裝車機袋式除塵器的研發

余翔 李瑞友 蔣超 孟桂峰 黃立建

【摘 要】目前水泥在卸貨、裝袋、疊包的過程依靠水泥包裝車機來完成，裝車機工作時，由于裝車機的頭部溜板與車體之間存在一定的高度差，水泥包在下落過程中的碰撞揚塵較大，且易產生粉塵。文章介紹一種裝車機袋式除塵器，其解決了現在水泥裝車機無序揚塵擴散困擾水泥行業達到“車間空氣中呼吸性水泥粉塵衛生標準”的全國性技術難題，保障粉塵排放達到環保要求，減少粉塵對大氣的污染。

【關鍵詞】裝車機;袋式除塵器;研發

【中圖分類號】TH69 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）02-0074-02

0 引言

目前水泥在卸貨、裝袋、疊包的過程依靠水泥包裝車機來完成，裝車機工作時，由于裝車機的頭部溜板與車體之間存在一定的高度差，水泥包在下落過程中的碰撞揚塵較大，且易產生粉塵[1]。由于裝車機在工作中，不僅在其縱向位置前后運動，還做上下運動，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的難題，并隨著現代化和工業化的進程，大氣污染日益嚴重，工業粉塵是大氣污染的重要污染源，揚塵綜合整治迫在眉睫[2]。

水泥廠裝包機處粉塵及環境治理，由于難度較大，沒有得到重視，裝包處需要人工疊包及丟包。但是由于工作環境惡劣，粉塵濃工高達幾十至上百克每立方，工人的職業健康沒有保障，長期在揚塵中工作，甚至容易產生矽肺病。這一問題是現在水泥企業環保最薄弱的環節，市場上尚未出現相應的收塵處理裝備，現迫切需要研制一種適應水泥在卸貨、裝袋、疊包過程揚塵的除塵技術與裝備，解決現有水泥裝卸車間造成粉塵二次揚塵難以收集處理的技術難題。

1 國內外相關產品技術概況

目前水泥行業的大多數企業在裝包環節仍采用人工完成，沒有采用環保設備，造成水泥裝車機無序揚塵擴散是困擾水泥行業達到“車間空氣中呼吸性水泥粉塵衛生標準”的全國性技術難題。雖然現有小部分企業采用了環保設備代替人工，但設備效果不理想，沒有達到預期效果。與此同時，多數采用裝包機吸塵罩多數為固定式，移動不方便，收塵效果不好，同時收塵風機耗能嚴重，多則幾千瓦。因此，這就要求水泥環保裝備企業應根據水泥行業袋水泥裝車機現場工作的工藝狀況，組織科技人員技術創新，精心研究開發袋水泥裝車機除塵系統及裝備，破解袋水泥裝車機收塵除塵的技術難題。

2 水泥裝車機設計應滿足的工藝狀況

（1）袋水泥裝車機工作時對無序擴散揚塵要控制在一定的空間層面上，可移動式吸塵罩在滿足收集揚塵，防止揚塵進一步擴散到空氣中的同時，還要確保揚塵的收集只能控制在操作工人腰部以下，加強控制揚塵的空間層面，給操作工人創造一個良好健康的工作呼吸環境空間。

（2）水泥揚塵屬冷態粉塵空氣氣體，而冷態空氣再加上水泥粉塵的擴散混合，比重密度增大，根據水泥粉塵空氣的特殊性，要求吸塵罩設計時要有足夠大的負壓，要求吸塵罩口距離塵源間的距離適中。

（3）水泥粉塵吸塵罩設計要有一定的覆蓋面，要力爭適用于多種裝袋水泥的運輸車型，并能根據車型進行自動調整。

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

3 裝車機袋式除塵器的設計研究

3.1 水泥揚塵顆粒物收集性能的影響因素試驗研究

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

3.2 移動式水泥裝車機除塵系統的總體方案設計

本項目技術方案采用移動式吸塵罩、裝車機與布袋除塵器集成組合，移動式吸塵罩的移動支架可與裝車機聯動，吸塵罩隨裝車機的前后移動而相應移動，吸塵罩可以始終罩設在裝車機的下料口上方，避免袋裝水泥下落過程中產生的粉塵外逸，極大提高了收塵效果。另外，移動支架上安裝有帶動吸塵罩整體升降的升降裝置，以適應不同高度的水泥運輸車。同時，側罩板與罩蓋活動連接，側罩板與罩簾之間通過柔性連接件連接，因此側罩板、罩簾可以向外側張開，使吸塵罩的內部空間增大，吸塵罩的覆蓋區域也可以變大，避免吸塵罩無法罩蓋粉塵產生區域的情況出現。

3.3 移動式吸塵罩整體功能結構設計研究

吸塵罩是水泥裝車機除塵系統的關鍵設備，它的設計合理與否直接關系到除塵效率問題。本項目設計采用可移動式、可伸縮矩形下吸塵式設計。裝車機移動式吸塵罩設在裝車機下料口上方，吸塵罩可沿裝車機行進方向直線移動。在吸塵罩上方設有移動支架，用于輔助吸塵罩的移動。同時，移動支架上安裝有升降裝置，可帶動吸塵罩整體上下移動，實現吸塵罩的自由升降，以適應不同高度的水泥運輸車確保收塵效率，避免袋裝水泥下落過程中產生的粉塵外逸，達到提高收塵效率的目的。除此之外，吸塵罩內設有與吸風機通信連接的粉塵濃度監測儀，對粉塵進行實時監測。

3.4 移動吸塵罩升降系統的研發設計

袋水泥裝車機工作時根據裝車進度，運料機是需要視裝車疊包情況隨時提升或下降的，可移動吸塵罩升降系統設計采用雙鋼繩電動葫蘆吊掛，電動葫蘆安裝在上部移動皮帶機尾部的機車上，與皮帶機前后運行。如何解決可移動吸塵罩上下升降設計，在傾斜膠帶機架上設置兩個連接臂與可移動吸塵罩平衡吊架相活連接，平衡吊架由電動葫蘆吊掛，傾斜膠帶機吊裝葫蘆與可移動吸塵罩吊裝葫蘆均采用不同轉速，并設計為同步控制和單獨調節兩種模式，可移動吸塵罩上部排氣管與PU伸縮管連接，從而達到可移動吸塵罩與運料機同步運行的目的。

3.5 移動輸塵管路系統的優化設計

根據袋水泥裝車機生產工藝要求，需要運料機前后運行，設計在移動運料機車的尾部安裝一臺固定收塵集箱，集箱一側出口連接可伸縮移動管道，一般可移動伸縮的長度為8 m，把可移動吸塵罩收集的粉塵氣體通過此移動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進行凈化處理，移動管路內部安裝多個滾輪軸承，每節移動管路上都設有法蘭油浸羊毛氈做為密封，可滿足袋水泥裝車機前后移動運行的要求。

3.6 袋除塵器總體結構優化及工藝系統的設計

含水泥粉塵進入袋除塵器本體，流經原布風板，通過骨架支撐的濾袋時，粉塵被阻留在濾袋外表面，干凈的煙氣進入袋內，并經袋口和上箱體后由出風口排出。由于濾袋表面的粉塵不斷增加，導致設備阻力上升，當升至設定值時，微壓差控制器輸出信號，電控儀便發出信號，使噴吹系統工作。壓縮空氣由氣包經脈沖閥和噴吹管上的噴嘴向濾袋內噴射，在濾袋膨脹產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，再經卸灰閥排出。脈沖閥依次打開約0.1 s，噴吹結束后，第二個脈沖閥進行噴吹，依次完成所有脈沖閥的噴吹，實現清灰，使出口排放濃度均低于20 mg/Nm3。

3.7 自動控制系統的研發

將袋除塵技術、自動檢測控制技術、數據采集監控技術與移動吸塵罩系統相融合，研發精確的裝車機移動除塵器控制系統，開發能夠根據袋水泥移動裝車機工作狀況、在線監測袋除塵器分室和凈氣分室的流量及相對偏差，根據相對偏差在線調節移動吸塵罩位置和提升閥閥門開度，均衡各除塵器分室和凈氣分室流量，精確除塵;且電源控制系統和除塵控制系統之間通過總線方式進行通信控制。

4 結語

本裝車機袋式除塵器開發設計適用于水泥裝卸車間二次揚塵的除塵器成套裝備，從可隨車移動、可調節開關的吸塵罩+整套裝車機吸風、送風系統的結構及袋除塵器工藝設計等方面著手，實現了對水泥裝卸車間二次揚塵的細顆粒的有效控制。本項目產品的研發成功，解決了現在水泥裝車機無序揚塵擴散困擾水泥行業達到“車間空氣中呼吸性水泥粉塵衛生標準”的全國性技術難題，保障粉塵排放達到環保要求，減少粉塵對大氣的污染。

參 考 文 獻

[1]徐懷洲，劉晉鋒.袋裝水泥裝車機除塵設計[J].水泥，2012（10）.

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

[3]方業云.袋裝貨物自動裝車機的設計及研究[D].青島：青島科技大學，2018（4）.

[責任編輯：鐘聲賢]