袋裝水泥人工裝車除塵改造技術分析

鄭林昌，張磊，杜鳳懷

（云南省建筑材料科學研究設計院有限公司云南昆明650221）

0 引言

當前，國內多數水泥生產企業(yè)袋裝水泥都采用的水泥裝車機及人工堆碼的方式運行。其生產工藝主要為水泥袋經人工插袋灌裝好后經接包機、順包機、清包機、皮帶機、轉彎溜子、裝車機組成。在整個輸送及裝車過程中都不同程度的產生散發(fā)性粉塵，尤其部分廠家采用低質袋子，產生的粉塵較多，對整個生產區(qū)域的環(huán)境及工人健康影響較大。由于國內袋裝水泥的運輸車種類繁多、形勢各異，小至三輪摩托；大至拖掛車；有的車廂板為花欄桿式樣；有的車廂板高至4m；有的車廂頂還有不可拆卸的雨棚桿等。由于運輸車的差異大，其袋裝水泥裝車除塵的處理技術也就不能一概而論，也使得國外成熟的自動裝車技術在國內顯得有點水土不服。

1 改造前現狀前現狀及技改要求

在現有水泥的生產過程中，絕大部分揚塵點都設置了除塵設備進行處理，處理后都能達到或者由于國家排放標準。但在全國范圍內，多數水泥企業(yè)熟料散裝和袋裝水泥散裝仍達不到相關排放標準及相關職業(yè)衛(wèi)生要求。部分企業(yè)雖采取了一定措施，但處理后的效果依舊不明顯。尤其是袋裝水泥裝車環(huán)節(jié)由于在以前的設計過程中就對其產塵的粉塵采取相應的處理措施，導致裝車過程中粉塵滿天飛，甚至有的企業(yè)都沒重視整個水泥包裝系統跑冒滴漏現象，采取簡單的封閉廠房措施，導致整個包裝廠房內層層是灰，嚴重影響工人的身體健康。為此，國家安監(jiān)總局針對水泥包裝系統提出相應的要求。

根據《國家安全監(jiān)管總局辦公廳關于推動水泥行業(yè)淘汰落后產能開展安全生產和職業(yè)健康執(zhí)法專項行動的通知》（安監(jiān)總廳安健〔2017〕34 號）的要求：

（1） 包裝機周圍必須安裝圍檔，其底部、接包機、正包機、清包機、裝車機、輸送皮帶轉接處必須設置密閉除塵裝置。

（2） 包裝和裝車崗位水泥粉塵濃度不得超過《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》（GBZ2.1-2007）規(guī)定，即：時間加權平均濃度總塵限值4mg/m3、呼塵限值1.5mg/m3。故水泥包裝及袋裝上車技改的要求不但要滿足相應的排放標準，還要求車間內達到相應的職業(yè)健康要求。

2 粉塵產生的部位及處理措施

移動式水泥裝車機主要由水平運行皮帶、傾斜上車皮帶（有上揚式和下傾式）、溜板、移動行走機構、懸掛（支撐）機構、安全保護裝置及電控裝置組成。移動式水泥裝車機依靠移動行走機構完成前后移動；懸掛（支撐）機構完成傾斜上車皮帶的角度調整以便達到所需的碼包高度；水平運行皮帶起到連接主皮帶與斜皮帶的水泥包對接。

袋裝水泥裝車工作過程中產生的粉塵主要有：轉包點滑落產生的粉塵、水平皮帶與傾斜皮帶連接處產生的粉塵、溜板處產生的粉塵、人工碼包過程中丟包因為高差（約0.8~1.5m）產生的粉塵、水泥包散落于皮帶上因皮帶運行產生的掉落粉塵。

轉包點的粉塵為固定點粉塵，處理比較容易，對現場粉塵產生的區(qū)域進行密封，增加吸塵罩即可解決；水平皮帶與傾斜皮帶連接處產生的粉塵多為掉落粉塵，可同時增加集塵裝置或者增加移動吸塵點處理；溜板處產生的粉塵以及人工碼包過程中丟包因為高差（約0.8~1.5m）產生的粉塵通常需要通過專門的處理裝置進行處理；皮帶運行掉落的粉塵通常需要前后端結合處理較為理想，前端需將水泥包表面的粉塵吹掃干凈，后端在皮帶頭部增加清掃及吸塵裝置或者采用皮帶下設置積灰板處理。

3 改造的主要技術分類

袋裝水泥上車由于車型、裝車習慣、裝車人員配備、袋子等差異，其揚塵產生的位置、方向、粉塵濃度均不同，一般配置1~2 人碼包。

袋裝水泥裝車粉塵主要的處理措施主要有更換高質量不冒灰的袋子和在在裝車區(qū)域設置吸塵罩。更換袋子帶來的直接生產成本較高，故多數企業(yè)還是選擇吸塵罩處理粉塵方法。吸塵罩的設置主要分為頂吸式、側吸式兩種。對揚塵的處理需要達到以下5 個方面的要求：

（1）吸塵罩的設計需保證工人裝車的操作空間；

（2） 含塵氣體不能直接穿過工人的呼吸區(qū)域及眼部位置；

（3） 操作工人呼吸區(qū)空氣要滿足職業(yè)健康的要求；

（4） 吸塵裝置要能與裝車機同步前后移動，并根據碼包的高度方便調整吸塵罩的高度；

（5）氣體管道的設計須滿足粉塵不沉降。

3.1 頂吸式除塵罩

頂吸式除塵罩采用點吸塵的方式，主要在裝車點前上方設置一個吸塵罩進行除塵處理，有的也在溜板側配一定的吸風裝置。吸塵罩的寬度小于車廂內側凈寬，含塵氣體通過軟管或者可伸縮管道連接至除塵器。頂吸式是最早應用的類型之一，除塵器可布置于2 層裝車機平面或者3 層空余位置。對于除塵器布置于2 層的方案因空間有限，處理風量只能考慮在10 000m3/h,使用效果及其有限；除塵器布置于3 層或者不受空間限制的方案，處理風量為15 000 ~45 000m3/h；風壓配置為3 200~5 500pa；風機功率配置在22.5~75kw 不等。

頂吸式的優(yōu)點：結構簡單，安裝方便，投資較小。

頂吸式的缺點：頂吸式罩子會減少2~2.5m 裝車移動距離，揚塵處理效果有限；尤其當裝車尾部區(qū)域時，工人向后甩包車輛打開后擋板式，（后端未設置吸風口的）只能任由粉塵擴散；在裝欄桿式車廂擋板車時，對兩側的揚塵也就顯得力不從心；此外，當溜板位置的粉塵穿過工人的呼吸區(qū)域，很難達到職業(yè)健康的要求；對于這種單點大風量的方式如果控制不好，可因抽力過大造成寒冷加劇遭工人棄用。

3.2 側吸式除塵罩

側吸式除塵罩采用面吸塵的方式，通過在裝車區(qū)域的前后左右設置吸風口，將其整個揚塵控制在吸風區(qū)域，使產生的揚塵在達到工人呼吸區(qū)進行吸走，抑制粉塵的上揚，以保證整個呼吸區(qū)不受或少受揚塵影響。這類系統需要處理風量較大，處理風量32 000~50 000m3/h，風壓為3 300~5 000pa，風機功率為45~75kW。側吸罩設計比車廂稍寬，保證車輛可正常進出，側吸式吸塵罩的種類較多，但其原理均是采用面進風，通過合理的風量分配及使用，將整個工人碼包區(qū)域控制在微負壓狀態(tài)，以達到抑制粉塵上揚的目的，有的還配合上部的壓風裝置使用。

側吸式的優(yōu)點：可完成保證原有的裝車移動距離，尤其對于原設計移動距離就比較小的場所較適用；揚塵處理效果比較理想，可達職業(yè)健康的標準和要求。

側吸式的缺點：結構復雜，安裝耗時較多，投資造價高。在處理高車廂板時，如側吸風罩不能放到工人呼吸區(qū)高度下就須開啟頂部壓風裝置，引導揚塵從兩側上至吸風罩位置。

4 袋裝水泥上車的發(fā)展方向

袋裝水泥裝車目前主要為裝車機+人工碼包的方式運行，以上技改方法也是針對此方案所提出。隨著水泥工業(yè)的發(fā)展、自然生態(tài)發(fā)展的要求以及智能化、標準化的不斷發(fā)展，未來袋裝水泥的裝車發(fā)展趨勢將是全自動裝車模式，從插袋至裝車將逐步實現生產的自動化和智能化。目前，國內不少企業(yè)已根據國內生產企業(yè)的實際情況在大力開發(fā)和研究此類設備，同時也有部分水泥企業(yè)在使用相應的自動裝車技術，但設備的效率、成熟度和可靠性還有待市場的檢驗。

5 結語

通過對袋裝水泥裝車的工藝、揚塵產生部位、產生機理、揚塵處理措施、各處理方式的利弊以及未來發(fā)展趨勢方面進行了淺析。

目前，市場主流的自動裝車機+人工碼包方式通過增加吸塵罩和合理設計系統，能達到國家相關規(guī)范要求。水泥企業(yè)應根據企業(yè)自己的實際情況選擇合適的吸塵方式以達到最佳處理效果。全自動智能化袋裝水泥裝車是未來發(fā)展的趨勢，在過渡階段選擇側吸式方式也能有效控制裝車揚塵。