摘要：飼料加工廠通風(fēng)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(chǎn)車間除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的意義及重要性，介紹了通風(fēng)除塵的形式、設(shè)計(jì)目的及內(nèi)容、除塵設(shè)備及系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的問題，為除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和設(shè)備選用提供參考。
關(guān)鍵詞：飼料廠 生產(chǎn)車間 除塵風(fēng)網(wǎng) 形式 設(shè)計(jì)目的及內(nèi)容 設(shè)備 問題
飼料加工廠通風(fēng)除塵是飼料廠中重要的輔助工序之一。通風(fēng)是指對(duì)工作場(chǎng)所或作業(yè)空間內(nèi)引進(jìn)潔凈空氣，替換含塵濃度較高的污染空氣的技術(shù)。通風(fēng)分為自然通風(fēng)和人工通風(fēng)。除塵是指將含塵空氣中或物體表面的粉塵進(jìn)行分離、捕集、清除的技術(shù)。應(yīng)該說通風(fēng)除塵中通風(fēng)是手段，除塵是目的。所以，通風(fēng)除塵的技術(shù)是降低作業(yè)環(huán)境的粉塵最為有效的措施。[1]
1 通風(fēng)除塵形式[2]
中小型企業(yè)中的通風(fēng)除塵系統(tǒng)，通常叫做通風(fēng)網(wǎng)路或簡稱風(fēng)網(wǎng)。風(fēng)網(wǎng)有兩種形式：一種是，一臺(tái)機(jī)器或一個(gè)吸塵點(diǎn)單獨(dú)配置一臺(tái)除塵器、一臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行吸風(fēng)，這叫做單獨(dú)風(fēng)網(wǎng)；另一種是，兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的機(jī)器或吸塵點(diǎn)合用一臺(tái)除塵器、一臺(tái)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行吸風(fēng)，這叫做集中風(fēng)網(wǎng)。
1.1 確定單獨(dú)風(fēng)網(wǎng)形式的原則：
具有下列條件之一的機(jī)器或吸點(diǎn)適宜采用單獨(dú)風(fēng)網(wǎng)：①吸出的含塵空氣必須做單獨(dú)處理；②吸風(fēng)量要求準(zhǔn)確而必須經(jīng)常調(diào)節(jié)；③需要風(fēng)量較大；④機(jī)器本身自帶通風(fēng)機(jī)；⑤附近無其它需要吸風(fēng)或可合并吸風(fēng)的機(jī)器或吸點(diǎn)。不符合上述任一條件的兩個(gè)或兩個(gè)以上的機(jī)器或吸點(diǎn)，應(yīng)采用集中風(fēng)網(wǎng)。
當(dāng)然，隨著環(huán)境保護(hù)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(fēng)網(wǎng)形式正向單獨(dú)、局部方向發(fā)展。即在每臺(tái)需要吸風(fēng)除塵的工藝設(shè)備上，不但自帶風(fēng)機(jī)，而且自帶除塵器，就地凈化含塵空氣，或?qū)⒑瑝m空氣初步凈化后循環(huán)使用。這樣，集中風(fēng)網(wǎng)那種管道縱橫交叉的弊病就不存在了。
1.2 集中風(fēng)網(wǎng)的組合原則：
在把幾部機(jī)器或吸點(diǎn)組合成一個(gè)集中風(fēng)網(wǎng)時(shí)，應(yīng)該照顧到下面四個(gè)原則。
1.2.1 吸出物的品質(zhì)相似：即組合在同一風(fēng)網(wǎng)中的各設(shè)備內(nèi)吸出來的灰塵，在品質(zhì)上應(yīng)該相類似。各機(jī)器設(shè)備的工藝任務(wù)不同的，它們散發(fā)出來的灰塵，在品質(zhì)和價(jià)值上也不一樣。例如在飼料廠生產(chǎn)車間初步清理時(shí)所形成的灰塵大都是泥灰、沙土、磁性金屬，利用價(jià)值較??；而在后期清理時(shí)所產(chǎn)生的灰塵，則含有一些谷殼、麥皮和破碎的糧粒等有機(jī)性灰塵，是一些有價(jià)值的副產(chǎn)品。所以前后清理過程的吸風(fēng)，應(yīng)盡可能分開裝設(shè)，以便使吸出物分別收集。
1.2.2 工作時(shí)間相同：組合在同一風(fēng)網(wǎng)中的各機(jī)器設(shè)備的工作時(shí)間應(yīng)該相同，這樣可使通風(fēng)機(jī)的負(fù)荷穩(wěn)定。對(duì)于相互交替進(jìn)行工作的機(jī)器設(shè)備可接在同一風(fēng)網(wǎng)上，但它們的風(fēng)量應(yīng)該相同。
1.2.3 風(fēng)管設(shè)置要簡單、合理：具體內(nèi)容包括：風(fēng)管應(yīng)盡可能垂直敷設(shè)，對(duì)于必要的水平風(fēng)管，應(yīng)設(shè)置密閉的清掃孔。對(duì)于粉塵和水汽共生的塵源，應(yīng)盡可能將除塵器直接配置在吸風(fēng)罩上方，使粉塵、水汽通過垂直管進(jìn)入除塵器。三通管的夾角一般采用30°、45°為宜。支管上應(yīng)適當(dāng)安設(shè)插板和蝶閥等風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置。排風(fēng)管應(yīng)高出屋面1.5m。風(fēng)管一般應(yīng)明設(shè)，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(fēng)機(jī)后置：通風(fēng)機(jī)一般應(yīng)布置在除塵器之后（吸氣式），以減輕粉塵對(duì)通風(fēng)機(jī)的磨損；當(dāng)通風(fēng)機(jī)布置在除塵器之前（壓氣式）時(shí)，應(yīng)選用排塵通風(fēng)機(jī)。
當(dāng)然以上四個(gè)原則有時(shí)是互相矛盾的。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)權(quán)衡輕重、全面考慮。對(duì)于較復(fù)雜的情況，可以草擬幾個(gè)組合方案進(jìn)行對(duì)比分析，定出最經(jīng)濟(jì)最合理的網(wǎng)路組合方式。在組合風(fēng)網(wǎng)時(shí)，還須注意風(fēng)網(wǎng)總風(fēng)量不宜太大，吸風(fēng)點(diǎn)不宜太多，以使調(diào)整方便和運(yùn)行可靠。
1.3 單獨(dú)風(fēng)網(wǎng)與集中風(fēng)網(wǎng)的比較
1.3.1 單獨(dú)風(fēng)網(wǎng)的管道一般比較短而簡單，不像集中風(fēng)網(wǎng)那樣復(fù)雜。
1.3.2 單獨(dú)風(fēng)網(wǎng)的風(fēng)量容易調(diào)節(jié)和控制。而在集中風(fēng)網(wǎng)中，當(dāng)某一機(jī)器或吸點(diǎn)的吸風(fēng)量發(fā)生變動(dòng)時(shí)，將會(huì)影響到網(wǎng)路中的其它機(jī)器或吸點(diǎn)的風(fēng)量，調(diào)節(jié)比較困難。
1.3.3 單獨(dú)風(fēng)網(wǎng)往往因風(fēng)量較少而采用了小型通風(fēng)機(jī)和除塵器，相對(duì)地多占了面積而使安排更加困難，且小型電動(dòng)機(jī)效率較低，不經(jīng)濟(jì)。集中風(fēng)網(wǎng)常把風(fēng)量較小而位置接近的許多機(jī)器或吸點(diǎn)組合在一起，在動(dòng)力消耗和設(shè)備投資方面都比較經(jīng)濟(jì)。
2 通風(fēng)除塵的設(shè)計(jì)目的和內(nèi)容[2]
2.1 設(shè)計(jì)目的
通風(fēng)網(wǎng)路設(shè)計(jì)的目的主要是為了要完成這樣兩個(gè)任務(wù)：確定各段風(fēng)管的尺寸和全部網(wǎng)路的阻力。尺寸合適的風(fēng)管才能保證各機(jī)器有一定的吸風(fēng)量，并使空氣在管道中保持按規(guī)定的速度運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，空氣在流過管道和各種設(shè)備時(shí)，是會(huì)遇到阻力的，這些阻力必須計(jì)算出來，然后選擇合適的通風(fēng)機(jī)，使其產(chǎn)生足夠的壓力來克服這些阻力。這樣，機(jī)器所需的風(fēng)量才能得到保證，才能實(shí)現(xiàn)防塵目的。
2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容
2.2.1 根據(jù)車間內(nèi)工藝設(shè)備和生產(chǎn)特點(diǎn)，正確地估計(jì)粉塵散發(fā)源、散發(fā)程度及散發(fā)粉塵性質(zhì)，決定如何采用防塵的措施。依設(shè)計(jì)原則正確地確定風(fēng)網(wǎng)的組合形式，合理地進(jìn)行組合、布置，并按空間、平面的相對(duì)位置畫出計(jì)算用的網(wǎng)路圖（軸測(cè)圖或示意圖）。
2.2.2 進(jìn)行通風(fēng)網(wǎng)路的計(jì)算
2.2.2.1 確定機(jī)器或吸風(fēng)點(diǎn)所需的吸風(fēng)量和空氣阻力。
2.2.2.2 確定風(fēng)管中的風(fēng)速
風(fēng)管內(nèi)的氣流速度按下列原則確定：不使粉塵在水平風(fēng)管內(nèi)沉積、造成風(fēng)管堵塞；不因風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速過高而使系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)力消耗增加。通常在飼料加工廠的風(fēng)管中的風(fēng)速保持10～15m/s的范圍內(nèi)。直徑小的風(fēng)管應(yīng)取較小的風(fēng)速，直徑大的風(fēng)管可取較高的風(fēng)速，可參考下表選取。另外，對(duì)于較長的水平風(fēng)管中的風(fēng)速，應(yīng)該偏高一些。臨近風(fēng)機(jī)的總風(fēng)管中的風(fēng)速應(yīng)該是風(fēng)網(wǎng)中最高的。
表1 風(fēng)網(wǎng)中風(fēng)速的確定
風(fēng)管直徑（mm） ＜100 100～200 ＞200
選取風(fēng)速（m/s） 10 12 13～15
以上所說是指風(fēng)速確定的一般原則。對(duì)于個(gè)別只管為了平衡阻力而提高風(fēng)速，則不受上述范圍的限制。
2.2.2.3 計(jì)算風(fēng)網(wǎng)中各段風(fēng)管的尺寸。
根據(jù)各管段的風(fēng)量和選定的流速，確定各管段的斷面尺寸（管徑）。確定除塵風(fēng)管直徑時(shí)，應(yīng)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(fēng)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(jì)算其阻力。
2.2.2.5 計(jì)算各段風(fēng)管的阻力和風(fēng)網(wǎng)的全部阻力，并對(duì)并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡。
首先計(jì)算各管段的阻力和風(fēng)網(wǎng)的全部阻力：
即計(jì)算阻力最大的串聯(lián)管路的各段阻力并累計(jì)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(jì)算：
現(xiàn)設(shè)想有一并聯(lián)管路，管段①和管段②相較于A點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)），如圖所示。在節(jié)點(diǎn)A處只能有一個(gè)共同的壓力。但在進(jìn)行風(fēng)管阻力計(jì)算時(shí)，兩管段的阻力不一定相等，以致風(fēng)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。為此，當(dāng)兩管段計(jì)算阻力的相對(duì)值超過10%時(shí)，就需要作平衡計(jì)算。阻力平衡方法有兩種：一種是調(diào)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(dá)到平衡；另一種方法是縮小支管直徑，從而提高支管的風(fēng)速，以達(dá)到阻力平衡的目的。在實(shí)際計(jì)算時(shí)，可應(yīng)用指數(shù)0.225公式，即
d調(diào)后=d調(diào)前（P調(diào)前/P調(diào)后）0.225
2.2.2.6 確定通風(fēng)機(jī)的型號(hào)、轉(zhuǎn)速和功率消耗，并確定電動(dòng)機(jī)規(guī)格。
2.2.3 繪制施工圖紙。
3 通風(fēng)除塵設(shè)備
在飼料廠中主要采用的除塵設(shè)備有風(fēng)機(jī)、除塵器、及其相應(yīng)的輔助設(shè)備——吸塵罩、關(guān)風(fēng)器等。
3.1 吸塵罩[3]
根據(jù)工藝條件不同，吸風(fēng)罩有兩種形式：一種為封閉式吸風(fēng)罩；另一種為敞開式吸風(fēng)罩。
封閉式吸風(fēng)罩是吸風(fēng)罩同防塵密閉罩相連，其特點(diǎn)是把產(chǎn)生粉塵的塵源局部或整體完全密閉，粉塵被限制在一個(gè)小空間內(nèi)。敞開式吸風(fēng)罩（又稱外部吸風(fēng)罩）是由于工藝條件所限制，機(jī)器設(shè)備無法進(jìn)行密閉，只能把吸風(fēng)罩設(shè)置在塵源附近（上部、下部或側(cè)面），依靠風(fēng)機(jī)的負(fù)壓把含塵空氣吸走。如袋裝式投料坑和打包機(jī)除塵系統(tǒng)的吸風(fēng)裝置就屬于這種形式。
3.2 除塵器
除塵器是通風(fēng)除塵系統(tǒng)重要設(shè)備之一，它的作用是將含塵氣體進(jìn)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(jù)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(fēng)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(shè)計(jì)中常綜合幾個(gè)除塵原理，如旋風(fēng)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(duì)照表[4]
除塵器名稱
適用的粒徑范圍（μm）效率（%）阻力（Pa）設(shè)備費(fèi)運(yùn)行費(fèi)
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(fēng)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(chǎn)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(zhuǎn)氣流的慣性離心力將灰塵從空氣分離出來的干式凈化設(shè)備稱作離心除塵器，或叫做旋風(fēng)除塵器。它的結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)較低。[5]在含塵氣流運(yùn)動(dòng)中, 塵粒受到兩個(gè)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(dòng), 另一個(gè)力是徑向空氣阻力, 它阻礙灰塵沿徑向向外移動(dòng), 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(duì)一定粒徑的塵粒來說, 切向速度越大、旋轉(zhuǎn)半徑越小, 則徑向速度越大, 除塵效率越高。由旋風(fēng)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(duì)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(xí)慣上叫做“沙克龍（cyclone）”，主要用作多級(jí)除塵中的一級(jí)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(jìn)行除塵。它具有以下特點(diǎn)：①除塵效率高。對(duì)0.5μm的粉塵，效率高達(dá)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(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，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(dá)到爆炸的程度，這時(shí)倘有火種進(jìn)入，就會(huì)發(fā)生事故；⑥更換濾布時(shí)工人的勞動(dòng)條件較差；⑦所需費(fèi)用較昂貴；⑧如果處理的是濕性粉塵，織物就會(huì)出現(xiàn)硬殼般的結(jié)塊或堵塞現(xiàn)象。袋式除塵器的效率
