水泥散裝船卸料系統(tǒng)的收塵方案及應(yīng)用

田源（合肥水泥研究設(shè)計(jì)院，合肥 230051）

水泥散裝船卸料系統(tǒng)的收塵方案及應(yīng)用

田源
（合肥水泥研究設(shè)計(jì)院，合肥 230051）

沿?；蜓亟乃鄰S在水泥熟料卸船倒運(yùn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，如何處理這些粉塵是個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題。文章探討了專門針對(duì)此類裝置設(shè)計(jì)的粉塵捕集方案及應(yīng)用實(shí)例。

水泥；散裝熟料；倒運(yùn)；落料斗；吸風(fēng)罩；除塵器

1 前言

水泥是典型的“短腿”工業(yè)產(chǎn)品，一般水泥的陸路運(yùn)輸半徑僅為200公里。而國(guó)內(nèi)眾多的沿?；蜓亟乃鄰S，因?yàn)榈乩砦恢煤?，可以選擇相較陸運(yùn)便宜很多的水運(yùn)來(lái)輸出水泥或購(gòu)入熟料。目前水運(yùn)水泥熟料常用的卸船方法是使用吊機(jī)和抓斗在水泥散裝船中抓料送至岸邊，抓斗放料將熟料卸入落料斗，再由落料斗下方的皮帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至熟料庫(kù)。因此在整個(gè)倒運(yùn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的粉塵污染。針對(duì)這一情況，本文提出了一套基于吸風(fēng)罩的收塵系統(tǒng)方案，并在泰州海螺水泥有限公司的熟料碼頭應(yīng)用，取得了良好的使用效果。

2 吸風(fēng)罩的設(shè)計(jì)

泰州海螺水泥公司原有的落料斗示意見(jiàn)圖1。

圖1 原有落料斗示意

通過(guò)分析熟料落入料斗時(shí)產(chǎn)生的含塵氣體的流向，將落料斗和吸風(fēng)罩進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖2）。

圖2 新設(shè)計(jì)的落料斗含吸風(fēng)罩和風(fēng)管

方案整體的設(shè)計(jì)思路是：增大落料斗的上部橫截面積，在熟料落入落料斗后因沖擊斗壁而產(chǎn)生的揚(yáng)塵氣流向上擴(kuò)散，在上升過(guò)程中會(huì)因?yàn)槁淞隙飞喜康慕孛娣e突然變大而減速。同時(shí)在落料斗的上部外沿增加如圖2序號(hào)5的一圈擋風(fēng)吸風(fēng)罩，使上揚(yáng)的灰塵一部分碰到風(fēng)罩后自然折返，控制了灰塵的外漏。吸風(fēng)罩的側(cè)面設(shè)置吸風(fēng)管，吸風(fēng)管接收塵器進(jìn)風(fēng)主管道，在收塵器運(yùn)行時(shí)保證吸風(fēng)罩口產(chǎn)生一定的負(fù)壓，將已被減速的含塵氣流捕入吸風(fēng)罩，從而達(dá)到除塵的效果。圖2序號(hào)6的三根吸風(fēng)管，在每根風(fēng)管上都需配備調(diào)節(jié)閥門，以調(diào)節(jié)吸風(fēng)罩各邊的負(fù)壓達(dá)到大體平衡。

在保證正常落料的情況下，應(yīng)盡量縮小吸風(fēng)罩的出口截面積，這可以更加有效地遮擋含塵氣流，并可減少整個(gè)收塵系統(tǒng)的漏風(fēng)率，這樣即減小了收塵器及其尾排風(fēng)機(jī)的負(fù)荷，又降低了系統(tǒng)的投資和運(yùn)行成本。

3 整個(gè)收塵系統(tǒng)風(fēng)量的確定

設(shè)系統(tǒng)風(fēng)量為Q，則Q = 熟料落入落料斗所產(chǎn)生的含塵氣量Q1+ 吸風(fēng)罩截面漏風(fēng)量Q2+ 皮帶落料處吸風(fēng)管風(fēng)量Q3（圖2序號(hào)7）。

設(shè)抓斗一次抓起的熟料體積為V，則V = 抓斗抓起的熟料重量M／熟料密度ρ。泰州海螺水泥公司為回轉(zhuǎn)窯工藝，ρ取1.45t/m3。

設(shè)熟料從抓斗落入落料斗底部的時(shí)間為t，則Q1= V/t。

設(shè)吸風(fēng)罩處達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)壓所需風(fēng)速為X，Q2= X·a1·a2。X的取值是一個(gè)理論結(jié)合經(jīng)驗(yàn)的數(shù)值，其與圖2中的落料斗斗壁斜度α和粉塵捕集率μ成正比，與物料下落的高度h1+h2成反比。一般取值的上下限為0.7～2.2m/s。根據(jù)設(shè)計(jì)料斗的形狀和希望達(dá)到的收塵效果，取X=1.2m/s。設(shè)計(jì)a1= 4m，a2= 3m，則Q2= 51,840m3/h。

考慮熟料每次落入落料斗所揚(yáng)起的粉塵量不同，而且除了上部吸風(fēng)罩口有漏風(fēng)外，還可能存在別處漏風(fēng)（如圖2序號(hào)8的漏風(fēng)），按統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，再引入風(fēng)量的修正系數(shù)θ1、θ2，則Q=Q1·θ1+Q2+θ2+ Q3。其中：θ1? { x︰1＜ x ＜（h1+ h2）/h1}，θ2? { x︰1＜ x ＜（ 1 +（b1× b2）/（a1× a2）}。Q3按皮帶落料處吸風(fēng)管（圖2序號(hào)7）的管徑選取，這里取值Q3= 4000m3/h。

泰州海螺水泥公司熟料碼頭的抓斗，一次最大重量為7噸，如果一次收塵率為85%，代入上面的計(jì)算式，可選型出配套該落料斗的收塵器，參數(shù)見(jiàn)下表。

系統(tǒng)收塵器參數(shù)表

4 實(shí)際應(yīng)用效果及存在的不足

2011年11月第一臺(tái)落料斗收塵系統(tǒng)投入運(yùn)行，收塵器位于落料斗下游，直接布置在轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶輸送機(jī)上，這樣捕獲到的粉塵熟料可通過(guò)剛性葉輪給料機(jī)落入皮帶運(yùn)走。原先開(kāi)放型的落料斗在抓斗卸料時(shí)的大量揚(yáng)塵得到了有效控制，已沒(méi)有了之前一落料就煙霧飛騰的情況。落料斗周邊除了抓斗落料時(shí)的撒濺灰塵，幾乎沒(méi)有落灰揚(yáng)塵，可以說(shuō)取得了很好的運(yùn)行效果。

然而這種收塵方案也有不足之處：只能捕集落料斗的揚(yáng)塵，對(duì)于抓斗來(lái)回運(yùn)動(dòng)時(shí)撒濺的灰塵無(wú)能為力；由于落料揚(yáng)塵是間歇性的，而后排收塵器和風(fēng)機(jī)卻需要保持常開(kāi)狀態(tài)，因而增加了電力消耗，加重了企業(yè)負(fù)擔(dān)。這些問(wèn)題尚待進(jìn)一步改進(jìn)。

Dust Collection Scheme and Application for Materials Unloading System in Cement Bulk Ships

TIAN Yuan

X701

A

1006-5377（2014）11-0023-02