對料場移動除塵技術的分析與研究

摘要：散料廠、儲庫車間等在堆取料過程中往往產生大量揚塵，傳統噴霧降塵法、抑塵劑法適用場景有限，整體布置吸風管路和除塵裝置的方式不但投資大，而且除塵效果不理想。研究通過闡述一種移動除塵技術，將傳統大風量、大規格的凈化系統向小風量、模塊化的設計轉變，針對混勻料場的凈化需求，形成一種門式移動新風除塵器，解決料場無組織排放的粉塵難以有效收集的問題，實現對粉塵無組織排放源的精準、高效控制，以及對料場進行新風處理。

關鍵詞：料場；無組織排放；移動除塵；門式移動新風除塵器

引言

隨著國家對大氣污染物治理力度的加大，以及對無組織排放粉塵的控制越來越嚴格，密閉存儲、地面硬化等措施已不能滿足環保要求。目前，散料廠、儲庫車間等在堆取料過程中仍產生大量揚塵，損傷現場工作人員身心健康，因此料場內揚塵治理成為必要的環保手段。但傳統治理揚塵的方法主要是噴霧法、抑塵劑法、固定式除塵器等，這些方式所帶來的抑塵效果不理想，無法滿足當前料場高效抑塵的需求。

本文對比了無組織排放除塵現有方案，解決了無組織排放的粉塵難以有效收集的問題，實現了粉塵無組織排放源的精準、高效控制，同時介紹了門式移動新風除塵器的系統組成和功能、技術優勢及推廣應用前景。

1 料場無組織排放現有除塵方案

1.1 噴霧降塵法

料場噴霧降塵除塵系統主要是利用水霧顆粒覆蓋塵源控制粉塵，系統包括水過濾器、電動閥、增壓水泵、自帶保溫層輸送管道、霧化噴嘴噴頭、控制裝置等，待水由進液管進入水過濾器，經過濾器將水中雜質與懸浮物濾除后，在液體加壓裝置中被加壓成高壓，再送到霧化噴頭，在無需任何氣流和物質的幫助下直接將液體霧化成微米級的細水霧顆粒，霧滴進入空氣后能迅速捕捉粉塵，并在重力作用下將粉塵帶到地面從而達到降塵的目的。霧化的霧滴蒸發面積很大，可在進入空氣后很快地蒸發并以霧環繞某個范圍，這就相當于制造了一個濕度圍場，而圍場內的溫度最多可下降10℃左右。霧滴直徑非常小，可長期飄逸于空氣中，當一顆顆冷霧滴碰到空中懸浮的塵埃時，就會附著在塵埃上，漸漸凝結，當空中懸浮的塵埃重量增加到一定程度（重力大于浮力）時，就會降落到地面上，從而達到噴霧除塵凈化空氣的目的。但傳統噴霧除塵方式易受寒冷氣候影響，經常因結冰而致抑塵失效，使得環保難以達標。

1.2 抑塵劑法

抑塵劑是一種能夠有效抑制粉塵污染的化學物質，通常由高分子材料組成，具有吸濕性、粘附性和成膜性等特點。當抑塵劑被噴灑到粉塵表面時，能夠迅速吸附和固定粉塵顆粒，使其不易飛揚。同時，抑塵劑還能夠形成一層薄膜，抑制水蒸氣和微小顆粒的產生，從而有效降低空氣中的粉塵濃度，保護環境和員工的健康。但抑塵劑的使用也存在一些需要注意的問題。如，在使用抑塵劑時，需要根據不同的應用場景選擇合適的型號和濃度；同時，需要控制好噴灑量和噴灑范圍，避免浪費和影響環境[1]。

1.3 固定式除塵器法

大型廠房，通常采用整體布置吸風管路和除塵裝置的方式，其吸風管路與廠房固定連接，除塵裝置設置于廠房外。由于塵源點不固定且廠房較高，塵源點與除塵裝置的管路距離較遠，因而除塵裝置除塵時塵源點會較快地彌散在廠房空氣中，減弱管路的吸力作用，同時彌散的塵源點也難以再被吸入管路中，導致除塵裝置除塵效果較差。此外，固定式除塵器法中管路系統鋪設面積大、系統功率需求大、項目投資大，且存在電除塵不適用于防爆場景、袋式除塵伴隨持續使用除塵效果逐漸降低等弊端。料場無組織排放現有的不同技術方案對比如表1所示。

2門式移動新風除塵器的系統組成和功能

2.1 系統組成

針對封閉散料場除塵需求，研究開發了一種門式移動新風除塵器，能夠實現設備的移動、升降、管路切換等功能，主要包括移動組件、支撐組件、升降機構和吸風除塵裝置，如圖1所示。其中，移動組件包括驅動機構和承載梁；支撐組件包括門架、升降平臺；吸風除塵裝置包括第一管路、第二管路、伸縮管、引風機、除塵器、吸風管、排風管、集塵罩、出灰器等。

2.1.1移動與升降機構

利用料場內的軌道，設置剛柔結合的門式移動組件和支撐組件，帶動吸風除塵裝置移動，同時設置剪叉式升降機構，用于對吸風除塵裝置進行升降。通過此門式移動升降組件，能夠縮短吸風除塵裝置與塵云之間的距離，達到精準除塵的目的，大大提高除塵效果。

2.1.2吸風除塵裝置

吸風除塵裝置的第一管路和第二管路均具有吸風和排風2種功能，即當第一管路用于吸風時，第二管路用于排風；當第一管路用于排風時，第二管路用于吸風，并與伸縮風管、進風管、除塵器、引風機、排風管構成循環的風路。吸風除塵裝置的管路系統內部通過吸風控制閥、排風控制閥完成第一管路和第二管路的主路與支路的切換，從而實現第一管路和第二管路吸風、排風功能的切換，使管路開口始終朝向堆取料機落料口所產生的塵源點，更加便于料場高效高質量地移動除塵。同時，第一管路和第二管路上的開口朝向不同，且開口設有百葉組件，能夠實現風口局部開啟或閉合。在塵源點或超標區域工作時，開啟局部風口向下吸風、向上送風或向前吸風、向后排風；在新風模式下，開啟全部向下向前吸風、向上向后送風。

2.1.3雷達監測及控制裝置

在料場加裝至少1個毫米波雷達裝置，并與控制裝置無線連接，如圖2所示。采用毫米波雷達裝置，可以敏感精確地監測到設備運轉或塵云出現，并將信號傳遞給控制裝置，由控制裝置控制驅動機構，使整套除塵裝置移動至堆取料設備位置或塵云位置，從而提高除塵裝置的響應速度，避免因塵云彌散在空間除塵系統再響應而影響除塵效果。

2.2 系統功能

2.2.1集中塵源凈化

臂架堆料機傾瀉物料或橋式斗輪取料機工作產生局部煙塵形成塵云→門式移動新風除塵器接收堆料機工作信號→前進或后退、升降吸風管至塵云高度→從下方吸風、除塵、向上排出新風→完成集中塵源除塵。

2.2.2料場局部新風凈化

雷達監測料場空間發現料場局部煙塵超標，發出超標區域位置和凈化指令→門式移動新風除塵器前往超標區域→吸風管升降至超標區域→上下往復除塵、前進或后退除塵→完成超標區域凈化。

2.2.3料場新風凈化

門式移動新風除塵器吸風管從低位吸風（從上方或前進方向吸風）→除塵、排出新風（向下方或后方排除新風）→邊走邊吸、循環往復→完成料場空間的凈化。

3門式移動新風除塵器的技術優勢

3.1 機動與平穩的移動升降機構

移動、支撐組件可帶動吸風除塵裝置沿地軌機動運行。剪叉式升降機構與油缸導柱升降機構、絲桿升降機構、齒輪齒條升降機構等相比，具有承載能力高、起升平穩，收縮后自身高度低、占地空間小，作業范圍大、伸縮效率高的特點，并可使用大規模制造的升降臺標準剪叉，物美價廉。門式移動新風除塵器技術就是通過剛柔結合的門式移動支撐組件和剪叉式升降機構，實現對塵源點和超標區域塵云的近距離隨動除塵及場內新風凈化，解決塵源點移動、揚塵產生迅速的難題，從而實現大型料場高質量、高效、經濟的降塵效果[2]。

3.2 可靈活切換的管路系統

可靈活切換的管路系統能根據塵云位置或移動除塵裝置運行方向變化進行吸風、排風管路切換，以及可進行局部風口開啟或閉合作業的百葉組件，從而保證門式移動新風除塵器與料場內堆料機、取料機等設備協同工作時，作業范圍的有效重合，可進一步實現精準除塵。另外，通過可靈活切換的管路系統還能進一步縮短吸風口與塵云的距離，避免因設備寬度等原因削弱除塵效果的情況，可更加靈活地實現與堆料機、取料機等設備高效協同作業。

3.3 塵云自動監測和跟蹤技術

通過雷達導航定位裝置，可實現如圖3所示的運行部件或塵云三維空間的精確定位，進而實現塵云的精準除塵，以及門式移動新風裝置的自動導航、障礙物避讓。塵云自動監測和跟蹤技術具有穿透力強、精準定位等功能，可代替傳統編碼器等定位機構、防碰撞裝置，同時相比視覺識別、激光掃描等方式，具有更低的經濟成本和更高的可靠性。

4門式移動新風除塵器的應用分析

相對于現有噴霧抑塵或固定除塵方案，基于門式移動新風除塵器具有3個方面的優點。

4.1 工藝簡單、適應性強及建設周期短

相較于料場噴霧抑塵，門式移動新風除塵方案可避免水霧直接接觸物料，杜絕在寒冷氣候時水霧結冰導致抑塵失效的風險，同時防止因水霧和物料混合造成物料品質的下降。同時，相較于料場整體固定式除塵方案，門式移動新風除塵方案可移動除塵、自動跟蹤塵源，無需大范圍鋪設風管管路，能大幅降低整體風量及配套設備費用。另外，門式移動除塵裝置為運載設備，可在廠內制造完畢，運至現場直接組裝調試，能大幅縮短建設工期。

4.2 節省投資及運營費用

料場的高大廠房若按整個車間為除塵單位進行新風方式處理，需要巨大的風量及除塵系統來滿足除塵要求。門式移動新風除塵器采用可移動可升降、局部精準除塵的方式，能大大降低整體風量，從而減少除塵單元數量、降低風機規格等，并大幅節約建設成本。同時，風機功率降低，除塵單元數量減少，相應的運行及維護成本也隨之降低。另外，門式移動新風除塵器裝置吸收的粉塵通過收集、釋放至料場，也減少了原料的浪費。

4.3改造簡便及節省場地

老舊車間改造時，通常情況是房屋空間緊張，不易布置風管，且廠房受力難以承受風管組件，同時外部空間緊張，沒有場地布置除塵設施和煙囪。而采用門式移動新風除塵器方案則無需改造廠房，只需利用現有場內軌道條件，即可方便快捷地搭建場內粉塵凈化系統。同時，無需占用外部場地來布置除塵設施和煙囪，可大幅緩解老舊廠房屋架難以安裝風管和外部空間緊張問題。

結語

綜上所述，門式移動新風除塵器適用于易產生揚塵的封閉料場堆場，利用場內堆取料設備的軌道運動，通過機動平穩的移動升降機構、可靈活切換的管路系統、塵云自動監測和定位技術等，縮短了除塵響應時間，以及塵云與除塵系統之間的距離，實現了塵源點和超標區域塵云的自動識別、自動跟蹤、自動除塵等功能，同時實現了將傳統大風量、大規格的凈化系統向小風量、模塊化的設計轉變，解決了無組織排放的粉塵難以有效收集的難題。門式移動新風除塵器契合車間無人化智能化發展趨勢，可廣泛應用于冶金、有色、水泥混勻料場等各種需要自動除塵的場景，具有廣闊的市場前景。

此外，門式移動新風除塵器裝置不受寒冷氣溫影響，可大幅降低整體風量、減少建設和運營費用，降低老舊廠房改造的難度，具有顯著的經濟效益和生態效益。

參考文獻

[1]徐堯，程罡.大型料場揚塵無組織排放控制技術及應用[J].黑龍江環境通報，2023（03）：135-136.

[2]冉麗隆，李劍鋒.可移動式除塵系統的設計[J].

重型機械，2014 （04）：77-79.

作者簡介

潘俊萍（1984—），女，漢族，內蒙古包頭人，高級工程師，碩士，研究方向為大氣環保設備。

加工編輯：馮為為

收稿日期：2024-04-19