制絲車間煙草粉塵安全隱患及對策分析

唐永朋 李夢春 朱承廣

（山東中煙工業有限責任公司青島卷煙廠，山東 青島266101）

1 研究背景

制絲車間作為對煙葉及其制品進行初加工的生產型車間，在生產過程中的各個工序都有產生煙草粉塵的可能性。煙草粉塵作為一種植物纖維性質的生產性粉塵，在未燃燒狀態下含有焦油、尼古丁、醛類等30 多種有毒、有害及致癌作用物質，其中小于5μm 的微粒極易隨人體呼吸進入肺部，造成矽肺甚至肺癌。此外，作為可燃性的植物性粉塵，在生產中會以懸浮粉塵云的狀態和附著設備表面的黏附狀態存在于生產車間中，在粉塵達到爆炸濃度后，一旦產生火源或者強烈震動和摩擦，極易發生粉塵爆炸以及二次爆炸。因此，如何從源頭降低粉塵產生，進而降低空氣煙草粉塵濃度在制絲車間變得尤為重要。

2 煙草粉塵的產生

粉塵，是指懸浮在空氣中的固體微粒。國際標準化組織規定，粒徑小于75μm 的固體懸浮物定義為粉塵。在制絲車間，收尾保養時清理附著性煙土的過程中，生產時煙葉、煙梗、煙絲的過篩、輸送、震動等操作過程中，以及沉積的煙草粉塵由于振動或氣流運動，使沉積的煙草粉塵二次漂浮在空氣中的過程都會產生粉塵，這些都是制絲車間煙草粉塵的主要來源。

煙草粉塵目前主要存在于物料加工過程、粉塵管道除塵以及粉塵噴吹除塵過程中：在煙葉、煙梗和煙絲的加工過程中，由于機械設備的運轉、震動、篩分、噴吹等運動，極易產生造碎并而擴散至空氣中；在粉塵管道除塵過程中，除塵管道老化堵塞、管道內負壓設置不合理、除塵吸風布袋堵塞等現象都會降低除塵效果；在粉塵噴吹除塵的過程中，沿線水分儀運轉、光電對射開關噴吹和收尾保養壓縮空氣噴吹的過程中也會產生大量煙草粉塵，增加車間內的粉塵濃度。

3 煙草粉塵的危害

煙草粉塵的危害主要體現在以下三個方面：

3.1 污染工作環境。粉塵危害操作人員身體健康，造成肺炎、矽肺等肺部疾病。

3.2 造成粉塵爆炸。達到爆炸濃度的煙草粉塵在有氧環境下，遇到明火或強烈震動，極易造成一次爆炸；經一次爆炸揚起的粉塵，會由原先的設備附著狀態變為懸浮狀態，滿足爆炸條件后會引起二次聯動爆炸，將存在粉塵點的位置全部引爆，造成巨大生命財產損失。

3.3 加速設備磨損和接觸不良。產生的煙草粉塵會對運轉型的設備機件、吸風型的排風管道以及滾筒類設備的管路噴頭造成堵塞或磨損，縮短設備使用壽命；游離的粉塵顆粒會對車間內的光電型開關、點觸式隔離開關以及電柜內電氣管路觸點造成遮擋、堵塞，造成信號接觸不良。

4 煙草粉塵的消除

目前青島卷煙廠制絲車間主要采用三種方式來降低煙草粉塵濃度：

4.1 粉塵風力收集系統。目前制絲車間的主機設備均安裝了粉塵風力收集系統，將生產線沿線產生的伴生性粉塵連同廢氣利用空氣負壓差產生的動力輸送至除塵室以及異味處理室，對粉塵與廢氣進行進一步處理。

4.2 粉塵回收處理系統。在除塵室內，將各崗位通過吸風方式傳送的粉塵注入旋風落料器，將廢氣與粉塵分離，隨后通過落料器下方的角龍輸送裝置將粉塵送入兩臺壓棒機進行壓棒，用麻袋進行封裝回收處理。

4.3 單機吸塵器定點吸塵。車間在各主機崗位配備了工業用單機吸塵器，目前在用型號主要為意大利富樂公司730-CSAB型吸塵吸水機、意大利RIBO 公司ATLAS5/P 型吸塵器和意大利delfin 公司D/G70 型吸塵器三種，利用不同負壓的吸風來對粉塵風送系統未覆蓋的位置進行定點粉塵回收。

目前采用的三種方式效果良好，但是仍有提升改進的空間：

青島卷煙廠制絲車間目前使用的風力收集系統管路已經覆蓋了全車間73 臺主機設備，對主機設備運轉過程中產生的粉塵可達到80%以上的回收效率，但是車間內仍存在振槽、電子秤、喂料機等大量輔聯設備未被吸風管道覆蓋，在生產過程中產生大量揚塵，而工業用吸塵器僅能針對設備表面的附著性粉塵進行吸附回收，對生產過程中產生的揚塵性粉塵無法起到回收作用。因此，可針對產塵率較高的設備部位加裝吸風管路，將產生的揚塵通過風管回收至除塵室；產塵率較高的部位往往也是煙葉、煙梗、煙絲制品造碎率較高的部位，從降低卷煙成本、提高物料利用效率的角度而言，可在不影響產品內在品質的前提下通過調整設備參數和設備結構的方式來降低造碎率（如改變滾筒類設備內部抄料板形狀、對沿線輸送帶進行頂蓋密封、降低輔聯設備連接處高度落差等），從而降低產塵率。

車間內目前粉塵回收處理的中心為四樓的除塵區域，由于除塵室內目前未安裝降塵系統，因此可借鑒礦山生產中常用的水霧式除塵系統，利用濕式收塵技術對除塵室內粉塵進行除塵處理，利用水霧顆粒與粉塵顆粒相近時吸附凝結、重力下落的原理，降低除塵室內的粉塵濃度。而在一樓二樓的生產大區域，由于制絲車間對環境溫濕度有嚴格的要求，所以不能夠采用以水為降塵介質的大型除塵方式，可借鑒近年來無塵實驗室中大范圍采用的生物納膜技術，對產塵率較高的區域選用與煙草粉塵大小相近規格的生物納膜進行吸附，必要時可對高塵區域用生物納膜進行封閉，降低車間大區域的粉塵濃度。

針對生產線上除塵風送管路無法到達的部位，車間目前采用定點吸塵器吸塵的方式進行吸附，考慮車間吸塵設備有限，可在沿線的除塵風送的管路上加裝可外接的軟體吸風接口，將沿線粉塵進行吸塵回收。同時，目前車間內使用的工業吸塵器規格較多，且吸風接口較為單一，僅能針對固定位置的附著性粉塵進行吸塵，而對于設備高層、縫隙以及彎折區域無法進行吸塵。針對這一問題，可結合車間目前設備結構的實際情況，研制具有可伸縮功能的彈性吸風管以及細管式、彎管式、濾網式等形狀的吸塵接頭，消除設備中煙草粉塵附著死角。

5 建立在線粉塵濃度探測報警系統的必要性

在線粉塵濃度探測系統，是一種利用消光法原理，測量激光通過粉塵漂浮區域的衰減度，將其轉化為粉塵濃度的探測系統。相較于傳統的定點手持式粉塵濃度檢測儀，它具有探測點多、數據可實時上傳、不同粉塵點粉塵度可同時進行比較監控等優點，適用于大范圍區域內的粉塵濃度探測。同時，該系統可與車間內的火源報警裝置進行并聯，在粉塵濃度過高或者出現明火時進行報警，自動啟動水基質滅火系統降塵、滅火，消除粉塵爆炸的粉塵爆炸濃度和明火這兩個必備條件，避免發生粉塵爆炸。

當在線除塵管路發生堵塞、漏風等故障時，除塵效果會大大降低，造成對應生產區域的粉塵濃度過高。目前青島卷煙廠制絲車間吸風管路尚未配置吸風管路內的濃度檢測裝置，因此無法對除塵管路內的粉塵濃度進行檢測。除塵管路內粉塵濃度過高，往往是對應生產區域生產條件發生了變化，使揚塵率大幅上升，易造成除塵間管路堵塞；而管路內的粉塵濃度過低，往往是因為管路存在破損、堵塞，此時就應該測量管內負壓壓力、檢查沿線管路情況來查找破損點和堵塞點。可在沿線各風筒內安裝紅外煙道測塵儀，當除塵管路內的粉塵濃度偏離規定上下限時進行報警，避免發生進一步的管路堵塞現象。

在線粉塵濃度探測裝置安裝范圍廣，且報警濃度警戒線可調，可針對車間生產大區域、除塵風道、除塵室、物料儲存區域和辦公區域安裝不同報警濃度警戒線探測儀，通過粉塵濃度的層級不同設置不同報警等級，同時與車間現已投入使用的“智慧制絲”生產系統進行聯動，在隱患發生時第一時間將報警信息以短信形式發送給現場職工，同時利用現有的廣播系統在中控室和生產現場進行語音播報，組織現場人員撤離，將粉塵爆炸的風險降至最低。

6 結論

隨著工業4.0 時代的到來，傳統制造業正面臨新一輪挑戰。作為卷煙制造型企業，安全是我們工作中不可忽視的一個重要環節，粉塵的消除、回收和利用也一直是我們持續研究的課題。本文結合目前生產車間內粉塵治理現狀，借鑒同行業以及跨行業粉塵處理的一些有效方法，有針對性地提出了幾項降塵、抑塵、除塵的建議，以適應智能制造的新形勢，助力企業智能煙草工廠的建設。