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抛丸机通风除尘系统的优化改造

作者:广州新瑞环保     来源:www.xinruiep.com     发布时间:2018-11-03 17:12:33

摘要:讲述了除尘系统设计不当带来的环境影响,并对其进行了形成原因的分析,提出了较为合理的优化设计改造,为铸造厂抛丸通风除尘提供了参考依据。

关键词:抛丸;通风除尘;除尘优化;除尘器设计;

旋风除尘器是利用旋转的含尘气流运动时所产生的离心力,将粉尘从气流中分离并捕集下来的一种干式除尘器。旋风除尘器与其他除尘器相比,本身没有运动部件,具有结构简单、造价便宜、耐高温、可以连续运转、除尘效率高、维护管理方便等特点,可以适应粉尘浓度为0.01~500g/μm3的含尘气流;对于收集5~10μm以上的尘粒,其除尘效率可达90%左右。在某铸造厂清理铸件表面的抛丸机除尘系统的应用上,就使用了旋风除尘器,除尘效果很好,但是却带来了负面的影响。

该厂抛丸机除尘系统布局图如图1所示:

抛丸机通风除尘系统

一、存在的问题

1.部分粉尘被带到车间屋面,影响建筑安全

本除尘系统只有旋风除尘器,尘源产生是当抛丸机运转时,或压缩空气喷丸时,密闭室内将产生大量粉尘,其中:一是被清理铸件上沽砂及氧化皮,二是铁丸与铸件撞击产生细小铁尘,三是抛下的残砂及氧化皮与铁丸大小相等,过筛时分离不出来,仍混入铁丸中,抛丸时再次与铸件撞击而产生细小的粉尘,此外铁丸在输送清理过筛分离过程中也产生粉尘。

由于抛丸过程中产生的尘粒直径范围较大,其当量直径在几微米到几十微米不等,如果只用旋风除尘器的话,那么在去除大颗粒粉尘的同时,一部分粒径小的粉尘就会随着管道被输送到高空,随风飘下。一方面影响了周围的绿化带的花草树木,破坏了环境的整洁,另一方面,飘到了到车间屋面,并在屋面堆积一层较厚的铁屑粉尘层;由于此类粉尘密度较大,这层重量较大的铸铁粉尘对车间建筑安全带来隐患。

抛丸机通风除尘系统

2.管道弯头多有磨损,影响除尘效果

除尘管道磨损是一种必然存在的现象,它主要发生在管道的局部异形构建处,如管道的弯头、三通等。线性管道的磨损相对要弱,常出现在管道地底部,但如果管道有积灰较多时,管道磨损就容易出现在上部。这种磨损容易造成系统漏风,影响除尘系统的控制效果,破坏除尘系统功能,甚至造成系统瘫痪;对于高空铺设的除尘管道,磨损会使管道的刚度和强度急剧下降,带来安全隐患。

二、对策探讨

1.旋风除尘器与袋式除尘器

由于旋风除尘器主要用于处理尘粒直径较大的粉尘,捕集效率较高;而对于直径较小接近和小于1μm的粉尘,捕集效率较低。因此在优化设计改造中,采用旋转式除尘器与袋式除尘器相配合的二级除尘系统,以达到较高的除尘效果,如图2所示:

抛丸机通风除尘系统

在图2的优化设计中,只把旋风除尘器作为预处理器,这样可以提前将颗粒较大的粉尘尽可能捕集,这样做,既可以消除尘粒对袋式除尘器滤袋造成的磨损。又可以减轻袋式除尘器的粉尘负荷;用袋式除尘器作为二级除尘处理器,这样对粒径大于1μm和粒径小于1μm都有很好的捕集作用。经过二级除尘后的气流中,能直接飘落下来的尘粒就几乎没有了,尘粒也就不会飘落下来或者飘落在车间的屋面,既不会破坏周围的绿化带,也消除了房屋建筑的安全隐患。根据该厂粉尘种类及除尘量,采用仓顶袋式除尘器,属于下进风正压袋式除尘器的一种。这种除尘器滤袋固定在花板上,上部吊挂在振动架上。含尘气体有下部进入滤袋,洁净气体由顶部的排风帽排出:这种结构不设灰斗,而是将箱体直接装在产尘装置的上面,滤袋上的粉尘直接落入产生装置内,采用48袋规格即可。这种除尘器的特点是结构简单,安装、操作方便,维护也容易。

2.影响管道磨损的因素分析

2.1管内尘粒浓度

经试验证明,粉尘浓度对磨损的影响呈线性关系浓度越大,意味着尘粒的粒径和重度越大,磨损就越严重。试验表明,随着粒径的增大,磨损就会加剧。当dp=90+2μm时,磨损量最大;当dp<10μm时,粉尘对壁面的磨损最小。

2.2管内风速

试验表明,速度队管道磨损的影响最大,磨损量与速度的三次方成正比。另外,速度大小直接反映到吸尘罩内,速度越高,罩内速度越大,会造成大量颗粒进入管内,加速了磨损。因此,在保证管内粉尘部沉降的前提下,应尽量控制管内风速。

2.3冲击角度

据研究,冲击角度与管道的磨损率有关,见图3。从图中可以看出,冲击临界角度为20°,小于20°,管道磨损率随角度的增加而急剧加大;大于20°,管道磨损率随角度的增加而逐渐减小,接近90°时,管道磨损率最小。

抛丸机通风除尘系统

2.4材料硬度

材料硬度对磨损率也有影响,硬度越高,磨损越慢;硬度越低,磨损越快。

从以上分析可以看出,影响管道磨损的因素主要有粉尘质量浓度、管内风速、冲击角度以及材料硬度的影响实验表明,质量浓度越大,磨损越严重;风速越大,磨损越严重;冲击角度越小,磨损也严重;摩擦系数越大,磨损越严重。

因此要解决管道磨损的问题,应做到:在保持尘粒不沉降的情况下,尽量控制风速;尽量加大弯管的曲率半径,以减小磨损;采用防磨涂料.可在管子外壁涂以石英粉和水玻璃混合涂料、辉绿岩和水玻璃法混合涂料、氟硅酸钠和水玻璃等混合涂料;在耐磨方面,衬里采用耐磨材料,如耐磨铸铁,并以选用QT10、QT20、QT30球墨铸铁为宜。

以上措施,在实际操作中都具有可行性,针对该厂实际情况,采用了第二条和第三条措施,适当加大了弯头的曲率半径,并在加大对弯管外面涂上了氟硅酸钠和水玻璃等混合涂料,混合的比例是1.2:1,在一定程度上减少了管道的磨损,起到一定的作用。

抛丸机通风除尘系统

三、结语

通过对该铸造厂抛丸机通风除尘系统存在问题的分析,提出了相应的优化设计改造方案,并加以实施,既保护了产尘车间周围的工作环境不受污染,又消除了铁屑粉尘落在车间屋面存在的安全隐患,并解决了长期运行带来的管道磨损问题。实践证明,二级除尘系统优化设计在通风除尘系统设计方面具有一定的优越性,为铸造行业的粉尘污染治理提供了较好的案例。

(本文作者:郭顺荣,陕西法士特齿轮有限责任公司)

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