張雪芬,邊全立
(鄭州久依糧食工程有限公司,鄭州 450001)
小麥、玉米、稻谷、大豆等糧食作物,作為加工廠的原料,在接收時會夾雜許多雜質(zhì),其中的輕雜質(zhì)(灰塵等)不僅會污染車間及周圍工作環(huán)境,還會影響人的身體健康,因此在卸糧段進(jìn)行抑塵顯得尤為重要。
卸糧坑段的工藝流程一般為:原糧→卸糧坑格柵→卸糧坑→刮板輸送機(jī)→斗式提升機(jī)→磁選器→初清篩→清理篩→計(jì)量→斗式提升機(jī)→刮板輸送機(jī)→入倉。
卸糧坑的型式有很多種,隨著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和卸糧車種類的增多,為適應(yīng)新的經(jīng)營管理模式,卸糧坑的型式及功能也逐步多元化。 新建的卸糧坑既要有緩存、均勻排料、初清理等功能,又要有良好的除塵效果。 由于卸糧坑面積較大,粉塵擴(kuò)散的空間較大,方向不定,比較難控制,需要風(fēng)量比較大,一般設(shè)立獨(dú)立風(fēng)網(wǎng)。
除塵工藝流程:吸風(fēng)口→吸風(fēng)罩→風(fēng)門→風(fēng)網(wǎng)管道→除塵器→風(fēng)機(jī)→風(fēng)帽。
粉塵的形成和擴(kuò)散主要是由空氣流動造成。 卸糧坑產(chǎn)生粉塵的主要部位有: 卸糧時糧流從車廂滑出時攜帶的粉塵;卸糧時糧流沖擊卸糧坑格柵和料斗產(chǎn)生的粉塵。 卸料過程中,由于有一定落差,物料散落下來產(chǎn)生的粉塵是彌漫型的,敞開場所單獨(dú)吸風(fēng)罩能力有限, 不僅需要大風(fēng)量而且效果也不佳,因此在設(shè)計(jì)卸糧坑除塵時考慮將卸糧坑上方卸糧車通道三面封閉,兩側(cè)是墻體,第三面裝設(shè)卷簾門,有效杜絕自然風(fēng)的干擾,避免粉塵擴(kuò)散,將粉塵控制在一定的范圍內(nèi),風(fēng)順著料流進(jìn)入卸糧坑。 另外在卸糧坑內(nèi)設(shè)置防擋塵板,坑下預(yù)留風(fēng)道,在產(chǎn)生高濃度粉塵的區(qū)域設(shè)置吸風(fēng)點(diǎn)將灰塵引入風(fēng)管內(nèi)進(jìn)行除塵處理,減少粉塵的外溢。
卸糧坑的除塵需根據(jù)現(xiàn)場條件、 原糧區(qū)域特性等進(jìn)行合理布局和設(shè)計(jì), 以滿足安全要求和環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。下面介紹目前面粉廠常用的兩種除塵型式。
卸糧坑部分主要包括鋼格柵、防塵擋板、料斗、閘門、輸送設(shè)備、除塵系統(tǒng)。
當(dāng)原糧卸入卸糧坑時, 卸糧坑內(nèi)部空氣受到擠壓后被置換出來, 形成的氣流會將卸糧時產(chǎn)生的粉塵從卸糧坑內(nèi)攜帶出來,造成粉塵上揚(yáng)。
風(fēng)量計(jì)算公式:Q=F×V
式中:F 為卸糧坑敞開口部分的截面面積,m2;
V 為風(fēng)通過截面時的風(fēng)速,m/s。
卸糧坑除塵需要的風(fēng)量與卸糧坑敞開口部分的截面積和截面風(fēng)速的大小有關(guān)。為了防止吸入物料,吸風(fēng)點(diǎn)不宜設(shè)在物料集中的地點(diǎn)和飛濺區(qū)內(nèi), 吸風(fēng)口風(fēng)速不宜過高,對于糧粒來說,一般為1~2 m/s[1]。
根據(jù)現(xiàn)場車輛卸糧時實(shí)際使用情況, 預(yù)留卸糧時所需要的卸糧坑開口尺寸, 然后在卸糧坑內(nèi)布置防塵擋板(如圖1 所示)。 結(jié)合卸糧時料流及氣流的運(yùn)動特點(diǎn),當(dāng)料流下落時,因落差沖擊產(chǎn)生的揚(yáng)塵會向四周擴(kuò)散,卸糧坑內(nèi)設(shè)置的防塵擋板,既可以對料流及氣流進(jìn)行控制, 又實(shí)現(xiàn)了對上揚(yáng)粉塵的初步過濾。防塵擋板布置在格柵下面,既可以阻擋一部分粉塵的上揚(yáng),又可以減小卸糧坑開口尺寸,節(jié)約風(fēng)量。根據(jù)糧流下落時被置換氣流的運(yùn)動特性, 在卸糧坑側(cè)壁設(shè)置合適的吸風(fēng)點(diǎn), 使卸糧坑吸塵點(diǎn)處形成局部負(fù)壓,造成合適的空氣流動速度,使四周的灰塵順著氣流進(jìn)入除塵管道內(nèi),以防止粉塵外溢。
圖1 混凝土卸糧坑防塵擋板
圖1 中防塵擋板是固定式的整塊擋板, 實(shí)際應(yīng)用中常用的還有一種活頁式擋板。 在卸糧坑內(nèi)增加柔性擋板結(jié)構(gòu)如圖2、圖3,置于格柵下方,活頁式的擋板在沒有糧流的情況下, 依靠重力作用處于關(guān)閉狀態(tài),在有糧流的情況下因物料沖擊力而打開,暫存斗內(nèi)形成封閉空間,通過除塵系統(tǒng)吸風(fēng),在暫存斗內(nèi)形成局部負(fù)壓,減少粉塵外溢。卸糧時只在有糧流的區(qū)域打開,極大地降低了粉塵的外溢,卸糧坑開口尺寸根據(jù)糧流大小可調(diào),可以節(jié)約大量的處理風(fēng)量,降低除塵器選型成本。
圖2 柔性防塵擋板立面圖一
圖3 柔性防塵擋板立面圖二
兩種防塵擋板設(shè)置的目的是一致的, 即對揚(yáng)塵的源頭——?dú)饬鬟M(jìn)行有效控制,阻擋、減弱氣流的動能,降低其起塵、攜塵的能力。 根據(jù)風(fēng)量計(jì)算公式可知,風(fēng)量一定時,開口截面積越大,通過截面的風(fēng)速越小,風(fēng)速小吸力不足,不能有效地將粉塵引流入吸風(fēng)除塵點(diǎn)處,也容易在風(fēng)管管道內(nèi)積塵,無法達(dá)到除塵凈化的效果。因此,增加防塵擋板可有效地降低卸糧坑開口面積,還可以節(jié)約風(fēng)量,調(diào)節(jié)通過卸糧坑截面的風(fēng)速,再結(jié)合坑內(nèi)局部負(fù)壓,引導(dǎo)粉塵順著氣流匯向除塵風(fēng)管,抑制粉塵分散,進(jìn)行除塵優(yōu)化處理。車間可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況及周邊原糧情況, 選擇適合車間的除塵型式。
某面粉公司,來糧車輛型式多樣,為滿足不同類型車輛可以同時卸料的需求,使用雙坑式卸糧坑(如圖4 所示)。 一個車道供小型自卸車卸糧,另一個車道采用液壓翻板卸糧。
圖4 卸糧坑平面圖
因卸糧坑多出口向皮帶機(jī)供料,為控制流量,在卸糧口出口設(shè)置手氣動閘門或手電動閘門。
根據(jù)廠區(qū)地理位置及現(xiàn)場實(shí)際需求, 此卸糧坑斗采用鋼斗型式。 斗下料經(jīng)皮帶輸機(jī)后入斗式提升機(jī),降低卸糧坑層高度,在不影響工藝效果的前提下節(jié)省建筑成本。
卸糧坑鋼斗采用上下兩個鋼斗型式, 大斗套小斗(如圖5 至圖7 所示)。
圖5 卸糧坑鋼斗平面圖
圖6 卸糧坑鋼斗立面圖
圖7 除塵風(fēng)管型式
卸糧坑一般是中間卸糧, 卸糧后坑內(nèi)空氣受沖擊,氣流從四周貼著鋼斗向上走,該設(shè)計(jì)考慮了氣流的走向,上部小鋼斗置于格柵下,接收糧食,下部大鋼斗設(shè)在小鋼斗四周,預(yù)留一定的縫隙,卸糧時氣流從兩斗內(nèi)縫隙里流出。在卸糧坑內(nèi)設(shè)置除塵風(fēng)管,除塵風(fēng)管型式如圖7 所示,除塵風(fēng)管垂直段加長,距離樓板高約1.2~1.5 m。 除塵風(fēng)管垂直段上加插板,方便車間定期清理有可能被吸入到除塵風(fēng)管內(nèi)的糧粒。
每個吸風(fēng)點(diǎn)的吸風(fēng)量計(jì)算:
式中:F 為預(yù)留鋼斗風(fēng)道截面積,m2;V 為通過截面積時風(fēng)速,m/s。
總吸風(fēng)量計(jì)算公式:
式中:Q1為車道左右兩側(cè)預(yù)留鋼斗風(fēng)道的吸風(fēng)量,m3/h;Q2為垂直車道兩側(cè)預(yù)留鋼斗風(fēng)道的吸風(fēng)量,m3/h。
車間吸風(fēng)除塵通常是以密閉為主,吸風(fēng)為輔。根據(jù)不同的生產(chǎn)條件和環(huán)境要求, 可以利用自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)來控制粉塵, 通常因機(jī)械通風(fēng)利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)量和風(fēng)壓能滿足不同場所的通風(fēng)量要求,并能有效地控制通風(fēng)場所所需要的氣流方向和流速大小,又不受自然條件限制,故而使用范圍較廣。
卸糧坑的除塵型式一般采用卸糧坑坑上吸風(fēng)、坑下吸風(fēng)或者二者結(jié)合的型式, 然后選用合適的中壓風(fēng)機(jī)來保證除塵效果。
兩種型式均是卸糧坑坑下吸風(fēng), 通常在卸糧坑料斗未裝滿時除塵風(fēng)道通暢,抑塵效果較好,但是當(dāng)提升機(jī)輸送量較小, 不能及時提升物料造成卸糧坑裝滿時,吸風(fēng)效果就會被削弱,在設(shè)計(jì)卸糧坑處理能力時可適當(dāng)加大坑內(nèi)提升機(jī)輸送量, 使卸糧坑內(nèi)空間充足,除塵風(fēng)管就可以達(dá)到較好的效果。若因條件受限,會經(jīng)常出現(xiàn)卸糧坑斗卸滿的情況,則要相應(yīng)的設(shè)置卸糧坑坑上吸風(fēng)進(jìn)行除塵。
通風(fēng)除塵系統(tǒng)的效果與正確合理的設(shè)計(jì), 高質(zhì)量的制造安裝,車間的運(yùn)行維護(hù)管理等息息相關(guān),卸糧坑除塵型式也與車間的地理位置、 現(xiàn)場條件密切相關(guān)。從除塵系統(tǒng)風(fēng)力大、效率高,卸糧速度快,粉塵收集效果好等方面出發(fā), 選擇合適的卸糧坑及相應(yīng)的除塵型式, 才能為車間生產(chǎn)營造一個良好的工作環(huán)境,創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價值。