3GY型粉體無塵裝車機的研究與應(yīng)用
摘 要: 本文介紹了采用“密閉輸送、最小落差、零壓輸送、回轉(zhuǎn)連接和科學(xué)運行管理”技術(shù)，科學(xué)組合，研究開發(fā)成功的粉體無塵裝車機，科學(xué)地消除了高溫、高壓、高料位條件下貯倉放料、常規(guī)除塵器出灰和粉體轉(zhuǎn)輸與裝車的粉塵污染與資源流失。
高溫（200℃～300℃）、高壓（0.15～0.25MPa）、高料位工藝條件下貯倉的粉體卸料裝車及裝車作業(yè)的地點，均存在粉塵污染。據(jù)國內(nèi)外調(diào)研分析，礦山、冶金、有色、建材、化工、機械、電力等部門均存在此類問題，尤以煉鐵高爐除塵器（重力式和袋式）放料裝車作業(yè)最為突出，粉塵濃度高達2000～3000mg/m3，嚴重污染作業(yè)環(huán)境和大氣環(huán)境，危害職工和居民健康，同時也導(dǎo)致了大量資源流失，破壞了生態(tài)環(huán)境。
目前，高位料倉的粉體放料基本采取三種方式：第一種為普遍采用的高位溜管向車箱（火車或汽車）內(nèi)自由放料，放料時粉塵四處飛揚，嚴重污染環(huán)境；第二種為濕式裝車，即粉體在裝車前，利用雙軸攪拌機加水攪拌，以提高粉體含水率，抑制粉塵的逸散。但濕式攪拌裝車易受氣候影響，北方地區(qū)因冬季高寒結(jié)凍不能使用；第三種為真空抽吸式槽子化裝車或卸車，該方法技術(shù)先進，但國內(nèi)應(yīng)用的較少。粉體無塵裝車機是在第一種高位溜管作業(yè)的基礎(chǔ)上，采用機械動力手段實現(xiàn)的粉體無塵裝車設(shè)備。
1 結(jié)構(gòu)與特性
1.1 粉體無塵裝車的結(jié)構(gòu)
3GY型粉體無塵裝車機（見下圖），由粉體導(dǎo)出裝置（含兩級星形卸料器和緩沖倉）、壓力均衡與除塵裝置、回轉(zhuǎn)連接裝置、圓板拉鏈輸送機及其支撐裝置(含驅(qū)動裝置、輸送管和尾部裝置)、機體升降與調(diào)節(jié)裝置、程序控制操作裝置組成。
 1.粉體導(dǎo)出裝置；2.壓力均衡與除塵裝置；3.軟連接裝置；4.圓板拉鏈輸送機及其支撐裝置；5.機體升降與調(diào)節(jié)裝置；6.程序控制操作裝置 3GY型粉體無塵裝車機結(jié)構(gòu)圖 |
1.2 技術(shù)特性
該設(shè)備按粉體輸出與裝車的實際需要，可分為4個系列12個產(chǎn)品規(guī)格（見表1）；也可按用戶需要設(shè)計與制造不同規(guī)格的非標準設(shè)備。
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2 控制原理與關(guān)鍵技術(shù)
2.1 控制原理
組合式粉體無塵裝車機的控制原理是在高溫、高壓、高料位貯倉放料裝車過程中，根據(jù)粉體的貯存參數(shù)（溫度、壓力、落差和輸送量）、粉塵屬性（成分、粒度和濃度）和擴散規(guī)律，采用密閉輸送、最小落差、零壓輸送、回轉(zhuǎn)連接和科學(xué)運行管理技術(shù)的控制原理。
2.2 關(guān)鍵技術(shù)
（1）密閉輸送工藝技術(shù)
采用密閉輸送工藝技術(shù)，限制粉體在密閉空間內(nèi)輸送，是防止粉體逸出的關(guān)鍵技術(shù)，在應(yīng)用這一關(guān)鍵技術(shù)時，應(yīng)堅持粉體輸送全過程處于密閉狀態(tài)，全程控制粉體逸出。
（2）最小落差控制技術(shù)
采用最小落差控制技術(shù)，是科學(xué)減小粉體粒子重力加速度，防止粉體落地（下）沖激擴散、污染的關(guān)鍵技術(shù)。在應(yīng)用這一關(guān)鍵技術(shù)時，科學(xué)組織密閉部件的迂回組合，依靠機體升降裝置，將出料口與落料點的距離控制（手動、自動）為最。眩┲担逊垠w落地時的二次飛揚降低至最小程度。
（3）零壓輸送導(dǎo)出技術(shù)
零壓輸送導(dǎo)出技術(shù)，應(yīng)用氣體力學(xué)的聯(lián)通器原理，將輸送系統(tǒng)內(nèi)余壓與出料口大氣壓力貫通，依靠袋濾器泄壓、除塵與接零，可保證出料口氣體動壓為零，科學(xué)地消除了出料口余壓揚塵。
（4）回轉(zhuǎn)連接技術(shù)
回轉(zhuǎn)連接技術(shù)是一項嫁接技術(shù)，它對承擔機體鉸接、升降、回轉(zhuǎn)和形變收容，具有協(xié)同作用。
（5）科學(xué)運行管理技術(shù)
遵照“依次打開袋濾器-圓板拉鏈輸送機-星形卸料器-球形卸灰閥（自下而上逐開）；依次停止球形卸灰閥-星形卸料器-圓板拉鏈輸送機-袋濾器（自上而下逐停）；緊急狀態(tài)實施全線停車”的運行機制，在《3GY型粉體無塵裝車機運行操作規(guī)程》指導(dǎo)下，實施過程控制，保證粉體無塵裝車機功能的兌現(xiàn)。
3 應(yīng)用
3.1 高爐瓦斯灰粉體無塵裝車
2002年3月26日，第一臺3GY200型粉體無塵裝車機在鞍鋼11#高爐首次成功應(yīng)用；兩年內(nèi)，鞍鋼7#、9#和新1#高爐重力除塵器，也相繼安裝和使用了3GY300型粉體無塵裝車機，實現(xiàn)了高爐瓦斯灰無塵裝車。裝車時間按工藝要求控制在30～65min，完全可以滿足高溫（250℃）、高壓（0.25MPa）和高落差（10m）工況下高爐除塵器生產(chǎn)的實際需要，工作區(qū)粉塵濃度由1780mg/m3降到10mg/m3以下，粉塵削減率為99.66%，設(shè)備噪聲在90dB(A)以下，成為高爐重力除塵器的重要配套設(shè)備。
3.2 常用除塵器出灰裝車
2004年1月，五礦營口中板有限責(zé)任公司煉鐵廠的450m3高爐出鐵場袋式除塵器和礦槽靜電除塵器，應(yīng)用5臺3GY150型粉體無塵裝車機，實現(xiàn)了常用除塵器收下灰的無塵裝車，改善了勞動條件，減輕了勞動強度，保護了生態(tài)環(huán)境；同時，也簡化了除塵器出灰系統(tǒng)，節(jié)省了建設(shè)用地，節(jié)約了建設(shè)投資，提高了設(shè)備完好率，促進了生產(chǎn)建設(shè)發(fā)展。
3.3 粉體匯集、轉(zhuǎn)輸與無塵裝車
2004年9月，本鋼一鐵廠礦槽用40m2（三電場）靜電除塵器出灰系統(tǒng)改造工程，應(yīng)用YL150型圓板拉鏈機(2臺)、粉體貯倉（１座）與3GY150型粉體無塵裝車機（1臺），代替原有GX型螺旋輸送機，成功解決了40m2靜電除塵器三個灰斗的粉體收集、匯總、轉(zhuǎn)輸與無塵裝車。工作區(qū)粉塵濃度降到10mg/m3以下，從根本上解除了粉塵污染，減輕了勞動強度，消除了塵肺病危害，并降低了物料損失。
3.4 高位料倉粉體放料裝車
濟鋼原有各類除塵器出灰系統(tǒng)高位料倉放料點，采用濕式攪拌機配套建設(shè)密閉小室和局部排氣，運行時由于攪拌機加水不均和冬季結(jié)凍、設(shè)備粘結(jié)及腐蝕等原因，不能正常運行，且放料作業(yè)環(huán)境粉塵逸散，粉塵污染極其嚴重。
濟鋼2005年11月在三煉鋼廠倒罐站安裝了3GY150型粉體無塵裝車機并投入運行；2006年6月在三煉鋼廠1號轉(zhuǎn)爐二次除塵、2號轉(zhuǎn)爐二次除塵、1號精煉爐除塵、3號精煉爐除塵、輔原料除塵的高位貯倉相繼安裝了5臺3GY150型粉體無塵裝車機，粉體裝車能力25m3/h，主機容量4.0kW，裝車時間40min，作業(yè)環(huán)境粉塵濃度≤10mg/m3，設(shè)備噪聲<90dB（A）。
4 技術(shù)經(jīng)濟指標
按四種應(yīng)用類別和實際運行工況的綜合分析，主要技術(shù)經(jīng)濟指標見表2。
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應(yīng)用3GY型粉體無塵裝車機，大大簡化了除塵器出灰系統(tǒng)，節(jié)省用地、節(jié)省能源、節(jié)省除塵系統(tǒng)建設(shè)投資（占除塵器投資）15%；減少設(shè)備故障率，提升除塵設(shè)備與主機設(shè)備的同步運轉(zhuǎn)率；改善勞動條件，降低體力勞動強度，切實減輕職業(yè)性傷害；延長建筑物和生產(chǎn)設(shè)備壽命，對發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、建設(shè)環(huán)境友好型企業(yè)，保護生態(tài)環(huán)境，具有重大社會經(jīng)濟效益。
5 結(jié)論
3GY型粉體無塵裝車機是高新技術(shù)與常規(guī)技術(shù)的巧妙結(jié)合，其實現(xiàn)了密閉輸送工藝技術(shù)、最小落差控制技術(shù)、零壓輸送導(dǎo)出技術(shù)、回轉(zhuǎn)連接技術(shù)和科學(xué)運行管理技術(shù)的統(tǒng)一；控制原理科學(xué)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化，運行可靠、經(jīng)濟實用、安全環(huán)保；各項技術(shù)經(jīng)濟指標，居國內(nèi)領(lǐng)先水平和國際先進水平；廣泛適用于高爐重力除塵器瓦斯灰裝車、常用除塵器出灰裝車和粉體匯集、轉(zhuǎn)輸與裝車等作業(yè)；對保護環(huán)境、防治職業(yè)危害、資源回收與利用，企業(yè)清潔生產(chǎn)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，有重大社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益。
參考文獻：
[1] 國家經(jīng)貿(mào)委.環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十五”規(guī)劃[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2001（11）.
[2] 趙振奇,梁學(xué)邈.工業(yè)企業(yè)粉塵控制工程綜合評價[M]，北京:冶金工業(yè)出版 社，2002.
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