攪拌樓除塵器的技術改造

高紅燕

（中交第三航務工程局有限公司寧波分公司，浙江寧波315200）

1 攪拌樓除塵器簡介

中交三航寧波分公司預制廠HL90混凝土攪拌樓建成于1998年，其骨料和水泥筒倉設在樓內，計量后直接進入攪拌機。水泥是由地面水泥筒倉經倉式氣力輸送泵沿管道輸送至位于樓頂23m高的三只筒倉，每只筒倉上安裝有除塵器，用于排出氣力輸送水泥時筒倉內壓力并過濾粉塵。由于該攪拌樓設計建造于20世紀90年代，筒倉上安裝的DLC-30除塵器采用的是機械振動清灰方式的袋式除塵器，濾袋是工業帆布，如圖1所示。

圖1DLC-30振打袋式除塵器

該除塵器主要由箱體、灰斗和振打機構等組成。由于清灰需要，除塵器分設若干倉室。置于倉室內的濾袋下端開口，固定于倉室下部的底板上，以帽蓋封閉的上端吊掛在振打機構的吊架上。在箱體上裝有閥門及振打機構。含塵氣流由進口管進入灰斗，自下而上進入濾袋內部，凈化后穿出袋外，從出口排出。濾袋的清灰利用頂部的振打機構并輔以反向氣流實現。

2 攪拌樓除塵器改造分析

2.1 除塵器現狀調查

三只直徑1.2m、高1.8m的除塵器安裝在攪拌樓頂層長6m、寬1.95m的水泥筒倉上，除塵器頂與攪拌樓頂距離只有1.5m左右，上部作業空間狹窄，增加了濾袋更換的難度，而且由于除塵器濾袋破裂、水泥灰噴出致使整個水泥筒倉上部到處都布滿灰塵。

除塵器所采用的機械振打清灰，實際使用后發現除塵效果不理想，經常發生水泥灰泄漏事故，致使水泥筒倉周圍布滿灰塵；經排風扇排出樓外的灰塵也污染了周圍的空氣，為此，周邊居民多次舉報，當地環保部門也對我廠進行過處罰。

2.2 除塵器結構分析

原設計的除塵器過濾面積過小，使除塵器來不及處理含塵氣體，致使筒倉內部氣體不能順暢排出，使筒倉內部壓力增大，不僅存在安全隱患，也易使濾袋受過大的壓力而漲破，而且影響水泥輸送速度。

三臺除塵器上各自安裝了一臺2.2kW的振動電機用于清灰，由于三個水泥筒倉是連在一起的，導致除塵器上振動電機的振動力分散，清灰效果差，而且振動電機故障也多，影響清灰效果。后來增加的人孔大濾袋吊在樓頂棚上，根本就沒有清灰裝置，所以濾袋上積灰不能有效清除，堵塞了濾袋空隙，導致筒倉內部壓力增大，容易漲破濾袋。

3 除塵器改造技術措施

3.1 除塵器設計

3.1.1 水泥筒倉所需過濾面積計算

原除塵器設計了19只濾袋（圖2），濾袋直徑130mm，長度1.5m，總過濾面積為：

S=0.13×π×1.5×19≈11.6m2

一般袋式除塵器總過濾面積計算按照下列公式計算：

S=Q/（60V）

式中，Q為處理風量（m3/h）；S為總過濾面積（m2）；V為過濾風速（m/min），一般氣力輸送用袋式除塵器過濾風速V取1.2m/min。

用于輸送水泥提供壓縮空氣的是一臺3L-20/3.5型無油潤滑空壓機，其排氣量為20m3/min，排氣壓力0.35MPa，排氣量為1200m3/h。袋式除塵器的處理風量應按生產設備需處理氣體量的1.1倍計算，則可計算出水泥筒倉所需的除塵器濾袋總過濾面積：

S=1200×1.1/（60×1.2）≈18.3m2

顯然原設計的除塵器過濾面積過小，使除塵器來不及處理含塵氣體，致使筒倉內部氣體不能順暢排出，導致筒倉內部壓力增大，不僅存在安全隱患，也易使濾袋受過大的壓力而漲破，而且影響水泥輸送速度。

3.1.2 新除塵器濾袋設計

除塵器濾袋實際所需的總過濾面積為18.3m2，新設計除塵器按照1.5倍余量計算，所需的濾袋總過濾面積為18.3m2×1.5=27.45m2，取整到28m2，由于空間位置受限，除塵器筒體仍采用原除塵器的直徑1.2m，新設計除塵器滿足安裝要求的前提下充分利用花板空間，在花板上開設28只φ130mm花孔（圖3），則每只濾袋的過濾面積要1m2，根據濾袋直徑可算出濾袋長度約需2.5m，而原除塵器的筒體只有1.5m高，需要使筒體高度增加1m。經過測量，增加高度后除塵器頂部空間高度還有約0.7m。

圖2 原除塵器設19只花孔

圖3 新除塵器開設28只花孔

3.2 濾袋材料優選滌綸針刺氈

通過咨詢除塵器廠家和網上查詢，得知現在一般混凝土攪拌站水泥筒倉除塵器普遍采用脈沖袋式除塵器，用的濾袋材料大多是滌綸針刺氈，針刺濾料是非織造布的一種，具有孔隙率高、過濾精度高、阻力小等特點，集塵效率高，使用壽命長，性價比高，現在得到了普遍應用。以現有的使用環境，如果采用主流的脈沖清灰方式則可以方便地接入攪拌樓內供氣動閥件動作的0.7MPa壓縮空氣，而該氣源是產自一臺VF-6/7的活塞空壓機，其空氣中多少有部分水汽和油分，所以選用具有拒水防油功能的滌綸針刺氈更適合，且采用脈沖清灰方式的濾袋清灰效果好，濾袋壽命可達3年以上，根據氣源特點，選用具有防水防油功能的滌綸針刺氈適合攪拌樓實際情況。

3.3 選用脈沖清灰方式

3.3.1 脈沖除塵器結構

脈沖噴吹袋式除塵器結構如圖4所示，主要由箱體、袋室、檢修門、風機、壓縮空氣、噴吹系統、灰斗和支腿等部分組成。

圖4 脈沖噴吹單機袋式除塵器示意圖

結構特點：采用兩側開門，檢修更換濾袋方便，不受頂部空間位置限制。濾袋座與文丘里管的固定采用螺紋連接形式。濾袋骨架與袋座采用緊固連接，濾袋材質為滌綸針刺氈。

3.3.2 脈沖清灰方式原理

現在水泥筒倉除塵器普遍采用的脈沖袋式除塵器，其工作原理是含塵氣體進入除塵器筒體，粉塵附在濾袋的外表面，凈化后的氣體透過濾袋空隙排出。隨著濾袋上灰塵的增厚，除塵器的阻力不斷上升，當上升到一定程度時，為了保證除塵器繼續工作，需要進行清灰。除塵器的濾袋按直線排列，每排濾袋配置一個脈沖閥來控制壓縮空氣脈沖清灰，脈沖閥的動作是由程序控制器控制的。清灰時，清灰控制器發出指令，使脈沖閥在動作瞬間釋放出壓力為0.4～0.7MPa的壓縮空氣（圖5）。壓縮空氣通過噴吹管底部正對濾袋的小孔以高速沖入濾袋，在其沖入濾袋內部的同時，又誘生一股數倍于壓縮空氣的二次氣流，于是產生一種瞬時沖擊波并沿整個過濾的長度方向向下傳播。利用這一機理，使聚集在濾袋外面的粉塵從濾袋上剝落。脈沖的寬度和間隔可以調整，以適應各種不同粉塵的各種特性。

圖5 脈沖清灰工作原理示意圖

脈沖控制氣流反吹清灰方式是一種先進有效的清灰方式，相比機械振動清灰方式，具有節能、效率高、故障低、清灰效果好等優點。我廠攪拌樓內有0.7MPa的氣源，接氣方便，因此選用脈沖清灰方式是合理有效的。

4 除塵器改造成效

4.1 除塵效果

將除塵器接高筒體、鋼筋骨架、氣包、脈沖噴灰裝置等配件吊至頂樓，同時鋪設控制電纜及氣管，將除塵器的電氣控制箱安裝在攪拌樓的操作室內，在送水泥時打開除塵器電源和相應筒倉的除塵器開關即可，完成三臺新除塵器安裝調試。

除塵器安裝好后，經過送水泥使用，效果非常好，沒有明顯的粉塵泄漏，而且由于過濾面積增大后，筒倉內排氣通暢，倉內壓力較改造之前明顯降低，水泥輸送速度也快了一倍，原來送滿一罐水泥需要10～15min，現在只要5～8min就能送滿。攪拌樓內灰塵少了，文明生產狀況也得到很大改觀。

根據除塵器廠家提供的數據，該脈沖袋式除塵器在入口濃度小于50g/m3的情況下，出口含塵濃度小于30mg/m3，除塵效率可達99.9%。為了驗證實際使用情況，請廠家帶來粉塵濃度檢測儀進行現場測試，測試結果為43mg/m3，除塵效率已經達到了99.9%。

4.2 經濟性分析

濾袋是決定袋式除塵器除塵效率的關鍵元件，更換濾袋的費用又是袋式除塵器的主要維修費用。本除塵器采用的PE-1-5407-OWR型號的拒水防油滌綸針刺氈濾袋，最小破裂強度達到2.45MPa，壽命可達3年；同時取消了三臺功率4kW的振動電機，也可以節約電能；而除塵效率和濾袋質量都提高了，不會再發生濾袋破裂導致水泥泄漏現象，減少了水泥浪費。改造后，三臺除塵器每年可節約成本8707元，雖然經濟效益不高，但是改造后維修人員的工作量和勞動強度大大減輕，隱形效益十分突出。

表1 改造前后經濟效益對比表

5 結語

此次改造結合當前普遍采用的脈沖袋式除塵器，通過具體計算，確定了過濾面積，在利用原除塵器筒體的基礎上，采用增高筒體，增加濾袋長度和數量來滿足過濾面積要求，優選濾袋材料，創新設計制作了拼接式鋼架骨架，確保了在安裝空間狹小的狀況下順利完成除塵器改造，使除塵效率一次性提高到99.9%，不僅達到了國標規定的排放標準，也降低了成本，促進攪拌樓的文明生產上了一個新臺階，也為節能減排、保護環境作出了應有的貢獻。