輥壓法薄片生產線粉塵濃度問題的分析及對策

孫寶紅 韓 楊 李質璠 李墩強

（山東中煙工業有限責任公司青州卷煙廠，山東 青州262500）

在煙草制絲生產中，粉塵濃度對員工健康和產品工藝質量都有很大的影響，一直以來都是質量考核的重要指標。當粉塵在有限的空間內達到一定濃度時，會有爆炸的危險。目前在薄片生產過程中會產生一定量粉塵，因此有必要對除塵設備進行改進，達到降低粉塵濃度的目的。

1 粉塵源的調查

薄片生產線現有A、B、C 三條生產線，主要分為粉碎加料區、薄片生產區、成品存放區，為進一步了解各區域的煙草塵，我們在正常生產時間，按照GBZ 159 要求對每個分區的粉塵濃度[1]采用隨機抽樣多次測量的方式進行研究，每天取樣五次，取樣時間規定為每天九點、十點、十一點、十四點、十五點，通過對測量數據收集匯總，分析可知：粉碎加料區粉塵濃度約為0.466mg/m3、薄片生產區粉塵濃度約為0.957mg/m3、成品存放區粉塵濃度約為0.365mg/m3。按照我廠生產要求，車間內部粉塵濃度需小于2mg/m3，所測數值都在要求范圍內，但通過對比數據測量結果可知薄片生產區的粉塵濃度明顯高于其他區域，這會對操作工的健康造成一定的影響，因此有必要采取措施降低薄片生產區的粉塵濃度。

為了進一步確定粉塵源頭，我們采用了理論分析、訪問調查、實驗對比等多種方法[2]對現場進行了調查。

1.1 理論分析法。通過理論分析發現，在切絲之前的輥壓段物料濕度較大，產生粉塵可能性較小；切絲之前的烘干段物料含水率雖然較小，但在這一階段物料沒有發生形變；因此這兩個工段產生粉塵的可能性較小。在切絲段，切絲機需要將含水率為（16±1.5）%的薄片切成薄片絲，物料需要較低水分下發生形變，因此我們猜想粉塵產生的源頭在切絲段。

1.2 訪問調查法。通過對生產線崗位操作工的調查得知，每天生產結束時切絲機下端存在大量因薄片切絲發生形變而產生的粉塵。我們通過對切絲機下料口工作結束后的情況進行實地調查，發現工作結束以后切絲機下料口處確實有大量的粉塵及殘絲，這對現場衛生保持、產品質量和員工的健康安全產生極大影響。

1.3 實驗對比法。在正常生產時，保持其他設備運行狀態不變，只將切絲機全部關掉，物料經烘箱烘干后直接進行收集，實驗發現薄片生產區的粉塵濃度降低為0.470mg/m3，與切絲時相比，粉塵濃度發生了明顯的降低。

通過以上調查，我們確定生產區產生的粉塵大多來源于切絲機下料口。因此我們提出優化除塵管路系統增設切絲機下料口吸塵管路的方案。若切絲機下料口增設除塵管路，將會與車間內烘干段除塵器相連接，這樣使得除塵器風機的工作負荷增加。為保證改造以后除塵系統的正常運轉，有必要對增加管路后的除塵器工作狀況進行校驗。

2 增設管路后工作性能的校驗

2.1 布袋過濾風量校驗

目前薄片使用的脈沖袋式除塵器，主要包括過濾和清灰兩種狀態[3]。在整個生產過程中，濾袋可以對含塵氣體進行過濾，屬于核心部件，現對其風力大小進行計算。

濾袋的外表面積即為過濾面積，單條濾袋過濾面積

濾袋除塵器過濾面積

濾袋過濾風速

式中：L1——濾袋口周長，m；H1——濾袋高度，m；N1——濾袋條數；F——除塵器過濾總面積，m2；V1——過濾風速，m/s；Q——風量，m3/h；

經測量，薄片生產線烘干段除塵器中的濾袋口周長1.04m，高1.28 m，濾袋條數為60，風量（13715.5±1197.5）m3/h。代入公式計算得最大風速為0.0518m/s，國家規定布袋的風速需要小于0.6m/s，所以符合要求。

2.2 壓力校驗

考慮到除塵器位置的特殊性，需要增設吸塵罩口，增設吸塵罩后罩口負壓約為1200pa。增設吸塵管路后，除塵器吸塵管路總長度約為50m，通過查閱資料可知50m 的管道阻力壓強大約（600±100）pa。除塵器本身阻力壓強約為1500pa。

式中：P：除塵器需要的總負壓，Pa；P1：管道阻力壓強，Pa；P2：除塵器本身阻力壓強，Pa；P3：吸塵罩口需要負壓，Pa；

帶入數值計算得除塵器需要的總負壓為3600 pa，除塵器全壓設置為4736 pa，所以符合使用要求。

2.3 新增吸口風量校驗

吸風口面積

單個除塵口的風量

總風量

式中：L2：吸風口長度，m；H2：吸風口寬度，m；V2：除塵器過濾風速，m/s；

N2：吸風口總個數；

經測量統計，吸風口長0.45m，寬0.45m，管道口總個數7個，風量脈沖袋式除塵器的過濾風速為（1.6±0.4）m/s，按照最大風量代入公式計算得所需總風量為10206m3/h，小于設備功率值12518m3/h，所以符合生產要求。

通過對除塵器工作性能的校驗，表明增設吸塵口是可行的，下一步我們將對管路進行設計和安裝。

3 管路的設計及安裝

3.1 管路設計及安裝

目前生產線使用的是脈沖式除塵器[4]（如圖1 所示），1- 粒粉機主機、2- 鋼架、3- 關風機、4- 集料器、5- 脈沖除塵器、6- 風機。脈沖除塵器通過噴吹壓縮空氣的方法除掉過濾介質（布袋或濾筒）上附著的粉塵，新增加的除塵管路與集料器4 和脈沖除塵器5 之間的管路連接。

圖1 脈沖除塵器管路圖例

工作時，含塵氣體由進風道進入灰斗，粗塵粒直接落入灰斗底部，細塵粒隨氣流轉折向上進入中、下箱體，粉塵積附在濾袋外表面，過濾后的氣體進入上箱體至凈氣集合管- 排風道，經排風機排至大氣。

在車間各部門的幫助下，利用兩個月時間對薄片生產的A、B、C 三條生產線切絲機下料處分別增設了除塵吸附口，效果如圖2 所示，圖中1 號、2 號、3 號為A、B、C 三條線新增設的吸附管道，三個吸附口所吸附煙塵最終匯合于管道4，最終進入圖1中的除塵器5。

圖2 新增除塵管路后的現場圖

3.2 檔位開關的設置

切絲機除塵口增加以后，車間的粉塵濃度得到了降低，但在實驗應用時發現，需對除塵管道內的風力進行控制。按照薄片生產工藝流程，薄片絲在切絲前需經烘箱烘烤，烘箱工作溫度在（180±20）℃，經過烘烤以后，薄片絲變得輕薄，當吸塵口風力過大時會將煙絲一起吸走。正常生產時，除塵器僅需對煙絲當中的粉塵進行吸附，所以需要對風量較小，當下料口粉塵較多或設備維修時則需要較大的風量。因此我們在吸塵口的接口處安裝控制吸塵風量大小的檔位開關（如圖3），同時制定切絲機下料口檔位開關操作手冊。

圖3 檔位控制器

3.3 應用效果

從現場實際觀察來看，增加切絲機下料口吸塵管道后，每天生產結束后切絲機下料口處煙塵明顯減少，降低粉塵濃度的同時，吸附走的煙塵經除塵器的循環系統得到回收利用，使原料得到了二次回收利用。為準確了解管路改造后的實際效果，我們委托具有職業衛生技術服務機構資質的單位對薄片生產區的煙塵濃度進行了測量，測量發現：煙塵濃度由改造之前的0.957mg/m3降為0.500mg/m3，與不切絲時的煙塵濃度0.470mg/m3相比，數值差別不大，說明切絲產生的粉塵大部分都經吸塵管道吸收，管路改造效果較好。

4 結論

本文在研讀國內除塵器分類的基礎上，對輥壓法薄片線生產情況具體分析，結合薄片線切絲機下料口碎料較多的難題，增設切絲刀下料口除塵管路并投入使用，從而降低車間的粉塵濃度，從源頭上避免粉塵濃度過高引發爆炸等危險的可能，取得良好效果。