混凝土攪拌站除塵設(shè)計(jì)和設(shè)備選用
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隨著國(guó)家大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對(duì)混凝土的大量需求，使得混凝土生產(chǎn)機(jī)械——攪拌站得到了空前的發(fā)展并日趨成熟。但是攪拌站粉塵污染的處理和控制仍然是困擾著許多機(jī)械生產(chǎn)廠家的難題。許多攪拌站因?yàn)榕艍m不達(dá)標(biāo)而受到環(huán)保部門的處罰。有些攪拌站自開始使用效果就不理想；有些站除塵設(shè)備使用了不久就發(fā)生除塵機(jī)堵塞問(wèn)題，造成用戶的投訴。正確地設(shè)計(jì)和合理選用除塵設(shè)備不僅可以確保攪拌站的整體質(zhì)量，而且對(duì)降低使用成本和維護(hù)費(fèi)用都有著十分重要的意義。筆者就多年處理攪拌站除塵系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)與大家交流。下面以兩方混凝土攪拌站為實(shí)例。
1 混凝土站的粉塵來(lái)源
1.1 骨料的投料
沙石由皮帶輸送機(jī)從骨料倉(cāng)輸送到稱量斗時(shí),由于皮帶輸送機(jī)和集塵料斗之間存在著一定的落差，皮帶機(jī)在拋投骨料時(shí)很容易產(chǎn)生粉塵。從成本角度考慮此處應(yīng)當(dāng)和其它粉料稱量斗共用一套除塵設(shè)備，不宜單獨(dú)設(shè)立。
1.2 稱量斗上料
由螺旋輸送機(jī)將料倉(cāng)中的粉料輸送到粉料稱量斗（水泥，粉煤灰，膨脹粉等）時(shí)產(chǎn)生粉塵。
1.3 混合料往主機(jī)投料時(shí)產(chǎn)生大量的粉塵污染
1.4 儲(chǔ)料料倉(cāng)
散裝物料罐車在往料倉(cāng)打料時(shí)，由于物料的落差產(chǎn)生的粉塵，同時(shí)還伴隨有倉(cāng)內(nèi)壓力的產(chǎn)生。對(duì)于這種料倉(cāng)，不但考慮料倉(cāng)的除塵問(wèn)題，同時(shí)還要考慮倉(cāng)內(nèi)壓力釋放的問(wèn)題。
2 除塵設(shè)備的選用
2.1 濾芯材料和結(jié)構(gòu)形式的選用
濾芯要求有較好的過(guò)濾效果和較高的過(guò)濾效率，使用壽命長(zhǎng)。同時(shí)粉塵控制與物料的粒度分布、質(zhì)量、顆粒大小和運(yùn)動(dòng)速度都有著密切關(guān)系。目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用聚酯無(wú)紡布做為濾芯的材料。這種材料具有透氣性好，粉塵截取能力強(qiáng)，過(guò)濾精度高，有韌性及易于成型的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用[1]。
因?yàn)榉蹓m大部分是水泥粉、粉煤灰與沙石中夾雜的礦粉和灰塵，粉塵顆粒都在1.0～500μm之間，特性差異不大，宜選用同一類型的除塵材料。皺褶式濾芯由于占地空間小，除塵面積大，它是同等直徑圓形濾芯的四倍，而且成型后，非常容易固定和抽取，方便維護(hù),應(yīng)用較多。
2.2 除塵器類型的選擇
目前得到廣泛采用的是脈沖反吹除塵器，通過(guò)文丘里管將高壓空氣（0.5～0.6MPa）以脈沖方式周期間歇式地吹入濾芯內(nèi)部，將粘附在濾芯外表面的灰塵（塊）吹落。這種除塵方式在粉塵顆粒最小為1μm時(shí)，除塵效率達(dá)99.6％[2],大大地延長(zhǎng)了設(shè)備保養(yǎng)周期。另外一種是通過(guò)機(jī)械振動(dòng)方式，振落濾芯表面的粉塵。這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本較低。
在以上幾種污染中，尤其以主機(jī)和皮帶機(jī)投料時(shí),產(chǎn)生的粉塵較大，所以應(yīng)以這些部位的除塵設(shè)計(jì)為主。
除塵器面積選用公式：F=K×Q/(60×VF )[3]
K—安全系數(shù).一般取1.2～1.4[4].在以下的實(shí)例中我們?nèi)?.2：
Q—空氣流量.它等于3600×M/T；M為投放物料的體積（m3 ），T為物料投放所需的時(shí)間 s：
VF—過(guò)濾速率 m/min:
例如，一臺(tái)2m3的攪拌主機(jī)一次所需物料的體積為3.2m3，投料持續(xù)15s，物料對(duì)聚酯濾芯的過(guò)濾速率為1.2 m/min,則除塵器需求的面積為：
F=1.2×3600×3.2/(60×1.2×15)≈14 m2
對(duì)于皮帶機(jī)一次投放沙石的體積約為3.0m3.投料持續(xù)時(shí)間約為30s. 這種沙石混合料對(duì)聚酯濾芯的過(guò)濾速率為1.3m/min,則除塵器需求的面積為6.0 m2。
對(duì)于稱量斗同樣可以計(jì)算出所需除塵器面積。例如：當(dāng)攪拌C50混凝土?xí)r，水泥稱量斗最大需求量為900kg,水泥的堆密度1200kg/m3。投料時(shí)間為30s，水泥對(duì)聚酯濾芯的過(guò)濾速率為1.2 m/min，則除塵器需求的面積為2m2。
一般來(lái)說(shuō)，一套攪拌站平均有兩個(gè)或兩個(gè)以上粉料稱量斗，其中主要以水泥稱量斗除塵為主，除塵器的總面積F總=F主機(jī)＋F皮帶機(jī)＋F稱量斗=14+6+2＝21 m2。因此，對(duì)于攪拌站工作樓所有的稱量斗、攪拌主機(jī)和皮帶機(jī)應(yīng)選用21m2脈沖反吹式除塵器。
2.3 儲(chǔ)料料倉(cāng)除塵器面積的選擇
根據(jù)公式：F=K×Q/(60×VF)
安全系數(shù)K一般取1.2～1.4。料倉(cāng)越大，內(nèi)部緩解壓力的能力越強(qiáng)，取值可小些。在以下的實(shí)例中我們?nèi)?.3。
Q—過(guò)風(fēng)的風(fēng)量. 以散裝粉料罐車的風(fēng)量做為計(jì)算依據(jù),一般為每小時(shí)600～1300 m3/h。
例如當(dāng)料倉(cāng)是為200t的水泥料倉(cāng)時(shí),振動(dòng)式除塵器的面積為24 m2。
有必要在此說(shuō)明一下,以上只是考慮粉料罐車在間斷性打料的方式下進(jìn)行的選擇。對(duì)于水泥船長(zhǎng)時(shí)間打料的情況，根據(jù)實(shí)際處理經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為每間隔1.5到2個(gè)小時(shí),應(yīng)停下來(lái),對(duì)倉(cāng)頂除塵器進(jìn)行振動(dòng)清理一下,然后再繼續(xù)打料,確保除塵器足夠的通氣性；或者對(duì)該料倉(cāng)加大除塵器面積,否則會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的爆倉(cāng)事故。筆者曾親眼目睹過(guò)炸開的料倉(cāng)和被打落到地上的除塵器。為了確保料倉(cāng)的安全,必須在倉(cāng)頂安裝壓力釋放裝置,以備不測(cè)。
3 除塵設(shè)備的使用
盡管許多攪拌站選擇了面積合適的除塵器,除塵效果仍然不好。有些是安裝了除塵器后,稱量斗產(chǎn)生負(fù)壓,影響粉料稱量的精確度；有些是使用了沒(méi)有多久,除塵效果就變得很差。應(yīng)用方案也是一個(gè)很重要的問(wèn)題。
3.1 關(guān)于稱量斗產(chǎn)生負(fù)壓的問(wèn)題
經(jīng)過(guò)技術(shù)分析和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，筆者認(rèn)為出現(xiàn)這些問(wèn)題最根本的原因是：攪拌主機(jī)和稱量斗這兩個(gè)密閉的空間，由于無(wú)空氣來(lái)源，當(dāng)抽風(fēng)機(jī)工作時(shí)，其內(nèi)部空氣只能被單向地抽出，因此產(chǎn)生負(fù)壓。如果選用較小的抽風(fēng)機(jī)，由于吸力太小，又不能足以將主機(jī)和稱量斗的含塵空氣抽出。增加一個(gè)補(bǔ)氣孔可以解決以上問(wèn)題。當(dāng)引風(fēng)機(jī)工作時(shí)，干凈空氣從補(bǔ)氣孔進(jìn)入，稱量斗的含塵空氣被引風(fēng)機(jī)吸入除塵室過(guò)濾后排出，空氣形成對(duì)流，這樣就不再會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓?jiǎn)栴}了。具體操作如下：
在稱量斗上平面的鋼板上開一個(gè)φ250的孔，焊接一段帶有連接法蘭的φ250×80的短鋼管，然后用螺栓連接一個(gè)φ250×520帶有法蘭的小型骨架濾袋，便于拆卸清理.具體尺寸視現(xiàn)場(chǎng)情況而定。濾袋材料應(yīng)選用那些透氣性好、清灰容易，使用壽命長(zhǎng)的除塵布,并且定期清潔。還可以采用另外一種方法,通過(guò)一根φ150的管子將稱量斗和攪拌主機(jī)直接連通,稱量斗中的含塵空氣先進(jìn)入主機(jī),然后再由主機(jī)引風(fēng)管通向除塵器集塵料斗的側(cè)面法蘭上,人為延長(zhǎng)其工作距離,降低引風(fēng)機(jī)對(duì)稱量斗造成的影響。
3.2 關(guān)于稱量斗產(chǎn)生正壓的問(wèn)題
同樣在主機(jī)上安裝補(bǔ)氣孔。在主機(jī)的上面開一個(gè)φ200的孔，焊接一段帶法蘭的φ200×80的短管子，連結(jié)一個(gè)φ200×400帶彎頭的管子，頭部用卡箍固定一個(gè)濾布套即可。在補(bǔ)氣孔安裝的平面上，其位置是離含塵空氣排放口越遠(yuǎn)，參與循環(huán)的內(nèi)部空間就大，除塵效果就越好。以上兩種方案經(jīng)過(guò)實(shí)例采用后效果都非常好。
3.3 除塵效果減弱的問(wèn)題
許多用戶為了方便和節(jié)省成本,直接將攪拌主機(jī)的引風(fēng)管接在除塵器集塵料斗的下方。由于風(fēng)機(jī)的吸力,脈沖吹落的灰塵無(wú)法沉降到底部并流向主機(jī),使濾芯始終處于灰塵的包圍之中,灰塵沒(méi)有沉降的過(guò)程,大大降低了除塵器的工作效率.解決的方法是在集塵料斗底部安裝一個(gè)蝶閥，除塵器工作時(shí)關(guān)閉,所有的引風(fēng)管都接在集塵料斗側(cè)面法蘭上,為脈沖吹落的灰塵提供沉降的空間，避免濾芯的二次污染。根據(jù)實(shí)際情況,每班或4～5個(gè)小時(shí)定期打開蝶閥清理出收集來(lái)的粉塵.也可以安裝一個(gè)由混凝土站軟件操作系統(tǒng)自動(dòng)控制的氣動(dòng)蝶閥,定期打開,將粉塵排放到攪拌主機(jī)中,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。
綜合上述，正確設(shè)計(jì)和合理選用除塵設(shè)備，不僅可以避免粉塵對(duì)大氣的污染，同時(shí)也提高了攪拌站的整體性能。
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