攪拌站除塵系統的優化選型設計應用分析

白作義

(中鐵二十一局集團有限公司，甘肅 蘭州 7 30000)

由于受傳統技術理念、工藝技術等因素的影響，我國混凝土攪拌站（樓）目前還存在整體工藝不先進、技術含量偏低、普及率不高、地區差異較大、智能自動化化程度較弱、綠色環保性能較差等問題。在環保問題越來越受到重視的當今，如何結合工程實際情況采取有效措施消除混凝土攪拌站中的粉塵污染問題，就顯得非常有工程實踐應用研究意義。

1 混凝土攪拌站的粉塵主要來源

1.1 物料輸送過程中的粉塵

混凝土拌制所需的物料在運輸過程中會產生粉塵，主要表現在裝載機鏟斗拋料過程中產生的揚塵、骨料（如：砂、石等）在上料、稱量、以及皮帶輸送過程中產生的揚塵、粉料（如:水泥、粉煤灰、礦粉、膨脹劑等）在輸送過程中產生的粉塵外泄等。

1.2 向主機投料過程中的粉塵

當混凝土拌和料均稱量完畢后，骨料和粉料就會通過相應投料口投入到主機中，此時粉塵也會一并帶入到主機中，其中大部分粉塵會參與到攪拌過程中，而少部分粉塵則會被內部氣流揚起。當主機除塵系統中的過濾布袋或濾芯出現破損等不利現象時，粉塵就會出現大量外泄，直接排放到大氣中造成嚴重的污染。

1.3 向粉料倉內送料過程中的泄漏粉塵

散裝物料罐車在向粉料倉送料過程中，如水泥、粉煤灰筒倉的物料運輸是以高壓空氣作為主要動力源進行輸送，其筒倉內的壓力要大于外部空氣大氣壓，即會存在倉內壓力，壓縮空氣經倉頂除塵器的濾芯向外釋壓。通常情況下倉頂除塵器是采用機械振動方式，以達到振落濾芯表面粉塵目的。而當倉頂除塵器的振動器出現故障或無人進行手動控制時，粉塵就會在倉頂除塵器中大量積累將濾芯堵死，此時粉料倉由于需要進行卸壓操作，倉內壓縮空氣就會通過安全卸壓閥進行壓力釋放，而安全卸壓閥處并不具備空氣過濾功能，因此，粉塵將會隨壓縮空氣排放到大氣中造成嚴重的環境污染。

2 除塵系統優化選型及參數設置

2.1 濾芯材料及結構形式的優化選用聚酯無紡布由于具有截塵能力較小、過濾精度較高、具有韌性易成型、運行維護較為方便等特點，是混凝土攪拌站應用較為成熟且應用效果較為良好的優秀濾芯材料。混凝土攪拌站（樓）處粉塵主要是由水泥粉、粉煤灰、礦粉、灰塵等組成，其顆粒大多在1.0～500μm之間，即其過濾特性差異并不是太大，為了便于實際運行過程中的操作使用和維護，宜優選同一種類和結構形式的除塵材料。皺褶式濾芯結構由于其具備占地空間較小、除塵面積較大、綜合除塵能力較高、使用方便等優點，在實際工程中得到廣泛推廣應用。

2.2 除塵器類型的優化選型

工程中應用較為成熟且應用效果較為良好的是選用脈沖反吹除塵器，即通過文丘里管將壓力范圍為0.5～0.6MPa的高壓壓縮空氣，以脈沖方式周期間歇式地吹入到倉頂除塵器濾芯內部，將粘附在濾芯外表面上的灰塵（塊）等吹落清理。脈沖反吹除塵器其在實際應用過程中除塵效率通常可以達到99.6%，可以大大延長混凝土攪拌站除塵設備的綜合維護保養周期，提高工作效率。

2.3 儲料料倉除塵器面積的優化選型儲料料倉除塵器面積可以按照公式（1）進行計算，即：

式（1）中：K為安全系數，通常取1.2~1.4；Q 為 空氣流量，Q=以散裝粉料罐車的風量來計算，其大約為600～1300m3/h;M為集料體積，m3；T為物料投放時間，s；為過濾速率，m/min。

對于一個HZS180混凝土攪拌站而言，選用公稱容積為3m3的攪拌主機，其集料體積為4.5m3，投料時間大約為16s，安全系數取1.2，過濾速度取1.1m/min，則除塵器的除塵過濾面積為：

此外，還要結合工程實際，從處理風量、使用溫度、濾袋的長徑比、壓力損失等方面，進行除塵器優化選型設計，確保除塵器在工程實踐應用中發揮良好的應用效果。

3 環保型混凝土攪拌站除塵系統優化設計應用實例

3.1 攪拌站主體外包裝全封閉設計環保型混凝土攪拌站主體宜采用二層及以上全封閉外包裝，應先采用角鋼搭建混凝土攪拌站的骨架模型，然后在采用夾心彩鋼板來封閉包裝整體主樓框架，通過全封閉式結構設計有效控制攪拌站主樓中產生的粉塵進入到空氣中的污染量。

3.2 骨料堆場全封閉設計

受建設投資成本和建設理念等因素的影響，目前混凝土拌制過程中采用的碎石通常未經有效水洗，其粉塵含量較高，在儲存、運輸、堆料、以及裝載機鏟料等過程中均很易產生揚塵，而砂料尤其是機制砂料其含塵量更高。為了降低骨料堆場的粉塵對環境的污染程度，在環保型混凝土攪拌站設計過程中宜采用全封閉骨料堆場方案，即：料場整體承重骨架宜采用鋼結構，其整體鋼強度較優越、內部空間較大、光線較好，非承重墻體則可以采用彩鋼板、空心磚砌筑而成。骨料堆場內應布設自動噴淋水裝置，這樣可以對骨料內部揚塵起到較好抑制作用。

3.3 骨料配料和上料環節全封閉設計

骨料配料和上料等環節中，會產生大量粉塵和揚塵。因此，在環保型混凝土攪拌站優化設計過程中，無論是采用皮帶機還是采用提升機進行骨料輸送上料時，宜設計成全封閉結構，即對配料站和輸送上料系統進行全封閉設計，采用鋼結構搭建配料站和輸送上料系統骨架，采用彩鋼板進行全封閉外包裝，有效降低骨料配料、上料等輸送環節中外泄到環境中的粉塵含量，將粉塵污染降低到最小。

3.4 粉料筒倉除塵設計

粉料筒倉除塵系統宜在倉頂上設計強制式除塵機，這樣一方面可以提高濾料綜合除塵效率，增大粉塵過濾面積；另一方面考慮到粉料倉中粉塵含水量普遍較低，濾料應優選空隙較小的濾紙，其將濾紙外形設計成褶皺圓筒狀結構，這樣可以進一步增加單位空間內的粉塵過濾面積。應采用振動方式來抖動掉濾芯上的粉塵，也可以采用氣體脈沖反吹方式利用壓縮空氣循環吹掉濾芯上的粉塵，確保除塵器具有較好的除塵效果。

3.5 優化主機蓋布水管結構形式及進水方式

在主機蓋布水管結構形式及進水方式優化設計過程中，為了增加主機除塵效果，宜增設加壓水泵系統，來提高進入主機系統水的壓力，以達到壓塵作用。另外，主機宜增設高壓自動清洗系統，以形成霧化水來清洗主機攪拌軸上粉料的作用，確保混凝土攪拌具有較高質量水平。

結語

在實際混凝土攪拌站優化選型設計應用過程中，應嚴格按照國家標準GB10172-2005《混凝土攪拌站（樓）》中的相關技術要求進行，確保混凝土攪拌站除塵系統具有較好應用性能。

[1]陳家慶.環保設備原理和設計[M].北京:中國石化出版社,2005.