輥壓法薄片生產(chǎn)線粉塵濃度問題的分析及對(duì)策

孫寶紅 韓 楊 李質(zhì)璠 李墩強(qiáng)

（山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司青州卷煙廠，山東 青州262500）

在煙草制絲生產(chǎn)中，粉塵濃度對(duì)員工健康和產(chǎn)品工藝質(zhì)量都有很大的影響，一直以來都是質(zhì)量考核的重要指標(biāo)。當(dāng)粉塵在有限的空間內(nèi)達(dá)到一定濃度時(shí)，會(huì)有爆炸的危險(xiǎn)。目前在薄片生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生一定量粉塵，因此有必要對(duì)除塵設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到降低粉塵濃度的目的。

1 粉塵源的調(diào)查

薄片生產(chǎn)線現(xiàn)有A、B、C 三條生產(chǎn)線，主要分為粉碎加料區(qū)、薄片生產(chǎn)區(qū)、成品存放區(qū)，為進(jìn)一步了解各區(qū)域的煙草塵，我們?cè)谡Ｉa(chǎn)時(shí)間，按照GBZ 159 要求對(duì)每個(gè)分區(qū)的粉塵濃度[1]采用隨機(jī)抽樣多次測(cè)量的方式進(jìn)行研究，每天取樣五次，取樣時(shí)間規(guī)定為每天九點(diǎn)、十點(diǎn)、十一點(diǎn)、十四點(diǎn)、十五點(diǎn)，通過對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)收集匯總，分析可知：粉碎加料區(qū)粉塵濃度約為0.466mg/m3、薄片生產(chǎn)區(qū)粉塵濃度約為0.957mg/m3、成品存放區(qū)粉塵濃度約為0.365mg/m3。按照我廠生產(chǎn)要求，車間內(nèi)部粉塵濃度需小于2mg/m3，所測(cè)數(shù)值都在要求范圍內(nèi)，但通過對(duì)比數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果可知薄片生產(chǎn)區(qū)的粉塵濃度明顯高于其他區(qū)域，這會(huì)對(duì)操作工的健康造成一定的影響，因此有必要采取措施降低薄片生產(chǎn)區(qū)的粉塵濃度。

為了進(jìn)一步確定粉塵源頭，我們采用了理論分析、訪問調(diào)查、實(shí)驗(yàn)對(duì)比等多種方法[2]對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了調(diào)查。

1.1 理論分析法。通過理論分析發(fā)現(xiàn)，在切絲之前的輥壓段物料濕度較大，產(chǎn)生粉塵可能性較??；切絲之前的烘干段物料含水率雖然較小，但在這一階段物料沒有發(fā)生形變；因此這兩個(gè)工段產(chǎn)生粉塵的可能性較小。在切絲段，切絲機(jī)需要將含水率為（16±1.5）%的薄片切成薄片絲，物料需要較低水分下發(fā)生形變，因此我們猜想粉塵產(chǎn)生的源頭在切絲段。

1.2 訪問調(diào)查法。通過對(duì)生產(chǎn)線崗位操作工的調(diào)查得知，每天生產(chǎn)結(jié)束時(shí)切絲機(jī)下端存在大量因薄片切絲發(fā)生形變而產(chǎn)生的粉塵。我們通過對(duì)切絲機(jī)下料口工作結(jié)束后的情況進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)工作結(jié)束以后切絲機(jī)下料口處確實(shí)有大量的粉塵及殘絲，這對(duì)現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生保持、產(chǎn)品質(zhì)量和員工的健康安全產(chǎn)生極大影響。

1.3 實(shí)驗(yàn)對(duì)比法。在正常生產(chǎn)時(shí)，保持其他設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不變，只將切絲機(jī)全部關(guān)掉，物料經(jīng)烘箱烘干后直接進(jìn)行收集，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)薄片生產(chǎn)區(qū)的粉塵濃度降低為0.470mg/m3，與切絲時(shí)相比，粉塵濃度發(fā)生了明顯的降低。

通過以上調(diào)查，我們確定生產(chǎn)區(qū)產(chǎn)生的粉塵大多來源于切絲機(jī)下料口。因此我們提出優(yōu)化除塵管路系統(tǒng)增設(shè)切絲機(jī)下料口吸塵管路的方案。若切絲機(jī)下料口增設(shè)除塵管路，將會(huì)與車間內(nèi)烘干段除塵器相連接，這樣使得除塵器風(fēng)機(jī)的工作負(fù)荷增加。為保證改造以后除塵系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，有必要對(duì)增加管路后的除塵器工作狀況進(jìn)行校驗(yàn)。

2 增設(shè)管路后工作性能的校驗(yàn)

2.1 布袋過濾風(fēng)量校驗(yàn)

目前薄片使用的脈沖袋式除塵器，主要包括過濾和清灰兩種狀態(tài)[3]。在整個(gè)生產(chǎn)過程中，濾袋可以對(duì)含塵氣體進(jìn)行過濾，屬于核心部件，現(xiàn)對(duì)其風(fēng)力大小進(jìn)行計(jì)算。

濾袋的外表面積即為過濾面積，單條濾袋過濾面積

濾袋除塵器過濾面積

濾袋過濾風(fēng)速

式中：L1——濾袋口周長(zhǎng)，m；H1——濾袋高度，m；N1——濾袋條數(shù)；F——除塵器過濾總面積，m2；V1——過濾風(fēng)速，m/s；Q——風(fēng)量，m3/h；

經(jīng)測(cè)量，薄片生產(chǎn)線烘干段除塵器中的濾袋口周長(zhǎng)1.04m，高1.28 m，濾袋條數(shù)為60，風(fēng)量（13715.5±1197.5）m3/h。代入公式計(jì)算得最大風(fēng)速為0.0518m/s，國(guó)家規(guī)定布袋的風(fēng)速需要小于0.6m/s，所以符合要求。

2.2 壓力校驗(yàn)

考慮到除塵器位置的特殊性，需要增設(shè)吸塵罩口，增設(shè)吸塵罩后罩口負(fù)壓約為1200pa。增設(shè)吸塵管路后，除塵器吸塵管路總長(zhǎng)度約為50m，通過查閱資料可知50m 的管道阻力壓強(qiáng)大約（600±100）pa。除塵器本身阻力壓強(qiáng)約為1500pa。

式中：P：除塵器需要的總負(fù)壓，Pa；P1：管道阻力壓強(qiáng)，Pa；P2：除塵器本身阻力壓強(qiáng)，Pa；P3：吸塵罩口需要負(fù)壓，Pa；

帶入數(shù)值計(jì)算得除塵器需要的總負(fù)壓為3600 pa，除塵器全壓設(shè)置為4736 pa，所以符合使用要求。

2.3 新增吸口風(fēng)量校驗(yàn)

吸風(fēng)口面積

單個(gè)除塵口的風(fēng)量

總風(fēng)量

式中：L2：吸風(fēng)口長(zhǎng)度，m；H2：吸風(fēng)口寬度，m；V2：除塵器過濾風(fēng)速，m/s；

N2：吸風(fēng)口總個(gè)數(shù)；

經(jīng)測(cè)量統(tǒng)計(jì)，吸風(fēng)口長(zhǎng)0.45m，寬0.45m，管道口總個(gè)數(shù)7個(gè)，風(fēng)量脈沖袋式除塵器的過濾風(fēng)速為（1.6±0.4）m/s，按照最大風(fēng)量代入公式計(jì)算得所需總風(fēng)量為10206m3/h，小于設(shè)備功率值12518m3/h，所以符合生產(chǎn)要求。

通過對(duì)除塵器工作性能的校驗(yàn)，表明增設(shè)吸塵口是可行的，下一步我們將對(duì)管路進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝。

3 管路的設(shè)計(jì)及安裝

3.1 管路設(shè)計(jì)及安裝

目前生產(chǎn)線使用的是脈沖式除塵器[4]（如圖1 所示），1- 粒粉機(jī)主機(jī)、2- 鋼架、3- 關(guān)風(fēng)機(jī)、4- 集料器、5- 脈沖除塵器、6- 風(fēng)機(jī)。脈沖除塵器通過噴吹壓縮空氣的方法除掉過濾介質(zhì)（布袋或?yàn)V筒）上附著的粉塵，新增加的除塵管路與集料器4 和脈沖除塵器5 之間的管路連接。

圖1 脈沖除塵器管路圖例

工作時(shí)，含塵氣體由進(jìn)風(fēng)道進(jìn)入灰斗，粗塵粒直接落入灰斗底部，細(xì)塵粒隨氣流轉(zhuǎn)折向上進(jìn)入中、下箱體，粉塵積附在濾袋外表面，過濾后的氣體進(jìn)入上箱體至凈氣集合管- 排風(fēng)道，經(jīng)排風(fēng)機(jī)排至大氣。

在車間各部門的幫助下，利用兩個(gè)月時(shí)間對(duì)薄片生產(chǎn)的A、B、C 三條生產(chǎn)線切絲機(jī)下料處分別增設(shè)了除塵吸附口，效果如圖2 所示，圖中1 號(hào)、2 號(hào)、3 號(hào)為A、B、C 三條線新增設(shè)的吸附管道，三個(gè)吸附口所吸附煙塵最終匯合于管道4，最終進(jìn)入圖1中的除塵器5。

圖2 新增除塵管路后的現(xiàn)場(chǎng)圖

3.2 檔位開關(guān)的設(shè)置

切絲機(jī)除塵口增加以后，車間的粉塵濃度得到了降低，但在實(shí)驗(yàn)應(yīng)用時(shí)發(fā)現(xiàn)，需對(duì)除塵管道內(nèi)的風(fēng)力進(jìn)行控制。按照薄片生產(chǎn)工藝流程，薄片絲在切絲前需經(jīng)烘箱烘烤，烘箱工作溫度在（180±20）℃，經(jīng)過烘烤以后，薄片絲變得輕薄，當(dāng)吸塵口風(fēng)力過大時(shí)會(huì)將煙絲一起吸走。正常生產(chǎn)時(shí)，除塵器僅需對(duì)煙絲當(dāng)中的粉塵進(jìn)行吸附，所以需要對(duì)風(fēng)量較小，當(dāng)下料口粉塵較多或設(shè)備維修時(shí)則需要較大的風(fēng)量。因此我們?cè)谖鼔m口的接口處安裝控制吸塵風(fēng)量大小的檔位開關(guān)（如圖3），同時(shí)制定切絲機(jī)下料口檔位開關(guān)操作手冊(cè)。

圖3 檔位控制器

3.3 應(yīng)用效果

從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀察來看，增加切絲機(jī)下料口吸塵管道后，每天生產(chǎn)結(jié)束后切絲機(jī)下料口處煙塵明顯減少，降低粉塵濃度的同時(shí)，吸附走的煙塵經(jīng)除塵器的循環(huán)系統(tǒng)得到回收利用，使原料得到了二次回收利用。為準(zhǔn)確了解管路改造后的實(shí)際效果，我們委托具有職業(yè)衛(wèi)生技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)資質(zhì)的單位對(duì)薄片生產(chǎn)區(qū)的煙塵濃度進(jìn)行了測(cè)量，測(cè)量發(fā)現(xiàn)：煙塵濃度由改造之前的0.957mg/m3降為0.500mg/m3，與不切絲時(shí)的煙塵濃度0.470mg/m3相比，數(shù)值差別不大，說明切絲產(chǎn)生的粉塵大部分都經(jīng)吸塵管道吸收，管路改造效果較好。

4 結(jié)論

本文在研讀國(guó)內(nèi)除塵器分類的基礎(chǔ)上，對(duì)輥壓法薄片線生產(chǎn)情況具體分析，結(jié)合薄片線切絲機(jī)下料口碎料較多的難題，增設(shè)切絲刀下料口除塵管路并投入使用，從而降低車間的粉塵濃度，從源頭上避免粉塵濃度過高引發(fā)爆炸等危險(xiǎn)的可能，取得良好效果。