港口散糧裝卸除塵系統設計的若干要點

徐 力

大連港口設計研究院有限公司

港口散糧裝卸除塵系統設計的若干要點

徐 力

大連港口設計研究院有限公司

針對港口散糧裝卸工程除塵系統的特點，結合實際設計步驟，對設備選型、風量確定、風網布置、阻力平衡計算幾個要點進行了分析，對設計中一些難點提出了設計思路。

港口散糧裝卸工程；除塵系統；設計思路

1 前言

港口散糧裝卸工程具有工程規模大，輸送工藝復雜，工藝設備種類多樣的特點，相應的除塵系統設計難度較大，筆者多年來從事港口散糧除塵系統設計，總結了一些設計經驗與同行們分享。

2 除塵設備選型

除塵器類型分為機械除塵器，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使用為袋式除塵器，機械除塵器中的旋風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除塵器。

散糧輸送除塵系統中使用的袋式除塵器當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，可根據工程所在地的氣象條件配置壓縮空氣后處理設備，為除塵器提供清潔、干燥的噴吹用氣；當沒有集中空壓站時，可配置小型空壓機組，但壓縮空氣品質較差，在寒冷地區冬季使用時壓縮空氣管道有凍結危險，這種情況下，還有另一種選擇，即采用羅茨風機作為氣源的中壓（0.5～1.5×105Pa）脈沖噴吹方式。

3 除塵風量確定

工藝設備除塵排風量的確定，是除塵設計的基礎。對散糧裝卸系統來說，所有存在粉塵釋放源的機械設備和糧食進出口處，包括緩沖倉和計量稱斗均應密封，并設置除塵吸風口。除塵排風量根據工藝設備結構及物料在其中的流動狀態，遵循負壓原則確定。

按除塵風量計算方式，可將工藝設備分成三類：（1）輸送設備，有皮帶輸送機、斗提機、埋刮板機、螺旋輸送機等，皮帶輸送機又分普通皮帶輸送機、氣墊式皮帶輸送機、蓋帶式皮帶輸送機、多點卸料皮帶輸送機（犁式、卸料小車式）等，這類設備一般按誘導空氣與設備縫隙進風分別計算，可以根據輸送量、落差、溜管角度等查閱相關設計計算圖表，并根據實際工藝設備具體情況對結果進行修正確定除塵排風量；（2）計量設備、糧食清理設備(如篩分等)、打包設備等，這種標準設備廠家一般會提供除塵風量要求，可根據工程實際情況直接采用或適當修正。（3）各種料斗，這里又分緩沖斗、卸糧坑斗、料倉，這一類大都是非標設計，卸糧坑斗特殊一些，上部開口大，采用避塵裝置降低實際開口面積，除塵控制的目標是在斗內產生的粉塵不從上口溢出，除塵排風量可按實際開口面風速1m/s～1.3m/s確定;緩沖斗、料倉密封性較好，內部有較大緩沖空間，設有平衡管或呼吸管，一般可以結合上游設備的除塵排風量統一考慮，斗本體除塵排風量可只按進料排出空氣體積確定。

除塵排風量初步確定后，還要根據上下游設備以及分支流程風網布置情況綜合考慮調整。

4 除塵風網布置

除塵風網的設置根據大型散糧中轉庫的特點，根據工藝流程，盡量集中配置,為同時使用的流程配置獨立風網，不同時使用的分支流程風網合并配置用氣（電）動蝶閥切換。

4.1 除塵器布置

由于經濟原因，散糧輸送工藝一般會要求將除塵器收集的粉塵送返流程，當工藝流程分叉較多時，劃分風網時要針對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設置的獨立風網回灰點就要選在工藝分叉之前，需在后續設計中與工藝專業密切配合，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，加大除塵器清灰負荷。

如果工藝流程中有過于分散的吸塵點，可采用單機除塵器就地除塵，但應當注意的是，通常港口散糧裝卸工程設備產塵點含塵濃度較高，如果單機除塵器要布置在封閉建筑內，那么排風要引到室外，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 風管布置

風管布置的原則總體要求主風道走向要短，支風道要少，達到少占建筑空間、簡潔，并便于施工安裝、調節和控制，以及維修與管理等。

在大型散糧中轉庫除塵風網設計中，在筒倉上下、卸車地溝等區域難以避免采用較長水平主風道，但主風道長度不要超過80m，否則風網難以平衡，水平管線也更易積塵。如果由于工藝、建筑限制無除塵設備布置空間，無法分片設置風網時，對主風道過長的風網可在遠端各分支采用增設助力風機及集合管結合的方式。

在計量塔、交匯塔等工藝設備多，空間緊張的場合，除塵風網布置要考慮各種工藝設備運行操作、檢修空間及樓層內行走及檢修通道，特別需要注意的是要與工藝專業協調吊車梁的走向布置。

5 阻力平衡計算

除塵系統設計的一個重要原則就是保證風網管道達到載塵風速，這就需要進行嚴格的風網阻力平衡計算。

在施工圖設計前期，可以采用假定流速法預設主風管規格，對于散糧除塵，初始假定速度可以取16m/s～18m/s。詳細設計階段，風網按初估規格布置完成后，再進行阻力平衡計算校核各段風管尺寸、核算風網總阻力，進行除塵風機選型。

規范中對除塵系統并聯管段水力平衡計算的要求是不平衡率不超過10%，對于吸塵點較少的除塵風網，采用手算試算校核的方式就可以達到要求，而對于較大風網，要達到不平衡率不超過10%的要求，試算校核次數由手算無法解決，而且由于查圖表的累積誤差，計算結果可靠性也難以保證。所以，編制除塵風網阻力計算程序對于大型散糧中轉庫除塵風網設計是必要的。

除塵風網阻力計算程序的編制要點：（1）沿程摩擦阻力系數的計算要采用柯列勃洛克-懷特公式，對于目前的計算機運算速度，該公式的隱函數格式必須采用迭代法計算的缺點已不用考慮，其精確性是最有價值的。（2）各除塵管件的局部阻力計算要選用公認的與試驗結果一致性好的阻力計算圖表或經驗公式。（3）程序計算結構盡量簡化，可采用逐段迭代平衡的方式，迭代精度按并聯管路不平衡率5%（通常對除塵風網電算的精度要求）計。

綜上所述，港口散糧裝卸工程除塵風網的設計只要抓住設備選型、風量確定、風網布置、阻力平衡計算這幾個步驟中的要點，就能夠與整體工程各專業設計過程密切結合，協調一致，取得良好的設計效果。

[1]王成珣.錦州港散糧筒倉公司運營能力提升研究[D].大連海事大學,2013.

[2]孫建銳,黃國慶.散貨裝卸除塵裝車溜筒系統設計分析[J].中國港口,2012(11):55～56.

[3]王少華.港口散糧自動化裝卸系統工藝設計探討[J].河南科技,2010(6):34+36.