飼料廠生產(chǎn)車間通風(fēng)除塵

飼料廠生產(chǎn)車間通風(fēng)除塵張薇(武漢工業(yè)學(xué)院動物科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，湖北武漢430023)摘要：飼料加工廠通風(fēng)除塵是飼料廠中重要的輔助工序之一。本文闡述了飼料廠生產(chǎn)車間除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的意義及重要性，介紹了通風(fēng)除塵的形式、設(shè)計目的及內(nèi)容、除塵設(shè)備及系統(tǒng)設(shè)計中的問題，為除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計和設(shè)備選用提供參考。關(guān)鍵詞：飼料廠生產(chǎn)車間除塵風(fēng)網(wǎng)形式設(shè)計目的及內(nèi)容設(shè)備問題FeedfactoryproductionworkshopventilationdustZhangWei(SchoolofAnimalnutritionscienceandEngineering,WuhanPolytechnicUniversity,

Wuhan430023,china)Abstract:Feedprocessingplantdustventilationisfeedplantimportantauxiliaryprocessof.Thispaperexpoundsthedustcontrolsysteminfeedmillsystemofmeaningandsignificance,introducestheventilationdustform,designpurposeandcontent,dustremovalequipmentandsystemdesignissues,asdustventilationsystemdesignandequipmentselectionreference.Keywords:feedmill,productionworkshop,dustfiltersystems,form,designobjectiveandcontent,equipment,problem飼料加工廠通風(fēng)除塵是飼料廠中重要的輔助工序之一。通風(fēng)是指對工作場所或作業(yè)空間內(nèi)引進潔凈空氣，替換含塵濃度較高的污染空氣的技術(shù)。通風(fēng)分為自然通風(fēng)和人工通風(fēng)。除塵是指將含塵空氣中或物體表面的粉塵進行分離、捕集、清除的技術(shù)。應(yīng)該說通風(fēng)除塵中通風(fēng)是手段，除塵是目的。所以，通風(fēng)除塵的技術(shù)是降低作業(yè)環(huán)境的粉塵最為有效的措施。[1]1通風(fēng)除塵形式[2]中小型企業(yè)中的通風(fēng)除塵系統(tǒng)，通常叫做通風(fēng)網(wǎng)路或簡稱風(fēng)網(wǎng)。風(fēng)網(wǎng)有兩種形式：一種是，一臺機器或一個吸塵點單獨配置一臺除塵器、一臺風(fēng)機進行吸風(fēng)，這叫做單獨風(fēng)網(wǎng)；另一種是，兩臺或兩臺以上的機器或吸塵點合用一臺除塵器、一臺通風(fēng)機進行吸風(fēng)，這叫做集中風(fēng)網(wǎng)。確定單獨風(fēng)網(wǎng)形式的原則：具有下列條件之一的機器或吸點適宜采用單獨風(fēng)網(wǎng)：①吸出的含塵空氣必須做單獨處理；②吸風(fēng)量要求準確而必須經(jīng)常調(diào)節(jié)；③需要風(fēng)量較大；④機器本身自帶通風(fēng)機；⑤附近無其它需要吸風(fēng)或可合并吸風(fēng)的機器或吸點。不符合上述任一條件的兩個或兩個以上的機器或吸點，應(yīng)采用集中風(fēng)網(wǎng)。當然，隨著環(huán)境保護的高要求和袋式除塵器的日益完善和小型化，中小企業(yè)的風(fēng)網(wǎng)形式正向單獨、局部方向發(fā)展。即在每臺需要吸風(fēng)除塵的工藝設(shè)備上，不但自帶風(fēng)機，而且自帶除塵器，就地凈化含塵空氣，或?qū)⒑瑝m空氣初步凈化后循環(huán)使用。這樣，集中風(fēng)網(wǎng)那種管道縱橫交叉的弊病就不存在了。集中風(fēng)網(wǎng)的組合原則：在把幾部機器或吸點組合成一個集中風(fēng)網(wǎng)時，應(yīng)該照顧到下面四個原則。吸出物的品質(zhì)相似：即組合在同一風(fēng)網(wǎng)中的各設(shè)備內(nèi)吸出來的灰塵，在品質(zhì)上應(yīng)該相

類似。各機器設(shè)備的工藝任務(wù)不同的，它們散發(fā)出來的灰塵，在品質(zhì)和價值上也不一樣。例如在飼料廠生產(chǎn)車間初步清理時所形成的灰塵大都是泥灰、沙土、磁性金屬，利用價值較??；而在后期清理時所產(chǎn)生的灰塵，則含有一些谷殼、麥皮和破碎的糧粒等有機性灰塵，是一些有價值的副產(chǎn)品。所以前后清理過程的吸風(fēng)，應(yīng)盡可能分開裝設(shè)，以便使吸出物分別收集。工作時間相同：組合在同一風(fēng)網(wǎng)中的各機器設(shè)備的工作時間應(yīng)該相同，這樣可使通風(fēng)機的負荷穩(wěn)定。對于相互交替進行工作的機器設(shè)備可接在同一風(fēng)網(wǎng)上，但它們的風(fēng)量應(yīng)該相同。風(fēng)管設(shè)置要簡單、合理：具體內(nèi)容包括：風(fēng)管應(yīng)盡可能垂直敷設(shè)，對于必要的水平風(fēng)管，應(yīng)設(shè)置密閉的清掃孔。對于粉塵和水汽共生的塵源，應(yīng)盡可能將除塵器直接配置在吸風(fēng)罩上方，使粉塵、水汽通過垂直管進入除塵器。三通管的夾角一般采用30°、45°為宜。支管上應(yīng)適當安設(shè)插板和蝶閥等風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置。排風(fēng)管應(yīng)高出屋面1.5m。風(fēng)管一般應(yīng)明設(shè)，不能妨礙走道和操作，在不增加投資的條件下，也要照顧到外觀整齊、美觀。通風(fēng)機后置：通風(fēng)機一般應(yīng)布置在除塵器之后（吸氣式），以減輕粉塵對通風(fēng)機的磨損；當通風(fēng)機布置在除塵器之前（壓氣式）時，應(yīng)選用排塵通風(fēng)機。當然以上四個原則有時是互相矛盾的。所以，在設(shè)計時應(yīng)權(quán)衡輕重、全面考慮。對于較復(fù)雜的情況，可以草擬幾個組合方案進行對比分析，定出最經(jīng)濟最合理的網(wǎng)路組合方式。在組合風(fēng)網(wǎng)時，還須注意風(fēng)網(wǎng)總風(fēng)量不宜太大，吸風(fēng)點不宜太多，以使調(diào)整方便和運行可靠。1.3單獨風(fēng)網(wǎng)與集中風(fēng)網(wǎng)的比較單獨風(fēng)網(wǎng)的管道一般比較短而簡單，不像集中風(fēng)網(wǎng)那樣復(fù)雜。單獨風(fēng)網(wǎng)的風(fēng)量容易調(diào)節(jié)和控制。而在集中風(fēng)網(wǎng)中，當某一機器或吸點的吸風(fēng)量發(fā)生變動時，將會影響到網(wǎng)路中的其它機器或吸點的風(fēng)量，調(diào)節(jié)比較困難。單獨風(fēng)網(wǎng)往往因風(fēng)量較少而采用了小型通風(fēng)機和除塵器，相對地多占了面積而使安排更加困難，且小型電動機效率較低，不經(jīng)濟。集中風(fēng)網(wǎng)常把風(fēng)量較小而位置接近的許多機器或吸點組合在一起，在動力消耗和設(shè)備投資方面都比較經(jīng)濟。2通風(fēng)除塵的設(shè)計目的和內(nèi)容[2]設(shè)計目的通風(fēng)網(wǎng)路設(shè)計的目的主要是為了要完成這樣兩個任務(wù)：確定各段風(fēng)管的尺寸和全部網(wǎng)路的阻力。尺寸合適的風(fēng)管才能保證各機器有一定的吸風(fēng)量，并使空氣在管道中保持按規(guī)定的速度運動。同時，空氣在流過管道和各種設(shè)備時，是會遇到阻力的，這些阻力必須計算出來，然后選擇合適的通風(fēng)機，使其產(chǎn)生足夠的壓力來克服這些阻力。這樣，機器所需的風(fēng)量才能得到保證，才能實現(xiàn)防塵目的。設(shè)計內(nèi)容根據(jù)車間內(nèi)工藝設(shè)備和生產(chǎn)特點，正確地估計粉塵散發(fā)源、散發(fā)程度及散發(fā)粉塵性質(zhì)，決定如何采用防塵的措施。依設(shè)計原則正確地確定風(fēng)網(wǎng)的組合形式，合理地進行組合、布置，并按空間、平面的相對位置畫出計算用的網(wǎng)路圖（軸測圖或示意圖）。進行通風(fēng)網(wǎng)路的計算確定機器或吸風(fēng)點所需的吸風(fēng)量和空氣阻力。確定風(fēng)管中的風(fēng)速風(fēng)管內(nèi)的氣流速度按下列原則確定：不使粉塵在水平風(fēng)管內(nèi)沉積、造成風(fēng)管堵塞；不因風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速過高而使系統(tǒng)運行的動力消耗增加。通常在飼料加工廠的風(fēng)管中的風(fēng)速保持10?15m/s的范圍內(nèi)。直徑小的風(fēng)管應(yīng)取較小的風(fēng)速，直徑大的風(fēng)管可取較高的風(fēng)速，可參考下表選取。另外，對于較長的水平風(fēng)管中的風(fēng)速，應(yīng)該偏高一些。臨近風(fēng)機的總風(fēng)管中的風(fēng)速應(yīng)該是風(fēng)網(wǎng)中最高的。表1風(fēng)網(wǎng)中風(fēng)速的確定表1風(fēng)網(wǎng)中風(fēng)速的確定風(fēng)管直徑（mm） V100選取風(fēng)速（m/s） 10100?20012>20013?15以上所說是指風(fēng)速確定的一般原則。對于個別只管為了平衡阻力而提高風(fēng)速，則不受上述范圍的限制。計算風(fēng)網(wǎng)中各段風(fēng)管的尺寸。根據(jù)各管段的風(fēng)量和選定的流速，確定各管段的斷面尺寸（管徑）。確定除塵風(fēng)管直徑時，應(yīng)采用表2所列的統(tǒng)一規(guī)格，有利于工業(yè)化加工制作。表2 圓形除塵器風(fēng)管規(guī)格外徑(mm)外徑允許偏差（mm）壁厚(mm)外徑(mm)外徑允許偏差（mm）壁厚(mm)80；90；100；110；120；130；140；150；160；170；180；190；200；±11.5300；320；340；360；380；400；420；450；480；500±11.5210；250；220；260；240；280530；560；600；630；670；700；750；800±12.0選定除塵器的形式、規(guī)格，并計算其阻力。計算各段風(fēng)管的阻力和風(fēng)網(wǎng)的全部阻力，并對并聯(lián)管路進行阻力平衡。首先計算各管段的阻力和風(fēng)網(wǎng)的全部阻力：即計算阻力最大的串聯(lián)管路的各段阻力并累計為總阻力。即￡p=P1+P2+?+Pn式中：工P為阻力最大的串聯(lián)管路總阻力；PfP2、…為各管段阻力（各管段沿程阻力和局部阻力）其次考慮并聯(lián)管路的阻力平衡計算：現(xiàn)設(shè)想有一并聯(lián)管路，管段①和管段②相較于A點（節(jié)點），如圖所示。在節(jié)點A處只能有一個共同的壓力。但在進行風(fēng)管阻力計算時，兩管段的阻力不一定相等，以致風(fēng)量達不到設(shè)計要求。為此，當兩管段計算阻力的相對值超過10%時，就需要作平衡計算。阻力平衡方法有兩種：一種是調(diào)整局部阻力，就是在壓損小的支管上加裝閥門，利用其附加阻力來達到平衡；另一種方法是縮小支管直徑，從而提高支管的風(fēng)速，以達到阻力平衡的目的。在實際計算時，可應(yīng)用指數(shù)0.225公式，即d調(diào)后=d^（P調(diào)前/P調(diào)后）0.225確定通風(fēng)機的型號、轉(zhuǎn)速和功率消耗，并確定電動機規(guī)格。2.2.3繪制施工圖紙。3通風(fēng)除塵設(shè)備在飼料廠中主要采用的除塵設(shè)備有風(fēng)機、除塵器、及其相應(yīng)的輔助設(shè)備——吸塵罩、關(guān)吸塵罩[3]根據(jù)工藝條件不同，吸風(fēng)罩有兩種形式：一種為封閉式吸風(fēng)罩；另一種為敞開式吸風(fēng)罩。封閉式吸風(fēng)罩是吸風(fēng)罩同防塵密閉罩相連，其特點是把產(chǎn)生粉塵的塵源局部或整體完全密閉，粉塵被限制在一個小空間內(nèi)。敞開式吸風(fēng)罩（又稱外部吸風(fēng)罩）是由于工藝條件所限制，機器設(shè)備無法進行密閉，只能把吸風(fēng)罩設(shè)置在塵源附近（上部、下部或側(cè)面），依靠風(fēng)機的負壓把含塵空氣吸走。如袋裝式投料坑和打包機除塵系統(tǒng)的吸風(fēng)裝置就屬于這種形式。除塵器除塵器是通風(fēng)除塵系統(tǒng)重要設(shè)備之一，它的作用是將含塵氣體進行凈化，并將粉塵分離出來，再將凈化后的空氣排入大氣。3.2.1除塵器的分類[2]目前采用的除塵器種類形式繁多，根據(jù)除塵器原理和除塵方法通常有以下幾種：①利用塵粒的重力或慣性離心力的作用，例如沉降室、旋風(fēng)除塵器等；利用過濾的作用，例如袋式

除塵器、顆粒層除塵器等；③濕法洗滌作用，例如水浴除塵器、自激式除塵器等；④利用靜電除塵作用，例如電除塵器等。為了提高除塵器的效率，在除塵設(shè)計中常綜合幾個除塵原理，如旋風(fēng)與袋式除塵器組合，它既有離心力的除塵作用，又有濾袋的過濾作用；既有粗凈化，又有精凈化。表3 不同除塵器的綜合性能對照表⑷除塵器名稱 適用的粒徑效率（％）阻力（Pa）設(shè)備費運行費范圍（um）重力沉降室>重力沉降室>50<5050—130慣性除塵器25—5050—70300—800旋風(fēng)除塵器5—3060—70800—1500沖擊水浴除塵器1—1080—95600—1200沖擊式除塵器三5951000—1800電除塵器0.5—190—9850—130文丘里除塵器0.5—190—984000—10000袋式除塵器0.5—195—991000—1500少少中中下中上中上大大少少少少中大少中上3.2.2常用的除塵器飼料廠生產(chǎn)車間通常使用離心除塵器和袋式除塵器。離心除塵器：利用旋轉(zhuǎn)氣流的慣性離心力將灰塵從空氣分離出來的干式凈化設(shè)備稱作離心除塵器，或叫做旋風(fēng)除塵器。它的結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、造價和運行費較低。［5］在含塵氣流運動中,塵粒受到兩個力的作用,一為離心力的作用,使塵粒按某一徑向速度向外移動,另一個力是徑向空氣阻力,它阻礙灰塵沿徑向向外移動,塵粒的徑向速度越大,塵粒被上升氣流帶出除塵器的可能性越小,因而降塵效率就越高。對一定粒徑的塵粒來說,切向速度越大、旋轉(zhuǎn)半徑越小,則徑向速度越大,除塵效率越高。由旋風(fēng)除塵器工作原理可知,塵粒比重越大離心力越大，粒徑越大離心力也越大。］對于10ym以上的粉塵,凈化效率高到90%左右。離心除塵器在飼料加工廠中，習(xí)慣上叫做“沙克龍Cyclone）”，主要用作多級除塵中的一級除塵。［5］袋式除塵器［5］袋式除塵器是一種干式的高效除塵器，它利用纖維織物的過濾作用進行除塵。它具有以下特點：①除塵效率高。對0.5ym的粉塵，效率高達98—99%；②在一般情況下，從除塵器的排出的空氣的含塵濃度能達到衛(wèi)生標準，可以直接返回車間循環(huán)使用，以節(jié)省熱能；③收集下來的粉塵是干的可直接使用或處理；④一般不易被腐蝕；⑤除塵器中的灰塵濃度可能達到爆炸的程度，這時倘有火種進入，就會發(fā)生事故；⑥更換濾布時工人的勞動條件較差；⑦所需費用較昂貴；⑧如果處理的是濕性粉塵，織物就會出現(xiàn)硬殼般的結(jié)塊或堵塞現(xiàn)象。袋式除塵器的效率關(guān)鍵在于渡料的性能。實踐證明，平紋無絨毛濾料適于過濾纖維性灰塵。袋式除塵器主要用于中凈化與精細凈化，當被凈化的空氣初含塵量超過5g/m3時可作為第二級凈化設(shè)備，袋式除塵器效率可達99%以上。［6］3.3風(fēng)機［2］風(fēng)機是用于輸送氣體的機械。從能量觀點來看，它是把原動機的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的能量的一種機械。通風(fēng)系統(tǒng)常見的風(fēng)機有離心式通風(fēng)機和軸流式通風(fēng)機兩種，在飼料廠生產(chǎn)車間通風(fēng)除塵和氣力輸送使用最多的是離心式通風(fēng)機。離心式通風(fēng)機所產(chǎn)生的壓力一般小于15000Pa或1500mmH2O。壓力小于1000Pa的稱為低壓風(fēng)機，一般用于空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)；壓力小于3000Pa或300mmH2O的稱為中壓風(fēng)機；一般用于通風(fēng)除塵系統(tǒng)；壓力大于300mmH2O的稱為高壓風(fēng)機，一般用于氣力輸送系統(tǒng)。3.4關(guān)風(fēng)器［5］關(guān)風(fēng)器或叫閉風(fēng)器，是使卸料器或除塵器在有壓力差的情況下，能夠順利地排出物料，而又不致泄露空氣的一種設(shè)備。關(guān)風(fēng)器是氣力輸送裝置中十分關(guān)鍵的設(shè)備。它要求有良好的氣密性能，排料要連續(xù)可靠，不易破碎物料，外形尺寸要小，特別是高度要低。常用的關(guān)風(fēng)器有需要傳動的叫葉輪式關(guān)風(fēng)器和不需傳動的料封壓力門關(guān)風(fēng)器等。葉輪式關(guān)風(fēng)器的結(jié)構(gòu)及性能與普通旋轉(zhuǎn)葉輪式供料器相同。料封壓力門關(guān)風(fēng)器是依靠堆積一定高度的物料來保持氣密要求的。它的結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，不需傳動。缺點是需要有較高的垂直高度，否則容易漏風(fēng)。對于粉狀物料效果較差。4通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計中的問題4.1阻力平衡設(shè)計多吸點集中風(fēng)網(wǎng)時,在每個分支管上不宜采用閥門來平衡阻力。因為在實際操作時,很難將閥門調(diào)整到需要的準確位置（即使試車調(diào)整好后,在使用中,一旦調(diào)節(jié)某個支路閥門,整個風(fēng)網(wǎng)其他吸點的吸風(fēng)量也會發(fā)生變化）,因而使風(fēng)網(wǎng)各吸點的吸風(fēng)量很難符合設(shè)計需要值。造成有的吸點吸風(fēng)量過大,吸口風(fēng)速過高,糧粒被吸走；有的吸點吸風(fēng)量過小,灰塵外揚,嚴重時會使管路風(fēng)速過低,灰塵在風(fēng)管中沉降下來,逐漸把風(fēng)管堵塞,這樣各吸點的吸,風(fēng)量更偏離了設(shè)計所需風(fēng)量。因此設(shè)計集中風(fēng)網(wǎng)時,應(yīng)盡可能通過管徑、除塵器直徑來平衡阻力,使得各吸點的吸風(fēng)量滿足設(shè)計要求。[7]另外，在設(shè)計集中風(fēng)網(wǎng)時，如果水平管道過長，會使物料逐漸沉積使管路的管徑逐漸變小，阻力逐漸增加，破壞原有的阻力平衡。如水平管道過長時，可以采取兩種方法來處理：①適當提高水平管道中的風(fēng)管速度；②采取含塵空氣分段先凈化后并網(wǎng)的方式。[8]4.2吸風(fēng)量和風(fēng)速在確定防塵密閉罩的吸風(fēng)量時，必須考慮設(shè)備運行的特點、罩的結(jié)構(gòu)形式和罩內(nèi)氣流的運動狀況。另外，鑒于有些設(shè)備的通風(fēng)裝置兼有降溫、吸濕等任務(wù)，因此，機器的吸風(fēng)量應(yīng)滿足：①生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵不得向外飛揚，保證機器內(nèi)部的含塵空氣濃度達不到爆炸下限；②生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的熱量、水汽能被吸風(fēng)帶走。各個機器設(shè)備的吸風(fēng)量，在有關(guān)的設(shè)計手冊中都有介紹，但在實際應(yīng)用時，這些數(shù)據(jù)大都偏低。因此在設(shè)計時可適當增加10%?20%，有的可增加到30%。[8]表4 各吸風(fēng)點實際參考吸風(fēng)量[9]名稱吸風(fēng)量粒料下料口2700?3500m3/（h?m2）粉料下料口1500?1800m3/（h?m2）小料添加口800m3/（h?個）圓筒初清篩600?1200m3/（h?臺）圓錐粉料篩800?1200m3/（h?臺）粉碎機2600?3500m3/（h?m2）配料倉500?1000m3/（h?個）混合機500m3/（h?t）打包口600m3/（h?個）斗式提升機300?600m3/（h?臺）風(fēng)速包括吸塵罩吸口風(fēng)速和風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速。對吸口風(fēng)速應(yīng)由吸口面積來保證,吸口面積過小,會導(dǎo)致風(fēng)速過高,以致大量物料被吸入風(fēng)管,造成管道堵塞。因此吸風(fēng)口的合理設(shè)計和吸口風(fēng)速的控制,方能保證其它設(shè)計參數(shù)的正常使用。經(jīng)過多年實際應(yīng)用,筆者認為：粒狀原料吸塵