粉塵是我國(guó)重點(diǎn)防控的十大類危害因素之一，被列入衛(wèi)生部頒發(fā)的《職業(yè)病危害因素分類目錄》中的第一類，它是污染工作環(huán)境、損害勞動(dòng)者健康的重要職業(yè)性有害因素。所有粉塵顆粒對(duì)身體都是有害的，不同特征的生產(chǎn)性粉塵，可能引起機(jī)體不同部位和程度的損害。勞動(dòng)者長(zhǎng)期在粉塵環(huán)境中工作，吸入肺內(nèi)的粉塵可引起多種職業(yè)性肺部疾病，其中危害最大的是導(dǎo)致塵肺病。而控制粉塵危害重要的措施是采取通風(fēng)收塵設(shè)施，控制粉塵逸散，以降低工作場(chǎng)所空氣中粉塵的濃度。為此，設(shè)計(jì)并安裝有效的粉塵收集系統(tǒng)是控制粉塵危害和環(huán)境治理中一項(xiàng)重要的措施。本文就兩種粉塵收集系統(tǒng)在環(huán)境治理中的各自應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，并結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)兩種粉塵收集系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。

　　1脈沖袋式除塵系統(tǒng)

　　除塵系統(tǒng)一般由集氣吸塵罩、進(jìn)氣管道及其附件、除塵設(shè)備、排灰裝置、風(fēng)機(jī)、排氣煙囪和電控裝置等組成。它是利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力，將含塵氣體從塵源經(jīng)抽風(fēng)管道進(jìn)入除塵設(shè)備內(nèi)凈化，凈化后的氣體經(jīng)排氣煙囪排出，回收的粉塵由排灰裝置集中排出，返回工藝流程。

　　表1常用除塵器種類、適用范圍及性能

　　袋式除塵器作為一種高效除塵設(shè)備，其特點(diǎn)是利用多孔的袋狀過濾元件從含塵氣體中捕集粉塵，對(duì)微細(xì)粉塵的除塵效率也可達(dá)到99%以上，詳見表1，而且不受比電阻等性質(zhì)的影響，適應(yīng)性強(qiáng)，在含塵濃度很高或很低的條件下，都能獲得令人滿意的工作效果。此外，其規(guī)格多樣，應(yīng)用靈活，便于收回干物料，沒有污泥處理廢水污染等問題。

　　袋式除塵器使用的關(guān)鍵點(diǎn)在于清灰，清灰效果在很大程度上決定著袋式除塵器及整個(gè)系統(tǒng)的成敗，脈沖噴吹方式的清灰能力最強(qiáng)，效果最好，可允許高的過濾風(fēng)速，并保持低的壓力損失，以這一清灰方式為特征的脈沖袋式除塵器已成為近年除塵設(shè)備的的主流首選產(chǎn)品。脈沖袋式除塵系統(tǒng)的工作原理是：含塵氣體進(jìn)入脈沖袋式除塵器后，氣流速度下降，粉塵中的粗顆粒直接沉淀至灰斗，細(xì)小粉塵隨氣流經(jīng)濾袋過濾，粉塵附著于濾袋的外側(cè)，隨著積灰的不斷積累，除塵濾袋內(nèi)外側(cè)的壓差逐漸增加，當(dāng)壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，脈沖閥膜片自動(dòng)打開，脈沖空氣通過噴嘴噴入濾袋，濾袋膨脹，從而使附著在濾袋上的粉塵脫落，達(dá)到除塵的效果，而凈化后的滿足排放要求的氣體可經(jīng)風(fēng)機(jī)抽出直接排入大氣。

　　在除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，必須抓住三個(gè)重要的環(huán)節(jié)：1）塵源點(diǎn)的密閉，2）合理確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)量，3）吸塵罩的設(shè)置，這三者是決定整個(gè)除塵系統(tǒng)的大小、能效大小、投資大小、運(yùn)行費(fèi)高低和粉塵捕集效果的重要條件。下面結(jié)合一個(gè)工程實(shí)例，具體分析這三個(gè)環(huán)節(jié)在除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要作用。

　　1.1工程實(shí)例介紹

　　某項(xiàng)目磷礦石經(jīng)粗碎后由皮帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至下一工藝流程再細(xì)碎篩分，皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)處由于高度落差的存在，不可避免地引起粉塵的飛揚(yáng)逸散，因而設(shè)置了脈沖袋式除塵系統(tǒng)，系統(tǒng)圖見圖1。

　　1.2除塵系統(tǒng)分析

　　從圖1中可以看出，該除塵系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，通過在皮帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)落料點(diǎn)設(shè)密閉吸塵罩，將揚(yáng)塵收集至脈沖袋式除塵器中，經(jīng)濾袋過濾后，凈化后的滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)引至圓錐形風(fēng)帽直接排入大氣，而附著在濾袋上的粉塵經(jīng)脈沖噴吹后落入灰斗至皮帶輸送機(jī)上，到下一工藝流程，礦物回收利用。

　　在該除塵系統(tǒng)中，首先需要的就是工藝專業(yè)的配合，對(duì)粉塵逸散點(diǎn)采取密閉措施，將塵源點(diǎn)產(chǎn)生的粉塵封閉在較小的范圍內(nèi)，這才便于對(duì)粉塵進(jìn)行有組織有效的捕集，進(jìn)入除塵系統(tǒng)的料氣比得以提高，一定程度上降低除塵系統(tǒng)的規(guī)模。塵源點(diǎn)的密閉好壞，對(duì)整個(gè)除塵系統(tǒng)的大小，除塵效果和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性都是至關(guān)重要的。常規(guī)的密閉方式如圖2所示，通過在皮帶輸送機(jī)上設(shè)置一定長(zhǎng)度的導(dǎo)料槽，端頭加裝遮塵簾，將粉塵封閉在局部范圍內(nèi)。

　　其次，除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還須合理確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)量，使整個(gè)除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既經(jīng)濟(jì)又合理，在確保對(duì)粉塵逸散點(diǎn)的有效控制的前提下，不要肆意放大除塵風(fēng)量，否則會(huì)引起除塵系統(tǒng)龐大，管道尺寸偏大，耗能加大，成本和運(yùn)行費(fèi)用增大，加大除塵器的負(fù)擔(dān)。除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)量有兩部分組成，一部分是隨物料帶入的空氣量，另一部分是為了使密閉吸塵罩內(nèi)形成一定負(fù)壓，由不嚴(yán)密處吸入的空氣量。設(shè)計(jì)手冊(cè)[4]上詳細(xì)給出了常用生產(chǎn)設(shè)備密閉罩及排風(fēng)量的確定，除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)可參照?qǐng)?zhí)行，本工程的除塵設(shè)計(jì)風(fēng)量就是依據(jù)實(shí)際工藝流程中落料高差和溜槽傾斜角度，結(jié)合設(shè)計(jì)手冊(cè)計(jì)算確定，再根據(jù)皮帶輸送機(jī)的帶寬進(jìn)行修正得出。一般由粉塵的特性可以確定除塵風(fēng)管的最小風(fēng)速，在系統(tǒng)風(fēng)量確定之后，就可以根據(jù)除塵風(fēng)管的風(fēng)速來計(jì)算風(fēng)管的管徑，在這里，須注意風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速的選取要綜合考慮運(yùn)行效果和經(jīng)濟(jì)性，風(fēng)速偏小會(huì)引起風(fēng)管管徑偏大，粉塵容易沉積堵塞管道，風(fēng)速偏大又會(huì)增加風(fēng)管沿程阻力和局部阻力，風(fēng)機(jī)能耗增加，而且粉塵對(duì)管壁的磨損加劇，縮短管道使用壽命。一般對(duì)于礦物粉塵，除塵器前的管內(nèi)風(fēng)速以16m/s～18m/s為宜，當(dāng)然須大于規(guī)定的最小風(fēng)速，而除塵器后的風(fēng)速以8m/s～10m/s為宜。最后計(jì)算最不利環(huán)路的系統(tǒng)損失，調(diào)整支管管徑，控制支管之間的不平衡壓力差在10%以后，同時(shí)在支管合適位置處設(shè)置通風(fēng)蝶閥，用于系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)，再根據(jù)系統(tǒng)損失對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行合理選型。

　　最后，除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還須重視吸塵罩的設(shè)置。如果吸塵罩設(shè)計(jì)的合理，使用較小的抽風(fēng)量就可以有效低控制粉塵的逸散，反之，用很大的抽風(fēng)量也不一定達(dá)到預(yù)期的效果。吸塵罩的設(shè)置須遵循以下基本原則：1）吸塵罩的設(shè)置，要按防止粉塵逸散到周圍環(huán)境空間的原則確定，吸塵罩的吸氣宜盡可能利用污染氣流的運(yùn)動(dòng)作用。2）吸塵罩不應(yīng)設(shè)在氣流含塵高的部位或飛濺區(qū)內(nèi)，以免吸入大量粉料。3）吸塵罩需要有一定的空間，以緩沖氣流減小正壓，與接管連接時(shí)收縮角不宜大于60°。4）吸塵罩應(yīng)盡可能將塵源點(diǎn)包圍起來，使粉塵的擴(kuò)散限制在最小的范圍，便于捕集粉塵，一定程度上減小抽風(fēng)量。5）吸塵罩應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝，且不影響工藝操作和維護(hù)管理。

　　在脈沖袋式除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要特別指出的是，除塵效果的好壞并非考量其收集粉塵的多少，而是控制粉塵逸散，在塵源點(diǎn)形成一定的負(fù)壓，將不可避免的揚(yáng)塵統(tǒng)一收集再循環(huán)利用，目標(biāo)是保護(hù)工作環(huán)境，控制粉塵危害。因而，在除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要緊緊圍繞這一原則，在塵源點(diǎn)密閉的基礎(chǔ)上，合理確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)量，遵循吸塵罩的設(shè)置原則，避免因抽風(fēng)量過大而造成風(fēng)機(jī)、管道和除塵設(shè)備龐大，還可能抽走本來不應(yīng)抽走的原料，加大除塵器的負(fù)擔(dān)。

　　下面介紹另一種粉塵收集系統(tǒng)---真空負(fù)壓吸塵系統(tǒng)，其區(qū)別于脈沖袋式除塵系統(tǒng)，是以盡可能多地收集粉塵或物料，減少人工清掃強(qiáng)度為目標(biāo)的收塵系統(tǒng)。

　　2真空負(fù)壓吸塵系統(tǒng)

　　真空負(fù)壓吸塵系統(tǒng)，是利用真空抽吸原理，將散落在地面、樓板、設(shè)備及管道上的粉塵及其物料收集起來，再進(jìn)行轉(zhuǎn)移處理的設(shè)施。該系統(tǒng)一般由吸料嘴、抽吸管道系統(tǒng)、旋風(fēng)分離器、袋式過濾器、真空泵及其閥門控制設(shè)備等組成[5]。工人只需將吸塵軟管插入吸塵插口，啟動(dòng)系統(tǒng)，車間內(nèi)的灰塵雜質(zhì)都將通過集塵管道，送到遠(yuǎn)離工作車間的吸塵主機(jī)中。真空吸塵系統(tǒng)配備了各種吸口，能快捷清掃各平臺(tái)、深溝等傳統(tǒng)清掃方式難于清掃的地方，其是一種替代水力沖灰和人工清掃的新型清潔方式。

　　真空負(fù)壓吸塵系統(tǒng)的特點(diǎn)是：

　　1）主機(jī)與清掃區(qū)分離，杜絕了傳統(tǒng)吸塵器的噪音污染。

　　2）大小顆粒的粉塵或物料能夠在廠房?jī)?nèi)被吸出，通過吸塵管道直接進(jìn)入到主機(jī)集塵倉(cāng)里，杜絕了二次污染。

　　3）使用的時(shí)候只需將吸塵軟管插入吸塵插口，無需將笨重的主機(jī)來回拖動(dòng)，主機(jī)采用超強(qiáng)真空吸力能迅速吸除粉塵和物料，方便、高效、大大降低工人清掃勞動(dòng)強(qiáng)度。

　　真空負(fù)壓吸塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，須注意以下方面：首先確定吸塵裝置的容量，這可以根據(jù)最遠(yuǎn)處吸塵點(diǎn)所需的抽吸能力確定，一般可按同時(shí)工作2～5個(gè)吸嘴來設(shè)計(jì)，每個(gè)吸嘴的風(fēng)量按150～300m3/h計(jì)算[5]；其次，確定管道內(nèi)的空氣流速，速度過高，會(huì)造成物料的破碎、管件的摩擦損失和動(dòng)力消耗大等弊病，但流速過低，則容易引起掉料、管道堵塞，影響正常吸塵工作，常見物料的推薦流速參見表2；最后，對(duì)吸塵管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證抽吸能力的情況下，降低管網(wǎng)阻力損失，節(jié)約能耗和運(yùn)行成本。下面結(jié)合一個(gè)工程實(shí)例，詳細(xì)分析。

　　2.1工程實(shí)例介紹

　　礦石在輸送過程中粉塵逸動(dòng)和物料散落，落在棧橋、轉(zhuǎn)運(yùn)站和皮帶廊等各層地面、樓板和設(shè)備上，為了清掃這些散落的粉塵和物料，設(shè)置了一套真空負(fù)壓吸塵系統(tǒng)，沿著皮帶廊每隔一段距離設(shè)置一個(gè)吸塵口，管路上留出分支接口，用于清掃時(shí)連接各式吸嘴。系統(tǒng)圖見圖3，管道連接詳圖見圖4。

　　2.2真空負(fù)壓吸塵系統(tǒng)分析

　　在真空負(fù)壓吸塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，最重要的環(huán)節(jié)就是吸塵管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，由于物料在管道中流動(dòng)的特殊性，管道系統(tǒng)的布置連接方式也有著自身的特點(diǎn)，須充分考慮到管路密封、不造成堵塞、減少磨損、減少阻力、易于更換等因素。這嚴(yán)格區(qū)別于脈沖袋式除塵系統(tǒng)管路的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)須注意以下幾個(gè)要點(diǎn)[5]：

　　1）從系統(tǒng)圖上可以看出，真空吸塵管道由垂直主管道、水平分支管道和吸口管道組成。從主管接引支管時(shí)，采用支管接頭或Y形接頭，必須保證支管中的物料流向與主管中的物料流向成15°角，Y形的分叉即成30°角，支管中物料流向與主管中物料流向成順流方向。

　　2）從管道連接詳圖上可以看出，管道與管道、管件與管件、管道與管件之間的連接宜采用壓緊接頭連接，不宜焊接。管口平面與管道中心線成90°，對(duì)接嚴(yán)緊后再擰緊壓緊接頭。管道末端采用端管接頭和快速接頭陰件連接，端口處用防塵塞封口。

　　3）為了保證最遠(yuǎn)處吸塵點(diǎn)能有效吸力，須盡可能減小管網(wǎng)阻力損失，吸塵管道應(yīng)盡可能布置成短平且直接，必不可少的彎頭應(yīng)為6～12倍的曲率半徑。從水平管道上接引支管時(shí)，須將支管從主管側(cè)面或頂部接出，而不得從底部接出。

　　4）軟管與管道末端的連接使用快速接頭，管道末端吸口處的管道為垂直向下，以使得軟管的裝接豎直向上，從而保證來自軟管的物料流向是豎直上行進(jìn)入管道的。

　　5）管道系統(tǒng)連機(jī)調(diào)試時(shí)，要對(duì)全部節(jié)點(diǎn)逐一檢查，不得泄露，以保證管道內(nèi)的負(fù)壓。

　　3結(jié)論

　　在工業(yè)建筑中，為了保護(hù)環(huán)境和控制粉塵危害，設(shè)計(jì)并安裝有效的粉塵收集系統(tǒng)時(shí)必不可少的。本文對(duì)脈沖袋式除塵系統(tǒng)和真空負(fù)壓吸塵系統(tǒng)的各自應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，并結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)兩種粉塵收集系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，得出以下結(jié)論：

　　1）脈沖袋式除塵系統(tǒng)和真空負(fù)壓吸塵系統(tǒng)是兩種不同的粉塵收集系統(tǒng)，設(shè)計(jì)選用時(shí)切不可混淆概念，應(yīng)根據(jù)工藝專業(yè)條件，明確設(shè)計(jì)任務(wù)。脈沖袋式除塵系統(tǒng)的目標(biāo)是以控制粉塵逸散，在塵源點(diǎn)形成一定的負(fù)壓，將不可避免的揚(yáng)塵統(tǒng)一收集再循環(huán)利用，并不是為了盡可能多的收集粉塵或物料；真空負(fù)壓吸塵系統(tǒng)的目標(biāo)是盡可能多的收集粉塵或物料，減少人工清掃強(qiáng)度。

　　2）在脈沖袋式除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，必須抓住三個(gè)重要的環(huán)節(jié)：塵源點(diǎn)的密閉、合理確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)量和吸塵罩的設(shè)置，在確保對(duì)粉塵逸散點(diǎn)的有效控制的前提下，切不可肆意加大設(shè)計(jì)風(fēng)量或提高吸塵罩口風(fēng)速，以免吸入物料，加大除塵器的負(fù)擔(dān)，造成風(fēng)機(jī)、管道和除塵設(shè)備龐大，能耗增大。

　　3）在真空負(fù)壓吸塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)對(duì)吸塵管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，緊緊圍繞設(shè)計(jì)要點(diǎn)，盡可能減小管網(wǎng)阻力損失，保證最遠(yuǎn)處吸塵點(diǎn)能有效吸力。