卸糧棚除塵系統(tǒng)的工程設(shè)計及機電安裝要點

馬文杰，郝 鵬，田高鵬

（無錫東谷工程科技有限公司，江蘇 無錫 214191）

隨著物流形式的多元化，如何有效地降低物流成本已成為糧食加工企業(yè)越來越重視的問題，原料與產(chǎn)品物流費用的支出直接影響到整個企業(yè)的利潤。一部分規(guī)模較大糧食加工廠建在碼頭或港口的周邊，擁有成本較低的水運優(yōu)勢。但大部分的糧食加工企業(yè)距離碼頭港口較遠(yuǎn)或者周圍完全沒有水運或鐵路的條件。使用汽車進(jìn)行周轉(zhuǎn)就成為這些遠(yuǎn)離便利交通條件的加工廠接收原料的必須環(huán)節(jié)，目前較大的糧食加工企業(yè)都設(shè)有一個以上車位的汽車卸糧接收系統(tǒng)，接收來自水運碼頭或火車轉(zhuǎn)運的糧食原料，或者本地直接采購的糧食原料。汽車卸糧點是整個廠區(qū)的原料源頭，也是整個廠區(qū)中灰塵污染最嚴(yán)重的區(qū)域，卸糧棚通風(fēng)除塵系統(tǒng)的好壞將直接影響整個廠區(qū)甚至周圍環(huán)境的質(zhì)量。

1 汽車卸糧裝置及除塵系統(tǒng)中常見的一些問題

1.1 需人工在卸糧坑上灰塵環(huán)境下清理殘余糧食

由于鋼格柵鋪設(shè)方式的問題，卸糧車在卸糧后要有專門的清理人員對每一車殘留在地面上的尾糧進(jìn)行清理。其造成的危害：首先，在卸船、卸火車或者是集中收糧的時候要求定時定量的完成卸糧工作，每一車都要進(jìn)行清理就影響了卸車的效率；其次，清理殘糧的工人處在灰塵濃度較高的區(qū)域工作，大大增加罹患塵肺病的風(fēng)險，雖然工作時都帶有防塵的呼吸裝置，但依然對工人的健康有較大傷害；再次，轉(zhuǎn)運糧食的貨車相對較大，在卸糧棚內(nèi)行車時存在一定的盲區(qū)，對清理尾糧的工作人員的人身安全造成較大隱患。

1.2 卸糧棚在卸糧時容易形成穿堂風(fēng)[3]

目前較大的加工廠都建在距城市中心較遠(yuǎn)的區(qū)域，況且卸糧點都是設(shè)在廠區(qū)的角落或當(dāng)?shù)爻Ｄ曛鲗?dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)口處，但考慮到周圍比較空曠且有較為寬闊的行車道路，加上卸糧棚通道狹長易形成較大的穿堂風(fēng)，卸糧時穿堂風(fēng)攜帶大量灰塵外溢。近則在廠區(qū)內(nèi)的角落沉降堆積，遇到潮氣或雨水就會發(fā)霉、發(fā)酵產(chǎn)生惡臭；遠(yuǎn)則可能飄至廠區(qū)以外的區(qū)域，對周邊環(huán)境造成很大的影響。

1.3 除塵裝置不能同時兼顧上下吸風(fēng)

卸糧坑的除塵系統(tǒng)多為單獨地坑上方吸風(fēng)或單獨的錐斗內(nèi)吸風(fēng)，不能實現(xiàn)上下吸風(fēng)除塵的功能，使原本設(shè)置的除塵設(shè)施未能達(dá)到理想的除塵效果，無法將粉塵最大幅度地控制在源頭。

1.4 揚起的灰塵無法進(jìn)行有效地主動沉降和收集

一部分粉塵可能無法被除塵系統(tǒng)吸風(fēng)吸走，一旦揚起就只能靠其自動沉降，無法使其有目的性的沉降并收集。針對以上現(xiàn)存的幾個問題，從卸糧棚的建筑設(shè)計、通風(fēng)除塵系統(tǒng)工藝的設(shè)計及機電安裝非標(biāo)件制作的關(guān)鍵要點進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到減少人工工作量、阻止灰塵外溢的目的。

2 卸糧棚的建筑設(shè)計

2.1 在滿足功能的前提下盡可能降低卸糧棚的高度

以雙車位的卸糧棚為例，目前用于轉(zhuǎn)運的車輛多數(shù)都具備自卸功能；同時部分加工廠為達(dá)到較長車輛能沿長度方向翻轉(zhuǎn)的目的也設(shè)置了液壓翻板卸車裝置。一個卸糧棚最高處沿高12.6 m，局部沿高8.0 m，兩個卸車位總寬度為12.0 m，此高度既可滿足長度不大于13.5 m 的自卸車也可以滿足一臺荷載100 t 的液壓翻板使用（如圖1 和圖2）。同時結(jié)合廠區(qū)的車輛實際情況可適當(dāng)調(diào)整卸糧棚的建筑尺寸，在滿足使用功能的前提下節(jié)約投資。

圖1 卸糧棚主視圖

圖2 卸糧棚俯視圖

2.2 防止在卸糧過程中形成穿堂風(fēng)

在汽車的入口和出口處設(shè)置快速感應(yīng)的電動卷簾門[1]（如圖3、圖4），車輛在卸糧棚內(nèi)卸糧過程中入口和出口處卷簾門關(guān)閉。對地坑錐斗內(nèi)及地坑上方同時采用吸風(fēng)除塵的方式，每分鐘可置換約360 m3的空氣，待司機卸糧完成并啟動車輛準(zhǔn)備駛出時卸糧棚內(nèi)尾部的含塵空氣基本已經(jīng)得到了置換。此時，前一輛車向出口駛出，后一輛車自進(jìn)口駛?cè)耄绱搜h(huán)，有效解決了卸糧過程中因穿堂風(fēng)導(dǎo)致灰塵向卸糧棚外擴散的問題。

圖3 卸糧棚側(cè)視圖

圖4 卸糧棚剖視圖

2.3 外觀與功能協(xié)調(diào)匹配

加工廠內(nèi)建造的卸糧棚一般只是起到接收原糧的作用，所以多數(shù)是采用建造速度快成本較低的鋼結(jié)構(gòu)形式。在卸糧棚的四周間斷設(shè)置采光帶，即使入口和出口的卷簾門完全關(guān)閉后，棚內(nèi)的亮度在白天同樣可以滿足正常工作的需要。

2.4 在建筑合適的位置設(shè)置百葉窗補風(fēng)口

在物料卸下的瞬間，鋼格柵上方的含塵氣流以卸糧點為中心向周圍擴散，如果有一部分氣流不能被吸風(fēng)裝置捕捉，含塵空氣就向上揚起（如圖5）。此時在卷簾門上方設(shè)置百葉窗作為向卸糧棚內(nèi)補風(fēng)的進(jìn)風(fēng)通道，棚內(nèi)除塵系統(tǒng)的開啟使卸糧棚內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)，雖然整個卸糧棚并不是處于完全密封，但棚外的氣流通過百葉窗進(jìn)入棚內(nèi)比其它路徑阻力小，多數(shù)的補風(fēng)將從百葉窗進(jìn)入棚內(nèi)。進(jìn)入棚內(nèi)的風(fēng)向與棚內(nèi)揚塵的方向相反（如圖6），因此外部進(jìn)入的氣流攜帶揚塵被吸入除塵系統(tǒng)，達(dá)到快速降塵目的。

圖5 未被捕捉的灰塵揚起的方向

圖6 百葉窗進(jìn)風(fēng)方向

3 除塵系統(tǒng)中非標(biāo)件的制作要點

卸糧棚除塵系統(tǒng)由鋼格柵、活頁避塵裝置、吸風(fēng)箱、風(fēng)網(wǎng)管道、脈沖除塵器、離心風(fēng)機等組成（如圖9）。雖然卸糧棚除塵系統(tǒng)的組成大同小異，但不同的細(xì)節(jié)組合對最終產(chǎn)生的效果有很大的差別，特別是針對一些一旦建成就無法更改的土建結(jié)構(gòu)，在項目建設(shè)時就需要充分考慮。

3.1 行車支撐梁下沉設(shè)計，使鋼格柵上無原料殘留

鋼格柵的各項參數(shù)均是根據(jù)行車的最大荷載經(jīng)過專業(yè)計算而得的，但在鋼格柵非標(biāo)件設(shè)計和制作時仍要關(guān)注一些關(guān)鍵細(xì)節(jié)，否則將會對其使用造成不便。

目前大多數(shù)的鋼格柵設(shè)置在留有砌口的混凝土梁上，或者雖然將梁設(shè)置在了鋼格柵下方，但與梁同等寬度的部位直接用鋼板覆蓋。這樣使得每一輛車在卸糧之后有一定量的物料殘留（如圖7），不及時清理就影響到后續(xù)車輛的行駛，這時需要至少一個工人去清理梁上殘存的物料，待清理完成后下一輛車才能就位繼續(xù)卸糧。

圖7 梁面上的物料殘留

對卸糧坑及鋼格柵在制作時加以改進(jìn)，將支撐汽車行走的大梁下沉到鋼格柵以下，鋼格柵滿鋪于整個地坑上，且在大梁上鋼格柵內(nèi)部加設(shè)鋼板做成45°淌料板（如圖8），保證物料不在梁面上堆積，這樣整個卸糧坑區(qū)域上不會有影響車輛通行的殘存物料，后面車輛在無須清理的情況下就直接就位卸糧。整個過程僅需司機一人進(jìn)行操作就可完成，除特殊情況外不需要其他人的幫助和參與，只需要在整批物料接收完畢后對現(xiàn)場做最后的清理，這樣既提高卸車的效率又減少了人工用量。

圖8 支撐梁下沉并加設(shè)淌料板

3.2 在地坑側(cè)面設(shè)置與錐斗相連的垂直吸風(fēng)道

鋼格柵下方設(shè)置活頁避塵裝置；在汽車開始翻轉(zhuǎn)傾倒時物料瞬間流入相對密封的卸糧坑內(nèi)，會造成地坑內(nèi)的空氣被壓縮[2]，但考慮到活頁避塵裝置并非完全密封，或者有少許物料將活頁板撐開沒有落下，卸糧坑內(nèi)被壓縮的空氣會以較高的速度從這些活頁板縫隙中沖出，形成了揚程更高的揚塵，這樣就使得活頁避塵裝置喪失了其本身應(yīng)當(dāng)發(fā)揮的閉塵作用。

在卸糧坑的兩側(cè)設(shè)置與錐斗相通的吸風(fēng)通道（如圖9），直接通過此通道吸走錐斗內(nèi)的含塵氣流，使氣流在卸糧坑內(nèi)會被壓縮，卸糧坑內(nèi)反而處于一種負(fù)壓狀態(tài)。同時借助旁邊混凝土梁的遮擋，即使物料把卸糧坑錐斗填滿也不至于從兩側(cè)的垂直吸風(fēng)通道被吸走。

圖9 地坑側(cè)面吸風(fēng)裝置氣流流動圖

3.3 制作可上下同時吸風(fēng)的吸風(fēng)箱

每個卸車位設(shè)置8 個吸風(fēng)箱[3]，單個吸風(fēng)箱有4個吸風(fēng)口（如圖10），1 號吸風(fēng)口吸錐斗內(nèi)的含塵空氣；2、3、4 號吸風(fēng)口吸鋼格柵以上的含塵空氣，且這四個吸風(fēng)口可根據(jù)實際需要來調(diào)節(jié)吸風(fēng)口的大小。卸糧開始后物料逐漸將地坑錐斗填滿，相當(dāng)于關(guān)閉了1 號吸風(fēng)口。由于裝車、卸車及運輸?shù)脑蚴管噧?nèi)物料發(fā)生了不同程度的分級，每輛車的尾料也是含塵含雜最多的部分，此時堆積的物料高出了鋼格柵，傾倒的灰塵從糧堆上揚起，此時全部的風(fēng)將從2、3、4 號的吸風(fēng)口吸入，三個口根據(jù)吸風(fēng)箱所處卸糧坑的位置和吸風(fēng)口自身高低的不同而調(diào)節(jié)不同尺寸的吸風(fēng)口，采取不同風(fēng)速的方式進(jìn)行更好的除塵；每個獨立吸風(fēng)箱總風(fēng)量為2 750 m3/h，每個車位設(shè)置8個吸風(fēng)箱，系統(tǒng)總風(fēng)量為22 000 m3/h；2、3、4 號吸風(fēng)口的高度調(diào)整為30～50 mm（長度為1 000 mm），吸風(fēng)口的風(fēng)速可平均調(diào)為8～5 m/s；含塵的氣流沿設(shè)定的管道進(jìn)入除塵器和離心風(fēng)機，將過濾后的合格空氣排到室外，收集的灰塵進(jìn)行集中處理。

圖10 吸風(fēng)箱制作圖

通過針對卸糧棚的建筑設(shè)計、機電安裝時制作非標(biāo)件的設(shè)計和制作細(xì)節(jié)進(jìn)行有目的的改進(jìn)，使整個卸糧棚除塵系統(tǒng)的除塵效果有了整體改善；同時節(jié)約了人工成本、杜絕了可預(yù)知的安全隱患、提高了卸糧棚周圍的空氣質(zhì)量。