攪拌樓除塵器的技術(shù)改造

高紅燕

（中交第三航務(wù)工程局有限公司寧波分公司，浙江寧波315200）

1 攪拌樓除塵器簡介

中交三航寧波分公司預(yù)制廠HL90混凝土攪拌樓建成于1998年，其骨料和水泥筒倉設(shè)在樓內(nèi)，計(jì)量后直接進(jìn)入攪拌機(jī)。水泥是由地面水泥筒倉經(jīng)倉式氣力輸送泵沿管道輸送至位于樓頂23m高的三只筒倉，每只筒倉上安裝有除塵器，用于排出氣力輸送水泥時筒倉內(nèi)壓力并過濾粉塵。由于該攪拌樓設(shè)計(jì)建造于20世紀(jì)90年代，筒倉上安裝的DLC-30除塵器采用的是機(jī)械振動清灰方式的袋式除塵器，濾袋是工業(yè)帆布，如圖1所示。

圖1DLC-30振打袋式除塵器

該除塵器主要由箱體、灰斗和振打機(jī)構(gòu)等組成。由于清灰需要，除塵器分設(shè)若干倉室。置于倉室內(nèi)的濾袋下端開口，固定于倉室下部的底板上，以帽蓋封閉的上端吊掛在振打機(jī)構(gòu)的吊架上。在箱體上裝有閥門及振打機(jī)構(gòu)。含塵氣流由進(jìn)口管進(jìn)入灰斗，自下而上進(jìn)入濾袋內(nèi)部，凈化后穿出袋外，從出口排出。濾袋的清灰利用頂部的振打機(jī)構(gòu)并輔以反向氣流實(shí)現(xiàn)。

2 攪拌樓除塵器改造分析

2.1 除塵器現(xiàn)狀調(diào)查

三只直徑1.2m、高1.8m的除塵器安裝在攪拌樓頂層長6m、寬1.95m的水泥筒倉上，除塵器頂與攪拌樓頂距離只有1.5m左右，上部作業(yè)空間狹窄，增加了濾袋更換的難度，而且由于除塵器濾袋破裂、水泥灰噴出致使整個水泥筒倉上部到處都布滿灰塵。

除塵器所采用的機(jī)械振打清灰，實(shí)際使用后發(fā)現(xiàn)除塵效果不理想，經(jīng)常發(fā)生水泥灰泄漏事故，致使水泥筒倉周圍布滿灰塵；經(jīng)排風(fēng)扇排出樓外的灰塵也污染了周圍的空氣，為此，周邊居民多次舉報(bào)，當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門也對我廠進(jìn)行過處罰。

2.2 除塵器結(jié)構(gòu)分析

原設(shè)計(jì)的除塵器過濾面積過小，使除塵器來不及處理含塵氣體，致使筒倉內(nèi)部氣體不能順暢排出，使筒倉內(nèi)部壓力增大，不僅存在安全隱患，也易使濾袋受過大的壓力而漲破，而且影響水泥輸送速度。

三臺除塵器上各自安裝了一臺2.2kW的振動電機(jī)用于清灰，由于三個水泥筒倉是連在一起的，導(dǎo)致除塵器上振動電機(jī)的振動力分散，清灰效果差，而且振動電機(jī)故障也多，影響清灰效果。后來增加的人孔大濾袋吊在樓頂棚上，根本就沒有清灰裝置，所以濾袋上積灰不能有效清除，堵塞了濾袋空隙，導(dǎo)致筒倉內(nèi)部壓力增大，容易漲破濾袋。

3 除塵器改造技術(shù)措施

3.1 除塵器設(shè)計(jì)

3.1.1 水泥筒倉所需過濾面積計(jì)算

原除塵器設(shè)計(jì)了19只濾袋（圖2），濾袋直徑130mm，長度1.5m，總過濾面積為：

S=0.13×π×1.5×19≈11.6m2

一般袋式除塵器總過濾面積計(jì)算按照下列公式計(jì)算：

S=Q/（60V）

式中，Q為處理風(fēng)量（m3/h）；S為總過濾面積（m2）；V為過濾風(fēng)速（m/min），一般氣力輸送用袋式除塵器過濾風(fēng)速V取1.2m/min。

用于輸送水泥提供壓縮空氣的是一臺3L-20/3.5型無油潤滑空壓機(jī)，其排氣量為20m3/min，排氣壓力0.35MPa，排氣量為1200m3/h。袋式除塵器的處理風(fēng)量應(yīng)按生產(chǎn)設(shè)備需處理氣體量的1.1倍計(jì)算，則可計(jì)算出水泥筒倉所需的除塵器濾袋總過濾面積：

S=1200×1.1/（60×1.2）≈18.3m2

顯然原設(shè)計(jì)的除塵器過濾面積過小，使除塵器來不及處理含塵氣體，致使筒倉內(nèi)部氣體不能順暢排出，導(dǎo)致筒倉內(nèi)部壓力增大，不僅存在安全隱患，也易使濾袋受過大的壓力而漲破，而且影響水泥輸送速度。

3.1.2 新除塵器濾袋設(shè)計(jì)

除塵器濾袋實(shí)際所需的總過濾面積為18.3m2，新設(shè)計(jì)除塵器按照1.5倍余量計(jì)算，所需的濾袋總過濾面積為18.3m2×1.5=27.45m2，取整到28m2，由于空間位置受限，除塵器筒體仍采用原除塵器的直徑1.2m，新設(shè)計(jì)除塵器滿足安裝要求的前提下充分利用花板空間，在花板上開設(shè)28只φ130mm花孔（圖3），則每只濾袋的過濾面積要1m2，根據(jù)濾袋直徑可算出濾袋長度約需2.5m，而原除塵器的筒體只有1.5m高，需要使筒體高度增加1m。經(jīng)過測量，增加高度后除塵器頂部空間高度還有約0.7m。

圖2 原除塵器設(shè)19只花孔

圖3 新除塵器開設(shè)28只花孔

3.2 濾袋材料優(yōu)選滌綸針刺氈

通過咨詢除塵器廠家和網(wǎng)上查詢，得知現(xiàn)在一般混凝土攪拌站水泥筒倉除塵器普遍采用脈沖袋式除塵器，用的濾袋材料大多是滌綸針刺氈，針刺濾料是非織造布的一種，具有孔隙率高、過濾精度高、阻力小等特點(diǎn)，集塵效率高，使用壽命長，性價比高，現(xiàn)在得到了普遍應(yīng)用。以現(xiàn)有的使用環(huán)境，如果采用主流的脈沖清灰方式則可以方便地接入攪拌樓內(nèi)供氣動閥件動作的0.7MPa壓縮空氣，而該氣源是產(chǎn)自一臺VF-6/7的活塞空壓機(jī)，其空氣中多少有部分水汽和油分，所以選用具有拒水防油功能的滌綸針刺氈更適合，且采用脈沖清灰方式的濾袋清灰效果好，濾袋壽命可達(dá)3年以上，根據(jù)氣源特點(diǎn)，選用具有防水防油功能的滌綸針刺氈適合攪拌樓實(shí)際情況。

3.3 選用脈沖清灰方式

3.3.1 脈沖除塵器結(jié)構(gòu)

脈沖噴吹袋式除塵器結(jié)構(gòu)如圖4所示，主要由箱體、袋室、檢修門、風(fēng)機(jī)、壓縮空氣、噴吹系統(tǒng)、灰斗和支腿等部分組成。

圖4 脈沖噴吹單機(jī)袋式除塵器示意圖

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：采用兩側(cè)開門，檢修更換濾袋方便，不受頂部空間位置限制。濾袋座與文丘里管的固定采用螺紋連接形式。濾袋骨架與袋座采用緊固連接，濾袋材質(zhì)為滌綸針刺氈。

3.3.2 脈沖清灰方式原理

現(xiàn)在水泥筒倉除塵器普遍采用的脈沖袋式除塵器，其工作原理是含塵氣體進(jìn)入除塵器筒體，粉塵附在濾袋的外表面，凈化后的氣體透過濾袋空隙排出。隨著濾袋上灰塵的增厚，除塵器的阻力不斷上升，當(dāng)上升到一定程度時，為了保證除塵器繼續(xù)工作，需要進(jìn)行清灰。除塵器的濾袋按直線排列，每排濾袋配置一個脈沖閥來控制壓縮空氣脈沖清灰，脈沖閥的動作是由程序控制器控制的。清灰時，清灰控制器發(fā)出指令，使脈沖閥在動作瞬間釋放出壓力為0.4～0.7MPa的壓縮空氣（圖5）。壓縮空氣通過噴吹管底部正對濾袋的小孔以高速沖入濾袋，在其沖入濾袋內(nèi)部的同時，又誘生一股數(shù)倍于壓縮空氣的二次氣流，于是產(chǎn)生一種瞬時沖擊波并沿整個過濾的長度方向向下傳播。利用這一機(jī)理，使聚集在濾袋外面的粉塵從濾袋上剝落。脈沖的寬度和間隔可以調(diào)整，以適應(yīng)各種不同粉塵的各種特性。

圖5 脈沖清灰工作原理示意圖

脈沖控制氣流反吹清灰方式是一種先進(jìn)有效的清灰方式，相比機(jī)械振動清灰方式，具有節(jié)能、效率高、故障低、清灰效果好等優(yōu)點(diǎn)。我廠攪拌樓內(nèi)有0.7MPa的氣源，接氣方便，因此選用脈沖清灰方式是合理有效的。

4 除塵器改造成效

4.1 除塵效果

將除塵器接高筒體、鋼筋骨架、氣包、脈沖噴灰裝置等配件吊至頂樓，同時鋪設(shè)控制電纜及氣管，將除塵器的電氣控制箱安裝在攪拌樓的操作室內(nèi)，在送水泥時打開除塵器電源和相應(yīng)筒倉的除塵器開關(guān)即可，完成三臺新除塵器安裝調(diào)試。

除塵器安裝好后，經(jīng)過送水泥使用，效果非常好，沒有明顯的粉塵泄漏，而且由于過濾面積增大后，筒倉內(nèi)排氣通暢，倉內(nèi)壓力較改造之前明顯降低，水泥輸送速度也快了一倍，原來送滿一罐水泥需要10～15min，現(xiàn)在只要5～8min就能送滿。攪拌樓內(nèi)灰塵少了，文明生產(chǎn)狀況也得到很大改觀。

根據(jù)除塵器廠家提供的數(shù)據(jù)，該脈沖袋式除塵器在入口濃度小于50g/m3的情況下，出口含塵濃度小于30mg/m3，除塵效率可達(dá)99.9%。為了驗(yàn)證實(shí)際使用情況，請廠家?guī)矸蹓m濃度檢測儀進(jìn)行現(xiàn)場測試，測試結(jié)果為43mg/m3，除塵效率已經(jīng)達(dá)到了99.9%。

4.2 經(jīng)濟(jì)性分析

濾袋是決定袋式除塵器除塵效率的關(guān)鍵元件，更換濾袋的費(fèi)用又是袋式除塵器的主要維修費(fèi)用。本除塵器采用的PE-1-5407-OWR型號的拒水防油滌綸針刺氈濾袋，最小破裂強(qiáng)度達(dá)到2.45MPa，壽命可達(dá)3年；同時取消了三臺功率4kW的振動電機(jī)，也可以節(jié)約電能；而除塵效率和濾袋質(zhì)量都提高了，不會再發(fā)生濾袋破裂導(dǎo)致水泥泄漏現(xiàn)象，減少了水泥浪費(fèi)。改造后，三臺除塵器每年可節(jié)約成本8707元，雖然經(jīng)濟(jì)效益不高，但是改造后維修人員的工作量和勞動強(qiáng)度大大減輕，隱形效益十分突出。

表1 改造前后經(jīng)濟(jì)效益對比表

5 結(jié)語

此次改造結(jié)合當(dāng)前普遍采用的脈沖袋式除塵器，通過具體計(jì)算，確定了過濾面積，在利用原除塵器筒體的基礎(chǔ)上，采用增高筒體，增加濾袋長度和數(shù)量來滿足過濾面積要求，優(yōu)選濾袋材料，創(chuàng)新設(shè)計(jì)制作了拼接式鋼架骨架，確保了在安裝空間狹小的狀況下順利完成除塵器改造，使除塵效率一次性提高到99.9%，不僅達(dá)到了國標(biāo)規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，也降低了成本，促進(jìn)攪拌樓的文明生產(chǎn)上了一個新臺階，也為節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。