港区粮食筒仓除尘系统创新设计及应用

杨佩军，周和荣，华敬波，沈卫星，闫发宣，徐春林*，陈厚斌，夏宇峰

（1. 青岛港国际股份有限公司董家口分公司，山东 青岛 266011；2. 科林环保技术有限责任公司，江苏 苏州 215200）

1 前言

港口码头中转散粮设施经历了包存码垛存放→散货堆放→筒仓群存放方式的历史发展，目前港口码头中转贮粮设施均以散粮高效中转、出入仓方便快捷等作为粮食筒仓群建设目标，并将保障粮食储备安全性和可靠性作为港口项目建设的重要关注点。港区散粮中转筒仓群的主要作用是：粮食中转并兼具短期的储存功能。

2 项目概述

本项目为港区粮食筒仓三期工程，新建筒仓区位于粮食二期工程筒仓区北侧，共布置16 座混凝土筒仓，分2 排布置，每排8 座，单仓仓容为1 万t，总仓容为16 万t，建设相应的进仓、出仓皮带机系统，配套供电照明、给排水消防、控制及计算机管理、环保等设施，设计年通过能力750 万t。工艺流程与一、二期相连，完成卸船、灌包、装箱楼装车全过程作业环节。与二期粮食进仓路线、粮食出仓路线和2 个集装箱装车位及12 个汽车装车位组合成一体。

港口码头的散粮中转筒仓群具有装卸工程规模大、输送工艺复杂、工艺设备种类多样、港口码头自然环境恶劣等特点，存在以下难点及不利条件：

（1）风特别大，给高空设备的设计、施工、运维等带来了难度；

（2）高湿度或夹着高盐水空气的环境对设备的腐蚀性特别大；

（3）粮食中转配套设备均处于防爆区域；

（4）粮食进出仓输送路线长、涉及设备管理区域范围广。

针对港口码头散粮中转筒仓群上述的特点及不利条件，项目对应设计并配套了34 套规模不一的除尘子系统，并按相关粉尘防爆安全规程要求执行。

3 除尘系统设计

3.1 现状及问题

港口码头因位于沿海或水域附近，气候及自然条件相对恶劣，一、二期配套的除尘设备腐蚀现象较为严重；多雨风大的潮湿环境对除尘设备的密封性提出了更高要求，常规产品易出现受潮堵料影响粮食品质和设备阻力居高不下的现象；吸点管路复杂的除尘系统易出现风量配置不合理造成局部扬尘问题，配套的输送设备设置复杂易产生落料造成堵塞；除尘系统设计时对节能方面也欠考虑，日常运行能耗较高。

3.2 除尘工艺设计

粮食筒仓群配套除尘系统的设计要点为：除尘系统合理经济划分、各个除尘点的风量及除尘器选型、除尘器过滤风速确定、除尘器返料方式等。

采用独立风网和集中风网相结合的除尘系统设计，将2 个筒仓划为一个除尘系统，首先将每个筒仓顶部进仓的梨式卸粮除尘及进料排气汇集，然后将两个相邻筒仓的除尘再次集合到一个除尘子系统内，即通过切换使用单个筒仓的除尘配置来负责两个筒仓的除尘，同时除尘管道对称布置，不影响除尘系统的压力平衡，除尘器就近设置，方便维护。仓底出仓皮带配套的除尘系统按8 个仓配置一个除尘系统，切换使用减少一次性投资和运维成本。具体除尘设计还是要根据具体对应主设备工艺的实际情况确定。

3.3 除尘风量确定

除尘点风量要根据具体主输送设备的宽度、输送速度、落差高度等条件，以及皮带机的形式（分普通皮带、双气室气垫皮带、单气室气垫皮带等）、刮板机、斗提机等主工艺设备的规格等因素确定。此外，主工艺设备订货时尽量采用密封结构形式，以减少周围环境及自然环境对粉尘治理的影响。

3.4 短流程输卸灰设计

短流程输卸灰设计，即将除尘器收集的物料就地直返粮食输送机。通常除尘器设置在两个筒仓之间，传统输送除尘器收集的物料方法是通过除尘器卸灰阀下部的三通切换阀及长螺旋输送机将除尘器收集的物料输送到对应粮仓，不仅增加投资、还增加了维护工作量，特别是长螺旋输送机在高空中不具备设置检修平台的条件，而且为方便维护采用的盖板式螺旋输送机在港口码头这种环境中更容易出现漏水等现象。本项目将除尘器设计跨在两个仓的进料皮带的上游，除尘灰直接卸在进仓输送皮带上，简单可靠。

3.5 出仓除尘节能设计

筒仓群底部粮食出仓设备及除尘均采用节能型设计，当筒仓出粮量大时，启用大功率的皮带输送机输送粮食，同时运行涵盖八个仓的大规格除尘系统；当筒仓内粮食剩余不多时，改用刮板输送机输送，同时运行仅涵盖两个筒仓范围的小规格除尘风量的除尘系统，上述出仓及除尘方式可以有效减少大功率设备的运行能耗。简仓仓顶除尘见图1，简仓仓底清仓除尘见图2。

图1 筒仓仓顶除尘

图2 筒仓仓底清仓除尘

3.6 除尘系统防爆技术

本项目共设有34 套除尘系统，因本项目输送的物料是粮食，所以除尘系统均需按粉尘防爆要求进行设计。

除尘器配置泄爆片，鉴于除尘器安装在港口码头高空位置，有时风特别大，所以除尘器的泄爆片外侧设计了防掀结构的防护罩，可起到泄爆片泄爆后的防雨作用。除尘器结构设计成内部光滑不积灰的结构，除尘管道上设置隔爆装置，除尘系统配套的所有仪电均采用粉尘防爆模式。除尘系统所有除尘设备及滤料均为防静电，并设有防雷接地结构，所有管道连接法兰之间均设置了跨接线。

3.7 除尘系统高防腐技术

本项目的除尘设备位于港口，针对沿海腐蚀性强的特点，除尘器顶部采用不锈钢材料，除尘设备表面处理及油漆种类均采用最高级的防腐规格要求设计，漆膜厚度在230μm 以上，除尘管道采用热镀锌等防腐措施。

4 智能云服务平台

港口码头中转散粮设施配套的除尘、清扫及通风系统工程设备繁多且分布散，项目投运后设备运行维护管理的工作量巨大。为了提高运维的高效和精准性，结合行业转型升级要求，后续可以升级接入智能云服务平台（见图3）。

图3 智能云服务平台

该平台通过互联网将现场的工业设备连接到远端的云数据中心，通过云端数据中心提供远程数据监控、设备诊断、程序维护和故障报警等服务，为用户提供一种简单可靠的工业互联网远程服务方案。智能云服务平台可以较好地解决此类工程项目投运后的运维管理痛点，可以大幅减少现场点检人员配备和巡检的工作量，设备异常可提前预警，防止突发事故影响整个工厂的运行。

5 结语

针对港口码头的散粮中转设施的工作环境特点和不利条件，本项目设计开发了独立风网和集中风网相结合的除尘工艺，集成了短流程输卸灰、节能、防爆及高防腐设计。该除尘系统运行安全稳定，满足了筒仓高效、快捷的粮食中转作业的除尘、清扫及通风降温需求，粉尘排放及作业环境符合国家环保及卫生标准的要求，得到了用户好评。