制絲車(chē)間煙草粉塵安全隱患及對(duì)策分析

唐永朋 李夢(mèng)春 朱承廣

（山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司青島卷煙廠，山東 青島266101）

1 研究背景

制絲車(chē)間作為對(duì)煙葉及其制品進(jìn)行初加工的生產(chǎn)型車(chē)間，在生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)工序都有產(chǎn)生煙草粉塵的可能性。煙草粉塵作為一種植物纖維性質(zhì)的生產(chǎn)性粉塵，在未燃燒狀態(tài)下含有焦油、尼古丁、醛類(lèi)等30 多種有毒、有害及致癌作用物質(zhì)，其中小于5μm 的微粒極易隨人體呼吸進(jìn)入肺部，造成矽肺甚至肺癌。此外，作為可燃性的植物性粉塵，在生產(chǎn)中會(huì)以懸浮粉塵云的狀態(tài)和附著設(shè)備表面的黏附狀態(tài)存在于生產(chǎn)車(chē)間中，在粉塵達(dá)到爆炸濃度后，一旦產(chǎn)生火源或者強(qiáng)烈震動(dòng)和摩擦，極易發(fā)生粉塵爆炸以及二次爆炸。因此，如何從源頭降低粉塵產(chǎn)生，進(jìn)而降低空氣煙草粉塵濃度在制絲車(chē)間變得尤為重要。

2 煙草粉塵的產(chǎn)生

粉塵，是指懸浮在空氣中的固體微粒。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定，粒徑小于75μm 的固體懸浮物定義為粉塵。在制絲車(chē)間，收尾保養(yǎng)時(shí)清理附著性煙土的過(guò)程中，生產(chǎn)時(shí)煙葉、煙梗、煙絲的過(guò)篩、輸送、震動(dòng)等操作過(guò)程中，以及沉積的煙草粉塵由于振動(dòng)或氣流運(yùn)動(dòng)，使沉積的煙草粉塵二次漂浮在空氣中的過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生粉塵，這些都是制絲車(chē)間煙草粉塵的主要來(lái)源。

煙草粉塵目前主要存在于物料加工過(guò)程、粉塵管道除塵以及粉塵噴吹除塵過(guò)程中：在煙葉、煙梗和煙絲的加工過(guò)程中，由于機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)、震動(dòng)、篩分、噴吹等運(yùn)動(dòng)，極易產(chǎn)生造碎并而擴(kuò)散至空氣中；在粉塵管道除塵過(guò)程中，除塵管道老化堵塞、管道內(nèi)負(fù)壓設(shè)置不合理、除塵吸風(fēng)布袋堵塞等現(xiàn)象都會(huì)降低除塵效果；在粉塵噴吹除塵的過(guò)程中，沿線水分儀運(yùn)轉(zhuǎn)、光電對(duì)射開(kāi)關(guān)噴吹和收尾保養(yǎng)壓縮空氣噴吹的過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生大量煙草粉塵，增加車(chē)間內(nèi)的粉塵濃度。

3 煙草粉塵的危害

煙草粉塵的危害主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

3.1 污染工作環(huán)境。粉塵危害操作人員身體健康，造成肺炎、矽肺等肺部疾病。

3.2 造成粉塵爆炸。達(dá)到爆炸濃度的煙草粉塵在有氧環(huán)境下，遇到明火或強(qiáng)烈震動(dòng)，極易造成一次爆炸；經(jīng)一次爆炸揚(yáng)起的粉塵，會(huì)由原先的設(shè)備附著狀態(tài)變?yōu)閼腋顟B(tài)，滿(mǎn)足爆炸條件后會(huì)引起二次聯(lián)動(dòng)爆炸，將存在粉塵點(diǎn)的位置全部引爆，造成巨大生命財(cái)產(chǎn)損失。

3.3 加速設(shè)備磨損和接觸不良。產(chǎn)生的煙草粉塵會(huì)對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)型的設(shè)備機(jī)件、吸風(fēng)型的排風(fēng)管道以及滾筒類(lèi)設(shè)備的管路噴頭造成堵塞或磨損，縮短設(shè)備使用壽命；游離的粉塵顆粒會(huì)對(duì)車(chē)間內(nèi)的光電型開(kāi)關(guān)、點(diǎn)觸式隔離開(kāi)關(guān)以及電柜內(nèi)電氣管路觸點(diǎn)造成遮擋、堵塞，造成信號(hào)接觸不良。

4 煙草粉塵的消除

目前青島卷煙廠制絲車(chē)間主要采用三種方式來(lái)降低煙草粉塵濃度：

4.1 粉塵風(fēng)力收集系統(tǒng)。目前制絲車(chē)間的主機(jī)設(shè)備均安裝了粉塵風(fēng)力收集系統(tǒng)，將生產(chǎn)線沿線產(chǎn)生的伴生性粉塵連同廢氣利用空氣負(fù)壓差產(chǎn)生的動(dòng)力輸送至除塵室以及異味處理室，對(duì)粉塵與廢氣進(jìn)行進(jìn)一步處理。

4.2 粉塵回收處理系統(tǒng)。在除塵室內(nèi)，將各崗位通過(guò)吸風(fēng)方式傳送的粉塵注入旋風(fēng)落料器，將廢氣與粉塵分離，隨后通過(guò)落料器下方的角龍輸送裝置將粉塵送入兩臺(tái)壓棒機(jī)進(jìn)行壓棒，用麻袋進(jìn)行封裝回收處理。

4.3 單機(jī)吸塵器定點(diǎn)吸塵。車(chē)間在各主機(jī)崗位配備了工業(yè)用單機(jī)吸塵器，目前在用型號(hào)主要為意大利富樂(lè)公司730-CSAB型吸塵吸水機(jī)、意大利RIBO 公司ATLAS5/P 型吸塵器和意大利delfin 公司D/G70 型吸塵器三種，利用不同負(fù)壓的吸風(fēng)來(lái)對(duì)粉塵風(fēng)送系統(tǒng)未覆蓋的位置進(jìn)行定點(diǎn)粉塵回收。

目前采用的三種方式效果良好，但是仍有提升改進(jìn)的空間：

青島卷煙廠制絲車(chē)間目前使用的風(fēng)力收集系統(tǒng)管路已經(jīng)覆蓋了全車(chē)間73 臺(tái)主機(jī)設(shè)備，對(duì)主機(jī)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵可達(dá)到80%以上的回收效率，但是車(chē)間內(nèi)仍存在振槽、電子秤、喂料機(jī)等大量輔聯(lián)設(shè)備未被吸風(fēng)管道覆蓋，在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量揚(yáng)塵，而工業(yè)用吸塵器僅能針對(duì)設(shè)備表面的附著性粉塵進(jìn)行吸附回收，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵性粉塵無(wú)法起到回收作用。因此，可針對(duì)產(chǎn)塵率較高的設(shè)備部位加裝吸風(fēng)管路，將產(chǎn)生的揚(yáng)塵通過(guò)風(fēng)管回收至除塵室；產(chǎn)塵率較高的部位往往也是煙葉、煙梗、煙絲制品造碎率較高的部位，從降低卷煙成本、提高物料利用效率的角度而言，可在不影響產(chǎn)品內(nèi)在品質(zhì)的前提下通過(guò)調(diào)整設(shè)備參數(shù)和設(shè)備結(jié)構(gòu)的方式來(lái)降低造碎率（如改變滾筒類(lèi)設(shè)備內(nèi)部抄料板形狀、對(duì)沿線輸送帶進(jìn)行頂蓋密封、降低輔聯(lián)設(shè)備連接處高度落差等），從而降低產(chǎn)塵率。

車(chē)間內(nèi)目前粉塵回收處理的中心為四樓的除塵區(qū)域，由于除塵室內(nèi)目前未安裝降塵系統(tǒng)，因此可借鑒礦山生產(chǎn)中常用的水霧式除塵系統(tǒng)，利用濕式收塵技術(shù)對(duì)除塵室內(nèi)粉塵進(jìn)行除塵處理，利用水霧顆粒與粉塵顆粒相近時(shí)吸附凝結(jié)、重力下落的原理，降低除塵室內(nèi)的粉塵濃度。而在一樓二樓的生產(chǎn)大區(qū)域，由于制絲車(chē)間對(duì)環(huán)境溫濕度有嚴(yán)格的要求，所以不能夠采用以水為降塵介質(zhì)的大型除塵方式，可借鑒近年來(lái)無(wú)塵實(shí)驗(yàn)室中大范圍采用的生物納膜技術(shù)，對(duì)產(chǎn)塵率較高的區(qū)域選用與煙草粉塵大小相近規(guī)格的生物納膜進(jìn)行吸附，必要時(shí)可對(duì)高塵區(qū)域用生物納膜進(jìn)行封閉，降低車(chē)間大區(qū)域的粉塵濃度。

針對(duì)生產(chǎn)線上除塵風(fēng)送管路無(wú)法到達(dá)的部位，車(chē)間目前采用定點(diǎn)吸塵器吸塵的方式進(jìn)行吸附，考慮車(chē)間吸塵設(shè)備有限，可在沿線的除塵風(fēng)送的管路上加裝可外接的軟體吸風(fēng)接口，將沿線粉塵進(jìn)行吸塵回收。同時(shí)，目前車(chē)間內(nèi)使用的工業(yè)吸塵器規(guī)格較多，且吸風(fēng)接口較為單一，僅能針對(duì)固定位置的附著性粉塵進(jìn)行吸塵，而對(duì)于設(shè)備高層、縫隙以及彎折區(qū)域無(wú)法進(jìn)行吸塵。針對(duì)這一問(wèn)題，可結(jié)合車(chē)間目前設(shè)備結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，研制具有可伸縮功能的彈性吸風(fēng)管以及細(xì)管式、彎管式、濾網(wǎng)式等形狀的吸塵接頭，消除設(shè)備中煙草粉塵附著死角。

5 建立在線粉塵濃度探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的必要性

在線粉塵濃度探測(cè)系統(tǒng)，是一種利用消光法原理，測(cè)量激光通過(guò)粉塵漂浮區(qū)域的衰減度，將其轉(zhuǎn)化為粉塵濃度的探測(cè)系統(tǒng)。相較于傳統(tǒng)的定點(diǎn)手持式粉塵濃度檢測(cè)儀，它具有探測(cè)點(diǎn)多、數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)上傳、不同粉塵點(diǎn)粉塵度可同時(shí)進(jìn)行比較監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)，適用于大范圍區(qū)域內(nèi)的粉塵濃度探測(cè)。同時(shí)，該系統(tǒng)可與車(chē)間內(nèi)的火源報(bào)警裝置進(jìn)行并聯(lián)，在粉塵濃度過(guò)高或者出現(xiàn)明火時(shí)進(jìn)行報(bào)警，自動(dòng)啟動(dòng)水基質(zhì)滅火系統(tǒng)降塵、滅火，消除粉塵爆炸的粉塵爆炸濃度和明火這兩個(gè)必備條件，避免發(fā)生粉塵爆炸。

當(dāng)在線除塵管路發(fā)生堵塞、漏風(fēng)等故障時(shí)，除塵效果會(huì)大大降低，造成對(duì)應(yīng)生產(chǎn)區(qū)域的粉塵濃度過(guò)高。目前青島卷煙廠制絲車(chē)間吸風(fēng)管路尚未配置吸風(fēng)管路內(nèi)的濃度檢測(cè)裝置，因此無(wú)法對(duì)除塵管路內(nèi)的粉塵濃度進(jìn)行檢測(cè)。除塵管路內(nèi)粉塵濃度過(guò)高，往往是對(duì)應(yīng)生產(chǎn)區(qū)域生產(chǎn)條件發(fā)生了變化，使揚(yáng)塵率大幅上升，易造成除塵間管路堵塞；而管路內(nèi)的粉塵濃度過(guò)低，往往是因?yàn)楣苈反嬖谄茡p、堵塞，此時(shí)就應(yīng)該測(cè)量管內(nèi)負(fù)壓壓力、檢查沿線管路情況來(lái)查找破損點(diǎn)和堵塞點(diǎn)?？稍谘鼐€各風(fēng)筒內(nèi)安裝紅外煙道測(cè)塵儀，當(dāng)除塵管路內(nèi)的粉塵濃度偏離規(guī)定上下限時(shí)進(jìn)行報(bào)警，避免發(fā)生進(jìn)一步的管路堵塞現(xiàn)象。

在線粉塵濃度探測(cè)裝置安裝范圍廣，且報(bào)警濃度警戒線可調(diào)，可針對(duì)車(chē)間生產(chǎn)大區(qū)域、除塵風(fēng)道、除塵室、物料儲(chǔ)存區(qū)域和辦公區(qū)域安裝不同報(bào)警濃度警戒線探測(cè)儀，通過(guò)粉塵濃度的層級(jí)不同設(shè)置不同報(bào)警等級(jí)，同時(shí)與車(chē)間現(xiàn)已投入使用的“智慧制絲”生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，在隱患發(fā)生時(shí)第一時(shí)間將報(bào)警信息以短信形式發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)職工，同時(shí)利用現(xiàn)有的廣播系統(tǒng)在中控室和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)，組織現(xiàn)場(chǎng)人員撤離，將粉塵爆炸的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。

6 結(jié)論

隨著工業(yè)4.0 時(shí)代的到來(lái)，傳統(tǒng)制造業(yè)正面臨新一輪挑戰(zhàn)。作為卷煙制造型企業(yè)，安全是我們工作中不可忽視的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，粉塵的消除、回收和利用也一直是我們持續(xù)研究的課題。本文結(jié)合目前生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)粉塵治理現(xiàn)狀，借鑒同行業(yè)以及跨行業(yè)粉塵處理的一些有效方法，有針對(duì)性地提出了幾項(xiàng)降塵、抑塵、除塵的建議，以適應(yīng)智能制造的新形勢(shì)，助力企業(yè)智能煙草工廠的建設(shè)。