制丝车间烟草粉尘安全隐患及对策分析

唐永朋 李梦春 朱承广

（山东中烟工业有限责任公司青岛卷烟厂，山东 青岛266101）

1 研究背景

制丝车间作为对烟叶及其制品进行初加工的生产型车间，在生产过程中的各个工序都有产生烟草粉尘的可能性。烟草粉尘作为一种植物纤维性质的生产性粉尘，在未燃烧状态下含有焦油、尼古丁、醛类等30 多种有毒、有害及致癌作用物质，其中小于5μm 的微粒极易随人体呼吸进入肺部，造成矽肺甚至肺癌。此外，作为可燃性的植物性粉尘，在生产中会以悬浮粉尘云的状态和附着设备表面的黏附状态存在于生产车间中，在粉尘达到爆炸浓度后，一旦产生火源或者强烈震动和摩擦，极易发生粉尘爆炸以及二次爆炸。因此，如何从源头降低粉尘产生，进而降低空气烟草粉尘浓度在制丝车间变得尤为重要。

2 烟草粉尘的产生

粉尘，是指悬浮在空气中的固体微粒。国际标准化组织规定，粒径小于75μm 的固体悬浮物定义为粉尘。在制丝车间，收尾保养时清理附着性烟土的过程中，生产时烟叶、烟梗、烟丝的过筛、输送、震动等操作过程中，以及沉积的烟草粉尘由于振动或气流运动，使沉积的烟草粉尘二次漂浮在空气中的过程都会产生粉尘，这些都是制丝车间烟草粉尘的主要来源。

烟草粉尘目前主要存在于物料加工过程、粉尘管道除尘以及粉尘喷吹除尘过程中：在烟叶、烟梗和烟丝的加工过程中，由于机械设备的运转、震动、筛分、喷吹等运动，极易产生造碎并而扩散至空气中；在粉尘管道除尘过程中，除尘管道老化堵塞、管道内负压设置不合理、除尘吸风布袋堵塞等现象都会降低除尘效果；在粉尘喷吹除尘的过程中，沿线水分仪运转、光电对射开关喷吹和收尾保养压缩空气喷吹的过程中也会产生大量烟草粉尘，增加车间内的粉尘浓度。

3 烟草粉尘的危害

烟草粉尘的危害主要体现在以下三个方面：

3.1 污染工作环境。粉尘危害操作人员身体健康，造成肺炎、矽肺等肺部疾病。

3.2 造成粉尘爆炸。达到爆炸浓度的烟草粉尘在有氧环境下，遇到明火或强烈震动，极易造成一次爆炸；经一次爆炸扬起的粉尘，会由原先的设备附着状态变为悬浮状态，满足爆炸条件后会引起二次联动爆炸，将存在粉尘点的位置全部引爆，造成巨大生命财产损失。

3.3 加速设备磨损和接触不良。产生的烟草粉尘会对运转型的设备机件、吸风型的排风管道以及滚筒类设备的管路喷头造成堵塞或磨损，缩短设备使用寿命；游离的粉尘颗粒会对车间内的光电型开关、点触式隔离开关以及电柜内电气管路触点造成遮挡、堵塞，造成信号接触不良。

4 烟草粉尘的消除

目前青岛卷烟厂制丝车间主要采用三种方式来降低烟草粉尘浓度：

4.1 粉尘风力收集系统。目前制丝车间的主机设备均安装了粉尘风力收集系统，将生产线沿线产生的伴生性粉尘连同废气利用空气负压差产生的动力输送至除尘室以及异味处理室，对粉尘与废气进行进一步处理。

4.2 粉尘回收处理系统。在除尘室内，将各岗位通过吸风方式传送的粉尘注入旋风落料器，将废气与粉尘分离，随后通过落料器下方的角龙输送装置将粉尘送入两台压棒机进行压棒，用麻袋进行封装回收处理。

4.3 单机吸尘器定点吸尘。车间在各主机岗位配备了工业用单机吸尘器，目前在用型号主要为意大利富乐公司730-CSAB型吸尘吸水机、意大利RIBO 公司ATLAS5/P 型吸尘器和意大利delfin 公司D/G70 型吸尘器三种，利用不同负压的吸风来对粉尘风送系统未覆盖的位置进行定点粉尘回收。

目前采用的三种方式效果良好，但是仍有提升改进的空间：

青岛卷烟厂制丝车间目前使用的风力收集系统管路已经覆盖了全车间73 台主机设备，对主机设备运转过程中产生的粉尘可达到80%以上的回收效率，但是车间内仍存在振槽、电子秤、喂料机等大量辅联设备未被吸风管道覆盖，在生产过程中产生大量扬尘，而工业用吸尘器仅能针对设备表面的附着性粉尘进行吸附回收，对生产过程中产生的扬尘性粉尘无法起到回收作用。因此，可针对产尘率较高的设备部位加装吸风管路，将产生的扬尘通过风管回收至除尘室；产尘率较高的部位往往也是烟叶、烟梗、烟丝制品造碎率较高的部位，从降低卷烟成本、提高物料利用效率的角度而言，可在不影响产品内在品质的前提下通过调整设备参数和设备结构的方式来降低造碎率（如改变滚筒类设备内部抄料板形状、对沿线输送带进行顶盖密封、降低辅联设备连接处高度落差等），从而降低产尘率。

车间内目前粉尘回收处理的中心为四楼的除尘区域，由于除尘室内目前未安装降尘系统，因此可借鉴矿山生产中常用的水雾式除尘系统，利用湿式收尘技术对除尘室内粉尘进行除尘处理，利用水雾颗粒与粉尘颗粒相近时吸附凝结、重力下落的原理，降低除尘室内的粉尘浓度。而在一楼二楼的生产大区域，由于制丝车间对环境温湿度有严格的要求，所以不能够采用以水为降尘介质的大型除尘方式，可借鉴近年来无尘实验室中大范围采用的生物纳膜技术，对产尘率较高的区域选用与烟草粉尘大小相近规格的生物纳膜进行吸附，必要时可对高尘区域用生物纳膜进行封闭，降低车间大区域的粉尘浓度。

针对生产线上除尘风送管路无法到达的部位，车间目前采用定点吸尘器吸尘的方式进行吸附，考虑车间吸尘设备有限，可在沿线的除尘风送的管路上加装可外接的软体吸风接口，将沿线粉尘进行吸尘回收。同时，目前车间内使用的工业吸尘器规格较多，且吸风接口较为单一，仅能针对固定位置的附着性粉尘进行吸尘，而对于设备高层、缝隙以及弯折区域无法进行吸尘。针对这一问题，可结合车间目前设备结构的实际情况，研制具有可伸缩功能的弹性吸风管以及细管式、弯管式、滤网式等形状的吸尘接头，消除设备中烟草粉尘附着死角。

5 建立在线粉尘浓度探测报警系统的必要性

在线粉尘浓度探测系统，是一种利用消光法原理，测量激光通过粉尘漂浮区域的衰减度，将其转化为粉尘浓度的探测系统。相较于传统的定点手持式粉尘浓度检测仪，它具有探测点多、数据可实时上传、不同粉尘点粉尘度可同时进行比较监控等优点，适用于大范围区域内的粉尘浓度探测。同时，该系统可与车间内的火源报警装置进行并联，在粉尘浓度过高或者出现明火时进行报警，自动启动水基质灭火系统降尘、灭火，消除粉尘爆炸的粉尘爆炸浓度和明火这两个必备条件，避免发生粉尘爆炸。

当在线除尘管路发生堵塞、漏风等故障时，除尘效果会大大降低，造成对应生产区域的粉尘浓度过高。目前青岛卷烟厂制丝车间吸风管路尚未配置吸风管路内的浓度检测装置，因此无法对除尘管路内的粉尘浓度进行检测。除尘管路内粉尘浓度过高，往往是对应生产区域生产条件发生了变化，使扬尘率大幅上升，易造成除尘间管路堵塞；而管路内的粉尘浓度过低，往往是因为管路存在破损、堵塞，此时就应该测量管内负压压力、检查沿线管路情况来查找破损点和堵塞点。可在沿线各风筒内安装红外烟道测尘仪，当除尘管路内的粉尘浓度偏离规定上下限时进行报警，避免发生进一步的管路堵塞现象。

在线粉尘浓度探测装置安装范围广，且报警浓度警戒线可调，可针对车间生产大区域、除尘风道、除尘室、物料储存区域和办公区域安装不同报警浓度警戒线探测仪，通过粉尘浓度的层级不同设置不同报警等级，同时与车间现已投入使用的“智慧制丝”生产系统进行联动，在隐患发生时第一时间将报警信息以短信形式发送给现场职工，同时利用现有的广播系统在中控室和生产现场进行语音播报，组织现场人员撤离，将粉尘爆炸的风险降至最低。

6 结论

随着工业4.0 时代的到来，传统制造业正面临新一轮挑战。作为卷烟制造型企业，安全是我们工作中不可忽视的一个重要环节，粉尘的消除、回收和利用也一直是我们持续研究的课题。本文结合目前生产车间内粉尘治理现状，借鉴同行业以及跨行业粉尘处理的一些有效方法，有针对性地提出了几项降尘、抑尘、除尘的建议，以适应智能制造的新形势，助力企业智能烟草工厂的建设。