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大型人工砂石系統干法布袋收塵處理研究與應用

文檔作者：徐全基文檔來源：中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝事業部		點擊數：	更新時間： 2025年05月30日
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第40卷第10期
2017年10月
水電站機電技術V01．40 No．10
MechanicM&amp;amp;Electrical Technique of Hydropower Station Oct．2017
51
大型人工砂石系統干法布袋收塵處理研究與應用
徐全基
(中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝事業部，云南昆明650032)
摘要：通過對大型人工砂石加工系統揚塵點分析，進行除塵處理方案技術經濟分析、研究，選擇合理的除塵處理工
藝和設備進行除塵處理，響應國家環保要求，細化運行管理，達到集中收塵和“零”排放的環保要求，同時，達到運行
方便，經濟可靠。
關鍵詞：大型人工砂石加工系統；干法布袋收塵；研究；應用
中圖分類號：X505 文獻標識碼：B 文章編號：1672—5387(2017)10—005 1-05
DOI：10．13599，j．cnki．11-5130．2017．10．018
0引言
水電建設需要大規模的砂石骨料需求，通過采
石場開挖、運輸、破碎、加工，而破碎和加工是砂石系
統產生大量粉塵的主要環節，粉塵對周邊環境及工
人身體健康危害甚是嚴重，也造成環境污染，建設項
目的環境保護日益重要。本文結合里底水電站大型
人工砂石加工系統干法布袋除塵工藝設計原理、實
際運行方面進行分析，談談大型人工砂石加工系統
干法布袋除塵研究、應用。
里底和烏弄龍兩電站建設工程砂石骨料需求量
約700萬t，砂石系統運行過程產生粉塵量較大。主
要揚塵點46處，粉塵控制需處理風量約
14．09～22．238 4萬m3／h，根據現場空間位置在一篩、
二篩和制砂車間布置布袋除塵器各1臺，主要采用
“噴霧灑水降塵+廊道、料倉、車間封閉降塵+脈沖
布袋收塵”(脈沖布袋收塵是指“封閉收塵、風機抽
風、順流組合脈沖布袋除塵器除塵”、“負壓抽風、布
袋過濾、正壓送灰組合式粉塵收集處理工藝”及“在
線壓縮空氣低壓脈沖清灰，PLC控制”實現差壓定時
自動或手動清理布袋上灰塵處理工藝)運行模式，通
過除塵處理后空氣中的粉塵濃度不超過30 mg／m3。
通過大型人工砂石加工系統揚塵點分析，進行
除塵處理方案技術經濟分析、研究，選擇合理的除塵
處理工藝和設備進行除塵處理，響應國家環保要求，
細化運行管理，達到集中收塵和“零”排放的環保要
求，同時，達到運行方便，經濟可靠，為大型人工砂石
系統除塵處理樹立亮點和典范，也為類似工程提供
經驗。
1布袋除塵器結構與應用
布袋除塵器由濾袋組件、導流裝置、脈沖噴吹系
統、出灰系統、控制系統、離線保護系統、箱體等組
成。含塵氣體由導流管進入各單元室，在導流裝置的
作用下，大顆粒粉塵分離后直接落入灰斗、其余粉塵
隨氣流均勻進入各倉室過濾區，過濾后的潔凈氣體
透過濾袋經上箱體、提升閥、排風管排出。隨著過濾
工況的進行，當濾袋表面積塵達到一定厚度時，由清
灰控制裝置(差壓或定時、手動控制)按設定程序關閉
提升閥，控制當前單元離線，并打開電磁脈沖閥噴
吹，抖落濾袋上的粉塵。落人灰斗中的粉塵經由卸灰
閥排出后，利用輸灰系統送出。
除塵器分為兩種，分別為靜電除塵器和布袋除
塵器。靜電除塵器在國內的應用較早，20世紀70年
代就用于火力發電廠收塵，如吉林熱電廠、保定發電
廠；1974年福建邵武電廠首次采用國產雙室二電場
靜電除塵器。經過多年的開發應用，靜電除塵器技術
成熟，除塵效率較高，目前已被廣泛應用于電力、冶
金、化工等行業。由于受當時工藝水平的限制，濾料
質量不過關、濾袋破損，導致除塵效率低，換袋頻繁，
加之工作條件差，導致布袋除塵器沒有得到推廣應
收稿日期：2017—07—21
作者簡介：徐全基(1986～)，男，助理工程師，從事水利水電工程金
屬結構制安、砂石系統設計研究工作。
萬方數據
52 水電站機電技術第40卷
用。國外在火電廠采用布袋除塵器較早，據了解布袋
式除塵器在美國、加拿大、澳大利亞及歐洲等地的一
些火電廠被廣泛采用，燃煤鍋爐應用布袋式除塵器
已是一項成熟的技術，最長已有40余年的歷史，其
效率高達99．9％。當時，由于國內環保要求不高，國
外火電廠采用布袋除塵器也不是很多，在引進火電
廠設備時大多數引進了靜電除塵器，而沒有引進布
袋除塵器。
布袋式除塵器在我國礦山、建材、食品、制藥、冶
金、化工等行業已經成功應用多年，但在燃煤鍋爐
上，直到2001在呼和浩特市豐泰發電廠才首次應用
成功，發展到現在已有10余家公司的布袋式除塵器
在全國不同地區應用，大多數應用于發電廠部分大
中型水電工程，但目前在水電工程砂石加工領域應
用不多，成功案例較少，因此本文結合里底水電站大
型人工砂石系統干法布袋收塵處理研究與應用進行
了簡要論述。
2研究理論和實踐依據
2．1研究原理
封閉收塵及布袋除塵的原理為：封閉揚塵點，通
過引風機產生的負壓將各揚塵點含粉塵氣體抽至除
塵器本體。含粉塵氣體進入除塵器本體后，經過內部
多層濾布過濾，氣體中的粉塵顆粒附著在濾布上，過
濾后的干凈空氣則直接排出。當濾布上吸附的粉塵
積累到一定量時，通過PLC控制的清灰噴吹閥，實
現在線差壓定時自動或手動清灰，擊打濾布，使吸附
其上的粉塵落入下方的集灰斗。使用連續泵和羅茨
風機將集灰斗中收集的粉塵送入灰庫集中處理。
除塵器收集的粉塵主要為砂石系統生產過程中
產生的石粉及部分0．63 lla_rfl以下細顆粒，收集至灰
庫中可根據成品砂的質量檢測數據，選擇摻入成品
砂，可改善成品砂的質量，得到回收利用價值。
2．2實踐依據
砂石料工程是水電工程中不可缺少的一部分，
砂石料生產會產生大量的揚塵。如果不采取相應的
措施收集這些揚塵，將對周邊環境及現場作業人員
的身體健康帶來很大的危害。因此，砂石系統在生產
時，必須采用一定的降塵收塵措施，保證現場及周邊
的環境。根據空氣中揚塵物的特性，選擇合適的收塵
工藝和收塵設備，盡量簡化運行方式，提高處理能
力，并降低運行成本。
2．3研究關鍵和難點
研究關鍵是對揚塵中顆粒物成分的分析，根據
分析結果選擇合適的處理工藝和收塵設備。
里底水電站人工砂石加工系統整體布置在EL：
1829～EL：1830，基本在一個平面上。受場地限制，現
場各車間之間距離較遠，揚塵點較多，揚塵范圍大。
在如此廣闊的場地中，如何布置合理的收塵處理設
備，選用有效的處理工藝，以達到高效、低成本的除
塵處理，是研究的難點。
3研究內容、研究方法和技術路線
3．1研究內容
(1)里底水電站人工砂石加工系統揚塵點及周
邊空氣濃度、揚塵顆粒物組成跟蹤測定；
(2)收塵處理工藝設計和設備選型；
(3)收塵系統運行管理方法的探討和總結。
3．2實施方案
(1)項目實施方法
以里底水電站大型人工砂石加工系統為試驗基
地，對系統內第一篩分車間、第二篩分車間、高頻篩
分車間、立破制砂車間、粗砂整形車間產生的揚塵進
行詳細的檢測分析，確定收塵點的部位和數量、粉塵
的性質、顆粒物組成。根據檢測分析的結果，比較國
內外主要的除塵處理工藝，選擇最適合砂石加工系
統使用的處理工藝以及設備。
(2)項目實施步驟：揚塵點空氣濃度檢測一檢測
結果分析研究一工藝選擇及設備選型一除塵處理系
統建安一系統投產后試運行_+運行期跟蹤取樣(運
行參數調整)一取樣結果分析_最佳運行管理方
案_正常投入運行。
3．3試驗內容
(1)空氣中粉塵來源及空氣質量
試驗目的：掌握系統內揚塵的產生環節及發生
量，分析揚塵處的空氣濃度，以及揚塵中顆粒物的粒
徑分布。
試驗原理：通過安裝在系統揚塵點周邊的大氣
顆粒物采樣器，記錄空氣濃度，并分析揚塵中顆粒物
的組成。根據空氣濃度及顆粒物組成制定除塵處理
工藝和設備選型方案。
試驗內容：里底水電站人工砂石加工系統的揚
萬方數據
第10期徐全基：大型人工砂石系統干法布袋收塵處理研究與應用53
塵主要產生在第一篩分車間、第二篩分車間、高頻篩
分車間、立破制砂車間、粗砂整形車間。產生的揚塵
里面主要包含物料在破碎和篩分過程中散出的石粉
及粒徑小于0．63 mm的細顆粒。日常生產中，做好空
氣濃度、收塵量以及收集的粉塵的檢測工作。
根據檢測結果，制定并完善除塵處理系統的生
產工藝、設備選型以及場地布置。
(2)系統試運行測試
試驗目的：掌握系統運行的實際效果，并對設備
的運行參數進行調整，以保證除塵處理系統高效的
運行。
試驗原理：對除塵處理系統的各收塵點周邊的
空氣質量進行檢測，比對設備處理量、周邊空氣質
量、收集的粉塵量及收集的粉塵粒徑分布。調整設備
運行參數及運行管理規程，挖掘設備的工作潛力，達
到高效低成本的運作。
試驗內容：
1)除塵器處理能力，空氣凈化效果；
2)粉塵添加后，成品砂質量檢測，粉塵回收利用
效果。
4除塵工藝布置
除塵系統由2座除塵站(SZMC一4／5／15、SZMC一
摹一酸生站
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12／5／15)和1座100 t灰庫組成，距人工骨料料場約1
km，位于料場下游的緩坡臺地，場地分布高程為
1 830 m。第一除塵站(SZMC一4／5／15)布置于第一篩
分車間，占地面積約36 m：，收塵覆蓋面約300 m2，主
要收塵對象是第一篩分車間4臺圓振動篩和各膠帶
機下料口；第二除塵站(SZMC一12／5／15)布置于立破
制砂車間，占地面積約85 m2，收塵覆蓋面約900 m2，
主要收塵對象是立破制砂車間6臺立軸式破碎機、
第二篩分車間6臺圓振動篩、2臺高頻振動篩、粗砂
整形車間2臺高速立軸破和各設備及膠帶機下料
口；100 t灰庫布置在膠帶機尾部，暫存兩個除塵站
所收集的粉塵。
5除塵工藝流程圖
除塵工藝流程如圖1所示。
6成果、技術創新點及經濟社會效益
6．1研究成果、技術創新點
里底水電站大型人工砂石加工系統生產具有揚
塵大不易控制、空氣中懸浮物含量高等特點，除塵處
理一直是困擾水電工程環保要求的難題，通過取樣
對空氣顆粒度數值分析，選擇合適的除塵處理工藝，
降低除塵處理的運行成本，提高了系統運行綜合效
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萬方數據
54 水電站機電技術第40卷
益，得到了國內砂石專家、業主、監理的高度贊譽。成
功解決了技術難題，達到預期效果，通過研究取得了
以下成果：
(1)除塵系統通過單機、無負荷、負荷3個階段
的調試，各設備運行正常有效，基本達到處理能力和
預期除塵效果。
(2)在水電工程領域針對人工砂石料加工系統
采用“封閉收塵、風機抽風、順流組合脈沖布袋除塵
器除塵”、“負壓抽風、布袋過濾、正壓送灰組合式粉
塵收集處理工藝”及“在線壓縮空氣低壓脈沖清灰，
PLC控制”實現差壓定時自動或手動清理布袋上灰
塵處理工藝應用均為國內行業首次，并得到了充分
驗證。
(3)運行期間對第一除塵站、第二除塵站觀察、
摸索及時調整工藝措施，除塵系統運行管理得到了
更加有效改善，運行更加經濟合理；另外通過對砂石
系統砂石料加工區和施工營地、辦公生活區施工營
地、辦公生活區粉塵取樣檢測數據分析，除砂石料加
工區外粉塵質量均達到環保標準要求。
(4)雨季運行中粉塵潮濕，濾袋易打濕無法正常
運行，且導致灰輸出管道堵塞，增加防雨設施與安裝
小型振動器，解決濾袋易打濕、管路堵塞問題，也節
約運行成本。
(5)以“噴霧灑水降塵+廊道、料倉封閉降塵+
脈沖布袋收塵”為最佳模式運行。
(6)通過人工砂石加工系統揚塵點分析，進行除
塵處理方案技術經濟分析、研究，選擇合理的除塵處
理工藝和設備進行除塵處理，響應國家環保要求，細
化運行管理，達到集中收塵和“零”排放的環保要求，
同時，達到運行方便，經濟可靠，為大型人工砂石系
統除塵處理樹立亮點和典范，也為我公司今后的大
型人工砂石系統運行和除塵處理提供經驗。
表1第一、第二除塵站調試、運行結果統計表
處理厲【量40000—56000 55 000 110000—165 000 160 000
入13粉塵濃度<150 130 <150 145
出13粉塵濃度≤30 25 ≤30 29
除塵效率99．8 99．2 99．98 99．5
設雛行情況運誓≯運霎≯運薯≯運囂
依據檢測數據表顯示砂石料加工區粉塵總懸浮
顆粒物0'sP)13均濃度為0．721 2 mg／m3,施工營地、辦
公生活區粉塵總懸浮顆粒物(TSP)13均濃度為0．034
mg／m3，與標準要求相對比得出，除砂石料加工區外
粉塵質量均達到《環境空氣質量標準》(GB
3095—2008)二級標準要求。
表2環境空氣質量日均濃度檢測結果統計表
采樣地點濃TS度P m日均g／m，囂m日均g／m，濃S度02 m日均g／m，濃N度Oz m日均g／m，備注
6．2經濟社會效益
(1)除塵站投入前、后對文明施工(人工、材料
等)成本、廢水處理運行成本及減低石粉混凝土成本
分析影響見表3：
表3除塵站投入運行前、后經濟效益指標統計表
每年14萬元138萬元310萬元
(2)通過進行除塵處理方案技術經濟分析、研究
和對空氣顆粒度數值分析，選擇了合理的除塵處理
工藝和設備進行除塵處理，降低除塵處理的運行成
本，提高了系統運行綜合效益，達到預期效果；同時
響應國家環保要求，細化運行管理，達到集中收塵和
“零”排放的環保要求，同時，達到運行方便，經濟可
靠。
截止目前砂石加工系統除塵設備運行正常、有
效，尤其干法布袋收塵處理采用“封閉收塵、風機抽
風、順流組合脈沖布袋除塵器除塵”、“負壓抽風、布
袋過濾、正壓送灰組合式粉塵收集處理工藝”及“在
線壓縮空氣低壓脈沖清灰，PLC控制”實現差壓定時
自動或手動清理布袋上灰塵處理工藝應用均為國內
行業首次并得到了充分驗證。是國內大型砂石系統
除塵處理成功的案例，因此，通過研究與應用進一步
完善人工砂石系統除塵處理工藝，為大型人工砂石
系統運行和除塵處理提供經驗，可供類似工程借鑒，
具有深遠的社會意義。
(3)除塵處理系統投入運行(收塵效果)
通過第一階段試運行、第二階段管理運行過程中
工藝措施調整，第一除塵站、第二除塵站各設備運行
正常有效，收塵效果較好，除塵效果如圖2～5所示。
圖2、4為除塵站投入運行(開機前)前，揚塵較
萬方數據
第lo期徐全基：大型人工砂石系統干法布袋收塵處理研究與應用55
圖2第一除塵站運行投入運行前
訇3第一除塵站投入運行過程中(開機后)
羽4第二除塵站運行投入運行前
圖5第二除塵站投入運行過程中(開機后)
大，整個一篩、制砂、二篩車間區域能見度不足1 m。
圖3、5為除塵站投入運行(開機后)過程中，除
塵站開啟后約2 rain左右，一篩、二篩、制砂車間產
生的揚塵全部被除塵系統處理，揚塵減少明顯，除塵
效果較好。
7思考與建議
還需進一步提高收塵效能，主要將提高收塵率
和提升第二除塵站收塵工藝作為下階段研究方向，
通過適當增加輔助設備和少量更換設備器材容量，
可使除塵站收塵率提高3％～4％，提高收塵效能及
確保穩定常態砂平均石粉含量。
此外，進一步研究大型干法砂石加工系統除塵
站設備和工藝的系統改進和提升技術，今后為類似
工程提供參考。
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