骨料線機(jī)制砂庫裝車系統(tǒng)干法除塵設(shè)計(jì)

師華東，杜自彬，劉 俊（洛陽礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，河南 洛陽 471039）

1 引言

骨料生產(chǎn)線機(jī)制砂庫裝車除塵問題是骨料線的痛點(diǎn)之一。機(jī)制砂庫的除塵分為干法除塵和濕法除塵。濕法除塵常用的手段有兩種，一是在下料口裝拌濕機(jī)，裝車的石粉為濕粉。其二，在下料口散裝機(jī)處通過噴淋或者干霧的手段進(jìn)行除塵，裝車的石粉為干粉。濕法除塵對(duì)水的消耗比較大，其使用具有一定的局限性。干法除塵常用的手段有兩種，一是將散裝機(jī)的除塵風(fēng)管引入到倉頂除塵器，由于垂直風(fēng)管比較長，系統(tǒng)阻力比較大，除塵效果不太好，這種工藝設(shè)計(jì)慢慢就會(huì)被淘汰。二是通過在庫底加除塵器，在裝車過程中對(duì)散裝機(jī)進(jìn)行收塵，除塵灰通過螺旋輸送機(jī)進(jìn)入散裝機(jī)，最終裝入卡車中。這種工藝易造成二次揚(yáng)塵，除塵效果也不好。解決好機(jī)制砂庫的除塵問題，不但具有環(huán)保方面的意義，還能維護(hù)生產(chǎn)線的正常運(yùn)行，提高發(fā)運(yùn)效率。

本文對(duì)現(xiàn)有機(jī)制砂庫干法除塵進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，通過氣力輸送系統(tǒng)，將除塵灰輸送到倉頂，解決了除塵灰二次揚(yáng)塵的問題。在下灰口處設(shè)置終端箱，解決彎頭耐磨問題。這種設(shè)計(jì)在項(xiàng)目上雖然不是很常見，如果骨料企業(yè)想改善裝車發(fā)運(yùn)的環(huán)境、提高精細(xì)化管理水平，可以以本文作一參考。

2 干法除塵工藝設(shè)計(jì)

2.1 工藝流程簡(jiǎn)介

骨料線機(jī)制砂庫干法除塵工藝流程見圖1。機(jī)制砂庫庫底一般采用插板閥加散裝機(jī)的布置，庫底一般設(shè)置1～4個(gè)下料口，散裝機(jī)由弧形閥和伸縮桶組成。為了計(jì)量結(jié)算方便，庫底設(shè)置汽車衡。在裝車過程中，散裝機(jī)伸縮筒下料產(chǎn)生的揚(yáng)塵，通過布袋除塵器、除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行除塵。布袋除塵器的除塵灰通過回轉(zhuǎn)下料器進(jìn)入單倉泵，出單倉泵的除塵灰在羅茨風(fēng)機(jī)的氣力輸送下，通過管道送入倉頂入庫。倉頂除塵灰下料口設(shè)置終端箱，解決下料口彎頭的耐磨問題，增加使用壽命。由此可避免常規(guī)工藝設(shè)計(jì)中，除塵灰通過螺旋輸送機(jī)進(jìn)入散裝機(jī)，落到卡車中造成二次揚(yáng)塵，裝車環(huán)境比較差的問題。

圖1 骨料線機(jī)制砂庫干法除塵工藝流程圖

2.2 工藝布置簡(jiǎn)介

骨料線機(jī)制砂庫干法除塵工藝布置見圖2。

圖2 骨料線機(jī)制砂庫干法除塵工藝布置圖

除塵器與除塵風(fēng)機(jī)靠近機(jī)制砂庫布置，散裝機(jī)收塵風(fēng)管盡量?jī)A斜布置，避免直段集灰。除塵器下方要留夠足夠的空間，安裝回轉(zhuǎn)下料器和單倉泵。羅茨風(fēng)機(jī)與單倉泵盡量布置在一條直線上，避免不必要的彎頭。出單倉泵的管道沿庫壁布置，管道末端設(shè)終端箱，所有彎頭均需做耐磨處理。

2.3 工藝計(jì)算與選型

骨料線機(jī)制砂庫裝車系統(tǒng)干法除塵的選型流程：散裝機(jī)的能力+伸縮桶的行程+落料點(diǎn)的高度→除塵器的風(fēng)量+進(jìn)風(fēng)管的長度、角度→除塵風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、壓力→除塵器的排灰量→回轉(zhuǎn)下料器的能力→單倉泵的規(guī)格→羅茨風(fēng)機(jī)的型號(hào)規(guī)格。

以散裝機(jī)能力500 t/h為例，簡(jiǎn)要介紹一下干法除塵的計(jì)算過程。布置兩臺(tái)500 t/h的散裝機(jī)，散裝機(jī)的最大伸縮行程3.5 m，二層平臺(tái)的標(biāo)高6 m，散裝機(jī)的實(shí)際伸縮高度1.7 m，到卡車的欄板位置停止，下料高度小于1.5 m。除塵器的型號(hào)選Q235A，風(fēng)量11 600 m3/h，過濾面積 186 m2，總過濾面積 217 m2。風(fēng)機(jī)的型號(hào)選9-26№4.8A，風(fēng)量12 518 m3/h，風(fēng)壓4 869 Pa，功率30 kW。除塵器卸灰能力按30 t/h選取，回轉(zhuǎn)下料器選擇DN300，功率1.1 kW。單倉泵型號(hào)JYGN70，羅茨風(fēng)機(jī)型號(hào)GRT100,風(fēng)量8.26 m3/min，風(fēng)壓49 kPa，功率15 kW。輸送高度大于20 m，終端箱規(guī)格DN108。

骨料線機(jī)制砂庫裝車系統(tǒng)干法除塵的核心在于氣力輸送系統(tǒng)的計(jì)算。要平衡好輸送量，料氣比、風(fēng)速、管道阻力等各個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系，選好型。做出經(jīng)濟(jì)有效的選型設(shè)計(jì)，既不放大設(shè)備規(guī)格，造成浪費(fèi)，又不能選型過小，造成能力不足。平衡好各個(gè)設(shè)備的參數(shù)，發(fā)揮設(shè)備的最大經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

3 控制系統(tǒng)說明

自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由除塵器、除塵風(fēng)機(jī)、回轉(zhuǎn)下料器、單倉泵、羅茨風(fēng)機(jī)、料位檢測(cè)儀表（除塵器灰斗）、控制單元、電氣裝置、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成（光纖、光端機(jī)、交換機(jī)等）等組成，見圖3。

圖3 骨料線機(jī)制砂庫干法除塵控制原理圖

3.1 系統(tǒng)工作流程

散裝機(jī)開啟，除塵系統(tǒng)自動(dòng)開啟。除塵風(fēng)機(jī)、除塵器開啟進(jìn)入工作狀態(tài)，除塵器灰斗設(shè)置高地料位，如果除塵器收塵的散裝機(jī)比較多，除塵器規(guī)格比較大，建議除塵器灰斗下面設(shè)置螺旋輸送機(jī)。高料位報(bào)警，氣力輸送系統(tǒng)開啟，通過羅茨風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)將單倉泵內(nèi)的除塵灰送入倉頂。

3.2 控制方式介紹

該控制系統(tǒng)可以采用手動(dòng)操作，現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)，中控（DCS）自動(dòng)三種控制模式。手動(dòng)模式，主要用于調(diào)試階段和后期維護(hù)階段。生產(chǎn)期間主要操作模式為自動(dòng)模式。干法除塵系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量少，信號(hào)點(diǎn)也不多，根據(jù)控制功能，選用集成了通信接口和采集通道的PLC控制器，以達(dá)到系統(tǒng)精簡(jiǎn)的目的。

控制單元實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集：控制單元采集干法除塵系統(tǒng)所有設(shè)備的運(yùn)行和狀態(tài)信號(hào)（設(shè)備的上電、運(yùn)行、故障信號(hào)），采集傳感器的檢測(cè)信號(hào)（除塵器灰斗料位信號(hào)等），以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和控制邏輯實(shí)現(xiàn)，發(fā)出啟停信號(hào)和調(diào)節(jié)參數(shù)，驅(qū)動(dòng)設(shè)備正確動(dòng)作。（2）啟停控制：除塵系統(tǒng)與散裝機(jī)連鎖，散裝機(jī)開啟除塵系統(tǒng)開啟，散裝機(jī)停除塵系統(tǒng)停。（3）數(shù)據(jù)通信：除塵系統(tǒng)需要將數(shù)據(jù)信息回傳給DCS系統(tǒng)，通知控制單元也需要讀取DCS系統(tǒng)的散裝機(jī)信息。（4）電氣裝置：根據(jù)系統(tǒng)需求，設(shè)計(jì)電氣控制回路實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的啟停和控制。為了維護(hù)和故障處理考慮，設(shè)計(jì)每臺(tái)設(shè)備切換到就地控制模式時(shí)，均可以單獨(dú)啟停，切換到自動(dòng)控制模式，自動(dòng)執(zhí)行干法除塵命令。（5）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：干法除塵系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)含光纖、光電轉(zhuǎn)換、交換機(jī)等設(shè)備。除塵系統(tǒng)需要同DCS系統(tǒng)進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換。通過交換機(jī)設(shè)備將兩個(gè)系統(tǒng)聯(lián)系起來。

4 小結(jié)

隨著政府和行業(yè)對(duì)環(huán)保要求越來越高，企業(yè)對(duì)環(huán)保的治理也越來越重視，對(duì)環(huán)保的投入也越來越大。機(jī)制砂庫裝車在骨料行業(yè)屬于粉塵治理的難點(diǎn)。現(xiàn)有的工藝具有這樣或者那樣的缺點(diǎn)，本文介紹了常見的除塵方式，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)的特點(diǎn)，介紹了一種現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上創(chuàng)新的工藝。該工藝能夠避免現(xiàn)有干法除塵二次揚(yáng)塵的缺點(diǎn)，具有很好的使用效果。