港區(qū)糧食筒倉除塵系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計及應用

楊佩軍，周和榮，華敬波，沈衛(wèi)星，閆發(fā)宣，徐春林*，陳厚斌，夏宇峰

（1. 青島港國際股份有限公司董家口分公司，山東 青島 266011；2. 科林環(huán)保技術(shù)有限責任公司，江蘇 蘇州 215200）

1 前言

港口碼頭中轉(zhuǎn)散糧設(shè)施經(jīng)歷了包存碼垛存放→散貨堆放→筒倉群存放方式的歷史發(fā)展，目前港口碼頭中轉(zhuǎn)貯糧設(shè)施均以散糧高效中轉(zhuǎn)、出入倉方便快捷等作為糧食筒倉群建設(shè)目標，并將保障糧食儲備安全性和可靠性作為港口項目建設(shè)的重要關(guān)注點。港區(qū)散糧中轉(zhuǎn)筒倉群的主要作用是：糧食中轉(zhuǎn)并兼具短期的儲存功能。

2 項目概述

本項目為港區(qū)糧食筒倉三期工程，新建筒倉區(qū)位于糧食二期工程筒倉區(qū)北側(cè)，共布置16 座混凝土筒倉，分2 排布置，每排8 座，單倉倉容為1 萬t，總倉容為16 萬t，建設(shè)相應的進倉、出倉皮帶機系統(tǒng)，配套供電照明、給排水消防、控制及計算機管理、環(huán)保等設(shè)施，設(shè)計年通過能力750 萬t。工藝流程與一、二期相連，完成卸船、灌包、裝箱樓裝車全過程作業(yè)環(huán)節(jié)。與二期糧食進倉路線、糧食出倉路線和2 個集裝箱裝車位及12 個汽車裝車位組合成一體。

港口碼頭的散糧中轉(zhuǎn)筒倉群具有裝卸工程規(guī)模大、輸送工藝復雜、工藝設(shè)備種類多樣、港口碼頭自然環(huán)境惡劣等特點，存在以下難點及不利條件：

（1）風特別大，給高空設(shè)備的設(shè)計、施工、運維等帶來了難度；

（2）高濕度或夾著高鹽水空氣的環(huán)境對設(shè)備的腐蝕性特別大；

（3）糧食中轉(zhuǎn)配套設(shè)備均處于防爆區(qū)域；

（4）糧食進出倉輸送路線長、涉及設(shè)備管理區(qū)域范圍廣。

針對港口碼頭散糧中轉(zhuǎn)筒倉群上述的特點及不利條件，項目對應設(shè)計并配套了34 套規(guī)模不一的除塵子系統(tǒng)，并按相關(guān)粉塵防爆安全規(guī)程要求執(zhí)行。

3 除塵系統(tǒng)設(shè)計

3.1 現(xiàn)狀及問題

港口碼頭因位于沿海或水域附近，氣候及自然條件相對惡劣，一、二期配套的除塵設(shè)備腐蝕現(xiàn)象較為嚴重；多雨風大的潮濕環(huán)境對除塵設(shè)備的密封性提出了更高要求，常規(guī)產(chǎn)品易出現(xiàn)受潮堵料影響糧食品質(zhì)和設(shè)備阻力居高不下的現(xiàn)象；吸點管路復雜的除塵系統(tǒng)易出現(xiàn)風量配置不合理造成局部揚塵問題，配套的輸送設(shè)備設(shè)置復雜易產(chǎn)生落料造成堵塞；除塵系統(tǒng)設(shè)計時對節(jié)能方面也欠考慮，日常運行能耗較高。

3.2 除塵工藝設(shè)計

糧食筒倉群配套除塵系統(tǒng)的設(shè)計要點為：除塵系統(tǒng)合理經(jīng)濟劃分、各個除塵點的風量及除塵器選型、除塵器過濾風速確定、除塵器返料方式等。

采用獨立風網(wǎng)和集中風網(wǎng)相結(jié)合的除塵系統(tǒng)設(shè)計，將2 個筒倉劃為一個除塵系統(tǒng)，首先將每個筒倉頂部進倉的梨式卸糧除塵及進料排氣匯集，然后將兩個相鄰筒倉的除塵再次集合到一個除塵子系統(tǒng)內(nèi)，即通過切換使用單個筒倉的除塵配置來負責兩個筒倉的除塵，同時除塵管道對稱布置，不影響除塵系統(tǒng)的壓力平衡，除塵器就近設(shè)置，方便維護。倉底出倉皮帶配套的除塵系統(tǒng)按8 個倉配置一個除塵系統(tǒng)，切換使用減少一次性投資和運維成本。具體除塵設(shè)計還是要根據(jù)具體對應主設(shè)備工藝的實際情況確定。

3.3 除塵風量確定

除塵點風量要根據(jù)具體主輸送設(shè)備的寬度、輸送速度、落差高度等條件，以及皮帶機的形式（分普通皮帶、雙氣室氣墊皮帶、單氣室氣墊皮帶等）、刮板機、斗提機等主工藝設(shè)備的規(guī)格等因素確定。此外，主工藝設(shè)備訂貨時盡量采用密封結(jié)構(gòu)形式，以減少周圍環(huán)境及自然環(huán)境對粉塵治理的影響。

3.4 短流程輸卸灰設(shè)計

短流程輸卸灰設(shè)計，即將除塵器收集的物料就地直返糧食輸送機。通常除塵器設(shè)置在兩個筒倉之間，傳統(tǒng)輸送除塵器收集的物料方法是通過除塵器卸灰閥下部的三通切換閥及長螺旋輸送機將除塵器收集的物料輸送到對應糧倉，不僅增加投資、還增加了維護工作量，特別是長螺旋輸送機在高空中不具備設(shè)置檢修平臺的條件，而且為方便維護采用的蓋板式螺旋輸送機在港口碼頭這種環(huán)境中更容易出現(xiàn)漏水等現(xiàn)象。本項目將除塵器設(shè)計跨在兩個倉的進料皮帶的上游，除塵灰直接卸在進倉輸送皮帶上，簡單可靠。

3.5 出倉除塵節(jié)能設(shè)計

筒倉群底部糧食出倉設(shè)備及除塵均采用節(jié)能型設(shè)計，當筒倉出糧量大時，啟用大功率的皮帶輸送機輸送糧食，同時運行涵蓋八個倉的大規(guī)格除塵系統(tǒng)；當筒倉內(nèi)糧食剩余不多時，改用刮板輸送機輸送，同時運行僅涵蓋兩個筒倉范圍的小規(guī)格除塵風量的除塵系統(tǒng)，上述出倉及除塵方式可以有效減少大功率設(shè)備的運行能耗。簡倉倉頂除塵見圖1，簡倉倉底清倉除塵見圖2。

圖1 筒倉倉頂除塵

圖2 筒倉倉底清倉除塵

3.6 除塵系統(tǒng)防爆技術(shù)

本項目共設(shè)有34 套除塵系統(tǒng)，因本項目輸送的物料是糧食，所以除塵系統(tǒng)均需按粉塵防爆要求進行設(shè)計。

除塵器配置泄爆片，鑒于除塵器安裝在港口碼頭高空位置，有時風特別大，所以除塵器的泄爆片外側(cè)設(shè)計了防掀結(jié)構(gòu)的防護罩，可起到泄爆片泄爆后的防雨作用。除塵器結(jié)構(gòu)設(shè)計成內(nèi)部光滑不積灰的結(jié)構(gòu)，除塵管道上設(shè)置隔爆裝置，除塵系統(tǒng)配套的所有儀電均采用粉塵防爆模式。除塵系統(tǒng)所有除塵設(shè)備及濾料均為防靜電，并設(shè)有防雷接地結(jié)構(gòu)，所有管道連接法蘭之間均設(shè)置了跨接線。

3.7 除塵系統(tǒng)高防腐技術(shù)

本項目的除塵設(shè)備位于港口，針對沿海腐蝕性強的特點，除塵器頂部采用不銹鋼材料，除塵設(shè)備表面處理及油漆種類均采用最高級的防腐規(guī)格要求設(shè)計，漆膜厚度在230μm 以上，除塵管道采用熱鍍鋅等防腐措施。

4 智能云服務平臺

港口碼頭中轉(zhuǎn)散糧設(shè)施配套的除塵、清掃及通風系統(tǒng)工程設(shè)備繁多且分布散，項目投運后設(shè)備運行維護管理的工作量巨大。為了提高運維的高效和精準性，結(jié)合行業(yè)轉(zhuǎn)型升級要求，后續(xù)可以升級接入智能云服務平臺（見圖3）。

圖3 智能云服務平臺

該平臺通過互聯(lián)網(wǎng)將現(xiàn)場的工業(yè)設(shè)備連接到遠端的云數(shù)據(jù)中心，通過云端數(shù)據(jù)中心提供遠程數(shù)據(jù)監(jiān)控、設(shè)備診斷、程序維護和故障報警等服務，為用戶提供一種簡單可靠的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)遠程服務方案。智能云服務平臺可以較好地解決此類工程項目投運后的運維管理痛點，可以大幅減少現(xiàn)場點檢人員配備和巡檢的工作量，設(shè)備異常可提前預警，防止突發(fā)事故影響整個工廠的運行。

5 結(jié)語

針對港口碼頭的散糧中轉(zhuǎn)設(shè)施的工作環(huán)境特點和不利條件，本項目設(shè)計開發(fā)了獨立風網(wǎng)和集中風網(wǎng)相結(jié)合的除塵工藝，集成了短流程輸卸灰、節(jié)能、防爆及高防腐設(shè)計。該除塵系統(tǒng)運行安全穩(wěn)定，滿足了筒倉高效、快捷的糧食中轉(zhuǎn)作業(yè)的除塵、清掃及通風降溫需求，粉塵排放及作業(yè)環(huán)境符合國家環(huán)保及衛(wèi)生標準的要求，得到了用戶好評。