港口散粮装卸除尘系统设计的若干要点

徐 力

大连港口设计研究院有限公司

港口散粮装卸除尘系统设计的若干要点

徐 力

大连港口设计研究院有限公司

针对港口散粮装卸工程除尘系统的特点，结合实际设计步骤，对设备选型、风量确定、风网布置、阻力平衡计算几个要点进行了分析，对设计中一些难点提出了设计思路。

港口散粮装卸工程；除尘系统；设计思路

1 前言

港口散粮装卸工程具有工程规模大，输送工艺复杂，工艺设备种类多样的特点，相应的除尘系统设计难度较大，笔者多年来从事港口散粮除尘系统设计，总结了一些设计经验与同行们分享。

2 除尘设备选型

除尘器类型分为机械除尘器，袋式除尘器，电除尘器，湿式除尘器、空气过滤器等。

适合散粮输送除尘系统使用为袋式除尘器，机械除尘器中的旋风除尘器在含尘浓度较高（如100g/m3以上）或粒径分布中大粒径粉尘（5μm以上）占比例较高的情况下可作为袋式除尘的预除尘器。

散粮输送除尘系统中使用的袋式除尘器当前主流清灰方式是脉冲喷吹，最好的清灰气源是由空压站集中供气，可根据工程所在地的气象条件配置压缩空气后处理设备，为除尘器提供清洁、干燥的喷吹用气；当没有集中空压站时，可配置小型空压机组，但压缩空气品质较差，在寒冷地区冬季使用时压缩空气管道有冻结危险，这种情况下，还有另一种选择，即采用罗茨风机作为气源的中压（0.5～1.5×105Pa）脉冲喷吹方式。

3 除尘风量确定

工艺设备除尘排风量的确定，是除尘设计的基础。对散粮装卸系统来说，所有存在粉尘释放源的机械设备和粮食进出口处，包括缓冲仓和计量称斗均应密封，并设置除尘吸风口。除尘排风量根据工艺设备结构及物料在其中的流动状态，遵循负压原则确定。

按除尘风量计算方式，可将工艺设备分成三类：（1）输送设备，有皮带输送机、斗提机、埋刮板机、螺旋输送机等，皮带输送机又分普通皮带输送机、气垫式皮带输送机、盖带式皮带输送机、多点卸料皮带输送机（犁式、卸料小车式）等，这类设备一般按诱导空气与设备缝隙进风分别计算，可以根据输送量、落差、溜管角度等查阅相关设计计算图表，并根据实际工艺设备具体情况对结果进行修正确定除尘排风量；（2）计量设备、粮食清理设备(如筛分等)、打包设备等，这种标准设备厂家一般会提供除尘风量要求，可根据工程实际情况直接采用或适当修正。（3）各种料斗，这里又分缓冲斗、卸粮坑斗、料仓，这一类大都是非标设计，卸粮坑斗特殊一些，上部开口大，采用避尘装置降低实际开口面积，除尘控制的目标是在斗内产生的粉尘不从上口溢出，除尘排风量可按实际开口面风速1m/s～1.3m/s确定;缓冲斗、料仓密封性较好，内部有较大缓冲空间，设有平衡管或呼吸管，一般可以结合上游设备的除尘排风量统一考虑，斗本体除尘排风量可只按进料排出空气体积确定。

除尘排风量初步确定后，还要根据上下游设备以及分支流程风网布置情况综合考虑调整。

4 除尘风网布置

除尘风网的设置根据大型散粮中转库的特点，根据工艺流程，尽量集中配置,为同时使用的流程配置独立风网，不同时使用的分支流程风网合并配置用气（电）动蝶阀切换。

4.1 除尘器布置

由于经济原因，散粮输送工艺一般会要求将除尘器收集的粉尘送返流程，当工艺流程分叉较多时，划分风网时要针对粉尘返回流程的合理位置布置除尘器，如三分支以上的工艺系统设置的独立风网回灰点就要选在工艺分叉之前，需在后续设计中与工艺专业密切配合，使回到流程上游的粉尘与物料充分掺混，以免造成粉尘短路，加大除尘器清灰负荷。

如果工艺流程中有过于分散的吸尘点，可采用单机除尘器就地除尘，但应当注意的是，通常港口散粮装卸工程设备产尘点含尘浓度较高，如果单机除尘器要布置在封闭建筑内，那么排风要引到室外，泄爆口要加装泄爆管引到室外，泄爆管长度不能超过3m。

4.2 风管布置

风管布置的原则总体要求主风道走向要短，支风道要少，达到少占建筑空间、简洁，并便于施工安装、调节和控制，以及维修与管理等。

在大型散粮中转库除尘风网设计中，在筒仓上下、卸车地沟等区域难以避免采用较长水平主风道，但主风道长度不要超过80m，否则风网难以平衡，水平管线也更易积尘。如果由于工艺、建筑限制无除尘设备布置空间，无法分片设置风网时，对主风道过长的风网可在远端各分支采用增设助力风机及集合管结合的方式。

在计量塔、交汇塔等工艺设备多，空间紧张的场合，除尘风网布置要考虑各种工艺设备运行操作、检修空间及楼层内行走及检修通道，特别需要注意的是要与工艺专业协调吊车梁的走向布置。

5 阻力平衡计算

除尘系统设计的一个重要原则就是保证风网管道达到载尘风速，这就需要进行严格的风网阻力平衡计算。

在施工图设计前期，可以采用假定流速法预设主风管规格，对于散粮除尘，初始假定速度可以取16m/s～18m/s。详细设计阶段，风网按初估规格布置完成后，再进行阻力平衡计算校核各段风管尺寸、核算风网总阻力，进行除尘风机选型。

规范中对除尘系统并联管段水力平衡计算的要求是不平衡率不超过10%，对于吸尘点较少的除尘风网，采用手算试算校核的方式就可以达到要求，而对于较大风网，要达到不平衡率不超过10%的要求，试算校核次数由手算无法解决，而且由于查图表的累积误差，计算结果可靠性也难以保证。所以，编制除尘风网阻力计算程序对于大型散粮中转库除尘风网设计是必要的。

除尘风网阻力计算程序的编制要点：（1）沿程摩擦阻力系数的计算要采用柯列勃洛克-怀特公式，对于目前的计算机运算速度，该公式的隐函数格式必须采用迭代法计算的缺点已不用考虑，其精确性是最有价值的。（2）各除尘管件的局部阻力计算要选用公认的与试验结果一致性好的阻力计算图表或经验公式。（3）程序计算结构尽量简化，可采用逐段迭代平衡的方式，迭代精度按并联管路不平衡率5%（通常对除尘风网电算的精度要求）计。

综上所述，港口散粮装卸工程除尘风网的设计只要抓住设备选型、风量确定、风网布置、阻力平衡计算这几个步骤中的要点，就能够与整体工程各专业设计过程密切结合，协调一致，取得良好的设计效果。

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