面粉车间通风及循环系统设计及建议

王向东,冯 强,，赵 峰

1.无锡中粮工程科技有限公司 (无锡 214035)

2. 中粮工程装备(无锡)有限公司 (无锡 214000)

目前面粉企业车间生产环境的空气条件已成为生产加工过程中必须要考虑的部分。车间内部的压力环境、加工过程中的热积累、空气中的灰尘和其他有害物质，车间设备、管道内部的冷凝等，生产车间中存在着诸多与车间空气相关的问题。这些问题会严重影响到车间员工的工作环境和最终生产出来的面粉的质量。例如：车间内的冷凝现象会导致面粉、麸皮等物料黏附在磨粉机、打麸机等设备的料斗内，高方筛仓门、筛格上，各种物料的溜管内，一段时间的不及时清理就会导致最后的发霉变质，然后导致微生物含量上升及微生物毒素的产生，严重影响面粉及其副产品的质量和安全。从而这些因素最终影响到生产企业的效益和信誉。所以如何保证车间的内形成一个稳定、理想的生产环境是工程设计必须要考虑的一个课题。

1 设计基本原则

影响车间内空气的因素有很多，比如磨粉机研磨物料过程中产热，气力输送，较小空间内空气的频繁交换，废气排放不充分，新鲜空气补充不足等等。因此在做车间工程设计时，必须要考虑整个车间的通风调节管理，考虑室外新鲜空气的充分补充，使车间内的空气处于一个洁净、平衡、稳定的可控状态。

针对生产车间空气环境的通风循环问题，并不是要求车间内的每个点的空气都达到一个最优状态。而是应该根据具体的环境在保证避免上述问题出现的情况下，来达到一个最低的平衡界限即可。因此我们的目标应该是根据当地的具体环境和车间状况以及客户的需求来提供一个投资和操作维护费用低，性价比高的设计方案。

2 建筑设计相关措施

通常根据车间内空气的温度和湿度来定义空气的状况。在车间建设中实施相关的通风措施后，可以在一定程度上控制空气的温度，如果投入更高的成本，也可以在一定程度上控制空气湿度。车间厂房设计一定要根据当地的气候条件来实施，同时也要考虑到一些极端气候，表1是一些在不同气候条件下需要考虑的一些建筑措施建议。

一般来说，结构厚重的建筑车间更利于抵御极端的天气气候，车间房顶应考虑保温隔热措施。对于新鲜空气的补风口也要合理选择。要尽量避免将吸风口设在湿冷的区域。因为湿冷的空气流进车间很容易引起设备或者溜管内的冷凝现象。

表1 车间建筑措施建议

2 通风的分类及特点

车间内的具体通风措施首先要根据当地的气候环境和客户的具体要求来定。但最起码车间内生产过程中产生的废气需要及时换掉,在容易产生温升的生产区域要把温度尽可能降低。这些都需要采取一定的通风措施。通风措施的基本形式有两种：自然通风和机械通风。

2.1 自然通风

在气候比较干燥，温度较高的区域，适合用自然通风系统。自然通风的投资和运行维护成本都很低。在车间合适的位置开补风口可以平衡各个楼层间的温度避免热量的积累。自然风通过防水百叶窗进入车间。 也可以在进风口增加空气防虫滤网及自动调节装置， 当温度过低时，尽量减少空气的进入。车间产生的废气直接排到室外，无须热量回收。

优点：投资低，无能耗，操作简单，运行维护成本低，工程设计简单，客户容易买到相关设备，安装方便；缺点：车间内一直处于负压状态，进风没有洁净过滤，补风量难以控制。

2.2 机械通风

机械通风是通过风机系统将车间外新鲜空气吹入生产车间，车间产生的废气状况和当地的具体气候条件是考虑是否使用机械通风的关键因素。采用机械通风时，要求吹入车间的空气要少多于车间排出的废气，使车间内形成微正压状态。这样可以保证生产区域处于洁净卫生状态。根据当地的法律法规，车间的区域位置，建筑结构类型以及客户的具体需求，机械通风也可以做成不同的类型[1]。

优点：使车间内形成微正压，空气经过过滤，保证了进风的洁净程度，保证车间内生稳定；避免冷凝，适用范围广，系统配置独立；缺点：集中空气调节和分配系统需要占用大量的车间空间，投资成本高，运行成本高，操作维护成本高。

2.2.1 基础方案

由通风风机，送风风道，进风口百叶窗及空气过滤器构成一个简单的机械通风系统。可以实现将车间外的新鲜空气经过过滤送入生产车间。同时也可以根据需要通过空气循环将车间内部分含有热量的空气进行循环利用。

2.2.2 中端方案

在基础方案上，增加热交换系统。将生产车间内气力输送和通风除尘的空气携带的热能通过热交换器置换入新鲜空气中，进行循环利用。根据面粉车间的实际使用情况及经验，一般在车间顶楼会形成严重的热积累，所以一般在楼顶再增加排风系统来降低顶层的热积累。排出的空气可以直接排向室外也再可以循环利用。

2.2.3 高端方案

在中端方案上再增加加热，制冷除湿空调系统。通过温度，湿度调节保证车间内各个楼层都保持一种恒温恒湿的环境。但是由于制粉车间有大量的气力输送和通风除尘系统，像磨粉机楼层研磨过程中还会产生大量的热量。所以增加温湿度空调系统所需成本巨大，使用成本也巨大。除非客户明确要求，一般不会采用。目前国内尚没有厂家配置。

3 空气循环系统设计基本原则

3.1 车间空气直接循环利用

在外界空气较低的情况下，车间内的暖空气可以直接进行循环利用。像车间内清粉机和磨粉机的系统产生的空气可以很好的进行热循环再利用。但是出于车间卫生方面的考虑，使用的循环空气必须先经过通风处理中心进行二次过滤，保证空气的洁净卫生。这种热循环的利用最为高效，但是也无法避免一些细微的粉尘，气味及水汽再次进入车间。例如像磨粉机负压提料后的空气，水分含量较高，所以多数情况下只能允许一部分的该空气进入再循环系统。出于卫生安全的考虑，清理工段，副产品研磨工段以及麸皮倒仓及制粒工段等类似系统，空气含尘气体较多，空气质量很差，不能在进入空气循环系统。如果车间空气直接循环使用时，必须在加三通装置，使该部分空气可以根据需要选择是否排入车间或者排向室外。

3.2 通过热交换装置循环利用

根据当地法律要求或者客户实际需求，可以将车间的生产废气通过热交换的方式将能量进行重新收集利用。在这种情况下，热交换的方式也是多种多样，如板式热交换，旋转式热交换，复合式热交换系统等。由于面粉厂的排风处和补风处经常会离得很远，所以面粉厂一般会采用复合式热循环系统，降低整体维护成本。

3.3 热源，制冷，温湿度调节

如果通过热交换后车间所需的热风温度仍达不到要求，这时就需要考虑额外的热源对补进的空气进行再加热。 该热源可以是蒸汽，天然气，热水或者电加热器等。如果车间补进的空气需要被制冷后送入车间。就需要考虑空气净化装置和制冷设备。

3.4 通风分布系统

水平风道连接在垂直送风道上，分布在各个楼层。可以是钢板或者混凝土。在每个水平风道上安装格栅或者自动调节设备来根据需求调节各个楼层的需风量。

4 典型热源车间通风处理

4.1 罗茨风机房

对于罗茨风机房，最好考虑强制通风。通过罗茨风机的耗气量和设备产生的废热来计算补风量。没有被鼓风机抽走的空气可以在排向室外或者进入生产车间，根据当地气候和季节。空气制冷系统一定不要和罗茨风机放在同一个房间。由于控制制冷设备也会产生大量的废热。

4.2 空压机房。

正常情况下空压机房和罗茨风机房需要分开。空压机房自热通风即可。新鲜空气通过防雨百叶窗进入室内，空压机产生的废气经过管道排出室外。 对于一些寒冷的地区或者季节。也可以考虑在废气排出管道上安装三通，根据需要排出室外或者再循环利用

4.3 粉碎机房

车间内，粉碎机也是一个噪音产生非常大的一个设备。在有条件的情况下可以考虑做一个单独的隔音房子。粉碎机一般配备功率很大，工作过程中会有大量的废热产生。所以一般情况下会在粉碎机卸料斗上增加吸风或者研磨后的物料直接通过气力吸运输送，通过风机来给粉碎机降温。此时就需要考虑房间要有足够的补风。

4.4 电气控制柜室

电气设备房间必须考虑室内通风问题，在一些炎热地区或者炎热的季节还要考虑安装开启空调制冷系统。

5 通风系统关键控制点

(1)车间废气必须一直进行替换，补充新鲜空气。在定位新鲜空气补风口时一定注意当地的气候情况及车间位置，例如在炎热地区，将进风口设计在阴凉处，避免空气暴晒。

(2)车间内空气温度要保持稳定，温度要一直保持高于露点。根据经验，温度一般要保持在18 ℃～20 ℃以上。

(3)车间内部一直保持微正压状态。让车间内部保持一定的正压状态，可以大大提高通风除尘效率减少设备内粉尘外溢，同时可以避免冷凝问题的出现。

(4)对于车间内大型通风风道及分配风道的配置，在前期的工程设计和土建设计阶段就要着手考虑足够的设计空间。

(5)如果车间在通风循环系统中考虑增加热源系统，也必须尽早的将该系统的规格参数做适当考虑

(6)通风循环管道中，空气流速一般设定在6～8 m/s。 风道进出口风速控制在2 m/s内，以降低压损及空气噪音。在敞开的建筑区域，空气流速要保持在1 m/s 以下。

(7)如果车间内一部分设备经常在较冷的环境中频繁启动，建议增加供暖系统。

(8)面粉车间正常生产过程中，车间卫生属于较洁净状态不存在大量粉尘外溢的危险。但是面粉作为可燃有机物，如果粉尘泄露达到一定浓度也存在爆炸风险，所以车间在设置通风系统时还有考虑事故通风与正常通风相结合。关键点设置粉尘检测报警和控制系统[2]。