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【摘 要】目前水泥在卸货、装袋、叠包的过程依靠水泥包装车机来完成，装车机工作时，由于装车机的头部溜板与车体之间存在一定的高度差，水泥包在下落过程中的碰撞扬尘较大，且易产生粉尘。文章介绍一种装车机袋式除尘器，其解决了现在水泥装车机无序扬尘扩散困扰水泥行业达到“车间空气中呼吸性水泥粉尘卫生标准”的全国性技术难题，保障粉尘排放达到环保要求，减少粉尘对大气的污染。
【关键词】装车机;袋式除尘器;研发
【中图分类号】TH69 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）02-0074-02
0 引言
目前水泥在卸货、装袋、叠包的过程依靠水泥包装车机来完成，装车机工作时，由于装车机的头部溜板与车体之间存在一定的高度差，水泥包在下落过程中的碰撞扬尘较大，且易产生粉尘[1]。由于装车机在工作中，不仅在其纵向位置前后运动，还做上下运动，除尘器不易布置。袋装水泥装车的粉尘污染治理一直是企业的难题，并随着现代化和工业化的进程，大气污染日益严重，工业粉尘是大气污染的重要污染源，扬尘综合整治迫在眉睫[2]。
水泥厂装包机处粉尘及环境治理，由于难度较大，没有得到重视，装包处需要人工叠包及丢包。但是由于工作环境恶劣，粉尘浓工高达几十至上百克每立方，工人的职业健康没有保障，长期在扬尘中工作，甚至容易产生矽肺病。这一问题是现在水泥企业环保最薄弱的环节，市场上尚未出现相应的收尘处理装备，现迫切需要研制一种适应水泥在卸货、装袋、叠包过程扬尘的除尘技术与装备，解决现有水泥装卸车间造成粉尘二次扬尘难以收集处理的技术难题。
1 国内外相关产品技术概况
目前水泥行业的大多数企业在装包环节仍采用人工完成，没有采用环保设备，造成水泥装车机无序扬尘扩散是困扰水泥行业达到“车间空气中呼吸性水泥粉尘卫生标准”的全国性技术难题。虽然现有小部分企业采用了环保设备代替人工，但设备效果不理想，没有达到预期效果。与此同时，多数采用装包机吸尘罩多数为固定式，移动不方便，收尘效果不好，同时收尘风机耗能严重，多则几千瓦。因此，这就要求水泥环保装备企业应根据水泥行业袋水泥装车机现场工作的工艺状况，组织科技人员技术创新，精心研究开发袋水泥装车机除尘系统及装备，破解袋水泥装车机收尘除尘的技术难题。
2 水泥装车机设计应满足的工艺状况
（1）袋水泥装车机工作时对无序扩散扬尘要控制在一定的空间层面上，可移动式吸尘罩在满足收集扬尘，防止扬尘进一步扩散到空气中的同时，还要确保扬尘的收集只能控制在操作工人腰部以下，加强控制扬尘的空间层面，给操作工人创造一个良好健康的工作呼吸环境空间。
（2）水泥扬尘属冷态粉尘空气气体，而冷态空气再加上水泥粉尘的扩散混合，比重密度增大，根据水泥粉尘空气的特殊性，要求吸尘罩设计时要有足够大的负压，要求吸尘罩口距离尘源间的距离适中。
（3）水泥粉尘吸尘罩设计要有一定的覆盖面，要力争适用于多种装袋水泥的运输车型，并能根据车型进行自动调整。
（4）袋水泥装车机的吸尘和输尘系统要能满足生产工艺要求，要随生产工艺前后、上下移动，最主要的还要满足安全生产的要求。
3 装车机袋式除尘器的设计研究
3.1 水泥扬尘颗粒物收集性能的影响因素试验研究
在水泥装卸车间二次扬尘浓度的条件下，研究不同控制模式下布袋除尘器的烟气参数（温度、流速、颗粒物浓度等）对颗粒二次飞扬及分级除尘效率的影响，建立多参数影响下的水泥颗粒二次飞扬及分级布袋除尘效率理论模型[3]。
3.2 移动式水泥装车机除尘系统的总体方案设计
本项目技术方案采用移动式吸尘罩、装车机与布袋除尘器集成组合，移动式吸尘罩的移动支架可与装车机联动，吸尘罩随装车机的前后移动而相应移动，吸尘罩可以始终罩设在装车机的下料口上方，避免袋装水泥下落过程中产生的粉尘外逸，极大提高了收尘效果。另外，移动支架上安装有带动吸尘罩整体升降的升降装置，以适应不同高度的水泥运输车。同时，侧罩板与罩盖活动连接，侧罩板与罩帘之间通过柔性连接件连接，因此侧罩板、罩帘可以向外侧张开，使吸尘罩的内部空间增大，吸尘罩的覆盖区域也可以变大，避免吸尘罩无法罩盖粉尘产生区域的情况出现。
3.3 移动式吸尘罩整体功能结构设计研究
吸尘罩是水泥装车机除尘系统的关键设备，它的设计合理与否直接关系到除尘效率问题。本项目设计采用可移动式、可伸缩矩形下吸尘式设计。装车机移动式吸尘罩设在装车机下料口上方，吸尘罩可沿装车机行进方向直线移动。在吸尘罩上方设有移动支架，用于辅助吸尘罩的移动。同时，移动支架上安装有升降装置，可带动吸尘罩整体上下移动，实现吸尘罩的自由升降，以适应不同高度的水泥运输车确保收尘效率，避免袋装水泥下落过程中产生的粉尘外逸，达到提高收尘效率的目的。除此之外，吸尘罩内设有与吸风机通信连接的粉尘浓度监测仪，对粉尘进行实时监测。
3.4 移动吸尘罩升降系统的研发设计
袋水泥装车机工作时根据装车进度，运料机是需要视装车叠包情况随时提升或下降的，可移动吸尘罩升降系统设计采用双钢绳电动葫芦吊挂，电动葫芦安装在上部移动皮带机尾部的机车上，与皮带机前后运行。如何解决可移动吸尘罩上下升降设计，在倾斜胶带机架上设置两个连接臂与可移动吸尘罩平衡吊架相活连接，平衡吊架由电动葫芦吊挂，倾斜胶带机吊装葫芦与可移动吸尘罩吊装葫芦均采用不同转速，并设计为同步控制和单独调节两种模式，可移动吸尘罩上部排气管与PU伸缩管连接，从而达到可移动吸尘罩与运料机同步运行的目的。
3.5 移动输尘管路系统的优化设计
根据袋水泥装车机生产工艺要求，需要运料机前后运行，设计在移动运料机车的尾部安装一台固定收尘集箱，集箱一侧出口连接可伸缩移动管道，一般可移动伸缩的长度为8 m，把可移动吸尘罩收集的粉尘气体通过此移动管路输送到固定管路，再由固定管路将粉尘气体输送到袋除尘器内进行净化处理，移动管路内部安装多个滚轮轴承，每节移动管路上都设有法兰油浸羊毛毡做为密封，可满足袋水泥装车机前后移动运行的要求。
3.6 袋除尘器总体结构优化及工艺系统的设计
含水泥粉尘进入袋除尘器本体，流经原布风板，通过骨架支撑的滤袋时，粉尘被阻留在滤袋外表面，干净的烟气进入袋内，并经袋口和上箱体后由出风口排出。由于滤袋表面的粉尘不断增加，导致设备阻力上升，当升至设定值时，微压差控制器输出信号，电控仪便发出信号，使喷吹系统工作。压缩空气由气包经脉冲阀和喷吹管上的喷嘴向滤袋内喷射，在滤袋膨胀产生的加速度和反向气流的作用下，附于滤袋外的粉尘脱离滤袋落入灰斗内，再经卸灰阀排出。脉冲阀依次打开约0.1 s，喷吹结束后，第二个脉冲阀进行喷吹，依次完成所有脉冲阀的喷吹，实现清灰，使出口排放浓度均低于20 mg/Nm3。
3.7 自动控制系统的研发
将袋除尘技术、自动检测控制技术、数据采集监控技术与移动吸尘罩系统相融合，研发精确的装车机移动除尘器控制系统，开发能够根据袋水泥移动装车机工作状况、在线监测袋除尘器分室和净气分室的流量及相对偏差，根据相对偏差在线调节移动吸尘罩位置和提升阀阀门开度，均衡各除尘器分室和净气分室流量，精确除尘;且电源控制系统和除尘控制系统之间通过总线方式进行通信控制。
4 结语
本装车机袋式除尘器开发设计适用于水泥装卸车间二次扬尘的除尘器成套装备，从可随车移动、可调节开关的吸尘罩+整套装车机吸风、送风系统的结构及袋除尘器工艺设计等方面着手，实现了对水泥装卸车间二次扬尘的细颗粒的有效控制。本项目产品的研发成功，解决了现在水泥装车机无序扬尘扩散困扰水泥行业达到“车间空气中呼吸性水泥粉尘卫生标准”的全国性技术难题，保障粉尘排放达到环保要求，减少粉尘对大气的污染。
参 考 文 献
[1]徐怀洲，刘晋锋.袋装水泥装车机除尘设计[J].水泥，2012（10）.
[2]姬中全，李保明，于光民.袋装水泥装车系统除尘技改[J].水泥，2018（6）.
[3]方业云.袋装货物自动装车机的设计及研究[D].青岛：青岛科技大学，2018（4）.
[責任编辑：钟声贤]
【关键词】装车机;袋式除尘器;研发
【中图分类号】TH69 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）02-0074-02
0 引言
目前水泥在卸货、装袋、叠包的过程依靠水泥包装车机来完成，装车机工作时，由于装车机的头部溜板与车体之间存在一定的高度差，水泥包在下落过程中的碰撞扬尘较大，且易产生粉尘[1]。由于装车机在工作中，不仅在其纵向位置前后运动，还做上下运动，除尘器不易布置。袋装水泥装车的粉尘污染治理一直是企业的难题，并随着现代化和工业化的进程，大气污染日益严重，工业粉尘是大气污染的重要污染源，扬尘综合整治迫在眉睫[2]。
水泥厂装包机处粉尘及环境治理，由于难度较大，没有得到重视，装包处需要人工叠包及丢包。但是由于工作环境恶劣，粉尘浓工高达几十至上百克每立方，工人的职业健康没有保障，长期在扬尘中工作，甚至容易产生矽肺病。这一问题是现在水泥企业环保最薄弱的环节，市场上尚未出现相应的收尘处理装备，现迫切需要研制一种适应水泥在卸货、装袋、叠包过程扬尘的除尘技术与装备，解决现有水泥装卸车间造成粉尘二次扬尘难以收集处理的技术难题。
1 国内外相关产品技术概况
目前水泥行业的大多数企业在装包环节仍采用人工完成，没有采用环保设备，造成水泥装车机无序扬尘扩散是困扰水泥行业达到“车间空气中呼吸性水泥粉尘卫生标准”的全国性技术难题。虽然现有小部分企业采用了环保设备代替人工，但设备效果不理想，没有达到预期效果。与此同时，多数采用装包机吸尘罩多数为固定式，移动不方便，收尘效果不好，同时收尘风机耗能严重，多则几千瓦。因此，这就要求水泥环保装备企业应根据水泥行业袋水泥装车机现场工作的工艺状况，组织科技人员技术创新，精心研究开发袋水泥装车机除尘系统及装备，破解袋水泥装车机收尘除尘的技术难题。
2 水泥装车机设计应满足的工艺状况
（1）袋水泥装车机工作时对无序扩散扬尘要控制在一定的空间层面上，可移动式吸尘罩在满足收集扬尘，防止扬尘进一步扩散到空气中的同时，还要确保扬尘的收集只能控制在操作工人腰部以下，加强控制扬尘的空间层面，给操作工人创造一个良好健康的工作呼吸环境空间。
（2）水泥扬尘属冷态粉尘空气气体，而冷态空气再加上水泥粉尘的扩散混合，比重密度增大，根据水泥粉尘空气的特殊性，要求吸尘罩设计时要有足够大的负压，要求吸尘罩口距离尘源间的距离适中。
（3）水泥粉尘吸尘罩设计要有一定的覆盖面，要力争适用于多种装袋水泥的运输车型，并能根据车型进行自动调整。
（4）袋水泥装车机的吸尘和输尘系统要能满足生产工艺要求，要随生产工艺前后、上下移动，最主要的还要满足安全生产的要求。
3 装车机袋式除尘器的设计研究
3.1 水泥扬尘颗粒物收集性能的影响因素试验研究
在水泥装卸车间二次扬尘浓度的条件下，研究不同控制模式下布袋除尘器的烟气参数（温度、流速、颗粒物浓度等）对颗粒二次飞扬及分级除尘效率的影响，建立多参数影响下的水泥颗粒二次飞扬及分级布袋除尘效率理论模型[3]。
3.2 移动式水泥装车机除尘系统的总体方案设计
本项目技术方案采用移动式吸尘罩、装车机与布袋除尘器集成组合，移动式吸尘罩的移动支架可与装车机联动，吸尘罩随装车机的前后移动而相应移动，吸尘罩可以始终罩设在装车机的下料口上方，避免袋装水泥下落过程中产生的粉尘外逸，极大提高了收尘效果。另外，移动支架上安装有带动吸尘罩整体升降的升降装置，以适应不同高度的水泥运输车。同时，侧罩板与罩盖活动连接，侧罩板与罩帘之间通过柔性连接件连接，因此侧罩板、罩帘可以向外侧张开，使吸尘罩的内部空间增大，吸尘罩的覆盖区域也可以变大，避免吸尘罩无法罩盖粉尘产生区域的情况出现。
3.3 移动式吸尘罩整体功能结构设计研究
吸尘罩是水泥装车机除尘系统的关键设备，它的设计合理与否直接关系到除尘效率问题。本项目设计采用可移动式、可伸缩矩形下吸尘式设计。装车机移动式吸尘罩设在装车机下料口上方，吸尘罩可沿装车机行进方向直线移动。在吸尘罩上方设有移动支架，用于辅助吸尘罩的移动。同时，移动支架上安装有升降装置，可带动吸尘罩整体上下移动，实现吸尘罩的自由升降，以适应不同高度的水泥运输车确保收尘效率，避免袋装水泥下落过程中产生的粉尘外逸，达到提高收尘效率的目的。除此之外，吸尘罩内设有与吸风机通信连接的粉尘浓度监测仪，对粉尘进行实时监测。
3.4 移动吸尘罩升降系统的研发设计
袋水泥装车机工作时根据装车进度，运料机是需要视装车叠包情况随时提升或下降的，可移动吸尘罩升降系统设计采用双钢绳电动葫芦吊挂，电动葫芦安装在上部移动皮带机尾部的机车上，与皮带机前后运行。如何解决可移动吸尘罩上下升降设计，在倾斜胶带机架上设置两个连接臂与可移动吸尘罩平衡吊架相活连接，平衡吊架由电动葫芦吊挂，倾斜胶带机吊装葫芦与可移动吸尘罩吊装葫芦均采用不同转速，并设计为同步控制和单独调节两种模式，可移动吸尘罩上部排气管与PU伸缩管连接，从而达到可移动吸尘罩与运料机同步运行的目的。
3.5 移动输尘管路系统的优化设计
根据袋水泥装车机生产工艺要求，需要运料机前后运行，设计在移动运料机车的尾部安装一台固定收尘集箱，集箱一侧出口连接可伸缩移动管道，一般可移动伸缩的长度为8 m，把可移动吸尘罩收集的粉尘气体通过此移动管路输送到固定管路，再由固定管路将粉尘气体输送到袋除尘器内进行净化处理，移动管路内部安装多个滚轮轴承，每节移动管路上都设有法兰油浸羊毛毡做为密封，可满足袋水泥装车机前后移动运行的要求。
3.6 袋除尘器总体结构优化及工艺系统的设计
含水泥粉尘进入袋除尘器本体，流经原布风板，通过骨架支撑的滤袋时，粉尘被阻留在滤袋外表面，干净的烟气进入袋内，并经袋口和上箱体后由出风口排出。由于滤袋表面的粉尘不断增加，导致设备阻力上升，当升至设定值时，微压差控制器输出信号，电控仪便发出信号，使喷吹系统工作。压缩空气由气包经脉冲阀和喷吹管上的喷嘴向滤袋内喷射，在滤袋膨胀产生的加速度和反向气流的作用下，附于滤袋外的粉尘脱离滤袋落入灰斗内，再经卸灰阀排出。脉冲阀依次打开约0.1 s，喷吹结束后，第二个脉冲阀进行喷吹，依次完成所有脉冲阀的喷吹，实现清灰，使出口排放浓度均低于20 mg/Nm3。
3.7 自动控制系统的研发
将袋除尘技术、自动检测控制技术、数据采集监控技术与移动吸尘罩系统相融合，研发精确的装车机移动除尘器控制系统，开发能够根据袋水泥移动装车机工作状况、在线监测袋除尘器分室和净气分室的流量及相对偏差，根据相对偏差在线调节移动吸尘罩位置和提升阀阀门开度，均衡各除尘器分室和净气分室流量，精确除尘;且电源控制系统和除尘控制系统之间通过总线方式进行通信控制。
4 结语
本装车机袋式除尘器开发设计适用于水泥装卸车间二次扬尘的除尘器成套装备，从可随车移动、可调节开关的吸尘罩+整套装车机吸风、送风系统的结构及袋除尘器工艺设计等方面着手，实现了对水泥装卸车间二次扬尘的细颗粒的有效控制。本项目产品的研发成功，解决了现在水泥装车机无序扬尘扩散困扰水泥行业达到“车间空气中呼吸性水泥粉尘卫生标准”的全国性技术难题，保障粉尘排放达到环保要求，减少粉尘对大气的污染。
参 考 文 献
[1]徐怀洲，刘晋锋.袋装水泥装车机除尘设计[J].水泥，2012（10）.
[2]姬中全，李保明，于光民.袋装水泥装车系统除尘技改[J].水泥，2018（6）.
[3]方业云.袋装货物自动装车机的设计及研究[D].青岛：青岛科技大学，2018（4）.
[責任编辑：钟声贤]