露天鑿巖鉆車(chē)集塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)

柴鴻宇 何雨華

摘 要：近幾年霧霾天氣的出現(xiàn)，對(duì)大家生活造成了嚴(yán)重的影響。因此，國(guó)家出臺(tái)了一系列法律法規(guī)對(duì)各種環(huán)境污染進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，如汽車(chē)尾氣排放、各種生產(chǎn)產(chǎn)生的煙氣排放，以及礦山的粉塵排放等。隨著民眾環(huán)境意識(shí)的不斷增強(qiáng)和國(guó)家環(huán)保機(jī)構(gòu)對(duì)環(huán)境檢測(cè)日趨嚴(yán)格，在各類(lèi)會(huì)產(chǎn)生粉塵的礦山機(jī)械上配套集塵系統(tǒng)顯得尤為重要。文章分析了鑿巖鉆車(chē)配套集塵器的設(shè)計(jì)計(jì)算。

關(guān)鍵詞：鉆車(chē)集塵系統(tǒng)；鉆車(chē)集塵器；粗濾筒

1 集塵系統(tǒng)的組成及功能介紹

露天鑿巖鉆機(jī)集塵系統(tǒng)一般由粗濾筒、集塵器組成。

1.1 粗濾筒

粗濾筒的工作原理其實(shí)就是旋風(fēng)除塵的工作原理。含塵氣體從撲塵罩經(jīng)過(guò)集塵管由切線(xiàn)方向并以一定的速度（24-35m/s）進(jìn)入粗濾筒，在離心力的作用下，氣流中質(zhì)量較重的粉塵或顆粒與筒壁摩擦從而降低速度并在重力下落入儲(chǔ)灰箱，而質(zhì)量較輕的粉塵則從排氣管排出進(jìn)入集塵器進(jìn)行過(guò)濾。粗濾筒一般對(duì)10μm以上的粉塵顆粒有較好的過(guò)濾效率，因此在鉆機(jī)集塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，通常將粗濾筒作為集塵系統(tǒng)的第一級(jí)過(guò)濾，安裝在鉆機(jī)鉆臂的前端。

標(biāo)準(zhǔn)粗濾筒各尺寸比例（如表1所示）：

表1

粗濾筒直徑D尺寸確定：

D=■

D-粗濾筒直徑，mm；vp-粗濾筒筒體凈空截面平均流速，m/s；Q-操作溫度與壓強(qiáng)下的氣體流量，m3/h，一般選空壓機(jī)排量的1.5-2倍。

1.2 集塵器

主要由集塵箱、除塵濾芯、離心風(fēng)機(jī)組成。（1）集塵箱的主要功能為安裝過(guò)濾濾芯與離心風(fēng)機(jī)，并在箱體上設(shè)計(jì)了反吹管，對(duì)濾芯進(jìn)行反吹，同時(shí)在下箱體下端設(shè)計(jì)排灰口，用于反吹時(shí)粉塵落下排灰用。設(shè)計(jì)時(shí)需要注意箱體與箱門(mén)之間以及排灰口處的密封性，如果密封不嚴(yán)對(duì)整個(gè)集塵系統(tǒng)集塵效果影響嚴(yán)重。鉆車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)各濾芯間距一般20-30mm。（2）除塵濾芯安裝集塵箱內(nèi)并加上脈沖反吹就構(gòu)成了袋式除塵器，其除塵過(guò)程主要由濾芯來(lái)完成，能過(guò)濾掉粗濾筒無(wú)法過(guò)濾的10μm以下的粉塵。袋式除塵的機(jī)理為經(jīng)過(guò)初次過(guò)濾的含塵氣體進(jìn)入箱體后，以2-2.5m/s的速度通過(guò)濾芯，塵粒在濾料在纖維層內(nèi)停留0.01-0.3S，并在這瞬間被粉塵層捕獲而被分離出來(lái)，濾芯直徑φ90-φ120，長(zhǎng)度一般選取600-800mm。（3）離心風(fēng)機(jī)是整個(gè)集塵系統(tǒng)中最核心部件，其效果的好壞直接決定了整個(gè)系統(tǒng)的效率。離心風(fēng)機(jī)主要由葉輪、蝸殼、風(fēng)門(mén)等組成。其工作原理為葉片間風(fēng)道內(nèi)的空氣受離心力作而向外運(yùn)動(dòng)，在葉輪中央產(chǎn)生真空度，因而從進(jìn)風(fēng)口軸向吸入空氣，從而使整個(gè)系統(tǒng)處于負(fù)壓狀態(tài)下。從葉道甩出的氣流進(jìn)入蝸殼，經(jīng)過(guò)集中、導(dǎo)流后，從風(fēng)門(mén)排出。

離心風(fēng)機(jī)主要由以下特性參數(shù)決定：

（1）離心風(fēng)機(jī)的流量：指單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)通風(fēng)機(jī)入口的氣體體積，通常用單位m3/s，m3/min、m3/h等。

（2）離心風(fēng)機(jī)的壓力：離心風(fēng)機(jī)的壓力分為靜壓、動(dòng)壓、全壓。靜壓是指氣體對(duì)平行于氣流的物體表面作用的壓力，通過(guò)垂直于其表面的孔測(cè)量出來(lái)的。

動(dòng)壓以公式：

Pd=■

Pd-動(dòng)壓，Pa；？籽-氣體的密度，（kg/m3）；v-氣體的速度，（m/s）；離心風(fēng)機(jī)的全壓：動(dòng)壓與靜壓之和。

（3）離心風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：指葉輪每秒鐘的旋轉(zhuǎn)速度，rpm。

（4）離心風(fēng)機(jī)的有效功率：離心風(fēng)機(jī)所輸送的氣體，在單位時(shí)間內(nèi)從離心風(fēng)機(jī)所獲得的有效能量。

（5）離心風(fēng)機(jī)的特性曲線(xiàn)：為了全面評(píng)定離風(fēng)機(jī)，將各工況下離心風(fēng)機(jī)的全壓、風(fēng)量、功率、轉(zhuǎn)速、效率以及風(fēng)量的關(guān)系匯集到一張圖上，如圖1所示。

圖1

風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)性能的影響：（1）壓力（全壓或靜壓）的改變與轉(zhuǎn)速改變的平方成正比；（2）當(dāng)壓力與風(fēng)量Q的變化滿(mǎn)足p=K×Q2（K=常數(shù)）的關(guān)系時(shí)，風(fēng)量的改變與轉(zhuǎn)速的改變成正比：（3）功率P的改變與轉(zhuǎn)速改變的立方成正比；（4）風(fēng)機(jī)的效率基本不變。

風(fēng)機(jī)葉輪直徑改變對(duì)性能的影響：（1）風(fēng)量與葉輪直徑D的立方成正比；（2）風(fēng)壓與葉輪直徑的平方成正比；（3）功率與葉輪直徑的5次方成正比；（4）風(fēng)機(jī)的效率基本不變含塵氣體密度對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響：（1）風(fēng)量不變；（2）風(fēng)壓與氣體的密度成正比；（3）功率與氣體的密度成正比；（4）效率不變。

將離心風(fēng)機(jī)以上關(guān)系匯總于（如表2所示）。

表2

3 結(jié)束語(yǔ)

文章主要討論了鉆車(chē)集塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與方法，以及常見(jiàn)參數(shù)的選定。此方法經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證，基本符合實(shí)際設(shè)計(jì)要求，并同時(shí)適用于對(duì)現(xiàn)有的集塵系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)或改型設(shè)計(jì)上。此方法主要在公司ZGYX452、ZGYX450B、ZGYX650、ZGYX660等新型一體鉆機(jī)上進(jìn)行了應(yīng)用，并都取得了預(yù)期的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]張殿印，等.除塵技術(shù)手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2002.