裝車機袋式除塵器的研發(fā)

余翔 李瑞友 蔣超 孟桂峰 黃立建

【摘 要】目前水泥在卸貨、裝袋、疊包的過程依靠水泥包裝車機來完成，裝車機工作時，由于裝車機的頭部溜板與車體之間存在一定的高度差，水泥包在下落過程中的碰撞揚塵較大，且易產(chǎn)生粉塵。文章介紹一種裝車機袋式除塵器，其解決了現(xiàn)在水泥裝車機無序揚塵擴散困擾水泥行業(yè)達到“車間空氣中呼吸性水泥粉塵衛(wèi)生標準”的全國性技術(shù)難題，保障粉塵排放達到環(huán)保要求，減少粉塵對大氣的污染。

【關(guān)鍵詞】裝車機;袋式除塵器;研發(fā)

【中圖分類號】TH69 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）02-0074-02

0 引言

目前水泥在卸貨、裝袋、疊包的過程依靠水泥包裝車機來完成，裝車機工作時，由于裝車機的頭部溜板與車體之間存在一定的高度差，水泥包在下落過程中的碰撞揚塵較大，且易產(chǎn)生粉塵[1]。由于裝車機在工作中，不僅在其縱向位置前后運動，還做上下運動，除塵器不易布置。袋裝水泥裝車的粉塵污染治理一直是企業(yè)的難題，并隨著現(xiàn)代化和工業(yè)化的進程，大氣污染日益嚴重，工業(yè)粉塵是大氣污染的重要污染源，揚塵綜合整治迫在眉睫[2]。

水泥廠裝包機處粉塵及環(huán)境治理，由于難度較大，沒有得到重視，裝包處需要人工疊包及丟包。但是由于工作環(huán)境惡劣，粉塵濃工高達幾十至上百克每立方，工人的職業(yè)健康沒有保障，長期在揚塵中工作，甚至容易產(chǎn)生矽肺病。這一問題是現(xiàn)在水泥企業(yè)環(huán)保最薄弱的環(huán)節(jié)，市場上尚未出現(xiàn)相應的收塵處理裝備，現(xiàn)迫切需要研制一種適應水泥在卸貨、裝袋、疊包過程揚塵的除塵技術(shù)與裝備，解決現(xiàn)有水泥裝卸車間造成粉塵二次揚塵難以收集處理的技術(shù)難題。

1 國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)概況

目前水泥行業(yè)的大多數(shù)企業(yè)在裝包環(huán)節(jié)仍采用人工完成，沒有采用環(huán)保設(shè)備，造成水泥裝車機無序揚塵擴散是困擾水泥行業(yè)達到“車間空氣中呼吸性水泥粉塵衛(wèi)生標準”的全國性技術(shù)難題。雖然現(xiàn)有小部分企業(yè)采用了環(huán)保設(shè)備代替人工，但設(shè)備效果不理想，沒有達到預期效果。與此同時，多數(shù)采用裝包機吸塵罩多數(shù)為固定式，移動不方便，收塵效果不好，同時收塵風機耗能嚴重，多則幾千瓦。因此，這就要求水泥環(huán)保裝備企業(yè)應根據(jù)水泥行業(yè)袋水泥裝車機現(xiàn)場工作的工藝狀況，組織科技人員技術(shù)創(chuàng)新，精心研究開發(fā)袋水泥裝車機除塵系統(tǒng)及裝備，破解袋水泥裝車機收塵除塵的技術(shù)難題。

2 水泥裝車機設(shè)計應滿足的工藝狀況

（1）袋水泥裝車機工作時對無序擴散揚塵要控制在一定的空間層面上，可移動式吸塵罩在滿足收集揚塵，防止揚塵進一步擴散到空氣中的同時，還要確保揚塵的收集只能控制在操作工人腰部以下，加強控制揚塵的空間層面，給操作工人創(chuàng)造一個良好健康的工作呼吸環(huán)境空間。

（2）水泥揚塵屬冷態(tài)粉塵空氣氣體，而冷態(tài)空氣再加上水泥粉塵的擴散混合，比重密度增大，根據(jù)水泥粉塵空氣的特殊性，要求吸塵罩設(shè)計時要有足夠大的負壓，要求吸塵罩口距離塵源間的距離適中。

（3）水泥粉塵吸塵罩設(shè)計要有一定的覆蓋面，要力爭適用于多種裝袋水泥的運輸車型，并能根據(jù)車型進行自動調(diào)整。

（4）袋水泥裝車機的吸塵和輸塵系統(tǒng)要能滿足生產(chǎn)工藝要求，要隨生產(chǎn)工藝前后、上下移動，最主要的還要滿足安全生產(chǎn)的要求。

3 裝車機袋式除塵器的設(shè)計研究

3.1 水泥揚塵顆粒物收集性能的影響因素試驗研究

在水泥裝卸車間二次揚塵濃度的條件下，研究不同控制模式下布袋除塵器的煙氣參數(shù)（溫度、流速、顆粒物濃度等）對顆粒二次飛揚及分級除塵效率的影響，建立多參數(shù)影響下的水泥顆粒二次飛揚及分級布袋除塵效率理論模型[3]。

3.2 移動式水泥裝車機除塵系統(tǒng)的總體方案設(shè)計

本項目技術(shù)方案采用移動式吸塵罩、裝車機與布袋除塵器集成組合，移動式吸塵罩的移動支架可與裝車機聯(lián)動，吸塵罩隨裝車機的前后移動而相應移動，吸塵罩可以始終罩設(shè)在裝車機的下料口上方，避免袋裝水泥下落過程中產(chǎn)生的粉塵外逸，極大提高了收塵效果。另外，移動支架上安裝有帶動吸塵罩整體升降的升降裝置，以適應不同高度的水泥運輸車。同時，側(cè)罩板與罩蓋活動連接，側(cè)罩板與罩簾之間通過柔性連接件連接，因此側(cè)罩板、罩簾可以向外側(cè)張開，使吸塵罩的內(nèi)部空間增大，吸塵罩的覆蓋區(qū)域也可以變大，避免吸塵罩無法罩蓋粉塵產(chǎn)生區(qū)域的情況出現(xiàn)。

3.3 移動式吸塵罩整體功能結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

吸塵罩是水泥裝車機除塵系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，它的設(shè)計合理與否直接關(guān)系到除塵效率問題。本項目設(shè)計采用可移動式、可伸縮矩形下吸塵式設(shè)計。裝車機移動式吸塵罩設(shè)在裝車機下料口上方，吸塵罩可沿裝車機行進方向直線移動。在吸塵罩上方設(shè)有移動支架，用于輔助吸塵罩的移動。同時，移動支架上安裝有升降裝置，可帶動吸塵罩整體上下移動，實現(xiàn)吸塵罩的自由升降，以適應不同高度的水泥運輸車確保收塵效率，避免袋裝水泥下落過程中產(chǎn)生的粉塵外逸，達到提高收塵效率的目的。除此之外，吸塵罩內(nèi)設(shè)有與吸風機通信連接的粉塵濃度監(jiān)測儀，對粉塵進行實時監(jiān)測。

3.4 移動吸塵罩升降系統(tǒng)的研發(fā)設(shè)計

袋水泥裝車機工作時根據(jù)裝車進度，運料機是需要視裝車疊包情況隨時提升或下降的，可移動吸塵罩升降系統(tǒng)設(shè)計采用雙鋼繩電動葫蘆吊掛，電動葫蘆安裝在上部移動皮帶機尾部的機車上，與皮帶機前后運行。如何解決可移動吸塵罩上下升降設(shè)計，在傾斜膠帶機架上設(shè)置兩個連接臂與可移動吸塵罩平衡吊架相活連接，平衡吊架由電動葫蘆吊掛，傾斜膠帶機吊裝葫蘆與可移動吸塵罩吊裝葫蘆均采用不同轉(zhuǎn)速，并設(shè)計為同步控制和單獨調(diào)節(jié)兩種模式，可移動吸塵罩上部排氣管與PU伸縮管連接，從而達到可移動吸塵罩與運料機同步運行的目的。

3.5 移動輸塵管路系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計

根據(jù)袋水泥裝車機生產(chǎn)工藝要求，需要運料機前后運行，設(shè)計在移動運料機車的尾部安裝一臺固定收塵集箱，集箱一側(cè)出口連接可伸縮移動管道，一般可移動伸縮的長度為8 m，把可移動吸塵罩收集的粉塵氣體通過此移動管路輸送到固定管路，再由固定管路將粉塵氣體輸送到袋除塵器內(nèi)進行凈化處理，移動管路內(nèi)部安裝多個滾輪軸承，每節(jié)移動管路上都設(shè)有法蘭油浸羊毛氈做為密封，可滿足袋水泥裝車機前后移動運行的要求。

3.6 袋除塵器總體結(jié)構(gòu)優(yōu)化及工藝系統(tǒng)的設(shè)計

含水泥粉塵進入袋除塵器本體，流經(jīng)原布風板，通過骨架支撐的濾袋時，粉塵被阻留在濾袋外表面，干凈的煙氣進入袋內(nèi)，并經(jīng)袋口和上箱體后由出風口排出。由于濾袋表面的粉塵不斷增加，導致設(shè)備阻力上升，當升至設(shè)定值時，微壓差控制器輸出信號，電控儀便發(fā)出信號，使噴吹系統(tǒng)工作。壓縮空氣由氣包經(jīng)脈沖閥和噴吹管上的噴嘴向濾袋內(nèi)噴射，在濾袋膨脹產(chǎn)生的加速度和反向氣流的作用下，附于濾袋外的粉塵脫離濾袋落入灰斗內(nèi)，再經(jīng)卸灰閥排出。脈沖閥依次打開約0.1 s，噴吹結(jié)束后，第二個脈沖閥進行噴吹，依次完成所有脈沖閥的噴吹，實現(xiàn)清灰，使出口排放濃度均低于20 mg/Nm3。

3.7 自動控制系統(tǒng)的研發(fā)

將袋除塵技術(shù)、自動檢測控制技術(shù)、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控技術(shù)與移動吸塵罩系統(tǒng)相融合，研發(fā)精確的裝車機移動除塵器控制系統(tǒng)，開發(fā)能夠根據(jù)袋水泥移動裝車機工作狀況、在線監(jiān)測袋除塵器分室和凈氣分室的流量及相對偏差，根據(jù)相對偏差在線調(diào)節(jié)移動吸塵罩位置和提升閥閥門開度，均衡各除塵器分室和凈氣分室流量，精確除塵;且電源控制系統(tǒng)和除塵控制系統(tǒng)之間通過總線方式進行通信控制。

4 結(jié)語

本裝車機袋式除塵器開發(fā)設(shè)計適用于水泥裝卸車間二次揚塵的除塵器成套裝備，從可隨車移動、可調(diào)節(jié)開關(guān)的吸塵罩+整套裝車機吸風、送風系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及袋除塵器工藝設(shè)計等方面著手，實現(xiàn)了對水泥裝卸車間二次揚塵的細顆粒的有效控制。本項目產(chǎn)品的研發(fā)成功，解決了現(xiàn)在水泥裝車機無序揚塵擴散困擾水泥行業(yè)達到“車間空氣中呼吸性水泥粉塵衛(wèi)生標準”的全國性技術(shù)難題，保障粉塵排放達到環(huán)保要求，減少粉塵對大氣的污染。

參 考 文 獻

[1]徐懷洲，劉晉鋒.袋裝水泥裝車機除塵設(shè)計[J].水泥，2012（10）.

[2]姬中全，李保明，于光民.袋裝水泥裝車系統(tǒng)除塵技改[J].水泥，2018（6）.

[3]方業(yè)云.袋裝貨物自動裝車機的設(shè)計及研究[D].青島：青島科技大學，2018（4）.

[責任編輯：鐘聲賢]