余翔 李瑞友 蔣超 孟桂峰 黃立建

【摘 要】目前水泥在卸貨、裝袋、疊包的過(guò)程依靠水泥包裝車機(jī)來(lái)完成，裝車機(jī)工作時(shí)，由于裝車機(jī)的頭部溜板與車體之間存在一定的高度差，水泥包在下落過(guò)程中的碰撞揚(yáng)塵較大，且易產(chǎn)生粉塵。文章介紹一種裝車機(jī)袋式除塵器，其解決了現(xiàn)在水泥裝車機(jī)無(wú)序揚(yáng)塵擴(kuò)散困擾水泥行業(yè)達(dá)到“車間空氣中呼吸性水泥粉塵衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”的全國(guó)性技術(shù)難題，保障粉塵排放達(dá)到環(huán)保要求，減少粉塵對(duì)大氣的污染。

【關(guān)鍵詞】裝車機(jī);袋式除塵器;研發(fā)

【中圖分類號(hào)】TH69 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）02-0074-02

0 引言

目前水泥在卸貨、裝袋、疊包的過(guò)程依靠水泥包裝車機(jī)來(lái)完成，裝車機(jī)工作時(shí)，由于裝車機(jī)的頭部溜板與車體之間存在一定的高度差，水泥包在下落過(guò)程中的碰撞揚(yáng)塵較大，且易產(chǎn)生粉塵[1]。由于裝車機(jī)在工作中，不僅在其縱向位置前后運(yùn)動(dòng)，還做上下運(yùn)動(dòng)，除塵器不易布置。袋裝水泥裝車的粉塵污染治理一直是企業(yè)的難題，并隨著現(xiàn)代化和工業(yè)化的進(jìn)程，大氣污染日益嚴(yán)重，工業(yè)粉塵是大氣污染的重要污染源，揚(yáng)塵綜合整治迫在眉睫[2]。

水泥廠裝包機(jī)處粉塵及環(huán)境治理，由于難度較大，沒(méi)有得到重視，裝包處需要人工疊包及丟包。但是由于工作環(huán)境惡劣，粉塵濃工高達(dá)幾十至上百克每立方，工人的職業(yè)健康沒(méi)有保障，長(zhǎng)期在揚(yáng)塵中工作，甚至容易產(chǎn)生矽肺病。這一問(wèn)題是現(xiàn)在水泥企業(yè)環(huán)保最薄弱的環(huán)節(jié)，市場(chǎng)上尚未出現(xiàn)相應(yīng)的收塵處理裝備，現(xiàn)迫切需要研制一種適應(yīng)水泥在卸貨、裝袋、疊包過(guò)程揚(yáng)塵的除塵技術(shù)與裝備，解決現(xiàn)有水泥裝卸車間造成粉塵二次揚(yáng)塵難以收集處理的技術(shù)難題。

1 國(guó)內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)概況

目前水泥行業(yè)的大多數(shù)企業(yè)在裝包環(huán)節(jié)仍采用人工完成，沒(méi)有采用環(huán)保設(shè)備，造成水泥裝車機(jī)無(wú)序揚(yáng)塵擴(kuò)散是困擾水泥行業(yè)達(dá)到“車間空氣中呼吸性水泥粉塵衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”的全國(guó)性技術(shù)難題。雖然現(xiàn)有小部分企業(yè)采用了環(huán)保設(shè)備代替人工，但設(shè)備效果不理想，沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果。與此同時(shí)，多數(shù)采用裝包機(jī)吸塵罩多數(shù)為固定式，移動(dòng)不方便，收塵效果不好，同時(shí)收塵風(fēng)機(jī)耗能嚴(yán)重，多則幾千瓦。因此，這就要求水泥環(huán)保裝備企業(yè)應(yīng)根據(jù)水泥行業(yè)袋水泥裝車機(jī)現(xiàn)場(chǎng)工作的工藝狀況，組織科技人員技術(shù)創(chuàng)新，精心研究開(kāi)發(fā)袋水泥裝車機(jī)除塵系統(tǒng)及裝備，破解袋水泥裝車機(jī)收塵除塵的技術(shù)難題。

2 水泥裝車機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的工藝狀況

（1）袋水泥裝車機(jī)工作時(shí)對(duì)無(wú)序擴(kuò)散揚(yáng)塵要控制在一定的空間層面上，可移動(dòng)式吸塵罩在滿足收集揚(yáng)塵，防止揚(yáng)塵進(jìn)一步擴(kuò)散到空氣中的同時(shí)，還要確保揚(yáng)塵的收集只能控制在操作工人腰部以下，加強(qiáng)控制揚(yáng)塵的空間層面，給操作工人創(chuàng)造一個(gè)良好健康的工作呼吸環(huán)境空間。

（2）水泥揚(yáng)塵屬冷態(tài)粉塵空氣氣體，而冷態(tài)空氣再加上水泥粉塵的擴(kuò)散混合，比重密度增大，根據(jù)水泥粉塵空氣的特殊性，要求吸塵罩設(shè)計(jì)時(shí)要有足夠大的負(fù)壓，要求吸塵罩口距離塵源間的距離適中。

（3）水泥粉塵吸塵罩設(shè)計(jì)要有一定的覆蓋面，要力爭(zhēng)適用于多種裝袋水泥的運(yùn)輸車型，并能根據(jù)車型進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。

（4）袋水泥裝車機(jī)的吸塵和輸塵系統(tǒng)要能滿足生產(chǎn)工藝要求，要隨生產(chǎn)工藝前后、上下移動(dòng)，最主要的還要滿足安全生產(chǎn)的要求。

3 裝車機(jī)袋式除塵器的設(shè)計(jì)研究

3.1 水泥揚(yáng)塵顆粒物收集性能的影響因素試驗(yàn)研究

在水泥裝卸車間二次揚(yáng)塵濃度的條件下，研究不同控制模式下布袋除塵器的煙氣參數(shù)（溫度、流速、顆粒物濃度等）對(duì)顆粒二次飛揚(yáng)及分級(jí)除塵效率的影響，建立多參數(shù)影響下的水泥顆粒二次飛揚(yáng)及分級(jí)布袋除塵效率理論模型[3]。

3.2 移動(dòng)式水泥裝車機(jī)除塵系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目技術(shù)方案采用移動(dòng)式吸塵罩、裝車機(jī)與布袋除塵器集成組合，移動(dòng)式吸塵罩的移動(dòng)支架可與裝車機(jī)聯(lián)動(dòng)，吸塵罩隨裝車機(jī)的前后移動(dòng)而相應(yīng)移動(dòng)，吸塵罩可以始終罩設(shè)在裝車機(jī)的下料口上方，避免袋裝水泥下落過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵外逸，極大提高了收塵效果。另外，移動(dòng)支架上安裝有帶動(dòng)吸塵罩整體升降的升降裝置，以適應(yīng)不同高度的水泥運(yùn)輸車。同時(shí)，側(cè)罩板與罩蓋活動(dòng)連接，側(cè)罩板與罩簾之間通過(guò)柔性連接件連接，因此側(cè)罩板、罩簾可以向外側(cè)張開(kāi)，使吸塵罩的內(nèi)部空間增大，吸塵罩的覆蓋區(qū)域也可以變大，避免吸塵罩無(wú)法罩蓋粉塵產(chǎn)生區(qū)域的情況出現(xiàn)。

3.3 移動(dòng)式吸塵罩整體功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

吸塵罩是水泥裝車機(jī)除塵系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，它的設(shè)計(jì)合理與否直接關(guān)系到除塵效率問(wèn)題。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用可移動(dòng)式、可伸縮矩形下吸塵式設(shè)計(jì)。裝車機(jī)移動(dòng)式吸塵罩設(shè)在裝車機(jī)下料口上方，吸塵罩可沿裝車機(jī)行進(jìn)方向直線移動(dòng)。在吸塵罩上方設(shè)有移動(dòng)支架，用于輔助吸塵罩的移動(dòng)。同時(shí)，移動(dòng)支架上安裝有升降裝置，可帶動(dòng)吸塵罩整體上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)吸塵罩的自由升降，以適應(yīng)不同高度的水泥運(yùn)輸車確保收塵效率，避免袋裝水泥下落過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵外逸，達(dá)到提高收塵效率的目的。除此之外，吸塵罩內(nèi)設(shè)有與吸風(fēng)機(jī)通信連接的粉塵濃度監(jiān)測(cè)儀，對(duì)粉塵進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

3.4 移動(dòng)吸塵罩升降系統(tǒng)的研發(fā)設(shè)計(jì)

袋水泥裝車機(jī)工作時(shí)根據(jù)裝車進(jìn)度，運(yùn)料機(jī)是需要視裝車疊包情況隨時(shí)提升或下降的，可移動(dòng)吸塵罩升降系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用雙鋼繩電動(dòng)葫蘆吊掛，電動(dòng)葫蘆安裝在上部移動(dòng)皮帶機(jī)尾部的機(jī)車上，與皮帶機(jī)前后運(yùn)行。如何解決可移動(dòng)吸塵罩上下升降設(shè)計(jì)，在傾斜膠帶機(jī)架上設(shè)置兩個(gè)連接臂與可移動(dòng)吸塵罩平衡吊架相活連接，平衡吊架由電動(dòng)葫蘆吊掛，傾斜膠帶機(jī)吊裝葫蘆與可移動(dòng)吸塵罩吊裝葫蘆均采用不同轉(zhuǎn)速，并設(shè)計(jì)為同步控制和單獨(dú)調(diào)節(jié)兩種模式，可移動(dòng)吸塵罩上部排氣管與PU伸縮管連接，從而達(dá)到可移動(dòng)吸塵罩與運(yùn)料機(jī)同步運(yùn)行的目的。

3.5 移動(dòng)輸塵管路系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

根據(jù)袋水泥裝車機(jī)生產(chǎn)工藝要求，需要運(yùn)料機(jī)前后運(yùn)行，設(shè)計(jì)在移動(dòng)運(yùn)料機(jī)車的尾部安裝一臺(tái)固定收塵集箱，集箱一側(cè)出口連接可伸縮移動(dòng)管道，一般可移動(dòng)伸縮的長(zhǎng)度為8 m，把可移動(dòng)吸塵罩收集的粉塵氣體通過(guò)此移動(dòng)管路輸送到固定管路，再由固定管路將粉塵氣體輸送到袋除塵器內(nèi)進(jìn)行凈化處理，移動(dòng)管路內(nèi)部安裝多個(gè)滾輪軸承，每節(jié)移動(dòng)管路上都設(shè)有法蘭油浸羊毛氈做為密封，可滿足袋水泥裝車機(jī)前后移動(dòng)運(yùn)行的要求。

3.6 袋除塵器總體結(jié)構(gòu)優(yōu)化及工藝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

含水泥粉塵進(jìn)入袋除塵器本體，流經(jīng)原布風(fēng)板，通過(guò)骨架支撐的濾袋時(shí)，粉塵被阻留在濾袋外表面，干凈的煙氣進(jìn)入袋內(nèi)，并經(jīng)袋口和上箱體后由出風(fēng)口排出。由于濾袋表面的粉塵不斷增加，導(dǎo)致設(shè)備阻力上升，當(dāng)升至設(shè)定值時(shí)，微壓差控制器輸出信號(hào)，電控儀便發(fā)出信號(hào)，使噴吹系統(tǒng)工作。壓縮空氣由氣包經(jīng)脈沖閥和噴吹管上的噴嘴向?yàn)V袋內(nèi)噴射，在濾袋膨脹產(chǎn)生的加速度和反向氣流的作用下，附于濾袋外的粉塵脫離濾袋落入灰斗內(nèi)，再經(jīng)卸灰閥排出。脈沖閥依次打開(kāi)約0.1 s，噴吹結(jié)束后，第二個(gè)脈沖閥進(jìn)行噴吹，依次完成所有脈沖閥的噴吹，實(shí)現(xiàn)清灰，使出口排放濃度均低于20 mg/Nm3。

3.7 自動(dòng)控制系統(tǒng)的研發(fā)

將袋除塵技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)控制技術(shù)、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控技術(shù)與移動(dòng)吸塵罩系統(tǒng)相融合，研發(fā)精確的裝車機(jī)移動(dòng)除塵器控制系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)能夠根據(jù)袋水泥移動(dòng)裝車機(jī)工作狀況、在線監(jiān)測(cè)袋除塵器分室和凈氣分室的流量及相對(duì)偏差，根據(jù)相對(duì)偏差在線調(diào)節(jié)移動(dòng)吸塵罩位置和提升閥閥門開(kāi)度，均衡各除塵器分室和凈氣分室流量，精確除塵;且電源控制系統(tǒng)和除塵控制系統(tǒng)之間通過(guò)總線方式進(jìn)行通信控制。

4 結(jié)語(yǔ)

本裝車機(jī)袋式除塵器開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)適用于水泥裝卸車間二次揚(yáng)塵的除塵器成套裝備，從可隨車移動(dòng)、可調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)的吸塵罩+整套裝車機(jī)吸風(fēng)、送風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及袋除塵器工藝設(shè)計(jì)等方面著手，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水泥裝卸車間二次揚(yáng)塵的細(xì)顆粒的有效控制。本項(xiàng)目產(chǎn)品的研發(fā)成功，解決了現(xiàn)在水泥裝車機(jī)無(wú)序揚(yáng)塵擴(kuò)散困擾水泥行業(yè)達(dá)到“車間空氣中呼吸性水泥粉塵衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”的全國(guó)性技術(shù)難題，保障粉塵排放達(dá)到環(huán)保要求，減少粉塵對(duì)大氣的污染。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]徐懷洲，劉晉鋒.袋裝水泥裝車機(jī)除塵設(shè)計(jì)[J].水泥，2012（10）.

[2]姬中全，李保明，于光民.袋裝水泥裝車系統(tǒng)除塵技改[J].水泥，2018（6）.

[3]方業(yè)云.袋裝貨物自動(dòng)裝車機(jī)的設(shè)計(jì)及研究[D].青島：青島科技大學(xué)，2018（4）.

[責(zé)任編輯：鐘聲賢]