董志深

（保定維爾鑄造機(jī)械股份公司，河北保定 071051）

砂處理線除塵案例淺析

董志深

（保定維爾鑄造機(jī)械股份公司，河北保定 071051）

結(jié)合砂處理除塵案例分析，提出要合理布置設(shè)備內(nèi)部風(fēng)路系統(tǒng)，既要做好設(shè)備工作參數(shù)的選擇，同時(shí)也要考慮內(nèi)部風(fēng)路系統(tǒng)參數(shù)對(duì)粉塵排放的影響，只有內(nèi)外結(jié)合，相互協(xié)調(diào)，才可設(shè)計(jì)出適合鑄造企業(yè)的環(huán)保除塵系統(tǒng)。

除塵系統(tǒng)；案例分析；鑄造設(shè)備

目前，我國(guó)鑄造行業(yè)的能源消耗占機(jī)械工業(yè)能耗的25%～30%，能源利用率僅為17%。鑄造生產(chǎn)綜合能耗是國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的2倍[1]。鑄造行業(yè)的污染排放也相當(dāng)嚴(yán)重，控制和治理鑄造過(guò)程中的粉塵，是企業(yè)安全生產(chǎn)勞動(dòng)保護(hù)和防止環(huán)境污染的一項(xiàng)重要而又普遍性的問(wèn)題，也是實(shí)現(xiàn)鑄造生產(chǎn)現(xiàn)代化必不可少的環(huán)節(jié)。

鑄造企業(yè)的除塵系統(tǒng)并不象單純的環(huán)保除塵那樣，只是控制塵源點(diǎn)的揚(yáng)塵和粉塵處理。它要結(jié)合鑄造設(shè)備的工作特征，合理地設(shè)置排風(fēng)點(diǎn)和排風(fēng)風(fēng)量，并需與設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)相結(jié)合，使設(shè)備內(nèi)部空氣流動(dòng)得到一個(gè)合理的分布，才能使設(shè)備達(dá)到設(shè)計(jì)效果，除塵系統(tǒng)才可以以最低的投入和運(yùn)行成本達(dá)到最好的除塵效果和環(huán)境改善效果。

以砂處理設(shè)備中的沸騰冷卻床為例，其設(shè)計(jì)要考慮進(jìn)氣口的空氣流，在沸騰床底部的鼓風(fēng)室形成一個(gè)均勻的正壓，使氣流通過(guò)沸騰板的作用，將沸騰板上的砂子向斜上方吹起到一定的高度下落時(shí)，前進(jìn)一定的距離，上部要具有一個(gè)使粉塵不外溢且可以把下部吹上的風(fēng)量完全吸走的負(fù)壓。只有這樣，沸騰冷卻床才可以使高溫的型砂與低溫空氣充分接觸，設(shè)備才能達(dá)到其除濕降溫工作效果。這就要求除塵系統(tǒng)的風(fēng)壓、風(fēng)量、內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個(gè)合理的布局和配置。要做到這一點(diǎn)，單從排風(fēng)除塵的角度是難以做到的，必須在設(shè)備設(shè)計(jì)之初就將環(huán)保與設(shè)備設(shè)計(jì)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。但目前多數(shù)鑄造設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)與環(huán)保通風(fēng)設(shè)計(jì)脫節(jié)，總是把鑄造生產(chǎn)線的環(huán)保除塵系統(tǒng)與設(shè)備設(shè)計(jì)割裂開(kāi)來(lái)，有的企業(yè)甚至把鑄造線的環(huán)保除塵系統(tǒng)交由生產(chǎn)線的工藝設(shè)計(jì)者草草布局，這也是目前鑄造企業(yè)環(huán)境較差的一個(gè)原因所在。

下面就某砂處理線具體設(shè)備做一案例分析。

某砂處理生產(chǎn)線的篩分冷卻部分如圖1。舊砂先進(jìn)入滾筒破碎篩，經(jīng)振動(dòng)篩進(jìn)入沸騰冷卻床。除塵系統(tǒng)是沸騰冷卻床的支路經(jīng)旋風(fēng)除塵器與滾筒篩支路會(huì)合。

存在問(wèn)題：①沸騰冷卻床沸騰冷卻效果不好；②系統(tǒng)主風(fēng)機(jī)全開(kāi)時(shí)除塵系統(tǒng)排沙量過(guò)大，振動(dòng)篩粉塵外溢；③滾筒篩尾部廢料溜槽排出大量的粉塵。

問(wèn)題產(chǎn)生原因分析如下。（1）系統(tǒng)阻力不平衡，兩個(gè)支路風(fēng)量懸殊（圖1）。系統(tǒng)中沸騰冷卻床支路加了一個(gè)運(yùn)行阻力600Pa～1000Pa的旋風(fēng)除塵器，與滾筒破碎篩支路的阻力相差懸殊。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，在管路會(huì)合點(diǎn)既系統(tǒng)阻力平衡點(diǎn)，兩個(gè)支路的實(shí)際運(yùn)行阻力必然達(dá)到平衡，而系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)計(jì)算是按等風(fēng)速設(shè)計(jì)的（目前多采用此設(shè)計(jì)）。運(yùn)行中系統(tǒng)唯一可自動(dòng)改變的參數(shù)就是風(fēng)速，因而造成滾筒篩支路管路風(fēng)速過(guò)高，遠(yuǎn)大于系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)速，使得滾筒破碎篩吸風(fēng)量過(guò)大，篩體內(nèi)風(fēng)速過(guò)高，大量的型砂被風(fēng)帶走。而沸騰冷卻床支路風(fēng)量過(guò)小。為了調(diào)整風(fēng)速，現(xiàn)場(chǎng)只能把滾筒破碎篩風(fēng)量調(diào)整門開(kāi)的很小甚至到關(guān)閉狀態(tài)，才可使?jié)L筒破碎篩支路與沸騰冷卻床支路保持設(shè)定的風(fēng)量。但由于人為的加大破碎篩支路阻力，使得整個(gè)系統(tǒng)阻力加大，系統(tǒng)風(fēng)量就會(huì)大大減小，造成系統(tǒng)整體風(fēng)量不足，同時(shí)管路風(fēng)速變化較大，勢(shì)必造成管路積砂。

圖1 除塵系統(tǒng)示意圖

（2）沸騰冷卻床進(jìn)、出風(fēng)口位置和內(nèi)部擋風(fēng)板設(shè)置不合理，造成冷卻效果不好（圖2）。

該沸騰冷卻床鼓風(fēng)進(jìn)口設(shè)在震體的長(zhǎng)度方向，且下部風(fēng)室中只設(shè)置了進(jìn)口和末端擋風(fēng)板，中間部分沒(méi)有設(shè)置擋風(fēng)板，進(jìn)入風(fēng)室的高速氣流直達(dá)尾部，不利于在沸騰冷卻床底部鼓風(fēng)室中形成均勻的正壓（靜壓），使沸騰床面砂粒無(wú)法均勻的被風(fēng)拋起并與冷風(fēng)充分接觸。鼓風(fēng)口設(shè)在高溫進(jìn)砂端，排風(fēng)口設(shè)在冷卻后的出砂端，隨著空氣向后的流動(dòng)逐步吸收熱砂中的熱量，到達(dá)出風(fēng)口即出砂口時(shí)溫度已達(dá)最高，使末端的砂子處在高溫空氣當(dāng)中，無(wú)法繼續(xù)得到冷卻。沸騰冷卻床中的熱砂無(wú)法在整個(gè)床體長(zhǎng)度上持續(xù)均勻的降溫，造成其效果無(wú)法充分發(fā)揮。要解決這個(gè)問(wèn)題就要對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)加以調(diào)整，進(jìn)出口合理布置，使下部鼓風(fēng)室有一個(gè)均勻的正壓。上部排風(fēng)室的熱砂和空氣接觸保持一個(gè)應(yīng)有的溫度梯度，整個(gè)沸騰冷卻床的冷卻功能就可得到充分利用。

圖2 沸騰冷卻床示意圖

（3）滾筒破碎篩結(jié)構(gòu)的原因，在尾部形成靜風(fēng)區(qū)，使尾部積塵，并從廢料口排出（圖1）。

滾筒破碎篩的出口設(shè)在中間位置，且整個(gè)機(jī)體沒(méi)有設(shè)置補(bǔ)風(fēng)風(fēng)口，滾筒篩體內(nèi)部由下邊的振動(dòng)篩前、后口到滾筒篩頂部出風(fēng)口形成主風(fēng)路，進(jìn)料口到出風(fēng)口為輔助風(fēng)路。廢料口到出風(fēng)口區(qū)域由于廢料溜槽過(guò)長(zhǎng)阻力較大空氣流動(dòng)很少，形成一個(gè)靜風(fēng)區(qū)—積塵區(qū)，積聚的粉塵在很小的空氣流帶動(dòng)下進(jìn)入廢料溜槽隨廢料排出。

通過(guò)對(duì)以上問(wèn)題分析表明，砂處理設(shè)備的除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，與單純環(huán)保除塵是存在很大差別的。鑄造設(shè)備除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須深入到設(shè)備內(nèi)部，結(jié)合鑄造設(shè)備的工作原理，合理布置設(shè)備內(nèi)部風(fēng)路系統(tǒng)，既要選擇合理的設(shè)備參數(shù)又要選擇合理的風(fēng)路系統(tǒng)參數(shù)，只有內(nèi)外結(jié)合相互協(xié)調(diào)才可設(shè)計(jì)出適合鑄造企業(yè)的環(huán)保除塵系統(tǒng)。

控制和治理粉塵污染，應(yīng)從工藝改革和設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化同時(shí)著手，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化、密閉化，并配以合理的內(nèi)部通風(fēng)、布風(fēng)結(jié)構(gòu)，配套通風(fēng)除塵設(shè)施，這是最有效的途徑。同時(shí)應(yīng)將環(huán)保除塵設(shè)計(jì)融入到鑄造車間設(shè)計(jì)的全過(guò)程，在提出鑄造機(jī)械化的過(guò)程中同步解決鑄造車間的粉塵污染，使產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)境治理得到同步解決和提高，同時(shí)企業(yè)的安全生產(chǎn)、勞動(dòng)保護(hù)質(zhì)量也有了保障。

在解決好設(shè)備和局部除塵問(wèn)題的同時(shí)，做好鑄造車間的整體通風(fēng)除塵設(shè)計(jì)工作。如采用整體廠房分層送風(fēng)技術(shù)等，使工作區(qū)域獲得較高的空氣質(zhì)量，以改善工人的勞動(dòng)環(huán)境，做到無(wú)粉塵、無(wú)污染，使鑄造企業(yè)真正成為現(xiàn)代化的清潔工廠。

[1] 李元元，等.鑄造行業(yè)節(jié)能減排現(xiàn)狀及對(duì)策[C].2010年中國(guó)鑄造活動(dòng)周論文集

TG231.2；

B；

1006-9658（2012）05-0050-2

2012－08－23

稿件編號(hào)：1208－106

董志深（1962-），男，從事鑄造生產(chǎn)線及及除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作