骨料线机制砂库装车系统干法除尘设计

师华东，杜自彬，刘 俊（洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司，河南 洛阳 471039）

1 引言

骨料生产线机制砂库装车除尘问题是骨料线的痛点之一。机制砂库的除尘分为干法除尘和湿法除尘。湿法除尘常用的手段有两种，一是在下料口装拌湿机，装车的石粉为湿粉。其二，在下料口散装机处通过喷淋或者干雾的手段进行除尘，装车的石粉为干粉。湿法除尘对水的消耗比较大，其使用具有一定的局限性。干法除尘常用的手段有两种，一是将散装机的除尘风管引入到仓顶除尘器，由于垂直风管比较长，系统阻力比较大，除尘效果不太好，这种工艺设计慢慢就会被淘汰。二是通过在库底加除尘器，在装车过程中对散装机进行收尘，除尘灰通过螺旋输送机进入散装机，最终装入卡车中。这种工艺易造成二次扬尘，除尘效果也不好。解决好机制砂库的除尘问题，不但具有环保方面的意义，还能维护生产线的正常运行，提高发运效率。

本文对现有机制砂库干法除尘进行优化改进，通过气力输送系统，将除尘灰输送到仓顶，解决了除尘灰二次扬尘的问题。在下灰口处设置终端箱，解决弯头耐磨问题。这种设计在项目上虽然不是很常见，如果骨料企业想改善装车发运的环境、提高精细化管理水平，可以以本文作一参考。

2 干法除尘工艺设计

2.1 工艺流程简介

骨料线机制砂库干法除尘工艺流程见图1。机制砂库库底一般采用插板阀加散装机的布置，库底一般设置1～4个下料口，散装机由弧形阀和伸缩桶组成。为了计量结算方便，库底设置汽车衡。在装车过程中，散装机伸缩筒下料产生的扬尘，通过布袋除尘器、除尘风机进行除尘。布袋除尘器的除尘灰通过回转下料器进入单仓泵，出单仓泵的除尘灰在罗茨风机的气力输送下，通过管道送入仓顶入库。仓顶除尘灰下料口设置终端箱，解决下料口弯头的耐磨问题，增加使用寿命。由此可避免常规工艺设计中，除尘灰通过螺旋输送机进入散装机，落到卡车中造成二次扬尘，装车环境比较差的问题。

图1 骨料线机制砂库干法除尘工艺流程图

2.2 工艺布置简介

骨料线机制砂库干法除尘工艺布置见图2。

图2 骨料线机制砂库干法除尘工艺布置图

除尘器与除尘风机靠近机制砂库布置，散装机收尘风管尽量倾斜布置，避免直段集灰。除尘器下方要留够足够的空间，安装回转下料器和单仓泵。罗茨风机与单仓泵尽量布置在一条直线上，避免不必要的弯头。出单仓泵的管道沿库壁布置，管道末端设终端箱，所有弯头均需做耐磨处理。

2.3 工艺计算与选型

骨料线机制砂库装车系统干法除尘的选型流程：散装机的能力+伸缩桶的行程+落料点的高度→除尘器的风量+进风管的长度、角度→除尘风机的风量、压力→除尘器的排灰量→回转下料器的能力→单仓泵的规格→罗茨风机的型号规格。

以散装机能力500 t/h为例，简要介绍一下干法除尘的计算过程。布置两台500 t/h的散装机，散装机的最大伸缩行程3.5 m，二层平台的标高6 m，散装机的实际伸缩高度1.7 m，到卡车的栏板位置停止，下料高度小于1.5 m。除尘器的型号选Q235A，风量11 600 m³/h，过滤面积 186 m²，总过滤面积 217 m²。风机的型号选9-26№4.8A，风量12 518 m³/h，风压4 869 Pa，功率30 kW。除尘器卸灰能力按30 t/h选取，回转下料器选择DN300，功率1.1 kW。单仓泵型号JYGN70，罗茨风机型号GRT100,风量8.26 m³/min，风压49 kPa，功率15 kW。输送高度大于20 m，终端箱规格DN108。

骨料线机制砂库装车系统干法除尘的核心在于气力输送系统的计算。要平衡好输送量，料气比、风速、管道阻力等各个参数之间的关系，选好型。做出经济有效的选型设计，既不放大设备规格，造成浪费，又不能选型过小，造成能力不足。平衡好各个设备的参数，发挥设备的最大经济价值。

3 控制系统说明

自动控制系统主要由除尘器、除尘风机、回转下料器、单仓泵、罗茨风机、料位检测仪表（除尘器灰斗）、控制单元、电气装置、网络系统组成（光纤、光端机、交换机等）等组成，见图3。

图3 骨料线机制砂库干法除尘控制原理图

3.1 系统工作流程

散装机开启，除尘系统自动开启。除尘风机、除尘器开启进入工作状态，除尘器灰斗设置高地料位，如果除尘器收尘的散装机比较多，除尘器规格比较大，建议除尘器灰斗下面设置螺旋输送机。高料位报警，气力输送系统开启，通过罗茨风机提供的风将单仓泵内的除尘灰送入仓顶。

3.2 控制方式介绍

该控制系统可以采用手动操作，现场自动，中控（DCS）自动三种控制模式。手动模式，主要用于调试阶段和后期维护阶段。生产期间主要操作模式为自动模式。干法除尘系统设备数量少，信号点也不多，根据控制功能，选用集成了通信接口和采集通道的PLC控制器，以达到系统精简的目的。

控制单元实现以下功能：（1）现场数据采集：控制单元采集干法除尘系统所有设备的运行和状态信号（设备的上电、运行、故障信号），采集传感器的检测信号（除尘器灰斗料位信号等），以进行数据处理和控制逻辑实现，发出启停信号和调节参数，驱动设备正确动作。（2）启停控制：除尘系统与散装机连锁，散装机开启除尘系统开启，散装机停除尘系统停。（3）数据通信：除尘系统需要将数据信息回传给DCS系统，通知控制单元也需要读取DCS系统的散装机信息。（4）电气装置：根据系统需求，设计电气控制回路实现对设备的启停和控制。为了维护和故障处理考虑，设计每台设备切换到就地控制模式时，均可以单独启停，切换到自动控制模式，自动执行干法除尘命令。（5）网络系统：干法除尘系统网络含光纤、光电转换、交换机等设备。除尘系统需要同DCS系统进行通信和数据交换。通过交换机设备将两个系统联系起来。

4 小结

随着政府和行业对环保要求越来越高，企业对环保的治理也越来越重视，对环保的投入也越来越大。机制砂库装车在骨料行业属于粉尘治理的难点。现有的工艺具有这样或者那样的缺点，本文介绍了常见的除尘方式，结合现有技术的特点，介绍了一种现有技术基础上创新的工艺。该工艺能够避免现有干法除尘二次扬尘的缺点，具有很好的使用效果。