摘要：隨著近年大型機(jī)械化糧庫的建成投產(chǎn)，“四散化”作業(yè)方式成為糧食倉儲物流業(yè)的主流形式，與之配套的車運散糧接卸設(shè)施——卸糧坑也隨之普及。如何安全高效地使用管理好卸糧坑，做好粉塵濃度的監(jiān)控和處理，預(yù)防粉塵爆炸，當(dāng)是關(guān)鍵。中央儲備糧東莞直屬庫有限公司（下稱“東莞直屬庫”）通過全面分析原卸糧坑除塵效果不理想的深層原因，制定出了切實可行的除塵系統(tǒng)整改方案并順利實施，新卸糧坑作業(yè)期間周圍5米范圍內(nèi)粉塵濃度下降90%，滿足了安全要求和環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，取得良好效果，社會效益顯著。該接卸系統(tǒng)粉塵產(chǎn)生的原因，從設(shè)計、設(shè)備性能、卸車作業(yè)方式、糧食質(zhì)量、風(fēng)向因素等方面重新進(jìn)行了系統(tǒng)性思考。

1、改造方案

1.1 原卸糧坑作業(yè)過程及存在的問題

原卸糧坑主體結(jié)構(gòu)位于地面下，地面以上僅格柵、主除塵風(fēng)管、立式布袋除塵器、除塵風(fēng)機(jī)可見。運糧車駛至格柵正上方自動下料，車料分離，通過倒楔形結(jié)構(gòu)糧食匯聚入刮板機(jī)內(nèi)，由刮板機(jī)運送至散糧輸送設(shè)備，由于糧堆周邊粉塵濃度大，能見度低，汽車卸下糧食后只能緩速移開卸料點。瞬間卸下車的糧食受設(shè)備產(chǎn)量限制緩慢流入刮板機(jī)，糧堆被厚厚一層高濃度粉塵籠罩。地面下倒楔形聚料裝置上端緣有兩排吸風(fēng)口用于收集糧堆周邊的粉塵。受車的擾動、風(fēng)的攪動，以及落料時氣流反作用下粉塵迅速擴(kuò)散，大量粉塵滯留在格柵處地面以上難以被地下的負(fù)壓除塵風(fēng)口收集。正常作業(yè)時，后一部車駛?cè)胄盾囄粫r，高濃度粉塵仍漂浮于格柵上部，大大降低了作業(yè)區(qū)的能見度，存在粉塵爆炸和卸車作業(yè)安全隱患。

數(shù)據(jù)顯示，卸糧作業(yè)時，格柵以下、刮板機(jī)上方糧食周邊粉塵濃度可達(dá)每立方米20000—100000毫克，格柵以上部位3米范圍以內(nèi)粉塵濃度達(dá)到每立方米200-1500毫克。風(fēng)力3級時，粉塵可被擴(kuò)散到半徑100米氛圍，對庫區(qū)和辦公區(qū)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重破壞。

1.2 問題分析

1.2.1開放式作業(yè)方式是導(dǎo)致除塵效果差的直接原因；

原卸糧坑采用的是開放式的除塵方式，即地面以上部分為完全敞開式，四周幾乎沒有可用于聚攏粉塵的擋墻，致使卸車作業(yè)時，即使非常微弱的風(fēng)吹，揚塵就會四處飄散。地面以上揚塵不會隨著糧流往下進(jìn)入流程或被設(shè)于地面以下的吸風(fēng)口捕捉而去。

1.2.2沉入式的吸風(fēng)形式是對導(dǎo)致地上部分除塵不力的根本原因；

原設(shè)計將吸風(fēng)口全部沉入地面以下刮板機(jī)匯流口的兩側(cè)立面墻壁上，所有風(fēng)口均布成兩排，每排12米長，每米布置直徑15mm的圓形進(jìn)風(fēng)口1個，支風(fēng)道采用等風(fēng)速變截面的設(shè)計理論。觀察發(fā)現(xiàn)，卸車作業(yè)時，糧流在重力作用下通過格柵進(jìn)入刮板機(jī)匯流斗，再進(jìn)入刮板機(jī)。而粉塵在糧食氣流的沖擊下向四周擴(kuò)散，在糧流裹挾下（約占粉塵總量的五分之一）進(jìn)入?yún)R流斗的部分灰塵會被吸風(fēng)口吸入除塵管網(wǎng)，得到凈化處理，其余部分全部滯留在格柵以上空間，即地面以上部位。該部分粉塵受到糧流、汽車尾氣或自然風(fēng)的擾動將四處飄散，污染周邊環(huán)境。

1.2.3均布式吸風(fēng)口設(shè)計不能很好滿足落料點的重點區(qū)域的需求；

原設(shè)計將吸風(fēng)口均布于整個卸糧坑兩側(cè)，且每個吸風(fēng)口沒有單獨的控制閥門，無法做到按需分布，因此，導(dǎo)致卸車落料點附近是風(fēng)量急需風(fēng)量不足，遠(yuǎn)離落料點的部位風(fēng)量大，且為除塵無效風(fēng)量。

1.2.4布袋除塵器性能下降，除塵能力無法滿足；

另外，作為除塵系統(tǒng)心臟的除塵器常年失修，個別布袋已經(jīng)完全被粉塵粘連堵塞，濾塵能力下降明顯。經(jīng)檢測，除塵風(fēng)量大大下降，除塵器進(jìn)出口壓差明顯加大。

1.3 改造思路

現(xiàn)場勘察，卸糧坑呈東西走向，與兩側(cè)的糧倉形成寬度約20米的巷道，容易在卸糧坑上方產(chǎn)生過堂風(fēng)。卸車過程會瞬間產(chǎn)生大量粉塵，主要成分以泥土和破碎糧食等有機(jī)雜質(zhì)為主，附著力強(qiáng)，容易污染周邊環(huán)境。車輛在倒卸糧食時所產(chǎn)生的粉塵在自然風(fēng)和車輛移動的慣性作用下四處飄散。改造方案是在現(xiàn)有條件下，以集中控制粉塵達(dá)到環(huán)保要求為目的，同時兼顧改造成本和運行成本最優(yōu)而進(jìn)行設(shè)計實施。為此，提出了改廣域除塵為集中除塵為設(shè)計思路，即在現(xiàn)有的卸糧坑兩側(cè)增建圍堵墻，局限粉塵活動范圍。同行，將吸風(fēng)口進(jìn)行重新布局，使風(fēng)量按需進(jìn)行合理分配，即在落料點加大吸風(fēng)量，遠(yuǎn)離落料點處減少風(fēng)量或者關(guān)閉風(fēng)門。結(jié)果相當(dāng)于將粉塵集中在狹長的立方體風(fēng)道中進(jìn)行除塵。

1.3.1增設(shè)擋風(fēng)墻

根據(jù)卸車車輛的規(guī)格和實際作業(yè)面尺寸，在原卸糧坑上方增設(shè)尺寸為12m*4m*7m的固定墻壁，墻壁采用輕質(zhì)夾板材質(zhì)，將粉塵控制在一定的范圍內(nèi)。

1.3.2吸風(fēng)口改造

擋風(fēng)墻建成后，根據(jù)卸船時落料點的大小、揚塵的區(qū)域范圍，初次改造在墻體兩側(cè)對開規(guī)格為1.2m*0.3m吸風(fēng)口30個，每側(cè)15個，共計30個。單側(cè)豎直方向分為三排布置，水平方向每排設(shè)有5個通風(fēng)口。每排風(fēng)口通過鍍鋅管匯流到支風(fēng)管，然后將支風(fēng)管匯流至主風(fēng)管，連接到除塵器。

1.3.3 吸塵方式改造及布袋除塵器性能修復(fù)

調(diào)整原設(shè)計的吸塵方式。廢除卸糧坑原有的地下兩側(cè)的變截面支風(fēng)管。改成3*5吸風(fēng)口并匯流至支風(fēng)道，然后連接至主風(fēng)道和除塵器。每個進(jìn)風(fēng)口增加風(fēng)門，以便調(diào)節(jié)風(fēng)量至按需分配。

全面檢查除塵器，更換報廢布袋，修補磨穿袖口，確保除塵器不漏風(fēng)、不漏塵，風(fēng)量達(dá)到設(shè)計風(fēng)量。

1.3.4增加感應(yīng)門，形成相對密閉空間

在車輛駛?cè)胄都Z坑的入口處增設(shè)自動感應(yīng)門，當(dāng)車輛觸發(fā)一號感應(yīng)器時，閘門快速升起，車輛通過閘門駛?cè)胄都Z坑后，閘門快速關(guān)閉，此時，卸糧坑上方空間呈三面密閉狀態(tài)，風(fēng)從車輛駛出口進(jìn)入卸糧坑上方空間，將粉塵送入吸風(fēng)口。

2、改造實施

2.1 除塵器性能恢復(fù)

原設(shè)計采用兩臺功率為15Kw的立式除塵器，單臺風(fēng)量為7900-14000立方，兩臺除塵器最大風(fēng)量為28000 m³/h，實測風(fēng)量19380m³/h，其中一臺風(fēng)量為8800m³/h，另一臺為10580m³/h，較設(shè)計風(fēng)量下降12.5—26%。

2.2 除塵器風(fēng)量驗證

新方案中30個吸風(fēng)口的總吸風(fēng)面積為10.8㎡。半封閉空間體積為336 m³，卸車作業(yè)每次約60秒，考慮到車輛卸料結(jié)束將立即離開卸料區(qū)，容易產(chǎn)生空氣擾動，不利于粉塵的吸收。所以按照60秒換氣一次設(shè)計，即除塵器的設(shè)計風(fēng)量為336 m³*60次/h即20160 m³/h，與現(xiàn)有除塵器的總風(fēng)量基本相當(dāng)。

2.3 吸風(fēng)口面積確定

單一吸風(fēng)口的截面積過大，會導(dǎo)致風(fēng)速較小，吸力不足，不能有效的將進(jìn)入吸風(fēng)口的粉塵帶入除塵器內(nèi)，在支風(fēng)道內(nèi)形成堆積塵，無法滿足粉塵防爆要求。對此，通過調(diào)整風(fēng)門大小，使支風(fēng)道風(fēng)速足以帶走其中的粉塵為原則。同時通過開閉閥門的數(shù)量，調(diào)節(jié)風(fēng)口分布區(qū)域及除塵管網(wǎng)的風(fēng)速，滿足除塵總體效果需要。

做法如下：使用膠帶紙將吸風(fēng)口面積進(jìn)一步細(xì)分，即每個1.2m*0.3m的吸風(fēng)口改為三個獨立風(fēng)口：兩個0.2m*0.5m和一個0.2m*0.2 m。改造后的風(fēng)口規(guī)格及數(shù)量如下：

規(guī)格: 0.2m*0.5m，數(shù)量：60個；

規(guī)格: 0.2m*0.2 m，數(shù)量：30個。

對不同截面積的風(fēng)口進(jìn)行風(fēng)速測試，測試結(jié)果如下：

每組吸風(fēng)口僅開1個0.1㎡的風(fēng)口時，實測風(fēng)速： 1.87m/s

每組吸風(fēng)口僅開兩個0.1㎡風(fēng)口時，實測風(fēng)速：0.93 m/s

每組吸風(fēng)口僅開1個0.04㎡的風(fēng)口時，實測風(fēng)速：4.6 m/s

每組吸風(fēng)口僅開1個0.1㎡和0.04㎡的風(fēng)口時，實測風(fēng)速：1.3 m/s

從測試結(jié)果看，除塵器在風(fēng)量變化不大的前提下，吸風(fēng)口面積越小，風(fēng)速越大。根據(jù)實際卸糧點的位置不同、糧情粉塵含量、水分高低不同等情況，反復(fù)調(diào)試，最終確定將距離落料點位置最遠(yuǎn)的吸風(fēng)口關(guān)閉10個，總的吸塵口數(shù)量由30個減少為20個，吸風(fēng)口總有效面積約為0.8㎡。根據(jù)粉塵飄散特性，分別調(diào)整各風(fēng)口的風(fēng)速，在粉塵濃度最大的位置給予最大的風(fēng)速，上方和較遠(yuǎn)側(cè)提供較小的風(fēng)速。最終測得各吸風(fēng)口的平均風(fēng)速為6m/S-9m/S，相當(dāng)于5級風(fēng)效果，卸糧點中心部分吸風(fēng)口吸風(fēng)風(fēng)速可達(dá)到13m/S,較好地滿足了現(xiàn)場粉塵控制的要求。

通過反復(fù)調(diào)試，粉塵被包圍在半封閉空間，有效杜絕了自然風(fēng)的干擾，避免了粉塵擴(kuò)散。測試結(jié)果顯示，上述風(fēng)量基本滿足半封閉空間除塵的需要，風(fēng)速和除塵速度基本與卸車速度吻合。

3、效果分析

系統(tǒng)改造完成后運行穩(wěn)定，通過跟蹤測試粉塵濃度并與改造前進(jìn)行對比，改造效果達(dá)到預(yù)期。

改造后卸糧坑周邊5米以外范圍粉塵濃度完全達(dá)到國家環(huán)保要求標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。

4、后期管理與維護(hù)

4.1定期保養(yǎng)自動感應(yīng)門相關(guān)組件，確保使用性能；

4.2按需機(jī)動調(diào)整吸風(fēng)口風(fēng)速，定期清理風(fēng)道積塵；

4.3定期檢查、清理除塵器布袋；

4.4定期檢查除塵器的脈沖噴吹系統(tǒng)等。

4.5由于來糧質(zhì)量差異，按需調(diào)整吸風(fēng)口的風(fēng)速除塵效果會更加。

5、結(jié)論與心得

5.1 通過試驗看出，上述改造方案是可行的。改造過程有如下體會：一是改造后除塵系統(tǒng)風(fēng)力大，效率高，粉塵收集效果好。二是成本低，投入小。改造是在原設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，通過對吸風(fēng)方式、風(fēng)口布置、風(fēng)速調(diào)整做簡單的再設(shè)計，即可達(dá)到預(yù)期，投入成本很少。三是卸船效率提高。通過加裝快速自動控制門，使粉塵能夠在極短的時間內(nèi)吸收處理完畢，縮短了后車等候時間。四是大大降低了粉塵爆炸的風(fēng)險，由于集塵效率提高，糧食中的揚塵一定程度上被從糧食里面分離出來，降低了糧食輸送過程的揚塵含量。

5.2 建議增加粉塵濃度在線監(jiān)控和處理系統(tǒng)，將粉塵爆炸的風(fēng)險降到最低。

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