徐 力

大連港口設(shè)計(jì)研究院有限公司

港口散糧裝卸除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)的若干要點(diǎn)

徐 力

大連港口設(shè)計(jì)研究院有限公司

針對(duì)港口散糧裝卸工程除塵系統(tǒng)的特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)步驟，對(duì)設(shè)備選型、風(fēng)量確定、風(fēng)網(wǎng)布置、阻力平衡計(jì)算幾個(gè)要點(diǎn)進(jìn)行了分析，對(duì)設(shè)計(jì)中一些難點(diǎn)提出了設(shè)計(jì)思路。

港口散糧裝卸工程；除塵系統(tǒng)；設(shè)計(jì)思路

1 前言

港口散糧裝卸工程具有工程規(guī)模大，輸送工藝復(fù)雜，工藝設(shè)備種類多樣的特點(diǎn)，相應(yīng)的除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度較大，筆者多年來從事港口散糧除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)，總結(jié)了一些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與同行們分享。

2 除塵設(shè)備選型

除塵器類型分為機(jī)械除塵器，袋式除塵器，電除塵器，濕式除塵器、空氣過濾器等。

適合散糧輸送除塵系統(tǒng)使用為袋式除塵器，機(jī)械除塵器中的旋風(fēng)除塵器在含塵濃度較高（如100g/m3以上）或粒徑分布中大粒徑粉塵（5μm以上）占比例較高的情況下可作為袋式除塵的預(yù)除塵器。

散糧輸送除塵系統(tǒng)中使用的袋式除塵器當(dāng)前主流清灰方式是脈沖噴吹，最好的清灰氣源是由空壓站集中供氣，可根據(jù)工程所在地的氣象條件配置壓縮空氣后處理設(shè)備，為除塵器提供清潔、干燥的噴吹用氣；當(dāng)沒有集中空壓站時(shí)，可配置小型空壓機(jī)組，但壓縮空氣品質(zhì)較差，在寒冷地區(qū)冬季使用時(shí)壓縮空氣管道有凍結(jié)危險(xiǎn)，這種情況下，還有另一種選擇，即采用羅茨風(fēng)機(jī)作為氣源的中壓（0.5～1.5×105Pa）脈沖噴吹方式。

3 除塵風(fēng)量確定

工藝設(shè)備除塵排風(fēng)量的確定，是除塵設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。對(duì)散糧裝卸系統(tǒng)來說，所有存在粉塵釋放源的機(jī)械設(shè)備和糧食進(jìn)出口處，包括緩沖倉和計(jì)量稱斗均應(yīng)密封，并設(shè)置除塵吸風(fēng)口。除塵排風(fēng)量根據(jù)工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)及物料在其中的流動(dòng)狀態(tài)，遵循負(fù)壓原則確定。

按除塵風(fēng)量計(jì)算方式，可將工藝設(shè)備分成三類：（1）輸送設(shè)備，有皮帶輸送機(jī)、斗提機(jī)、埋刮板機(jī)、螺旋輸送機(jī)等，皮帶輸送機(jī)又分普通皮帶輸送機(jī)、氣墊式皮帶輸送機(jī)、蓋帶式皮帶輸送機(jī)、多點(diǎn)卸料皮帶輸送機(jī)（犁式、卸料小車式）等，這類設(shè)備一般按誘導(dǎo)空氣與設(shè)備縫隙進(jìn)風(fēng)分別計(jì)算，可以根據(jù)輸送量、落差、溜管角度等查閱相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算圖表，并根據(jù)實(shí)際工藝設(shè)備具體情況對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正確定除塵排風(fēng)量；（2）計(jì)量設(shè)備、糧食清理設(shè)備(如篩分等)、打包設(shè)備等，這種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備廠家一般會(huì)提供除塵風(fēng)量要求，可根據(jù)工程實(shí)際情況直接采用或適當(dāng)修正。（3）各種料斗，這里又分緩沖斗、卸糧坑斗、料倉，這一類大都是非標(biāo)設(shè)計(jì)，卸糧坑斗特殊一些，上部開口大，采用避塵裝置降低實(shí)際開口面積，除塵控制的目標(biāo)是在斗內(nèi)產(chǎn)生的粉塵不從上口溢出，除塵排風(fēng)量可按實(shí)際開口面風(fēng)速1m/s～1.3m/s確定;緩沖斗、料倉密封性較好，內(nèi)部有較大緩沖空間，設(shè)有平衡管或呼吸管，一般可以結(jié)合上游設(shè)備的除塵排風(fēng)量統(tǒng)一考慮，斗本體除塵排風(fēng)量可只按進(jìn)料排出空氣體積確定。

除塵排風(fēng)量初步確定后，還要根據(jù)上下游設(shè)備以及分支流程風(fēng)網(wǎng)布置情況綜合考慮調(diào)整。

4 除塵風(fēng)網(wǎng)布置

除塵風(fēng)網(wǎng)的設(shè)置根據(jù)大型散糧中轉(zhuǎn)庫的特點(diǎn)，根據(jù)工藝流程，盡量集中配置,為同時(shí)使用的流程配置獨(dú)立風(fēng)網(wǎng)，不同時(shí)使用的分支流程風(fēng)網(wǎng)合并配置用氣（電）動(dòng)蝶閥切換。

4.1 除塵器布置

由于經(jīng)濟(jì)原因，散糧輸送工藝一般會(huì)要求將除塵器收集的粉塵送返流程，當(dāng)工藝流程分叉較多時(shí)，劃分風(fēng)網(wǎng)時(shí)要針對(duì)粉塵返回流程的合理位置布置除塵器，如三分支以上的工藝系統(tǒng)設(shè)置的獨(dú)立風(fēng)網(wǎng)回灰點(diǎn)就要選在工藝分叉之前，需在后續(xù)設(shè)計(jì)中與工藝專業(yè)密切配合，使回到流程上游的粉塵與物料充分摻混，以免造成粉塵短路，加大除塵器清灰負(fù)荷。

如果工藝流程中有過于分散的吸塵點(diǎn)，可采用單機(jī)除塵器就地除塵，但應(yīng)當(dāng)注意的是，通常港口散糧裝卸工程設(shè)備產(chǎn)塵點(diǎn)含塵濃度較高，如果單機(jī)除塵器要布置在封閉建筑內(nèi)，那么排風(fēng)要引到室外，泄爆口要加裝泄爆管引到室外，泄爆管長度不能超過3m。

4.2 風(fēng)管布置

風(fēng)管布置的原則總體要求主風(fēng)道走向要短，支風(fēng)道要少，達(dá)到少占建筑空間、簡潔，并便于施工安裝、調(diào)節(jié)和控制，以及維修與管理等。

在大型散糧中轉(zhuǎn)庫除塵風(fēng)網(wǎng)設(shè)計(jì)中，在筒倉上下、卸車地溝等區(qū)域難以避免采用較長水平主風(fēng)道，但主風(fēng)道長度不要超過80m，否則風(fēng)網(wǎng)難以平衡，水平管線也更易積塵。如果由于工藝、建筑限制無除塵設(shè)備布置空間，無法分片設(shè)置風(fēng)網(wǎng)時(shí)，對(duì)主風(fēng)道過長的風(fēng)網(wǎng)可在遠(yuǎn)端各分支采用增設(shè)助力風(fēng)機(jī)及集合管結(jié)合的方式。

在計(jì)量塔、交匯塔等工藝設(shè)備多，空間緊張的場(chǎng)合，除塵風(fēng)網(wǎng)布置要考慮各種工藝設(shè)備運(yùn)行操作、檢修空間及樓層內(nèi)行走及檢修通道，特別需要注意的是要與工藝專業(yè)協(xié)調(diào)吊車梁的走向布置。

5 阻力平衡計(jì)算

除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則就是保證風(fēng)網(wǎng)管道達(dá)到載塵風(fēng)速，這就需要進(jìn)行嚴(yán)格的風(fēng)網(wǎng)阻力平衡計(jì)算。

在施工圖設(shè)計(jì)前期，可以采用假定流速法預(yù)設(shè)主風(fēng)管規(guī)格，對(duì)于散糧除塵，初始假定速度可以取16m/s～18m/s。詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，風(fēng)網(wǎng)按初估規(guī)格布置完成后，再進(jìn)行阻力平衡計(jì)算校核各段風(fēng)管尺寸、核算風(fēng)網(wǎng)總阻力，進(jìn)行除塵風(fēng)機(jī)選型。

規(guī)范中對(duì)除塵系統(tǒng)并聯(lián)管段水力平衡計(jì)算的要求是不平衡率不超過10%，對(duì)于吸塵點(diǎn)較少的除塵風(fēng)網(wǎng)，采用手算試算校核的方式就可以達(dá)到要求，而對(duì)于較大風(fēng)網(wǎng)，要達(dá)到不平衡率不超過10%的要求，試算校核次數(shù)由手算無法解決，而且由于查圖表的累積誤差，計(jì)算結(jié)果可靠性也難以保證。所以，編制除塵風(fēng)網(wǎng)阻力計(jì)算程序?qū)τ诖笮蜕⒓Z中轉(zhuǎn)庫除塵風(fēng)網(wǎng)設(shè)計(jì)是必要的。

除塵風(fēng)網(wǎng)阻力計(jì)算程序的編制要點(diǎn)：（1）沿程摩擦阻力系數(shù)的計(jì)算要采用柯列勃洛克-懷特公式，對(duì)于目前的計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度，該公式的隱函數(shù)格式必須采用迭代法計(jì)算的缺點(diǎn)已不用考慮，其精確性是最有價(jià)值的。（2）各除塵管件的局部阻力計(jì)算要選用公認(rèn)的與試驗(yàn)結(jié)果一致性好的阻力計(jì)算圖表或經(jīng)驗(yàn)公式。（3）程序計(jì)算結(jié)構(gòu)盡量簡化，可采用逐段迭代平衡的方式，迭代精度按并聯(lián)管路不平衡率5%（通常對(duì)除塵風(fēng)網(wǎng)電算的精度要求）計(jì)。

綜上所述，港口散糧裝卸工程除塵風(fēng)網(wǎng)的設(shè)計(jì)只要抓住設(shè)備選型、風(fēng)量確定、風(fēng)網(wǎng)布置、阻力平衡計(jì)算這幾個(gè)步驟中的要點(diǎn)，就能夠與整體工程各專業(yè)設(shè)計(jì)過程密切結(jié)合，協(xié)調(diào)一致，取得良好的設(shè)計(jì)效果。

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