砂處理線除塵案例淺析

董志深

（保定維爾鑄造機械股份公司，河北保定 071051）

砂處理線除塵案例淺析

董志深

（保定維爾鑄造機械股份公司，河北保定 071051）

結合砂處理除塵案例分析，提出要合理布置設備內部風路系統，既要做好設備工作參數的選擇，同時也要考慮內部風路系統參數對粉塵排放的影響，只有內外結合，相互協調，才可設計出適合鑄造企業的環保除塵系統。

除塵系統；案例分析；鑄造設備

目前，我國鑄造行業的能源消耗占機械工業能耗的25%～30%，能源利用率僅為17%。鑄造生產綜合能耗是國外發達國家的2倍[1]。鑄造行業的污染排放也相當嚴重，控制和治理鑄造過程中的粉塵，是企業安全生產勞動保護和防止環境污染的一項重要而又普遍性的問題，也是實現鑄造生產現代化必不可少的環節。

鑄造企業的除塵系統并不象單純的環保除塵那樣，只是控制塵源點的揚塵和粉塵處理。它要結合鑄造設備的工作特征，合理地設置排風點和排風風量，并需與設備內部的結構相結合，使設備內部空氣流動得到一個合理的分布，才能使設備達到設計效果，除塵系統才可以以最低的投入和運行成本達到最好的除塵效果和環境改善效果。

以砂處理設備中的沸騰冷卻床為例，其設計要考慮進氣口的空氣流，在沸騰床底部的鼓風室形成一個均勻的正壓，使氣流通過沸騰板的作用，將沸騰板上的砂子向斜上方吹起到一定的高度下落時，前進一定的距離，上部要具有一個使粉塵不外溢且可以把下部吹上的風量完全吸走的負壓。只有這樣，沸騰冷卻床才可以使高溫的型砂與低溫空氣充分接觸，設備才能達到其除濕降溫工作效果。這就要求除塵系統的風壓、風量、內部結構有一個合理的布局和配置。要做到這一點，單從排風除塵的角度是難以做到的，必須在設備設計之初就將環保與設備設計有機地結合起來。但目前多數鑄造設備生產企業設備設計與環保通風設計脫節，總是把鑄造生產線的環保除塵系統與設備設計割裂開來，有的企業甚至把鑄造線的環保除塵系統交由生產線的工藝設計者草草布局，這也是目前鑄造企業環境較差的一個原因所在。

下面就某砂處理線具體設備做一案例分析。

某砂處理生產線的篩分冷卻部分如圖1。舊砂先進入滾筒破碎篩，經振動篩進入沸騰冷卻床。除塵系統是沸騰冷卻床的支路經旋風除塵器與滾筒篩支路會合。

存在問題：①沸騰冷卻床沸騰冷卻效果不好；②系統主風機全開時除塵系統排沙量過大，振動篩粉塵外溢；③滾筒篩尾部廢料溜槽排出大量的粉塵。

問題產生原因分析如下。（1）系統阻力不平衡，兩個支路風量懸殊（圖1）。系統中沸騰冷卻床支路加了一個運行阻力600Pa～1000Pa的旋風除塵器，與滾筒破碎篩支路的阻力相差懸殊。系統運行時，在管路會合點既系統阻力平衡點，兩個支路的實際運行阻力必然達到平衡，而系統管路設計計算是按等風速設計的（目前多采用此設計）。運行中系統唯一可自動改變的參數就是風速，因而造成滾筒篩支路管路風速過高，遠大于系統設計風速，使得滾筒破碎篩吸風量過大，篩體內風速過高，大量的型砂被風帶走。而沸騰冷卻床支路風量過小。為了調整風速，現場只能把滾筒破碎篩風量調整門開的很小甚至到關閉狀態，才可使滾筒破碎篩支路與沸騰冷卻床支路保持設定的風量。但由于人為的加大破碎篩支路阻力，使得整個系統阻力加大，系統風量就會大大減小，造成系統整體風量不足，同時管路風速變化較大，勢必造成管路積砂。

圖1 除塵系統示意圖

（2）沸騰冷卻床進、出風口位置和內部擋風板設置不合理，造成冷卻效果不好（圖2）。

該沸騰冷卻床鼓風進口設在震體的長度方向，且下部風室中只設置了進口和末端擋風板，中間部分沒有設置擋風板，進入風室的高速氣流直達尾部，不利于在沸騰冷卻床底部鼓風室中形成均勻的正壓（靜壓），使沸騰床面砂粒無法均勻的被風拋起并與冷風充分接觸。鼓風口設在高溫進砂端，排風口設在冷卻后的出砂端，隨著空氣向后的流動逐步吸收熱砂中的熱量，到達出風口即出砂口時溫度已達最高，使末端的砂子處在高溫空氣當中，無法繼續得到冷卻。沸騰冷卻床中的熱砂無法在整個床體長度上持續均勻的降溫，造成其效果無法充分發揮。要解決這個問題就要對內部結構加以調整，進出口合理布置，使下部鼓風室有一個均勻的正壓。上部排風室的熱砂和空氣接觸保持一個應有的溫度梯度，整個沸騰冷卻床的冷卻功能就可得到充分利用。

圖2 沸騰冷卻床示意圖

（3）滾筒破碎篩結構的原因，在尾部形成靜風區，使尾部積塵，并從廢料口排出（圖1）。

滾筒破碎篩的出口設在中間位置，且整個機體沒有設置補風風口，滾筒篩體內部由下邊的振動篩前、后口到滾筒篩頂部出風口形成主風路，進料口到出風口為輔助風路。廢料口到出風口區域由于廢料溜槽過長阻力較大空氣流動很少，形成一個靜風區—積塵區，積聚的粉塵在很小的空氣流帶動下進入廢料溜槽隨廢料排出。

通過對以上問題分析表明，砂處理設備的除塵系統的設計，與單純環保除塵是存在很大差別的。鑄造設備除塵系統的設計必須深入到設備內部，結合鑄造設備的工作原理，合理布置設備內部風路系統，既要選擇合理的設備參數又要選擇合理的風路系統參數，只有內外結合相互協調才可設計出適合鑄造企業的環保除塵系統。

控制和治理粉塵污染，應從工藝改革和設備內部結構優化同時著手，實現機械化、自動化、密閉化，并配以合理的內部通風、布風結構，配套通風除塵設施，這是最有效的途徑。同時應將環保除塵設計融入到鑄造車間設計的全過程，在提出鑄造機械化的過程中同步解決鑄造車間的粉塵污染，使產品質量和環境治理得到同步解決和提高，同時企業的安全生產、勞動保護質量也有了保障。

在解決好設備和局部除塵問題的同時，做好鑄造車間的整體通風除塵設計工作。如采用整體廠房分層送風技術等，使工作區域獲得較高的空氣質量，以改善工人的勞動環境，做到無粉塵、無污染，使鑄造企業真正成為現代化的清潔工廠。

[1] 李元元，等.鑄造行業節能減排現狀及對策[C].2010年中國鑄造活動周論文集

TG231.2；

B；

1006-9658（2012）05-0050-2

2012－08－23

稿件編號：1208－106

董志深（1962-），男，從事鑄造生產線及及除塵系統的設計工作