徐全基

（中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司機(jī)電安裝事業(yè)部，云南 昆明 650032）

大型人工砂石系統(tǒng)干法布袋收塵處理研究與應(yīng)用

徐全基

（中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司機(jī)電安裝事業(yè)部，云南 昆明 650032）

通過(guò)對(duì)大型人工砂石加工系統(tǒng)揚(yáng)塵點(diǎn)分析，進(jìn)行除塵處理方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、研究，選擇合理的除塵處理工藝和設(shè)備進(jìn)行除塵處理，響應(yīng)國(guó)家環(huán)保要求，細(xì)化運(yùn)行管理，達(dá)到集中收塵和“零”排放的環(huán)保要求，同時(shí)，達(dá)到運(yùn)行方便，經(jīng)濟(jì)可靠。

大型人工砂石加工系統(tǒng)；干法布袋收塵；研究；應(yīng)用

0 引言

水電建設(shè)需要大規(guī)模的砂石骨料需求，通過(guò)采石場(chǎng)開(kāi)挖、運(yùn)輸、破碎、加工，而破碎和加工是砂石系統(tǒng)產(chǎn)生大量粉塵的主要環(huán)節(jié)，粉塵對(duì)周邊環(huán)境及工人身體健康危害甚是嚴(yán)重，也造成環(huán)境污染，建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境保護(hù)日益重要。本文結(jié)合里底水電站大型人工砂石加工系統(tǒng)干法布袋除塵工藝設(shè)計(jì)原理、實(shí)際運(yùn)行方面進(jìn)行分析，談?wù)劥笮腿斯ど笆庸は到y(tǒng)干法布袋除塵研究、應(yīng)用。

里底和烏弄龍兩電站建設(shè)工程砂石骨料需求量約700萬(wàn)t，砂石系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程產(chǎn)生粉塵量較大。主要揚(yáng)塵點(diǎn)46處，粉塵控制需處理風(fēng)量約14.09～22.238 4萬(wàn)m3/h，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)空間位置在一篩、二篩和制砂車(chē)間布置布袋除塵器各1臺(tái)，主要采用“噴霧灑水降塵+廊道、料倉(cāng)、車(chē)間封閉降塵+脈沖布袋收塵”（脈沖布袋收塵是指“封閉收塵、風(fēng)機(jī)抽風(fēng)、順流組合脈沖布袋除塵器除塵”、“負(fù)壓抽風(fēng)、布袋過(guò)濾、正壓送灰組合式粉塵收集處理工藝”及“在線壓縮空氣低壓脈沖清灰，PLC控制”實(shí)現(xiàn)差壓定時(shí)自動(dòng)或手動(dòng)清理布袋上灰塵處理工藝）運(yùn)行模式，通過(guò)除塵處理后空氣中的粉塵濃度不超過(guò)30 mg/m3。

通過(guò)大型人工砂石加工系統(tǒng)揚(yáng)塵點(diǎn)分析，進(jìn)行除塵處理方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、研究，選擇合理的除塵處理工藝和設(shè)備進(jìn)行除塵處理，響應(yīng)國(guó)家環(huán)保要求，細(xì)化運(yùn)行管理，達(dá)到集中收塵和“零”排放的環(huán)保要求，同時(shí)，達(dá)到運(yùn)行方便，經(jīng)濟(jì)可靠，為大型人工砂石系統(tǒng)除塵處理樹(shù)立亮點(diǎn)和典范，也為類(lèi)似工程提供經(jīng)驗(yàn)。

1 布袋除塵器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

布袋除塵器由濾袋組件、導(dǎo)流裝置、脈沖噴吹系統(tǒng)、出灰系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、離線保護(hù)系統(tǒng)、箱體等組成。含塵氣體由導(dǎo)流管進(jìn)入各單元室，在導(dǎo)流裝置的作用下，大顆粒粉塵分離后直接落入灰斗、其余粉塵隨氣流均勻進(jìn)入各倉(cāng)室過(guò)濾區(qū)，過(guò)濾后的潔凈氣體透過(guò)濾袋經(jīng)上箱體、提升閥、排風(fēng)管排出。隨著過(guò)濾工況的進(jìn)行，當(dāng)濾袋表面積塵達(dá)到一定厚度時(shí)，由清灰控制裝置（差壓或定時(shí)、手動(dòng)控制）按設(shè)定程序關(guān)閉提升閥，控制當(dāng)前單元離線，并打開(kāi)電磁脈沖閥噴吹，抖落濾袋上的粉塵。落入灰斗中的粉塵經(jīng)由卸灰閥排出后，利用輸灰系統(tǒng)送出。

除塵器分為兩種，分別為靜電除塵器和布袋除塵器。靜電除塵器在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用較早，20世紀(jì)70年代就用于火力發(fā)電廠收塵，如吉林熱電廠、保定發(fā)電廠；1974年福建邵武電廠首次采用國(guó)產(chǎn)雙室二電場(chǎng)靜電除塵器。經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，靜電除塵器技術(shù)成熟，除塵效率較高，目前已被廣泛應(yīng)用于電力、冶金、化工等行業(yè)。由于受當(dāng)時(shí)工藝水平的限制，濾料質(zhì)量不過(guò)關(guān)、濾袋破損，導(dǎo)致除塵效率低，換袋頻繁，加之工作條件差，導(dǎo)致布袋除塵器沒(méi)有得到推廣應(yīng)用。國(guó)外在火電廠采用布袋除塵器較早，據(jù)了解布袋式除塵器在美國(guó)、加拿大、澳大利亞及歐洲等地的一些火電廠被廣泛采用，燃煤鍋爐應(yīng)用布袋式除塵器已是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，最長(zhǎng)已有40余年的歷史，其效率高達(dá)99.9%。當(dāng)時(shí)，由于國(guó)內(nèi)環(huán)保要求不高，國(guó)外火電廠采用布袋除塵器也不是很多，在引進(jìn)火電廠設(shè)備時(shí)大多數(shù)引進(jìn)了靜電除塵器，而沒(méi)有引進(jìn)布袋除塵器。

布袋式除塵器在我國(guó)礦山、建材、食品、制藥、冶金、化工等行業(yè)已經(jīng)成功應(yīng)用多年，但在燃煤鍋爐上，直到2001在呼和浩特市豐泰發(fā)電廠才首次應(yīng)用成功，發(fā)展到現(xiàn)在已有10余家公司的布袋式除塵器在全國(guó)不同地區(qū)應(yīng)用，大多數(shù)應(yīng)用于發(fā)電廠部分大中型水電工程，但目前在水電工程砂石加工領(lǐng)域應(yīng)用不多，成功案例較少，因此本文結(jié)合里底水電站大型人工砂石系統(tǒng)干法布袋收塵處理研究與應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要論述。

2 研究理論和實(shí)踐依據(jù)

2.1 研究原理

封閉收塵及布袋除塵的原理為：封閉揚(yáng)塵點(diǎn)，通過(guò)引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓將各揚(yáng)塵點(diǎn)含粉塵氣體抽至除塵器本體。含粉塵氣體進(jìn)入除塵器本體后，經(jīng)過(guò)內(nèi)部多層濾布過(guò)濾，氣體中的粉塵顆粒附著在濾布上，過(guò)濾后的干凈空氣則直接排出。當(dāng)濾布上吸附的粉塵積累到一定量時(shí)，通過(guò)PLC控制的清灰噴吹閥，實(shí)現(xiàn)在線差壓定時(shí)自動(dòng)或手動(dòng)清灰，擊打?yàn)V布，使吸附其上的粉塵落入下方的集灰斗。使用連續(xù)泵和羅茨風(fēng)機(jī)將集灰斗中收集的粉塵送入灰?guī)旒刑幚怼?/p>

除塵器收集的粉塵主要為砂石系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的石粉及部分0.63 mm以下細(xì)顆粒，收集至灰?guī)熘锌筛鶕?jù)成品砂的質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)，選擇摻入成品砂，可改善成品砂的質(zhì)量，得到回收利用價(jià)值。

2.2 實(shí)踐依據(jù)

砂石料工程是水電工程中不可缺少的一部分，砂石料生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生大量的揚(yáng)塵。如果不采取相應(yīng)的措施收集這些揚(yáng)塵，將對(duì)周邊環(huán)境及現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的身體健康帶來(lái)很大的危害。因此，砂石系統(tǒng)在生產(chǎn)時(shí)，必須采用一定的降塵收塵措施，保證現(xiàn)場(chǎng)及周邊的環(huán)境。根據(jù)空氣中揚(yáng)塵物的特性，選擇合適的收塵工藝和收塵設(shè)備，盡量簡(jiǎn)化運(yùn)行方式，提高處理能力，并降低運(yùn)行成本。

2.3 研究關(guān)鍵和難點(diǎn)

研究關(guān)鍵是對(duì)揚(yáng)塵中顆粒物成分的分析，根據(jù)分析結(jié)果選擇合適的處理工藝和收塵設(shè)備。

里底水電站人工砂石加工系統(tǒng)整體布置在EL：1829～EL：1830，基本在一個(gè)平面上。受場(chǎng)地限制，現(xiàn)場(chǎng)各車(chē)間之間距離較遠(yuǎn)，揚(yáng)塵點(diǎn)較多，揚(yáng)塵范圍大。在如此廣闊的場(chǎng)地中，如何布置合理的收塵處理設(shè)備，選用有效的處理工藝，以達(dá)到高效、低成本的除塵處理，是研究的難點(diǎn)。

3 研究?jī)?nèi)容、研究方法和技術(shù)路線

3.1 研究?jī)?nèi)容

⑴里底水電站人工砂石加工系統(tǒng)揚(yáng)塵點(diǎn)及周邊空氣濃度、揚(yáng)塵顆粒物組成跟蹤測(cè)定；

⑵收塵處理工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備選型；

⑶收塵系統(tǒng)運(yùn)行管理方法的探討和總結(jié)。

3.2 實(shí)施方案

⑴項(xiàng)目實(shí)施方法

以里底水電站大型人工砂石加工系統(tǒng)為試驗(yàn)基地，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)第一篩分車(chē)間、第二篩分車(chē)間、高頻篩分車(chē)間、立破制砂車(chē)間、粗砂整形車(chē)間產(chǎn)生的揚(yáng)塵進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)分析，確定收塵點(diǎn)的部位和數(shù)量、粉塵的性質(zhì)、顆粒物組成。根據(jù)檢測(cè)分析的結(jié)果，比較國(guó)內(nèi)外主要的除塵處理工藝，選擇最適合砂石加工系統(tǒng)使用的處理工藝以及設(shè)備。

⑵項(xiàng)目實(shí)施步驟：揚(yáng)塵點(diǎn)空氣濃度檢測(cè)→檢測(cè)結(jié)果分析研究→工藝選擇及設(shè)備選型→除塵處理系統(tǒng)建安→系統(tǒng)投產(chǎn)后試運(yùn)行→運(yùn)行期跟蹤取樣（運(yùn)行參數(shù)調(diào)整）→取樣結(jié)果分析→最佳運(yùn)行管理方案→正常投入運(yùn)行。

3.3 試驗(yàn)內(nèi)容

⑴空氣中粉塵來(lái)源及空氣質(zhì)量

試驗(yàn)?zāi)康模赫莆障到y(tǒng)內(nèi)揚(yáng)塵的產(chǎn)生環(huán)節(jié)及發(fā)生量，分析揚(yáng)塵處的空氣濃度，以及揚(yáng)塵中顆粒物的粒徑分布。

試驗(yàn)原理：通過(guò)安裝在系統(tǒng)揚(yáng)塵點(diǎn)周邊的大氣顆粒物采樣器，記錄空氣濃度，并分析揚(yáng)塵中顆粒物的組成。根據(jù)空氣濃度及顆粒物組成制定除塵處理工藝和設(shè)備選型方案。

試驗(yàn)內(nèi)容：里底水電站人工砂石加工系統(tǒng)的揚(yáng)塵主要產(chǎn)生在第一篩分車(chē)間、第二篩分車(chē)間、高頻篩分車(chē)間、立破制砂車(chē)間、粗砂整形車(chē)間。產(chǎn)生的揚(yáng)塵里面主要包含物料在破碎和篩分過(guò)程中散出的石粉及粒徑小于0.63 mm的細(xì)顆粒。日常生產(chǎn)中，做好空氣濃度、收塵量以及收集的粉塵的檢測(cè)工作。

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，制定并完善除塵處理系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝、設(shè)備選型以及場(chǎng)地布置。

⑵系統(tǒng)試運(yùn)行測(cè)試

試驗(yàn)?zāi)康模赫莆障到y(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際效果，并對(duì)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以保證除塵處理系統(tǒng)高效的運(yùn)行。

試驗(yàn)原理：對(duì)除塵處理系統(tǒng)的各收塵點(diǎn)周邊的空氣質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，比對(duì)設(shè)備處理量、周邊空氣質(zhì)量、收集的粉塵量及收集的粉塵粒徑分布。調(diào)整設(shè)備運(yùn)行參數(shù)及運(yùn)行管理規(guī)程，挖掘設(shè)備的工作潛力，達(dá)到高效低成本的運(yùn)作。

試驗(yàn)內(nèi)容：

1）除塵器處理能力，空氣凈化效果；

2）粉塵添加后，成品砂質(zhì)量檢測(cè)，粉塵回收利用效果。

4 除塵工藝布置

除塵系統(tǒng)由2座除塵站（SZMC-4/5/15、SZMC-12/5/15）和1座100 t灰?guī)旖M成，距人工骨料料場(chǎng)約1 km，位于料場(chǎng)下游的緩坡臺(tái)地，場(chǎng)地分布高程為1 830 m。第一除塵站（SZMC-4/5/15）布置于第一篩分車(chē)間，占地面積約36 m2，收塵覆蓋面約300 m2，主要收塵對(duì)象是第一篩分車(chē)間4臺(tái)圓振動(dòng)篩和各膠帶機(jī)下料口；第二除塵站（SZMC-12/5/15）布置于立破制砂車(chē)間，占地面積約85 m2，收塵覆蓋面約900 m2，主要收塵對(duì)象是立破制砂車(chē)間6臺(tái)立軸式破碎機(jī)、第二篩分車(chē)間6臺(tái)圓振動(dòng)篩、2臺(tái)高頻振動(dòng)篩、粗砂整形車(chē)間2臺(tái)高速立軸破和各設(shè)備及膠帶機(jī)下料口；100 t灰?guī)觳贾迷谀z帶機(jī)尾部，暫存兩個(gè)除塵站所收集的粉塵。

5 除塵工藝流程圖

除塵工藝流程如圖1所示。

6 成果、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益

6.1 研究成果、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

里底水電站大型人工砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)具有揚(yáng)塵大不易控制、空氣中懸浮物含量高等特點(diǎn)，除塵處理一直是困擾水電工程環(huán)保要求的難題，通過(guò)取樣對(duì)空氣顆粒度數(shù)值分析，選擇合適的除塵處理工藝，降低除塵處理的運(yùn)行成本，提高了系統(tǒng)運(yùn)行綜合效益，得到了國(guó)內(nèi)砂石專(zhuān)家、業(yè)主、監(jiān)理的高度贊譽(yù)。成功解決了技術(shù)難題，達(dá)到預(yù)期效果，通過(guò)研究取得了以下成果：

（1）除塵系統(tǒng)通過(guò)單機(jī)、無(wú)負(fù)荷、負(fù)荷3個(gè)階段的調(diào)試，各設(shè)備運(yùn)行正常有效，基本達(dá)到處理能力和預(yù)期除塵效果。

（2）在水電工程領(lǐng)域針對(duì)人工砂石料加工系統(tǒng)采用“封閉收塵、風(fēng)機(jī)抽風(fēng)、順流組合脈沖布袋除塵器除塵”、“負(fù)壓抽風(fēng)、布袋過(guò)濾、正壓送灰組合式粉塵收集處理工藝”及“在線壓縮空氣低壓脈沖清灰，PLC控制”實(shí)現(xiàn)差壓定時(shí)自動(dòng)或手動(dòng)清理布袋上灰塵處理工藝應(yīng)用均為國(guó)內(nèi)行業(yè)首次，并得到了充分驗(yàn)證。

（3）運(yùn)行期間對(duì)第一除塵站、第二除塵站觀察、摸索及時(shí)調(diào)整工藝措施，除塵系統(tǒng)運(yùn)行管理得到了更加有效改善，運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)合理；另外通過(guò)對(duì)砂石系統(tǒng)砂石料加工區(qū)和施工營(yíng)地、辦公生活區(qū)施工營(yíng)地、辦公生活區(qū)粉塵取樣檢測(cè)數(shù)據(jù)分析，除砂石料加工區(qū)外粉塵質(zhì)量均達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。

（4）雨季運(yùn)行中粉塵潮濕，濾袋易打濕無(wú)法正常運(yùn)行，且導(dǎo)致灰輸出管道堵塞，增加防雨設(shè)施與安裝小型振動(dòng)器，解決濾袋易打濕、管路堵塞問(wèn)題，也節(jié)約運(yùn)行成本。

（5）以“噴霧灑水降塵+廊道、料倉(cāng)封閉降塵+脈沖布袋收塵”為最佳模式運(yùn)行。

（6）通過(guò)人工砂石加工系統(tǒng)揚(yáng)塵點(diǎn)分析，進(jìn)行除塵處理方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、研究，選擇合理的除塵處理工藝和設(shè)備進(jìn)行除塵處理，響應(yīng)國(guó)家環(huán)保要求，細(xì)化運(yùn)行管理，達(dá)到集中收塵和“零”排放的環(huán)保要求，同時(shí)，達(dá)到運(yùn)行方便，經(jīng)濟(jì)可靠，為大型人工砂石系統(tǒng)除塵處理樹(shù)立亮點(diǎn)和典范，也為我公司今后的大型人工砂石系統(tǒng)運(yùn)行和除塵處理提供經(jīng)驗(yàn)。

表1 第一、第二除塵站調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

依據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)表顯示砂石料加工區(qū)粉塵總懸浮顆粒物（TSP）日均濃度為 0.721 2 mg/m3，施工營(yíng)地、辦公生活區(qū)粉塵總懸浮顆粒物（TSP）日均濃度為0.034 mg/m3，與標(biāo)準(zhǔn)要求相對(duì)比得出，除砂石料加工區(qū)外粉塵質(zhì)量均達(dá)到《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095-2008）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。

表2 環(huán)境空氣質(zhì)量日均濃度檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

6.2 經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益

⑴除塵站投入前、后對(duì)文明施工（人工、材料等）成本、廢水處理運(yùn)行成本及減低石粉混凝土成本分析影響見(jiàn)表3：

表3 除塵站投入運(yùn)行前、后經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

⑵通過(guò)進(jìn)行除塵處理方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、研究和對(duì)空氣顆粒度數(shù)值分析，選擇了合理的除塵處理工藝和設(shè)備進(jìn)行除塵處理，降低除塵處理的運(yùn)行成本，提高了系統(tǒng)運(yùn)行綜合效益，達(dá)到預(yù)期效果；同時(shí)響應(yīng)國(guó)家環(huán)保要求，細(xì)化運(yùn)行管理，達(dá)到集中收塵和“零”排放的環(huán)保要求，同時(shí)，達(dá)到運(yùn)行方便，經(jīng)濟(jì)可靠。

截止目前砂石加工系統(tǒng)除塵設(shè)備運(yùn)行正常、有效，尤其干法布袋收塵處理采用“封閉收塵、風(fēng)機(jī)抽風(fēng)、順流組合脈沖布袋除塵器除塵”、“負(fù)壓抽風(fēng)、布袋過(guò)濾、正壓送灰組合式粉塵收集處理工藝”及“在線壓縮空氣低壓脈沖清灰，PLC控制”實(shí)現(xiàn)差壓定時(shí)自動(dòng)或手動(dòng)清理布袋上灰塵處理工藝應(yīng)用均為國(guó)內(nèi)行業(yè)首次并得到了充分驗(yàn)證。是國(guó)內(nèi)大型砂石系統(tǒng)除塵處理成功的案例，因此，通過(guò)研究與應(yīng)用進(jìn)一步完善人工砂石系統(tǒng)除塵處理工藝，為大型人工砂石系統(tǒng)運(yùn)行和除塵處理提供經(jīng)驗(yàn)，可供類(lèi)似工程借鑒，具有深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。

⑶除塵處理系統(tǒng)投入運(yùn)行（收塵效果）

通過(guò)第一階段試運(yùn)行、第二階段管理運(yùn)行過(guò)程中工藝措施調(diào)整，第一除塵站、第二除塵站各設(shè)備運(yùn)行正常有效，收塵效果較好，除塵效果如圖2～5所示。

圖2、4為除塵站投入運(yùn)行（開(kāi)機(jī)前）前，揚(yáng)塵較大，整個(gè)一篩、制砂、二篩車(chē)間區(qū)域能見(jiàn)度不足1 m。

圖3、5為除塵站投入運(yùn)行（開(kāi)機(jī)后）過(guò)程中，除塵站開(kāi)啟后約2 min左右，一篩、二篩、制砂車(chē)間產(chǎn)生的揚(yáng)塵全部被除塵系統(tǒng)處理，揚(yáng)塵減少明顯，除塵效果較好。

圖2 第一除塵站運(yùn)行投入運(yùn)行前

圖3 第一除塵站投入運(yùn)行過(guò)程中（開(kāi)機(jī)后）

圖4 第二除塵站運(yùn)行投入運(yùn)行前

圖5 第二除塵站投入運(yùn)行過(guò)程中（開(kāi)機(jī)后）

7 思考與建議

還需進(jìn)一步提高收塵效能，主要將提高收塵率和提升第二除塵站收塵工藝作為下階段研究方向，通過(guò)適當(dāng)增加輔助設(shè)備和少量更換設(shè)備器材容量，可使除塵站收塵率提高3%～4%，提高收塵效能及確保穩(wěn)定常態(tài)砂平均石粉含量。

此外，進(jìn)一步研究大型干法砂石加工系統(tǒng)除塵站設(shè)備和工藝的系統(tǒng)改進(jìn)和提升技術(shù)，今后為類(lèi)似工程提供參考。

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X505

B

1672-5387（2017）10-0051-05

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.10.018

2017-07-21

徐全基（1986-），男，助理工程師，從事水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)制安、砂石系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究工作。