帶式輸送機揚塵原因分析及抑塵治理

齊會江　宮建格

摘 要：國家發展改革委《“十四五”循環經濟發展規劃》提出，到2025年我國將全面推行循環型生產方式，普遍推廣綠色清潔生產，顯著提升資源綜合利用能力。水泥行業作為高耗能和高煙氣排放行業，應加快推廣應用先進成熟的清潔生產工藝技術，降低污染物排放強度，逐步建立技術進步的清潔生產模式，實現水泥行業高質量綠色發展。從帶式輸送機粉塵產生的機理、抑塵手段以及后期擬用新型設備3方面進行了詳細介紹。

關鍵詞：帶式輸送機;粉塵治理;抑塵措施

中圖分類號：X701.2文獻標識碼：A文章編號：2096-6903（2022）08-0057-03

0 引言

某公司擁有自營石灰石礦山與砂巖礦山，日產2 000 t熟料生產線2條，日產4 000 t熟料生產線1條，15 MW和6 MW純低溫余熱發電系統各1條，設計能力年產120萬 t的水泥粉磨系統3條，由于帶式輸送機具有輸送量大、結構簡單、維修方便、部件標準化的優點，且帶式輸送機輸送平穩，物料與輸送帶沒有相對運動，能耗較小，使用成本低，在公司內部大面積應用。目前該公司擁有各種型號帶式輸送機200余條，主要應用于石灰石、原煤、熟料以及各類輔料的輸送。

雖然帶式輸送機優點較多，但是也存在輸送帶易磨損、輸送輕質物料易飛揚的問題，通過現場實際檢查發現，帶式輸送機粉塵產生的主要來源是皮帶輸送機機頭卸料口，因為卸料口和下游設備之間存在一定的落差，在物料落下時就會產生大量的粉塵，且導料槽及擋皮位置密封不嚴產生揚塵[1]。此外，皮帶輸送機在運行過程中皮帶會產生抖動，特別是在皮帶工作面發生龜裂后，由于微小顆粒進入裂縫，回程時產生揚塵及帶料[2]。

1 卸料口抑塵措施

在顆粒狀物料從帶式輸送機進入下游設備時由于存在落差，在物料下落時與氣流存在速度差，在氣流摩擦作用下粉塵顆粒受氣流影響而脫離，不可避免地會產生大量粉塵。而且物料下落過程中物料受速度影響發生翻滾、跳躍，產生不連續自由落體運動，相互擠壓碰撞也會產生一部分粉塵，在物料下落至下游帶式輸送機時受到強大沖擊，粉塵隨著沖擊氣流在導料槽內向兩端擴散，這是皮帶輸送機最主要的揚塵點之一[3]。在皮帶輸送機安裝時一般會選擇在機頭罩位置安裝一根收塵管，對該位置揚塵進行處理，但是由于機頭罩位置密封不嚴漏風嚴重導致抑塵效果不明顯。在對帶式輸送機機頭物料進行多次分析后，歸納總結經驗，對各帶式輸送機進行如下改造：

1.1 收塵管改造

將收塵管移至下料溜槽與導料槽連接位置，更加接近揚塵點，且將導料槽位置設置成天圓地方式，使收塵面積大幅增加，收塵效果更加明顯。在地坑內由于空間受限，收塵管道只能水平安裝，可將管道改造成V型，在底部安裝標定口定期清灰。但此種情況下工作強度較大，給崗位帶來了額外工作量，為此設計了一種水平收塵管路積灰清理裝置（圖1、圖2），在水平管路兩側安裝卷揚機，內部鋼絲繩上安裝清灰板，進行水平管路清灰。

1.2 皮帶密封

將導料槽進行密封修復，對擋皮進行更換，采用防溢裙邊密封，并在導料槽內部縱向每500 mm左右布置擋塵簾，使內部空氣流動速度減慢，實現對物料的密封和粉塵聚集隔離，最大限度地減少空氣導入量和粉塵溢出量來控制輸送物料，實現對粉塵的自然沉降和節約治理。

1.3 落料點改造

在物料下落至下游帶式輸送機時受到強大沖擊，粉塵隨著沖擊氣流在導料槽內向兩端擴散。通過對接料板磨損問題進行處理，并對兩側緩沖導流板進行收口，使物料集中下落至下游帶式輸送機中間位置，且不發生跑偏，減少物料跳躍。必要時可將緩沖導流板更換為給料勺，給料勺主要功能是幫助收集卸載物料，讓卸載物料被約束為緊實狀態緩流至受料皮帶上，具有引導卸載物料居中投送運行和防止物料沖擊撒落功能，而且降低了物料沖擊力，減少了粉塵的產生量，給粉塵控制及粉塵治理都帶來了可行條件。落料點收口與給料勺如圖3。

1.4 噴霧降塵

如下游設備對物料水分要求不高，可采用噴霧降塵手段，在溜槽內部加裝噴水管，使用霧化噴頭，向揚塵處噴水，通過噴頭噴灑可形成許多高速運動的細小水滴，水滴與粉塵顆粒碰撞結合形成大顆粒，顆粒本體重量增加后加速下落至下游設備可有效降低落料點附近的粉塵濃度，抑塵效果明顯。

除此之外，溜槽內部增加隔流板、降低溜槽高度、減少溜槽傾斜角等都可以不同程度上減小物料下落沖擊力度，從而減少揚塵。

2 回程帶料抑塵措施

在物料通過帶式輸送機將物料輸送至下游設備時，由于慣性及粘著力，部分物料隨皮帶返程運行，當物料通過包角滾筒時被碾壓與皮帶開始大量脫離，逐步撒落在滾筒、托輥后方地面上，造成物料堆積與揚塵。常規做法是在包膠滾筒前安裝清掃器，使返程物料大量脫離皮帶，從而避免了物料的堆積，并在皮帶機頭位置制作接灰斗，該接灰斗與原機頭下料口連接，使被包角滾筒拋射的物料通過接灰斗撒落到下游帶式輸送機上，但是由于部分位置機頭角度不夠、下部空間較小，無法安裝清掃器、制作接灰斗，也是帶式輸送機揚塵點之一[4]。另外，由于帶式輸送機為防止打滑多采用固定式漲緊或重錘式漲緊，在皮帶運行過程中張緊力波動較大，也會造成皮帶揚塵。針對上述情況，主要采用了以下集中方法。

2.1 增加噴吹管

皮帶質量對現場揚塵起到了關鍵作用，在普通皮帶使用至后期時工作面會產生大量龜裂紋，粉塵進入裂紋后在回程時產生掉落發生揚塵，對此，建議使用高質量皮帶，避免產生龜裂，減少回程帶料點。如因質量過差、經過高溫等問題皮帶產生龜裂，可在機頭罩內自制噴吹管，使用壓縮空氣對龜裂位置進行清理，降落的粉塵在機頭罩內通過上述卸料口抑塵措施進行處理，避免粉塵從回程皮帶處掉落。

2.2 清掃器更換

自制清掃器由于接觸面不規則、無自動漲緊裝置，在使用一段時間后會發生失效，根據皮帶機輸送物料濕度不同、物料粒度不同，選用適應物料的特種清掃器，例如：合金清掃器、毛刷清掃器、聚氨酯清掃器等。還可根據情況安裝二道清掃器來滿足現場使用，通過合理的清掃器安裝使用，可減少95%以上的回程帶料問題。清掃器安裝位置與清掃前后對比如圖4。

2.3 接灰斗改造

部分接灰斗由于空間受限角度過大，物料無法順暢滾落導致積灰，將接灰斗進行改造，使角度大于50°可保證物料正常流通。空間不夠的可采用皮帶機頭加高形式來保證接灰斗角度，如確實無法抬高的位置可在皮帶機下方安裝小板鏈機，將回程物料通過板鏈機輸送至下游設備導料槽內。

2.4 防振動托輥

由于皮帶使用漲緊裝置進行漲緊，在運行過程中皮帶會產生抖動，特別是回程皮帶抖動嚴重會造成揚塵，正常情況下需要對回程皮帶托輥水平度進行調整，保證回程皮帶托輥水平度，在調整后仍然抖動的情況下可在抖動嚴重位置安裝減震托輥或小型配重，配重托輥高度可按照抖動情況進行調整，保證回程皮帶抖動較小，避免回程揚塵問題。

3 后期擬用新型設備

3.1 皮帶緩沖床

普通轉載落料緩沖采用的是密集型減震托輥，更換困難、吸收沖擊力差、易受到其他尖銳硬物穿透導致皮帶縱向撕裂，且使落料區間皮帶呈波浪形，密封難度較大。后期計劃在輸送量大、物料沖擊大的位置使用支承滑動緩沖機構（圖5），確保與輸送帶的面與面的接觸，受力均勻，有效防止由托輥斷裂、脫落，被鐵器或尖銳物料穿透后而造成的皮帶縱向撕裂，降低物料對輸送帶的沖擊。改善落料點的受力狀況，保護皮帶受損。消除因輸送帶非均勻受力成波浪形而導致物料飛濺和散落，增強皮帶的裙邊密封性。

3.2 自動糾偏系統

皮帶跑偏是皮帶輸送機在作業過程中較為常見的故障，跑偏會帶來許多不良的后果。如輸送帶撕裂、磨損輸送帶邊緣、劃傷輸送帶等。因此，預防輸送帶跑偏，對于保證正常生產以及設備的正常使用是十分重要的，而且可以緩解皮帶撒料問題。傳統的糾偏裝置其原理是當皮帶跑偏且邊緣接觸側輥后，整個調心支架轉動一個角度使皮帶回到正常位置。由于其動作的滯后性調偏的效果不是很理想，多用于短運距的輸送帶。同時，皮帶的邊緣長期與側輥摩擦，也加速了皮帶邊緣的磨損。

自動糾偏系統兩側有特殊的錐形部分，類似于冠形滾筒。當輸送帶開始偏離中心時，便會接觸偏離那一側的托輥的錐體部分，托輥的錐體部分和中心部分的圓周速度的差異和摩擦力的變化，引起托輥繞其中心前后擺動，擺動程度取決于輸送帶偏離中心位置的程度。由于托輥不再垂直于輸送帶運行的方向，斜交的托輥就會立即把輸送帶引導回中心位置上。一旦托輥把傳送帶引回中心位置上，兩邊的摩擦力相等，使得皮帶能夠正常運行，避免回程皮帶抖動與跑偏，減少物料遺撒。

4 結語

通過對皮帶機頭罩、導料槽、接灰斗、收塵管、清掃器等改造使得現有皮帶粉塵治理系統能夠很好地適用于帶式輸送機。目前輸送系統已達到作業環境小于5 mg的指標要求，且整個系統屬于微負壓狀態，走廊、地坑內空氣流通性好，熟料輸送系統熱量被帶走后環境溫度大幅降低、氧含量與外部空間一致，有效降低了有限空間作業危險性。

參考文獻

[1] 劉曉曄，周建中.皮帶機下料點粉塵治理技術的應用[J].水泥， 2021（2）：68-69.

[2] 蘇偉，褚建偉，姬忠全.皮帶輸送機落料點和中轉站抑塵裝置技改[J].水泥，2019（7）：55-56.

[3] 陳學棟.露天煤礦膠帶機運煤過程產塵機理及抑塵技術研究[D].阜新：遼寧工程技術大學，2020.

[4] 代巍.輸煤系統帶式輸送機粉塵治理應用研究[J].硫磷設計與粉體工程，2018（6）：30-34+7.