大直徑糧食筒倉除塵系統(tǒng)改造實(shí)踐與效果分析

◎ 許明輝，陳健璋，李健強(qiáng)，連小偉，孫珍滿

（廣東省儲備糧管理集團(tuán)有限公司順德直屬庫，廣東 順德 528308）

按原設(shè)計，糧食筒倉的相關(guān)設(shè)備裸露在倉外，倉上除塵系統(tǒng)基于滿足開放式環(huán)境運(yùn)作，經(jīng)除塵系統(tǒng)后溢出的殘余小部分糧食粉塵能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)直接排放到大氣。但由于新建倉型為大直徑筒倉，倉上建筑結(jié)構(gòu)及工藝創(chuàng)新，輸送設(shè)備安裝于倉上通廊內(nèi)，原有除塵系統(tǒng)不能滿足運(yùn)行要求，糧食輸送過程中產(chǎn)生部分粉塵外溢，容易在通廊內(nèi)集聚，污染生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境，同時給設(shè)備安全運(yùn)行造成一定隱患[1]。因此，需要對原有的除塵系統(tǒng)進(jìn)行升級改造。

1 除塵系統(tǒng)改造背景及思路

1.1 除塵系統(tǒng)現(xiàn)狀

目前，大直徑筒倉倉頂糧食入倉采用的主要設(shè)備是氣墊輸送皮帶機(jī)（產(chǎn)量為300 t·h-1），除塵系統(tǒng)為集中式除塵系統(tǒng)，除塵點(diǎn)設(shè)置在每條氣墊皮帶機(jī)的頭部，輸送機(jī)在輸送糧食時產(chǎn)生的粉塵常在其拋料端和接收端部位產(chǎn)生很濃的塵云，而中間部分一般揚(yáng)塵很少，同時糧食入倉端的揚(yáng)塵也較輕微。原有的除塵系統(tǒng)無法對氣墊皮帶機(jī)尾部的粉塵進(jìn)行收集，糧食在運(yùn)輸時由于皮帶機(jī)搭接處落差較大，粉塵在皮帶機(jī)尾部二次揚(yáng)起從機(jī)尾部溢出[2]。氣墊皮帶機(jī)內(nèi)部是正壓吹風(fēng)系統(tǒng)，原有的除塵系統(tǒng)吸風(fēng)量不能使氣墊皮帶機(jī)內(nèi)部在糧食輸送過程中處于吸風(fēng)量和吹風(fēng)量的動態(tài)平衡狀態(tài)，氣墊皮帶機(jī)在糧食輸送過程中會溢出更多的粉塵，進(jìn)一步加重粉塵在倉上通廊的積聚。因此，控制住輸送機(jī)拋料、接收端的粉塵以及解決氣墊皮帶機(jī)內(nèi)部風(fēng)壓動態(tài)平衡問題，對于減輕糧食出入倉過程中的粉塵污染具有關(guān)鍵作用[3]。

目前大直徑筒倉倉上作業(yè)流程：A1 區(qū)為AB311→AB312→AB313，AB321 →AB322 →AB323；A3 區(qū)為AB331→AB332→AB333→AB334→AB335，AB341→AB342→AB343→AB344→AB345。原設(shè)計除塵系統(tǒng)只在每條皮帶機(jī)機(jī)頭位置安裝吸塵點(diǎn)，其中A1 區(qū)兩臺除塵器型號為MC(Y)78-1800，風(fēng)量為6 000 m3·h-1，每臺除塵器負(fù)責(zé)3 條皮帶機(jī)頭部共3 個吸塵點(diǎn)；A3 區(qū)兩臺除塵器型號為MC(Y)104-2400，風(fēng)量為10 000 m3·h-1，每臺除塵器負(fù)責(zé)5 條皮帶頭部共5 個吸塵點(diǎn)。A1 區(qū)原設(shè)計除塵系統(tǒng)配置參數(shù)如表1 所示[4]。A3 區(qū)原設(shè)計除塵系統(tǒng)配置參數(shù)如表2 所示。

表1 A1 區(qū)原設(shè)計除塵系統(tǒng)配置參數(shù)表

表2 A3 區(qū)原設(shè)計除塵系統(tǒng)配置參數(shù)表

1.2 升級改造主要思路

為解決上述問題，本次對除塵系統(tǒng)進(jìn)行3 方面升級改造。①在保留每條氣墊皮帶機(jī)頭部吸風(fēng)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過計算和測試合理分配每個吸風(fēng)點(diǎn)最大吸風(fēng)量數(shù)值，使得尾部粉塵無法溢出。②在每條氣墊皮帶機(jī)中部設(shè)置風(fēng)壓平衡裝置，保證在糧食輸送過程中處于吸風(fēng)量和吹風(fēng)量的動態(tài)平衡狀態(tài)。③增加集中式除塵設(shè)備，對原有除塵設(shè)備的部分管道進(jìn)行重新調(diào)整，滿足除塵系統(tǒng)改造后每個吸風(fēng)點(diǎn)的風(fēng)量[3]。

2 技術(shù)改造方案

2.1 設(shè)備配置及分布

根據(jù)現(xiàn)場情況，在所有大直徑筒倉倉上皮帶機(jī)尾部增加吸塵點(diǎn)，在A1 區(qū)和A3 區(qū)東西兩排倉通廊內(nèi)各加裝1 臺除塵器，用于提高主風(fēng)道風(fēng)量。項(xiàng)目組定制了4 臺方形除塵器，2 臺型號為MCF60，2 臺型號為MCF80，這種除塵器突破了傳統(tǒng)袋式除塵器的限制，允許細(xì)小體積的過濾元件擁有更大的有效過濾面積，使除塵器占用空間更小，單個濾袋規(guī)格為120 mm×2 400 mm，過濾元件輕巧，容易提取清理更換。該過濾器濾材結(jié)合了Ultra-Web 納米技術(shù)，基材采用特種纖維材料和抗靜電介質(zhì)。同時采用了壓差控制，脈沖反吹自潔凈清灰系統(tǒng)，噴吹壓力為0.4 ～0.7 MPa[5]。

2.2 通風(fēng)機(jī)

建議A3 區(qū)離心風(fēng)機(jī)參數(shù)為功率15 kW、流量11 000 m3·h-1、全壓3 396 Pa、轉(zhuǎn)速2 900 r·min-1；A1區(qū)離心風(fēng)機(jī)參數(shù)為功率7.5 kW、流量7 500 m3·h-1、全壓2 396 Pa、轉(zhuǎn)速2 900 r·min-1[1]。

2.3 吸灰口吸風(fēng)量因素

在倉頂除塵風(fēng)網(wǎng)中，吸灰口吸風(fēng)量主要受輸送設(shè)備的種類、設(shè)備的氣密程度、輸送設(shè)備的產(chǎn)量、風(fēng)網(wǎng)組合等因素的影響。本項(xiàng)目采用的是氣墊機(jī)，因此要考慮氣墊機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)和氣墊風(fēng)量的收集問題。

2.4 通風(fēng)管道風(fēng)壓和吸灰口吸風(fēng)量確定

根據(jù)倉儲行業(yè)的特點(diǎn)，結(jié)合本庫的風(fēng)網(wǎng)組合實(shí)際情況，機(jī)頭、機(jī)尾、中間部位等風(fēng)壓不大于1 000 Pa，機(jī)頭吸風(fēng)口的風(fēng)量為2 000 m3·h-1，機(jī)尾吸風(fēng)口的風(fēng)量為1 500 m3·h-1，其他吸風(fēng)口的風(fēng)量為2 000 m3·h-1[5]。

2.5 改造具體步驟

2.5.1 大直徑筒倉倉頂A1 區(qū)除塵系統(tǒng)改造

除塵系統(tǒng)升級改造如圖1 所示。FA311 除塵系統(tǒng)由原來負(fù)責(zé)對氣墊皮帶機(jī)AB311、AB312 和AB313進(jìn)行集中式吸灰除塵改造為只對氣墊皮帶機(jī)AB311、AB312 進(jìn)行集中式吸灰除塵，由原有的只對設(shè)備頭部單點(diǎn)除塵改造為對設(shè)備的頭部和尾部進(jìn)行兩點(diǎn)除塵，并增設(shè)尾部除塵管道和尾部吸灰口，每個尾部吸風(fēng)口為400 mm×400 mm，最大吸風(fēng)量Q 為2 000 m3·h-1，如圖1（a）所示。新增方形FA313 除塵系統(tǒng)單獨(dú)對氣墊皮帶機(jī)AB313 頭部和尾部進(jìn)行兩點(diǎn)除塵，利用原有的頭部除塵管道同時新增尾部除塵管道和尾部吸灰口，尾部吸風(fēng)口為400 mm×400 mm，最大吸風(fēng)量Q為2 000 m3·h-1，如圖1（b）所示。同理，F(xiàn)A321 除塵系統(tǒng)改造為對氣墊皮帶機(jī)AB321、AB322 的頭部和尾部兩點(diǎn)進(jìn)行集中式吸灰除塵，增設(shè)尾部除塵管道和尺寸為400 mm×400 mm、最大吸風(fēng)量Q為1 500 m3·h-1的尾部吸風(fēng)口，如圖1（c）所示；新增FA323 除塵系統(tǒng)單獨(dú)對氣墊皮帶機(jī)AB323 頭部和尾部進(jìn)行兩點(diǎn)除塵，增設(shè)的除塵管道和尾部吸風(fēng)口同上述AB313，如圖1（d）所示。

圖1 A1 區(qū)除塵系統(tǒng)升級改造圖

2.5.2 大直徑筒倉倉頂A3 區(qū)除塵系統(tǒng)改造

除塵系統(tǒng)升級改造如圖2 所示。FA331 除塵系統(tǒng)由原來負(fù)責(zé)對氣墊皮帶機(jī)AB331、AB332、AB333、AB334 和AB335 進(jìn)行集中式吸灰除塵改造為只對氣墊皮帶機(jī)AB331、AB332 和AB333 進(jìn)行集中式吸灰除塵，由原有的只對設(shè)備頭部單點(diǎn)除塵改造為對設(shè)備的頭部和尾部進(jìn)行兩點(diǎn)除塵，并增設(shè)尾部除塵管道和尾部吸灰口，每個尾部吸風(fēng)口為400 mm×400 mm，最大吸風(fēng)量Q為2 000 m3·h-1，如圖2（a）所示。新增方形FA334 除塵系統(tǒng)單獨(dú)對氣墊皮帶機(jī)AB334、AB335的頭部和尾部進(jìn)行兩點(diǎn)除塵，利用原有的頭部除塵管道同時新增尾部除塵管道和尾部吸灰口，尾部吸風(fēng)口為400 mm×400 mm，最大吸風(fēng)量Q為2 000 m3·h-1，如圖2 所示。同理，F(xiàn)A341 除塵系統(tǒng)改造為對氣墊皮帶機(jī)AB341、AB342 和AB343 的頭部和尾部兩點(diǎn)進(jìn)行集中式吸灰除塵，增設(shè)尾部除塵管道和尺寸為400 mm×400 mm、最大吸風(fēng)量Q為2 000 m3·h-1的尾部吸風(fēng)口，如圖2（c）所示；新增FA344 除塵系統(tǒng)單獨(dú)對氣墊皮帶機(jī)AB344、AB345 的頭部和尾部進(jìn)行兩點(diǎn)除塵，增設(shè)的除塵管道和尾部吸灰口同上述AB334和AB335，如圖2（d）所示。

圖2 A3 區(qū)除塵系統(tǒng)升級改造圖

2.5.3 管道尺寸

A3區(qū)主管道D1=450 mm，D2=410 mm，D3=360 mm，D4=300 mm，D5=220 mm；A1 區(qū)主管道D1=360 mm，D2=300 mm，D3=220mm，材料為鍍鋅鐵管；均增加分支管道尺寸為220 mm 鍍鋅鐵管，尾部吸塵口尺寸為400 mm×400 mm，利用分支管道吸塵負(fù)壓來中和皮帶機(jī)風(fēng)機(jī)正壓。

為調(diào)節(jié)集中式除塵系統(tǒng)阻力不平衡的情況，在與吸風(fēng)口連接的垂直管段上設(shè)調(diào)節(jié)閥門，可以分段、分設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到負(fù)壓利用最大化的效果。調(diào)節(jié)閥門選用旋轉(zhuǎn)蝶閥，使用靈活，操作方便，最大角度可以調(diào)節(jié)到90°，形成最大負(fù)壓，充分吸塵除灰，防止粉塵外溢。為防止繩頭、雜質(zhì)纏繞在調(diào)節(jié)裝置上，在調(diào)節(jié)蝶閥上方設(shè)置清理口，便于觀察和清理，防止雜物堵塞閥板的開關(guān)或管道。每條氣墊皮帶機(jī)中部設(shè)置風(fēng)壓平衡裝置，每個皮帶機(jī)風(fēng)機(jī)就近點(diǎn)設(shè)置透氣口，減少正壓力，與除塵器負(fù)壓相互平衡，保證在糧食輸送過程中處于吸風(fēng)量和吹風(fēng)量的動態(tài)平衡狀態(tài)，有效抑制粉塵外溢。

2.6 改造后風(fēng)壓數(shù)據(jù)分析

經(jīng)過測試得出改造后風(fēng)壓數(shù)據(jù)，改造后的A3 區(qū)氣墊皮帶機(jī)單個吸塵口最大吸風(fēng)量Q為2 000 m3·h-1，A1 區(qū)氣墊皮帶機(jī)尾部單個吸塵口最大吸風(fēng)量Q為1 500 m3·h-1，氣墊皮帶機(jī)頭部吸塵口最大吸風(fēng)量Q為2 000 m3·h-1。A1 區(qū)除塵系統(tǒng)升級改造后各除塵系統(tǒng)的具體參數(shù)如表3 所示。A3 區(qū)除塵系統(tǒng)升級改造后各除塵系統(tǒng)的具體參數(shù)如表4 所示。

表3 A1 區(qū)除塵系統(tǒng)升級改造后各除塵系統(tǒng)參數(shù)表

表4 A3 區(qū)除塵系統(tǒng)升級改造后各除塵系統(tǒng)參數(shù)表

3 通風(fēng)除塵設(shè)備的維護(hù)管理

（1）應(yīng)定期對除塵器系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，確保不低于半年一次，包括檢查各軸承座軸承潤滑情況、減速箱潤滑油油況油量、除塵布袋破損情況、粉塵板結(jié)情況、風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、風(fēng)管管道閥門堵塞及磨損情況等，并做好記錄[2]。

（2）設(shè)備日常運(yùn)行期間，巡視人員應(yīng)不定期對除塵器進(jìn)行檢查，如反吹風(fēng)噴吹頻率、反吹風(fēng)氣壓、管道是否有漏風(fēng)和磨損、排灰裝置排灰是否正常及轉(zhuǎn)動件是否有異響等，注意及時發(fā)現(xiàn)問題并處理[2]。

（3）進(jìn)出倉作業(yè)結(jié)束后，流程中的除塵設(shè)備應(yīng)繼續(xù)工作不少于5 min，隨后關(guān)閉風(fēng)機(jī)，保持排灰系統(tǒng)和反吹風(fēng)機(jī)繼續(xù)工作一段時間，以除去布袋和設(shè)備內(nèi)部粉塵，以防粉塵受潮、出現(xiàn)糊袋現(xiàn)象。

（4）在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，禁止進(jìn)入系統(tǒng)檢修。在設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)檢修期間，需先確保系統(tǒng)內(nèi)部氣體與外部氣體進(jìn)行置換，利用儀器檢查，確認(rèn)安全后方可作業(yè)。

4 結(jié)論

通過本次集中式除塵系統(tǒng)優(yōu)化改造，除塵效果功能得到很大提升，進(jìn)出倉作業(yè)流程中，輸送設(shè)備機(jī)頭、機(jī)尾揚(yáng)塵點(diǎn)得到有效控制，抑制了粉塵外溢情況。對倉上通廊內(nèi)進(jìn)行無組織廢氣檢測，結(jié)果顯示粉塵檢測值為0.001 mg·m-3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)檢出限值，此項(xiàng)改造不但改善了倉上通廊現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境，消除了安全隱患，而且達(dá)到了綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效的效果。