水泥散裝船卸料系統的收塵方案及應用

田源（合肥水泥研究設計院，合肥 230051）

水泥散裝船卸料系統的收塵方案及應用

田源
（合肥水泥研究設計院，合肥 230051）

沿海或沿江的水泥廠在水泥熟料卸船倒運過程中，會產生大量的粉塵，如何處理這些粉塵是個難點問題。文章探討了專門針對此類裝置設計的粉塵捕集方案及應用實例。

水泥；散裝熟料；倒運；落料斗；吸風罩；除塵器

1 前言

水泥是典型的“短腿”工業產品，一般水泥的陸路運輸半徑僅為200公里。而國內眾多的沿海或沿江的水泥廠，因為地理位置好，可以選擇相較陸運便宜很多的水運來輸出水泥或購入熟料。目前水運水泥熟料常用的卸船方法是使用吊機和抓斗在水泥散裝船中抓料送至岸邊，抓斗放料將熟料卸入落料斗，再由落料斗下方的皮帶輸送機轉運至熟料庫。因此在整個倒運過程中會產生很大的粉塵污染。針對這一情況，本文提出了一套基于吸風罩的收塵系統方案，并在泰州海螺水泥有限公司的熟料碼頭應用，取得了良好的使用效果。

2 吸風罩的設計

泰州海螺水泥公司原有的落料斗示意見圖1。

圖1 原有落料斗示意

通過分析熟料落入料斗時產生的含塵氣體的流向，將落料斗和吸風罩進行了重新設計（見圖2）。

圖2 新設計的落料斗含吸風罩和風管

方案整體的設計思路是：增大落料斗的上部橫截面積，在熟料落入落料斗后因沖擊斗壁而產生的揚塵氣流向上擴散，在上升過程中會因為落料斗上部的截面積突然變大而減速。同時在落料斗的上部外沿增加如圖2序號5的一圈擋風吸風罩，使上揚的灰塵一部分碰到風罩后自然折返，控制了灰塵的外漏。吸風罩的側面設置吸風管，吸風管接收塵器進風主管道，在收塵器運行時保證吸風罩口產生一定的負壓，將已被減速的含塵氣流捕入吸風罩，從而達到除塵的效果。圖2序號6的三根吸風管，在每根風管上都需配備調節閥門，以調節吸風罩各邊的負壓達到大體平衡。

在保證正常落料的情況下，應盡量縮小吸風罩的出口截面積，這可以更加有效地遮擋含塵氣流，并可減少整個收塵系統的漏風率，這樣即減小了收塵器及其尾排風機的負荷，又降低了系統的投資和運行成本。

3 整個收塵系統風量的確定

設系統風量為Q，則Q = 熟料落入落料斗所產生的含塵氣量Q1+ 吸風罩截面漏風量Q2+ 皮帶落料處吸風管風量Q3（圖2序號7）。

設抓斗一次抓起的熟料體積為V，則V = 抓斗抓起的熟料重量M／熟料密度ρ。泰州海螺水泥公司為回轉窯工藝，ρ取1.45t/m3。

設熟料從抓斗落入落料斗底部的時間為t，則Q1= V/t。

設吸風罩處達到設計負壓所需風速為X，Q2= X·a1·a2。X的取值是一個理論結合經驗的數值，其與圖2中的落料斗斗壁斜度α和粉塵捕集率μ成正比，與物料下落的高度h1+h2成反比。一般取值的上下限為0.7～2.2m/s。根據設計料斗的形狀和希望達到的收塵效果，取X=1.2m/s。設計a1= 4m，a2= 3m，則Q2= 51,840m3/h。

考慮熟料每次落入落料斗所揚起的粉塵量不同，而且除了上部吸風罩口有漏風外，還可能存在別處漏風（如圖2序號8的漏風），按統計學方法，再引入風量的修正系數θ1、θ2，則Q=Q1·θ1+Q2+θ2+ Q3。其中：θ1? { x︰1＜ x ＜（h1+ h2）/h1}，θ2? { x︰1＜ x ＜（ 1 +（b1× b2）/（a1× a2）}。Q3按皮帶落料處吸風管（圖2序號7）的管徑選取，這里取值Q3= 4000m3/h。

泰州海螺水泥公司熟料碼頭的抓斗，一次最大重量為7噸，如果一次收塵率為85%，代入上面的計算式，可選型出配套該落料斗的收塵器，參數見下表。

系統收塵器參數表

4 實際應用效果及存在的不足

2011年11月第一臺落料斗收塵系統投入運行，收塵器位于落料斗下游，直接布置在轉運皮帶輸送機上，這樣捕獲到的粉塵熟料可通過剛性葉輪給料機落入皮帶運走。原先開放型的落料斗在抓斗卸料時的大量揚塵得到了有效控制，已沒有了之前一落料就煙霧飛騰的情況。落料斗周邊除了抓斗落料時的撒濺灰塵，幾乎沒有落灰揚塵，可以說取得了很好的運行效果。

然而這種收塵方案也有不足之處：只能捕集落料斗的揚塵，對于抓斗來回運動時撒濺的灰塵無能為力；由于落料揚塵是間歇性的，而后排收塵器和風機卻需要保持常開狀態，因而增加了電力消耗，加重了企業負擔。這些問題尚待進一步改進。

Dust Collection Scheme and Application for Materials Unloading System in Cement Bulk Ships

TIAN Yuan

X701

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1006-5377（2014）11-0023-02