiàn)代化必不可少的環(huán)節(jié)。

鑄造企業(yè)的除塵系統(tǒng)并不象單純的環(huán)保除塵那樣，只是控制塵源點的揚塵和粉塵處理。它要結(jié)合鑄造設(shè)備的工作特征，合理地設(shè)置排風點和排風風量，并需與設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)相結(jié)合，使設(shè)備內(nèi)部空氣流動得到一個合理的分布，才能使設(shè)備達到設(shè)計效果，除塵系統(tǒng)才可以以最低的投入和運行成本達到最好的除塵效果和環(huán)境改善效果。

以砂處理設(shè)備中的沸騰冷卻床為例，其設(shè)計要考慮進氣口的空氣流，在沸騰床底部的鼓風室形成一個均勻的正壓，使氣流通過沸騰板的作用，將沸騰板上的砂子向斜上方吹起到一定的高度下落時，前進一定的距離，上部要具有一個使粉塵不外溢且可以把下部吹上的風量完全吸走的負壓。只有這樣，沸騰冷卻床才可以使高溫的型砂與低溫空氣充分接觸，設(shè)備才能達到其除濕降溫工作效果。這就要求除塵系統(tǒng)的風壓、風量、內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個合理的布局和配置。要做到這一點，單從排風除塵的角度是難以做到的，必須在設(shè)備設(shè)計之初就將環(huán)保與設(shè)備設(shè)計有機地結(jié)合起來。但目前多數(shù)鑄造設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)設(shè)備設(shè)計與環(huán)保通風設(shè)計脫節(jié)，總是把鑄造生產(chǎn)線的環(huán)保除塵系統(tǒng)與設(shè)備設(shè)計割裂開來，有的企業(yè)甚至把鑄造線的環(huán)保除塵系統(tǒng)交由生產(chǎn)線的工藝設(shè)計者草草布局，這也是目前鑄造企業(yè)環(huán)境較差的一個原因所在。

下面就某砂處理線具體設(shè)備做一案例分析。

某砂處理生產(chǎn)線的篩分冷卻部分如圖1。舊砂先進入滾筒破碎篩，經(jīng)振動篩進入沸騰冷卻床。除塵系統(tǒng)是沸騰冷卻床的支路經(jīng)旋風除塵器與滾筒篩支路會合。

存在問題：①沸騰冷卻床沸騰冷卻效果不好；②系統(tǒng)主風機全開時除塵系統(tǒng)排沙量過大，振動篩粉塵外溢；③滾筒篩尾部廢料溜槽排出大量的粉塵。

問題產(chǎn)生原因分析如下。（1）系統(tǒng)阻力不平衡，兩個支路風量懸殊（圖1）。系統(tǒng)中沸騰冷卻床支路加了一個運行阻力600Pa～1000Pa的旋風除塵器，與滾筒破碎篩支路的阻力相差懸殊。系統(tǒng)運行時，在管路會合點既系統(tǒng)阻力平衡點，兩個支路的實際運行阻力必然達到平衡，而系統(tǒng)管路設(shè)計計算是按等風速設(shè)計的（目前多采用此設(shè)計）。運行中系統(tǒng)唯一可自動改變的參數(shù)就是風速，因而造成滾筒篩支路管路風速過高，遠大于系統(tǒng)設(shè)計風速，使得滾筒破碎篩吸風量過大，篩體內(nèi)風速過高，大量的型砂被風帶走。而沸騰冷卻床支路風量過小。為了調(diào)整風速，現(xiàn)場只能把滾筒破碎篩風量調(diào)整門開的很小甚至到關(guān)閉狀態(tài)，才可使?jié)L筒破碎篩支路與沸騰冷卻床支路保持設(shè)定的風量。但由于人為的加大破碎篩支路阻力，使得整個系統(tǒng)阻力加大，系統(tǒng)風量就會大大減小，造成系統(tǒng)整體風量不足，同時管路風速變化較大，勢必造成管路積砂。

圖1 除塵系統(tǒng)示意圖

（2）沸騰冷卻床進、出風口位置和內(nèi)部擋風板設(shè)置不合理，造成冷卻效果不好（圖2）。

該沸騰冷卻床鼓風進口設(shè)在震體的長度方向，且下部風室中只設(shè)置了進口和末端擋風板，中間部分沒有設(shè)置擋風板，進入風室的高速氣流直達尾部，不利于在沸騰冷卻床底部鼓風室中形成均勻的正壓（靜壓），使沸騰床面砂粒無法均勻的被風拋起并與冷風充分接觸。鼓風口設(shè)在高溫進砂端，排風口設(shè)在冷卻后的出砂端，隨著空氣向后的流動逐步吸收熱砂中的熱量，到達出風口即出砂口時溫度已達最高，使末端的砂子處在高溫空氣當中，無法繼續(xù)得到冷卻。沸騰冷卻床中的熱砂無法在整個床體長度上持續(xù)均勻的降溫，造成其效果無法充分發(fā)揮。要解決這個問題就要對內(nèi)部結(jié)構(gòu)加以調(diào)整，進出口合理布置，使下部鼓風室有一個均勻的正壓。上部排風室的熱砂和空氣接觸保持一個應(yīng)有的溫度梯度，整個沸騰冷卻床的冷卻功能就可得到充分利用。

圖2 沸騰冷卻床示意圖

（3）滾筒破碎篩結(jié)構(gòu)的原因，在尾部形成靜風區(qū)，使尾部積塵，并從廢料口排出（圖1）。

滾筒破碎篩的出口設(shè)在中間位置，且整個機體沒有設(shè)置補風風口，滾筒篩體內(nèi)部由下邊的振動篩前、后口到滾筒篩頂部出風口形成主風路，進料口到出風口為輔助風路。廢料口到出風口區(qū)域由于廢料溜槽過長阻力較大空氣流動很少，形成一個靜風區(qū)—積塵區(qū)，積聚的粉塵在很小的空氣流帶動下進入廢料溜槽隨廢料排出。

通過對以上問題分析表明，砂處理設(shè)備的除塵系統(tǒng)的設(shè)計，與單純環(huán)保除塵是存在很大差別的。鑄造設(shè)備除塵系統(tǒng)的設(shè)計必須深入到設(shè)備內(nèi)部，結(jié)合鑄造設(shè)備的工作原理，合理布置設(shè)備內(nèi)部風路系統(tǒng)，既要選擇合理的設(shè)備參數(shù)又要選擇合理的風路系統(tǒng)參數(shù)，只有內(nèi)外結(jié)合相互協(xié)調(diào)才可設(shè)計出適合鑄造企業(yè)的環(huán)保除塵系統(tǒng)。

控制和治理粉塵污染，應(yīng)從工藝改革和設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化同時著手，實現(xiàn)機械化、自動化、密閉化，并配以合理的內(nèi)部通風、布風結(jié)構(gòu)，配套通風除塵設(shè)施，這是最有效的途徑。同時應(yīng)將環(huán)保除塵設(shè)計融入到鑄造車間設(shè)計的全過程，在提出鑄造機械化的過程中同步解決鑄造車間的粉塵污染，使產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)境治理得到同步解決和提高，同時企業(yè)的安全生產(chǎn)、勞動保護質(zhì)量也有了保障。

在解決好設(shè)備和局部除塵問題的同時，做好鑄造車間的整體通風除塵設(shè)計工作。如采用整體廠房分層送風技術(shù)等，使工作區(qū)域獲得較高的空氣質(zhì)量，以改善工人的勞動環(huán)境，做到無粉塵、無污染，使鑄造企業(yè)真正成為現(xiàn)代化的清潔工廠。

[1] 李元元，等.鑄造行業(yè)節(jié)能減排現(xiàn)狀及對策[C].2010年中國鑄造活動周論文集

TG231.2；

B；

1006-9658（2012）05-0050-2

2012－08－23

稿件編號：1208－106

董志深（1962-），男，從事鑄造生產(chǎn)線及及除塵系統(tǒng)的設(shè)計工作