某瀝青混凝土攪拌站除塵部分的改進研究

摘 要：瀝青混凝土攪拌站可制備瀝青混凝土等，能夠滿足修筑高速公路、市政道路、機場等的需要。在設備工作期間會產生大量的粉塵，因此需要配套的除塵部分來回收粉塵，同時要求排出的尾氣達到環保要求。基于此，本文介紹甘肅省某工地的3000型瀝青混凝土攪拌站的除塵部分改造方案，設備試運行表明改造后的設備滿足相關要求。

關鍵詞：攪拌站；除塵部分；旋風除塵器

中圖分類號：TU642 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）01-0079-02

Study on the Improvement of the Dust Removal Section

of a Asphalt Concrete Mixer

YANG Chao

（Architectural Design Institute， Nanyang Institute of Technology，Nanyang Henan 473000）

Abstracts： Asphalt concrete mixing station can prepare asphalt concrete and so on， and can meet the needs of the construction of highway， municipal road， airport and so on. During the working period of the equipment， a large amount of dust will be produced. Therefore， the dust collection should be carried out for the dust removal part of the equipment， and the exhaust emissions from the exhaust will be required to meet the environmental requirements. Based on this， this paper introduced the partial transformation plan of the 3000 type asphalt concrete mixing station of a construction site in Gansu province， and the trial run of the equipment showed that the equipment after transformation meets the relevant requirements.

Keywords： mixing station；dust removal part；cyclone dust collector

1 改造原因

甘肅省某工地的3000型瀝青混凝土攪拌站使用時間超過7年，由于設備陳舊，濾袋堵塞，加之生產用原材料本身不干凈，含塵量較大，在生產過程中引風機超荷運轉，且粉塵回收螺旋經常卡死，尾氣溫度穩定在125℃左右，粗粉回粉倉有大顆粒粒料；由于原材料粉塵含量大，直接導致烘干滾筒的尾氣粉塵含量增大，加之設備陳舊箱體密封不嚴，濾袋未清潔等原因造成壓力損失比較嚴重，因此必須增加引風機的功率，引風機功率增大直接導致顆粒較大的被烘干的原材料抽進除塵箱最終被作為廢料排出，而且導致烘干滾筒前面的燃燒器火焰由于負壓被帶到滾筒的尾氣出口處，帶走了熱量到除塵箱濾袋處。此處溫度要求在105～130℃，太高會降低濾袋壽命甚至燒毀濾袋，整個過程中要求引風機功率處在一個正常工作區間，考慮在烘干滾筒尾氣出口部分與除塵部分之間增加初級的除塵設備，要求初級除塵設備可以帶走一部分粉塵，降低尾氣的濃度。同時，要求設備壓力損失較小，不至于影響引風機功率，最終選定使用旋風除塵器作為尾氣的一級除塵部分。

2 旋風除塵器的原理及計算改造說明

2.1 結構及工作原理

旋風除塵器的結構如圖1所示，主要由進氣管、排氣管、圓錐體、排灰管等組成。工作原理是當含塵氣體由進氣管進入旋風除塵器時，氣流將由直線運動轉變為圓周運動，含塵氣體在旋轉過程中產生離心力，將重度大于氣體的塵粒甩向器壁。塵粒一旦與器壁接觸，便失去慣性力而靠入口速度的動量和向下的重力沿壁面下落，進入排灰管。該類型的除塵器結構簡單、投資小，運轉維修費用低，耐高溫，其積塵裝置為圓筒型。

2.2 旋風除塵器的尺寸參數

3000型瀝青混凝土攪拌站的處理風量qv最大為85 000m3/h，旋風除塵器的入口風速v一般取12～20m/s[1]。因此，根據旋風除塵器的相關設計公式可以得出以下尺寸參數。

進氣口截面積A=h×b=qv/v=85 000/（3 600×12）m2=1.97m2。其中h和b分別為進氣管矩形尺寸的長寬，一般取h=2b，因此可以根據公式得出b=0.99m，h=2b=1.98m。

筒體直徑D=4b=3.96m，由于筒徑比較大，因此選用4個并聯的相同大小旋風除塵器組成初級除塵，進氣口四等分后每個除塵器入口尺寸取h和b分別為0.25m和0.5m，筒徑D為1.00m。

排氣管直徑d=0.5D=0.5m，下面卸灰口直徑dx=0.25D=0.25m，筒體長l1=2D=2.00m，筒椎體長l2=2D=2.00m，排氣管插入深度l3=0.625D=0.60m。

2.3 壓力損失

壓損系數ζ是除塵器壓力損失與進口氣流動量的比值；壓力損失ΔP是衡量設備壓損的直觀數據，如果壓力損失過大，需要對除塵引風機進行更換[2]。其中，ζ=16A/D2=16×1.97/3.962=2。取含煙塵的尾氣與空氣具有相同的密度ρ，則ΔP=ζ×（ρv2/2）=2×（1.205×122）/2=172Pa。

經過計算，壓力損失為172Pa，現有引風機160kW，可以提供的風壓為3 900～4 000Pa，172Pa的壓力可以忽略不計，因此引風機不需要更換。

2.4 設備改造及說明

經過以上的計算，確定每一個獨立旋風除塵器的結構尺寸，考慮到工地場地的限制，4個旋風除塵器成一字型排列并做成一個整體機架便于固定安裝，4個旋風除塵器進氣管并聯成總進氣管并加法蘭；對原有的烘干滾筒與除塵箱體部分之間的風管斷開并進行改造，兩端分別加裝法蘭，法蘭尺寸與旋風除塵器的總進氣管和總排氣管法蘭尺寸一致；旋風除塵器的總進氣管與烘干滾筒尾氣部分的風管部分進行連接并用螺栓固定，旋風除塵器的總排氣管與除塵箱體的進口處連接并用螺栓固定，法蘭連接處用石棉繩纏繞密封。

3 設備的運行和除塵效果

經過改造的瀝青混凝土攪拌站除塵包括兩部分，初級除塵的旋風除塵器和二級除塵的濾袋式除塵箱，兩級除塵互相作用。設備試運行期間，旋風除塵器的4個排灰口排粉量目測在3m3/h左右，以粗粉顆粒料為主，整個除塵系統排除的粗粉顆粒粒徑較之前明顯變小，引風機的負載是改造前的80%，達到風機使用正常狀態，尾氣溫度由改造前120℃左右降為目前穩定的105℃左右，螺旋卡料問題也得到了有效解決。設備工作過程中由于加裝了加濕攪拌器，不再煙塵彌漫，不僅改善了員工的工作環境，而且達到了環保要求，改造前后效果明顯。

經過改造，設備呈現出正常工作狀態，雖然花費了改造成本，但粗粉顆粒的減少、尾氣溫度的下降、引風機功率下降等，大大降低了設備運行期間對原材料、電力、油耗等的消耗，減少了瀝青混凝土的制備成本，長期節約的成本肯定高于目前設備的改造成本，經濟效益顯著。

4 結語

工地對原材料的把控不嚴，加上設備的陳舊與除塵器濾袋的不及時清灰，使除塵器長期工作在超負荷狀態，長此以往，設備的燃油量提高，風機耗電量增加，濾袋壽命降低，不僅提高了瀝青混凝土的制作成本，而且尾氣的不達標直接導致空氣環境惡化。而改造后的除塵部分的各項參數與新設備相當。

參考文獻：

[1]孫一堅.簡明通風設計手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，1997.

[2]童志權.工業廢氣交納化與利用[M].北京：化學工業出版社，2001.