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混凝土攪拌站除塵器設(shè)計(jì)和設(shè)備選用

發(fā)布日期:2023-10-07 19:15

        隨著國家大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),對混凝土的大量需求,使得混凝土生產(chǎn)機(jī)械——攪拌站得到了空前的發(fā)展并日趨成熟。但是攪拌站粉塵污染的處理和控制仍然是困擾著許多機(jī)械生產(chǎn)廠家的難題。許多攪拌站因?yàn)榕艍m不達(dá)標(biāo)而受到環(huán)保部門的處罰。有些攪拌站自開始使用效果就不理想;有些站除塵設(shè)備使用了不久就發(fā)生除塵器堵塞問題,造成用戶的投訴。正確地設(shè)計(jì)和合理選用除塵設(shè)備不僅可以確保攪拌站的整體質(zhì)量,而且對降低使用成本和維護(hù)費(fèi)用都有著十分重要的意義。下面將多年處理攪拌站除塵系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)與大家交流。下面以兩方混凝土攪拌站為實(shí)例.
 
混凝土攪拌站除塵器設(shè)計(jì)和設(shè)備選用
1 混凝土站的粉塵來源
        1.1 骨料的投料
        沙石由皮帶輸送機(jī)從骨料倉輸送到稱量斗時,由于皮帶輸送機(jī)和集塵料斗之間存在著一定的落差,皮帶機(jī)在拋投骨料時很容易產(chǎn)生粉塵。從成本角度考慮此處應(yīng)當(dāng)和其它粉料稱量斗共用一套除塵設(shè)備,不宜單獨(dú)設(shè)立。
        1.2 稱量斗上料
        由螺旋輸送機(jī)將料倉中的粉料輸送到粉料稱量斗(水泥,粉煤灰,膨脹粉等)時產(chǎn)生粉塵。
        1.3 混合料往主機(jī)投料時產(chǎn)生大量的粉塵污染
        1.4 儲料料倉
        散裝物料罐車在往料倉打料時,由于物料的落差產(chǎn)生的粉塵,同時還伴隨有倉內(nèi)壓力的產(chǎn)生。對于這種料倉,不但考慮料倉的除塵問題,同時還要考慮倉內(nèi)壓力釋放的問題。
 
2 除塵設(shè)備的選用
        2.1 濾芯材料和結(jié)構(gòu)形式的選用
        濾芯要求有較好的過濾效果和較高的過濾效率,使用壽命長。同時粉塵控制與物料的粒度分布、質(zhì)量、顆粒大小和運(yùn)動速度都有著密切關(guān)系。
        目前國內(nèi)外廣泛采用聚酯無紡布做為濾芯的材料。這種材料具有透氣性好,粉塵截取能力強(qiáng),過濾精度高,有韌性及易于成型的特點(diǎn),因而得到廣泛應(yīng)用。
        因?yàn)榉蹓m大部分是水泥粉、粉煤灰與沙石中夾雜的礦粉和灰塵,粉塵顆粒都在1.0~500μm之間,特性差異不大,宜選用同一類型的除塵材料。皺褶式濾芯由于占地空間小,除塵面積大,它是同等直徑圓形濾芯的四倍,而且成型后,非常容易固定和抽取,方便維護(hù),應(yīng)用較多。
        2.2 除塵器類型的選擇
        目前得到廣泛采用的是脈沖反吹除塵器,通過文丘里管將高壓空氣(0.5~0.6MPa)以脈沖方式周期間歇式地吹入濾芯內(nèi)部,將粘附在濾芯外表面的灰塵(塊)吹落。這種除塵方式在粉塵顆粒最小為1μm時,除塵效率達(dá)99.6%[2],大大地延長了設(shè)備保養(yǎng)周期。另外一種是通過機(jī)械振動方式,振落濾芯表面的粉塵。這種方式結(jié)構(gòu)簡單,成本較低。
在以上幾種污染中,尤其以主機(jī)和皮帶機(jī)投料時,產(chǎn)生的粉塵較大,所以應(yīng)以這些部位的除塵設(shè)計(jì)為主。
 
除塵器面積選用公式:F=K×Q/(60×VF ) [3]
  K—安全系數(shù).一般取1.2~1.4[4].在以下的實(shí)例中我們?nèi)?.2:
  Q—空氣流量.它等于3600×M/T;M為投放物料的體積(m3 ),T為物料投放所需的時間 s:
  VF—過濾速率 m/min:
 
        例如,一臺2m3的攪拌主機(jī)一次所需物料的體積為3.2m3,投料持續(xù)15s,物料對聚酯濾芯的過濾速率為1.2 m/min,則除塵器需求的面積為:F=1.2×3600×3.2/(60×1.2×15)≈14 m2
        對于皮帶機(jī)一次投放沙石的體積約為3.0m3.投料持續(xù)時間約為30s. 這種沙石混合料對聚酯濾芯的過濾速率為1.3 m/min,則除塵器需求的面積為6.0 m2。
        對于稱量斗同樣可以計(jì)算出所需除塵器面積。例如:當(dāng)攪拌C50混凝土?xí)r,水泥稱量斗最大需求量為900kg,水泥的堆密度1200kg/m3。投料時間為30s,水泥對聚酯濾芯的過濾速率為1.2 m/min,則除塵器需求的面積為2 m2。
        一般來說,一套攪拌站平均有兩個或兩個以上粉料稱量斗,其中主要以水泥稱量斗除塵為主,除塵器的總面積F總=F主機(jī)+F皮帶機(jī) +F稱量斗=14+6+2=21 m2。
因此,對于攪拌站工作樓所有的稱量斗、攪拌主機(jī)和皮帶機(jī)應(yīng)選用21m2脈沖反吹式除塵器。
 
2.3 儲料料倉除塵器面積的選擇
  根據(jù)公式:F=K×Q/(60×VF)
  安全系數(shù)K一般取1.2~1.4。料倉越大,內(nèi)部緩解壓力的能力越強(qiáng),取值可小些。在以下的實(shí)例中我們?nèi)?.3。
  Q—過風(fēng)的風(fēng)量. 以散裝粉料罐車的風(fēng)量做為計(jì)算依據(jù),一般為每小時600~1300 m3/h。
        例如當(dāng)料倉是為200t的水泥料倉時,振動式除塵器的面積為24 m2。
        有必要在此說明一下,以上只是考慮粉料罐車在間斷性打料的方式下進(jìn)行的選擇。對于水泥船長時間打料的情況,根據(jù)實(shí)際處理經(jīng)驗(yàn),筆者認(rèn)為每間隔1.5到2個小時,應(yīng)停下來,對倉頂除塵器進(jìn)行振動清理一下,然后再繼續(xù)打料,確保除塵器足夠的通氣性;或者對該料倉加大除塵器面積,否則會發(fā)生嚴(yán)重的爆倉事故。筆者曾親眼目睹過炸開的料倉和被打落到地上的除塵器。為了確保料倉的安全,必須在倉頂安裝壓力釋放裝置,以備不測。
 
3 除塵設(shè)備的使用
        盡管許多攪拌站選擇了面積合適的除塵器,除塵效果仍然不好。有些是安裝了除塵器后,稱量斗產(chǎn)生負(fù)壓,影響粉料稱量的精確度;有些是使用了沒有多久,除塵效果就變得很差。應(yīng)用方案也是一個很重要的問題。
        3.1 關(guān)于稱量斗產(chǎn)生負(fù)壓的問題
        經(jīng)過技術(shù)分析和現(xiàn)場試驗(yàn),筆者認(rèn)為出現(xiàn)這些問題最根本的原因是:攪拌主機(jī)和稱量斗這兩個密閉的空間,由于無空氣來源,當(dāng)抽風(fēng)機(jī)工作時,其內(nèi)部空氣只能被單向地抽出,因此產(chǎn)生負(fù)壓。如果選用較小的抽風(fēng)機(jī),由于吸力太小,又不能足以將主機(jī)和稱量斗的含塵空氣抽出。
        增加一個補(bǔ)氣孔可以解決以上問題。當(dāng)引風(fēng)機(jī)工作時,干凈空氣從補(bǔ)氣孔進(jìn)入,稱量斗的含塵空氣被引風(fēng)機(jī)吸入除塵室過濾后排出,空氣形成對流,這樣就不再會產(chǎn)生負(fù)壓問題了。
        具體操作如下:
        在稱量斗上平面的鋼板上開一個φ250的孔,焊接一段帶有連接法蘭的φ250×80的短鋼管,然后用螺栓連接一個φ250×520帶有法蘭的小型骨架濾袋(如圖1),便于拆卸清理.具體尺寸視現(xiàn)場情況而定。濾袋材料應(yīng)選用那些透氣性好、清灰容易,使用壽命長的除塵布,并且定期清潔。
        還可以采用另外一種方法,通過一根φ150的管子將稱量斗和攪拌主機(jī)直接連通,稱量斗中的含塵空氣先進(jìn)入主機(jī),然后再由主機(jī)引風(fēng)管通向除塵器集塵料斗的側(cè)面法蘭上,人為延長其工作距離,降低引風(fēng)機(jī)對稱量斗造成的影響.
        3.2 關(guān)于稱量斗產(chǎn)生正壓的問題
        同樣在主機(jī)上安裝補(bǔ)氣孔。在主機(jī)的上面開一個φ200的孔,焊接一段帶法蘭的φ200×80的短管子,連結(jié)一個φ200×400帶彎頭的管子,頭部用卡箍固定一個濾布套即可(如圖 2)。
        在補(bǔ)氣孔安裝的平面上,其位置是離含塵空氣排放口越遠(yuǎn),參與循環(huán)的內(nèi)部空間就大,除塵效果就越好。
        以上兩種方案經(jīng)過實(shí)例采用后效果都非常好。
        3.3 除塵效果減弱的問題
        許多用戶為了方便和節(jié)省成本,直接將攪拌主機(jī)的引風(fēng)管接在除塵器集塵料斗的下方。由于風(fēng)機(jī)的吸力,脈沖吹落的灰塵無法沉降到底部并流向主機(jī),使濾芯始終處于灰塵的包圍之中,灰塵沒有沉降的過程,大大降低了除塵器的工作效率.解決的方法是在集塵料斗底部安裝一個蝶閥,除塵器工作時關(guān)閉,所有的引風(fēng)管都接在集塵料斗側(cè)面法蘭上,為脈沖吹落的灰塵提供沉降的空間,避免濾芯的二次污染(如圖3)。根據(jù)實(shí)際情況,每班或4~5個小時定期打開蝶閥清理出收集來的粉塵.也可以安裝一個由混凝土站軟件操作系統(tǒng)自動控制的氣動蝶閥,定期打開,將粉塵排放到攪拌主機(jī)中,減輕勞動強(qiáng)度。
        綜合上述,正確設(shè)計(jì)和合理選用除塵設(shè)備,不僅可以避免粉塵對大氣的污染,同時也提高了攪拌站的整體性能。
 
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