（武漢工業(yè)學院 動物科學與營養(yǎng)工程學院，湖北 武漢 430023）
摘要：飼料加工廠通風除塵是飼料廠中重要的輔助工序之一。本文闡述了飼料廠生產車間除塵風網系統(tǒng)的意義及重要性，介紹了通風除塵的形式、設計目的及內容、除塵設備及系統(tǒng)設計中的問題，為除塵風網系統(tǒng)的設計和設備選用提供參考。
關鍵詞：飼料廠 生產車間 除塵風網 形式 設計目的及內容 設備 問題
Feed factory production workshop ventilation dust
Zhang Wei
(School of Animal nutrition science and Engineering, Wuhan Polytechnic University, Wuhan430023,china)
Abstract: Feed processing plant dust ventilation is feed plant important auxiliary process of. This paper expounds the dust control system in feed mill system of meaning and significance, introduces the ventilation dust form, design purpose and content, dust removal equipment and system design issues, as dust ventilation system design and equipment selection reference.
Key words: feed mill, production workshop, dust filter systems, form, design objective and content, equipment, problem
飼料加工廠通風除塵是飼料廠中重要的輔助工序之一。通風是指對工作場所或作業(yè)空間內引進潔凈空氣，替換含塵濃度較高的污染空氣的技術。通風分為自然通風和人工通風。除塵是指將含塵空氣中或物體表面的粉塵進行分離、捕集、清除的技術。應該說通風除塵中通風是手段，除塵是目的。所以，通風除塵的技術是降低作業(yè)環(huán)境的粉塵最為有效的措施。[1]
1 通風除塵形式[2]
中小型企業(yè)中的通風除塵系統(tǒng)，通常叫做通風網路或簡稱風網。風網有兩種形式：一種是，一臺機器或一個吸塵點單獨配置一臺除塵器、一臺風機進行吸風，這叫做單獨風網；另一種是，兩臺或兩臺以上的機器或吸塵點合用一臺除塵器、一臺通風機進行吸風，這叫做集中風網。
1.1 確定單獨風網形式的原則：
具有下列條件之一的機器或吸點適宜采用單獨風網：①吸出的含塵空氣必須做單獨處理；②吸風量要求準確而必須經常調節(jié)；③需要風量較大；④機器本身自帶通風機；⑤附近無其它需要吸風或可合并吸風的機器或吸點。不符合上述任一條件的兩個或兩個以上的機器或吸點，應采用集中風網。
當然，隨著環(huán)境保護的高要求和袋式除塵器的日益完善和小型化，中小企業(yè)的風網形式正向單獨、局部方向發(fā)展。即在每臺需要吸風除塵的工藝設備上，不但自帶風機，而且自帶除塵器，就地凈化含塵空氣，或將含塵空氣初步凈化后循環(huán)使用。這樣，集中風網那種管道縱橫交叉的弊病就不存在了。
1.2 集中風網的組合原則：
在把幾部機器或吸點組合成一個集中風網時，應該照顧到下面四個原則。
1.2.1 吸出物的品質相似：即組合在同一風網中的各設備內吸出來的灰塵，在品質上應該相類似。各機器設備的工藝任務不同的，它們散發(fā)出來的灰塵，在品質和價值上也不一樣。例如在飼料廠生產車間初步清理時所形成的灰塵大都是泥灰、沙土、磁性金屬，利用價值較?。欢诤笃谇謇頃r所產生的灰塵，則含有一些谷殼、麥皮和破碎的糧粒等有機性灰塵，是一些有價值的副產品。所以前后清理過程的吸風，應盡可能分開裝設，以便使吸出物分別收集。
1.2.2 工作時間相同：組合在同一風網中的各機器設備的工作時間應該相同，這樣可使通風機的負荷穩(wěn)定。對于相互交替進行工作的機器設備可接在同一風網上，但它們的風量應該相同。
1.2.3 風管設置要簡單、合理：具體內容包括：風管應盡可能垂直敷設，對于必要的水平風管，應設置密閉的清掃孔。對于粉塵和水汽共生的塵源，應盡可能將除塵器直接配置在吸風罩上方，使粉塵、水汽通過垂直管進入除塵器。三通管的夾角一般采用30°、45°為宜。支管上應適當安設插板和蝶閥等風量調節(jié)裝置。排風管應高出屋面1.5m。風管一般應明設，不能妨礙走道和操作，在不增加投資的條件下，也要照顧到外觀整齊、美觀。
1.2.4 通風機后置：通風機一般應布置在除塵器之后（吸氣式），以減輕粉塵對通風機的磨損；當通風機布置在除塵器之前（壓氣式）時，應選用排塵通風機。
當然以上四個原則有時是互相矛盾的。所以，在設計時應權衡輕重、全面考慮。對于較復雜的情況，可以草擬幾個組合方案進行對比分析，定出最經濟最合理的網路組合方式。在組合風網時，還須注意風網總風量不宜太大，吸風點不宜太多，以使調整方便和運行可靠。
1.3 單獨風網與集中風網的比較
1.3.1 單獨風網的管道一般比較短而簡單，不像集中風網那樣復雜。
1.3.2 單獨風網的風量容易調節(jié)和控制。而在集中風網中，當某一機器或吸點的吸風量發(fā)生變動時，將會影響到網路中的其它機器或吸點的風量，調節(jié)比較困難。
1.3.3 單獨風網往往因風量較少而采用了小型通風機和除塵器，相對地多占了面積而使安排更加困難，且小型電動機效率較低，不經濟。集中風網常把風量較小而位置接近的許多機器或吸點組合在一起，在動力消耗和設備投資方面都比較經濟。
2 通風除塵的設計目的和內容[2]
2.1 設計目的
通風網路設計的目的主要是為了要完成這樣兩個任務：確定各段風管的尺寸和全部網路的阻力。尺寸合適的風管才能保證各機器有一定的吸風量，并使空氣在管道中保持按規(guī)定的速度運動。同時，空氣在流過管道和各種設備時，是會遇到阻力的，這些阻力必須計算出來，然后選擇合適的通風機，使其產生足夠的壓力來克服這些阻力。這樣，機器所需的風量才能得到保證，才能實現(xiàn)防塵目的。
2.2 設計內容
2.2.1 根據車間內工藝設備和生產特點，正確地估計粉塵散發(fā)源、散發(fā)程度及散發(fā)粉塵性質，決定如何采用防塵的措施。依設計原則正確地確定風網的組合形式，合理地進行組合、布置，并按空間、平面的相對位置畫出計算用的網路圖（軸測圖或示意圖）。
2.2.2 進行通風網路的計算
2.2.2.1 確定機器或吸風點所需的吸風量和空氣阻力。
2.2.2.2 確定風管中的風速
風管內的氣流速度按下列原則確定：不使粉塵在水平風管內沉積、造成風管堵塞；不因風管內風速過高而使系統(tǒng)運行的動力消耗增加。通常在飼料加工廠的風管中的風速保持10～15m/s的范圍內。直徑小的風管應取較小的風速，直徑大的風管可取較高的風速，可參考下表選取。另外，對于較長的水平風管中的風速，應該偏高一些。臨近風機的總風管中的風速應該是風網中最高的。
表1 風網中風速的確定
風管直徑（mm）
＜100
100～200
＞200
選取風速（m/s）
10
12
13～15
以上所說是指風速確定的一般原則。對于個別只管為了平衡阻力而提高風速，則不受上述范圍的限制。
2.2.2.3 計算風網中各段風管的尺寸。
根據各管段的風量和選定的流速，確定各管段的斷面尺寸（管徑）。確定除塵風管直徑時，應采用表2所列的統(tǒng)一規(guī)格，有利于工業(yè)化加工制作。
表2 圓形除塵器風管規(guī)格
外徑
（mm）
外徑允許偏差（mm）
壁厚（mm）
外徑
（mm）
外徑允許偏差（mm）
壁厚（mm）
80；90；100；110；120；130；140；150；160；170；180；190；200；210；220；240；250；260；280
±1
1.5
300；320；340；360；380；400；420；450；480；500
±1
1.5
530；560；600；630；670；700；750；800
±1
2.0
2.2.2.4 選定除塵器的形式、規(guī)格，并計算其阻力。
2.2.2.5 計算各段風管的阻力和風網的全部阻力，并對并聯(lián)管路進行阻力平衡。
首先計算各管段的阻力和風網的全部阻力：
即計算阻力最大的串聯(lián)管路的各段阻力并累計為總阻力。即
∑P=P1+P2+…+Pn
式中：∑P為阻力最大
2
P1、P2、…為各管段阻力（各管段沿程阻力和局部阻力）
其次考慮并聯(lián)管路的阻力平衡計算：
現(xiàn)設想有一并聯(lián)管路，管段①和管段②相較于A點（節(jié)點），如圖所示。在節(jié)點A處只能有一個共同的壓力。但在進行風管阻力計算時，兩管段的阻力不一定相等，以致風量達不到設計要求。為此，當兩管段計算阻力的相對值超過10%時，就需要作平衡計算。阻力平衡方法有兩種：一種是調整局部阻力，就是在壓損小的支管上加裝閥門，利用其附加阻力來達到平衡；另一種方法是縮小支管直徑，從而提高支管的風速，以達到阻力平衡的目的。在實際計算時，可應用指數0.225公式，即
d調后=d調前（P調前/P調后）0.225
2.2.2.6 確定通風機的型號、轉速和功率消耗，并確定電動機規(guī)格。
2.2.3 繪制施工圖紙。
3 通風除塵設備
在飼料廠中主要采用的除塵設備有風機、除塵器、及其相應的輔助設備——吸塵罩、關風器等。
3.1 吸塵罩[3]
根據工藝條件不同，吸風罩有兩種形式：一種為封閉式吸風罩；另一種為敞開式吸風罩。
封閉式吸風罩是吸風罩同防塵密閉罩相連，其特點是把產生粉塵的塵源局部或整體完全密閉，粉塵被限制在一個小空間內。敞開式吸風罩（又稱外部吸風罩）是由于工藝條件所限制，機器設備無法進行密閉，只能把吸風罩設置在塵源附近（上部、下部或側面），依靠風機的負壓把含塵空氣吸走。如袋裝式投料坑和打包機除塵系統(tǒng)的吸風裝置就屬于這種形式。
3.2 除塵器
除塵器是通風除塵系統(tǒng)重要設備之一，它的作用是將含塵氣體進行凈化，并將粉塵分離出來，再將凈化后的空氣排入大氣。
3.2.1 除塵器的分類[2]
目前采用的除塵器種類形式繁多，根據除塵器原理和除塵方法通常有以下幾種：①利用塵粒的重力或慣性離心力的作用，例如沉降室、旋風除塵器等；利用過濾的作用，例如袋式除塵器、顆粒層除塵器等；③濕法洗滌作用，例如水浴除塵器、自激式除塵器等；④利用靜電除塵作用，例如電除塵器等。
為了提高除塵器的效率，在除塵設計中常綜合幾個除塵原理，如旋風與袋式除塵器組合，它既有離心力的除塵作用，又有濾袋的過濾作用；既有粗凈化，又有精凈化。
表3 不同除塵器的綜合性能對照表[4]
除塵器名稱
適用的粒徑范圍（μm）
效率（%）
阻力（Pa）
設備費
運行費
重力沉降室
＞50
＜50
50—130
少
少
慣性除塵器
25—50
50—70
300—800
少
少
旋風除塵器
5—30
60—70
800—1500
少
中
沖擊水浴除塵器
1—10
80—95
600—1200
少
中下
沖擊式除塵器
≥5
95
1000—1800
中
中上
電除塵器
0.5—1
90—98
50—130
大
中上
文丘里除塵器
0.5—1
90—98
4000—10000
少
大
袋式除塵器
0.5—1
95—99
1000—1500
中上
大
3.2.2 常用的除塵器
飼料廠生產車間通常使用離心除塵器和袋式除塵器。
離心除塵器：利用旋轉氣流的慣性離心力將灰塵從空氣分離出來的干式凈化設備稱作離心除塵器，或叫做旋風除塵器。它的結構簡單、制造容易、造價和運行費較低。[5]在含塵氣流運動中, 塵粒受到兩個力的作用, 一為離心力的作用, 使塵粒按某一徑向速度向外移動, 另一個力是徑向空氣阻力, 它阻礙灰塵沿徑向向外移動, 塵粒的徑向速度越大, 塵粒被上升氣流帶出除塵器的可能性越小, 因而降塵效率就越高。對一定粒徑的塵粒來說, 切向速度越大、旋轉半徑越小, 則徑向速度越大, 除塵效率越高。由旋風除塵器工作原理可知, 塵粒比重越大離心力越大, 粒徑越大離心力也越大。[6]對于10μm以上的粉塵，凈化效率高到90%左右。離心除塵器在飼料加工廠中，習慣上叫做“沙克龍（cyclone）”，主要用作多級除塵中的一級除塵。[5]
袋式除塵器[5]袋式除塵器是一種干式的高效除塵器，它利用纖維織物的過濾作用進行除塵。它具有以下特點：①除塵效率高。對0.5μm的粉塵，效率高達98—99%；②在一般情況下，從除塵器的排出的空氣的含塵濃度能達到衛(wèi)生標準，可以直接返回車間循環(huán)使用，以節(jié)省熱能；③收集下來的粉塵是干的可直接使用或處理；④一般不易被腐蝕；⑤除塵器中的灰塵濃度可能達到爆炸的程度，這時倘有火種進入，就會發(fā)生事故；⑥更換濾布時工人的勞動條件較差；⑦所需費用較昂貴；⑧如果處理的是濕性粉塵，織物就會出現(xiàn)硬殼般的結塊或堵塞現(xiàn)象。袋式除塵器的效率
