張鵬飛，郭瑞軍（臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276000）

水幕除塵系統(tǒng)在鋼閘門噴砂除銹中的應(yīng)用

張鵬飛，郭瑞軍
（臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276000）

【摘要】結(jié)合鋼閘門噴砂除銹工藝條件的改善，通過對原有除塵設(shè)備進(jìn)行技術(shù)革新，改造了水幕式除塵系統(tǒng)，此系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、除塵高效等優(yōu)點。通過對除塵效果的分析和計算，達(dá)到了較高的除塵效率，同時降低了勞動者的職業(yè)健康風(fēng)險，保護了周邊大氣環(huán)境。

【關(guān)鍵詞】鋼閘門；噴砂除銹；水幕除塵

噴砂除銹采用壓縮空氣為動力，形成高速噴射束，將噴料高速噴射到需處理工件表面，使工件的表面獲得一定的清潔度和不同的粗糙度，提高工件的抗疲勞性，增加涂層附著力，延長涂膜的耐久性。優(yōu)點是徹底、通用、迅速、高效，但作業(yè)過程中產(chǎn)生大量的粉塵，嚴(yán)重危害員工職業(yè)健康和周邊大氣環(huán)境。國內(nèi)目前的除塵方法多采用布袋除塵法、旋風(fēng)多管除塵法、重力沉降法等，造價高、管道復(fù)雜、耗能高。經(jīng)過革新改造成的水幕式除塵系統(tǒng)具有造價低、耗能小、結(jié)構(gòu)簡單、除塵效率高的優(yōu)點，同時降低員工職業(yè)健康風(fēng)險，保護周邊大氣環(huán)境。

1　除塵系統(tǒng)布置

噴砂除銹采用粗河砂為原材料，粒徑為0.5～1.5mm，噴射過程中顆粒分離，一部分形成0.2～1.5mm的顆粒，這部分顆粒粒徑較大，在重力作用下掉落，另一部分形成20～200μm的細(xì)小顆粒，這部分顆粒在噴射流和車間氣流的作用下會長時間的漂浮在車間中上部。

本除塵系統(tǒng)集風(fēng)管設(shè)置在距離地面高度4 m的車間預(yù)留墻孔中，為直徑890mm的無縫鋼管，水平方向布置在噴砂車間中部，風(fēng)管采用坡降和彎曲后與通風(fēng)機入口連接，通風(fēng)機出口與連接重力沉降室的風(fēng)管相連。沉降室上部采用一臺加壓水泵連接一組高壓水霧噴頭，形成一道凈化水幕，水幕下方布置過濾網(wǎng)，含塵空氣在凈化水幕的沖擊下把固體顆粒分離出來，沉落至重力沉降室底部，凈化空氣隨重力沉降室預(yù)留排氣孔排放到大氣中。除塵用水經(jīng)過處理后流入蓄水池中，可重復(fù)利用。

2　通風(fēng)機型號的選擇及參數(shù)的計算

噴砂車間外形尺寸為長22m，寬18.8m，高11m。內(nèi)部凈體積為4550m3；根據(jù)噴砂車間要求每隔5min左右換氣一次，通風(fēng)量為54600m3/h。根據(jù)噴砂除銹車間總風(fēng)量的需求和風(fēng)機的設(shè)計風(fēng)壓，通過考察后選擇的風(fēng)機型號為：C6-48No.11C；風(fēng)機流量：5000～60000m3/h；風(fēng)機輸出壓力1600～2400 Pa；風(fēng)機電動機功率30kW。

3　除塵系統(tǒng)的工作原理

通過離心式通風(fēng)機的葉輪旋轉(zhuǎn)，使風(fēng)管內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，噴砂車間內(nèi)部空氣由風(fēng)管入口進(jìn)入風(fēng)管，粉塵隨著空氣的流動一同進(jìn)入風(fēng)管，部分粉塵由于受重力作用在風(fēng)管底部自動排污閥處排出，剩余粉塵和空氣經(jīng)通風(fēng)機進(jìn)入連接風(fēng)管，在粉塵收集箱中匯聚，繞流氣體中的顆粒受慣性的影響保持自身的行進(jìn)方向，與高壓水噴頭形成的水幕發(fā)生碰撞，從而使固體顆粒沉降，與氣體分離。

氣流沿著通道流動時，受沉降室封蓋的阻擋作用，在狹窄的通道內(nèi)局部強化，形成快速氣流，快速氣流帶動液體脫離液體平面噴向氣流通道內(nèi)的空間，形成液幕和大量液珠，液珠受自重作用與氣流分離，落回重力沉降室底部。在此過程中，含塵氣體與液體充分接觸，完成氣相與液相之間的能量交換與物質(zhì)交換，含塵氣體中的粉塵與氣體也同步進(jìn)行了分離，粉塵被水幕所攔截，進(jìn)入水中，潔凈氣體隨排氣管道排放至大氣中。

4　除塵效率計算

除塵系統(tǒng)效率是評價除塵系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)之一。它是指除塵系統(tǒng)從氣流中捕集粉塵的能力，常用除塵全效率、分級效率和穿透率表示。本系統(tǒng)的效率采用全效率分析法計算如下：

4.1全效率質(zhì)量計算法

含塵氣體通過水幕除塵系統(tǒng)時所捕集的粉塵量占進(jìn)入除塵器的粉塵總量的百分?jǐn)?shù)稱為除塵器全效率。即：η=G3/G1×100%=（G1-G2）/G1×100%

式中：η為全效率；G1為進(jìn)入除塵系統(tǒng)的粉塵量，g/s；G2為從除塵系統(tǒng)排風(fēng)口排出的粉塵量，g/s；G3為除塵系統(tǒng)所捕集的粉塵量，g/s。

4.2除塵效率計算

對本水幕除塵系統(tǒng)正常工作10min的數(shù)據(jù)計算，對車間內(nèi)固體顆粒的密度進(jìn)行測量，密度為142.8 g/m3。10min內(nèi)進(jìn)入除塵系統(tǒng)的粉塵量為278.5 g；計算得：G1≈0.46 g/s。

對本水幕除塵系統(tǒng)正常工作30min的數(shù)據(jù)計算，對除塵系統(tǒng)排風(fēng)口重力沉降室固體顆粒的密度進(jìn)行測量，密度為66.79 g/m3。

30min內(nèi)從除塵系統(tǒng)排風(fēng)口排出的粉塵量，用粉塵收納計量器具測得：m=12.42g；G2≈0.0069 g/s。除塵系統(tǒng)所捕集的粉塵量為：G3=0.453 1 g/s。經(jīng)計算，除塵效率：η≈98.5%

5　結(jié)論

水幕除塵系統(tǒng)有效解決了噴砂過程中的粉塵排放問題，作業(yè)場所內(nèi)部空氣得到凈化，保障了作業(yè)人員的健康安全，改善了噴砂工藝條件，提高了工作效率，且本系統(tǒng)具有價格低廉、結(jié)構(gòu)簡單、安裝調(diào)試方便的優(yōu)點，在金屬結(jié)構(gòu)噴砂除銹工藝技術(shù)方面具有良好的推廣應(yīng)用價值。

（責(zé)任編輯 遲明春）

【中圖分類號】TV66

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B

【文章編號】1009-6159（2015）-09-0039-01

收稿日期：2015-05-18

作者簡介：張鵬飛（1987—），男，助理工程師