粉塵是我國重點防控的十大類危害因素之一，被列入衛生部頒發的《職業病危害因素分類目錄》中的第一類，它是污染工作環境、損害勞動者健康的重要職業性有害因素。所有粉塵顆粒對身體都是有害的，不同特征的生產性粉塵，可能引起機體不同部位和程度的損害。勞動者長期在粉塵環境中工作，吸入肺內的粉塵可引起多種職業性肺部疾病，其中危害最大的是導致塵肺病。而控制粉塵危害重要的措施是采取通風收塵設施，控制粉塵逸散，以降低工作場所空氣中粉塵的濃度。為此，設計并安裝有效的粉塵收集系統是控制粉塵危害和環境治理中一項重要的措施。本文就兩種粉塵收集系統在環境治理中的各自應用特點進行了介紹，并結合工程實例，對兩種粉塵收集系統的系統設計進行了探討。

　　1脈沖袋式除塵系統

　　除塵系統一般由集氣吸塵罩、進氣管道及其附件、除塵設備、排灰裝置、風機、排氣煙囪和電控裝置等組成。它是利用風機產生的動力，將含塵氣體從塵源經抽風管道進入除塵設備內凈化，凈化后的氣體經排氣煙囪排出，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備，其特點是利用多孔的袋狀過濾元件從含塵氣體中捕集粉塵，對微細粉塵的除塵效率也可達到99%以上，詳見表1，而且不受比電阻等性質的影響，適應性強，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，其規格多樣，應用靈活，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鍵點在于清灰，清灰效果在很大程度上決定著袋式除塵器及整個系統的成敗，脈沖噴吹方式的清灰能力最強，效果最好，可允許高的過濾風速，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備的的主流首選產品。脈沖袋式除塵系統的工作原理是：含塵氣體進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，細小粉塵隨氣流經濾袋過濾，粉塵附著于濾袋的外側，隨著積灰的不斷積累，除塵濾袋內外側的壓差逐漸增加，當壓差達到設定值時，脈沖閥膜片自動打開，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，達到除塵的效果，而凈化后的滿足排放要求的氣體可經風機抽出直接排入大氣。

　　在除塵系統設計中，必須抓住三個重要的環節：1）塵源點的密閉，2）合理確定系統的設計風量，3）吸塵罩的設置，這三者是決定整個除塵系統的大小、能效大小、投資大小、運行費高低和粉塵捕集效果的重要條件。下面結合一個工程實例，具體分析這三個環節在除塵系統設計中的重要作用。

　　1.1工程實例介紹

　　某項目磷礦石經粗碎后由皮帶輸送機轉運至下一工藝流程再細碎篩分，皮帶轉運處由于高度落差的存在，不可避免地引起粉塵的飛揚逸散，因而設置了脈沖袋式除塵系統，系統圖見圖1。

　　1.2除塵系統分析

　　從圖1中可以看出，該除塵系統較為簡單，通過在皮帶輸送機轉運落料點設密閉吸塵罩，將揚塵收集至脈沖袋式除塵器中，經濾袋過濾后，凈化后的滿足排放標準的氣體經風機引至圓錐形風帽直接排入大氣，而附著在濾袋上的粉塵經脈沖噴吹后落入灰斗至皮帶輸送機上，到下一工藝流程，礦物回收利用。

　　在該除塵系統中，首先需要的就是工藝專業的配合，對粉塵逸散點采取密閉措施，將塵源點產生的粉塵封閉在較小的范圍內，這才便于對粉塵進行有組織有效的捕集，進入除塵系統的料氣比得以提高，一定程度上降低除塵系統的規模。塵源點的密閉好壞，對整個除塵系統的大小，除塵效果和運行經濟性都是至關重要的。常規的密閉方式如圖2所示，通過在皮帶輸送機上設置一定長度的導料槽，端頭加裝遮塵簾，將粉塵封閉在局部范圍內。

　　其次，除塵系統設計中還須合理確定系統的設計風量，使整個除塵系統的設計既經濟又合理，在確保對粉塵逸散點的有效控制的前提下，不要肆意放大除塵風量，否則會引起除塵系統龐大，管道尺寸偏大，耗能加大，成本和運行費用增大，加大除塵器的負擔。除塵系統設計風量有兩部分組成，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形成一定負壓，由不嚴密處吸入的空氣量。設計手冊[4]上詳細給出了常用生產設備密閉罩及排風量的確定，除塵系統設計時可參照執行，本工程的除塵設計風量就是依據實際工藝流程中落料高差和溜槽傾斜角度，結合設計手冊計算確定，再根據皮帶輸送機的帶寬進行修正得出。一般由粉塵的特性可以確定除塵風管的最小風速，在系統風量確定之后，就可以根據除塵風管的風速來計算風管的管徑，在這里，須注意風管內風速的選取要綜合考慮運行效果和經濟性，風速偏小會引起風管管徑偏大，粉塵容易沉積堵塞管道，風速偏大又會增加風管沿程阻力和局部阻力，風機能耗增加，而且粉塵對管壁的磨損加劇，縮短管道使用壽命。一般對于礦物粉塵，除塵器前的管內風速以16m/s～18m/s為宜，當然須大于規定的最小風速，而除塵器后的風速以8m/s～10m/s為宜。最后計算最不利環路的系統損失，調整支管管徑，控制支管之間的不平衡壓力差在10%以后，同時在支管合適位置處設置通風蝶閥，用于系統平衡調節，再根據系統損失對風機進行合理選型。

　　最后，除塵系統設計中還須重視吸塵罩的設置。如果吸塵罩設計的合理，使用較小的抽風量就可以有效低控制粉塵的逸散，反之，用很大的抽風量也不一定達到預期的效果。吸塵罩的設置須遵循以下基本原則：1）吸塵罩的設置，要按防止粉塵逸散到周圍環境空間的原則確定，吸塵罩的吸氣宜盡可能利用污染氣流的運動作用。2）吸塵罩不應設在氣流含塵高的部位或飛濺區內，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，與接管連接時收縮角不宜大于60°。4）吸塵罩應盡可能將塵源點包圍起來，使粉塵的擴散限制在最小的范圍，便于捕集粉塵，一定程度上減小抽風量。5）吸塵罩應力求結構簡單，便于安裝，且不影響工藝操作和維護管理。

　　在脈沖袋式除塵系統設計中，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，在塵源點形成一定的負壓，將不可避免的揚塵統一收集再循環利用，目標是保護工作環境，控制粉塵危害。因而，在除塵系統設計中，要緊緊圍繞這一原則，在塵源點密閉的基礎上，合理確定系統的設計風量，遵循吸塵罩的設置原則，避免因抽風量過大而造成風機、管道和除塵設備龐大，還可能抽走本來不應抽走的原料，加大除塵器的負擔。

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

　　2真空負壓吸塵系統

　　真空負壓吸塵系統，是利用真空抽吸原理，將散落在地面、樓板、設備及管道上的粉塵及其物料收集起來，再進行轉移處理的設施。該系統一般由吸料嘴、抽吸管道系統、旋風分離器、袋式過濾器、真空泵及其閥門控制設備等組成[5]。工人只需將吸塵軟管插入吸塵插口，啟動系統，車間內的灰塵雜質都將通過集塵管道，送到遠離工作車間的吸塵主機中。真空吸塵系統配備了各種吸口，能快捷清掃各平臺、深溝等傳統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。

　　真空負壓吸塵系統的特點是：

　　1）主機與清掃區分離，杜絕了傳統吸塵器的噪音污染。

　　2）大小顆粒的粉塵或物料能夠在廠房內被吸出，通過吸塵管道直接進入到主機集塵倉里，杜絕了二次污染。

　　3）使用的時候只需將吸塵軟管插入吸塵插口，無需將笨重的主機來回拖動，主機采用超強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強度。

　　真空負壓吸塵系統的設計，須注意以下方面：首先確定吸塵裝置的容量，這可以根據最遠處吸塵點所需的抽吸能力確定，一般可按同時工作2～5個吸嘴來設計，每個吸嘴的風量按150～300m3/h計算[5]；其次，確定管道內的空氣流速，速度過高，會造成物料的破碎、管件的摩擦損失和動力消耗大等弊病，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，對吸塵管網進行優化設計，在保證抽吸能力的情況下，降低管網阻力損失，節約能耗和運行成本。下面結合一個工程實例，詳細分析。

　　2.1工程實例介紹

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

　　2.2真空負壓吸塵系統分析

　　在真空負壓吸塵系統設計中，最重要的環節就是吸塵管網的優化設計，由于物料在管道中流動的特殊性，管道系統的布置連接方式也有著自身的特點，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。這嚴格區別于脈沖袋式除塵系統管路的設計，設計時須注意以下幾個要點[5]：

　　1）從系統圖上可以看出，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，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°，對接嚴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）為了保證最遠處吸塵點能有效吸力，須盡可能減小管網阻力損失，吸塵管道應盡可能布置成短平且直接，必不可少的彎頭應為6～12倍的曲率半徑。從水平管道上接引支管時，須將支管從主管側面或頂部接出，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入管道的。

　　5）管道系統連機調試時，要對全部節點逐一檢查，不得泄露，以保證管道內的負壓。

　　3結論

　　在工業建筑中，為了保護環境和控制粉塵危害，設計并安裝有效的粉塵收集系統時必不可少的。本文對脈沖袋式除塵系統和真空負壓吸塵系統的各自應用特點進行了介紹，并結合工程實例，對兩種粉塵收集系統的系統設計進行了探討，得出以下結論：

　　1）脈沖袋式除塵系統和真空負壓吸塵系統是兩種不同的粉塵收集系統，設計選用時切不可混淆概念，應根據工藝專業條件，明確設計任務。脈沖袋式除塵系統的目標是以控制粉塵逸散，在塵源點形成一定的負壓，將不可避免的揚塵統一收集再循環利用，并不是為了盡可能多的收集粉塵或物料；真空負壓吸塵系統的目標是盡可能多的收集粉塵或物料，減少人工清掃強度。

　　2）在脈沖袋式除塵系統設計中，必須抓住三個重要的環節：塵源點的密閉、合理確定系統的設計風量和吸塵罩的設置，在確保對粉塵逸散點的有效控制的前提下，切不可肆意加大設計風量或提高吸塵罩口風速，以免吸入物料，加大除塵器的負擔，造成風機、管道和除塵設備龐大，能耗增大。

　　3）在真空負壓吸塵系統設計中，應對吸塵管網進行優化設計，緊緊圍繞設計要點，盡可能減小管網阻力損失，保證最遠處吸塵點能有效吸力。