关键词：饲料厂 生产车间 除尘风网 形式 设计目的及内容 设备 问题
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
饲料加工厂通风除尘是饲料厂中重要的辅助工序之一。通风是指对工作场所或作业空间内引进洁净空气，替换含尘浓度较高的污染空气的技术。通风分为自然通风和人工通风。除尘是指将含尘空气中或物体表面的粉尘进行分离、捕集、清除的技术。应该说通风除尘中通风是手段，除尘是目的。所以，通风除尘的技术是降低作业环境的粉尘最为有效的措施。[1]
1 通风除尘形式[2]
中小型企业中的通风除尘系统，通常叫做通风网路或简称风网。风网有两种形式：一种是，一台机器或一个吸尘点单独配置一台除尘器、一台风机进行吸风，这叫做单独风网；另一种是，两台或两台以上的机器或吸尘点合用一台除尘器、一台通风机进行吸风，这叫做集中风网。
1.1 确定单独风网形式的原则：
具有下列条件之一的机器或吸点适宜采用单独风网：①吸出的含尘空气必须做单独处理；②吸风量要求准确而必须经常调节；③需要风量较大；④机器本身自带通风机；⑤附近无其它需要吸风或可合并吸风的机器或吸点。不符合上述任一条件的两个或两个以上的机器或吸点，应采用集中风网。
当然，随着环境保护的高要求和袋式除尘器的日益完善和小型化，中小企业的风网形式正向单独、局部方向发展。即在每台需要吸风除尘的工艺设备上，不但自带风机，而且自带除尘器，就地净化含尘空气，或将含尘空气初步净化后循环使用。这样，集中风网那种管道纵横交叉的弊病就不存在了。
1.2 集中风网的组合原则：
在把几部机器或吸点组合成一个集中风网时，应该照顾到下面四个原则。
1.2.1 吸出物的品质相似：即组合在同一风网中的各设备内吸出来的灰尘，在品质上应该相类似。各机器设备的工艺任务不同的，它们散发出来的灰尘，在品质和价值上也不一样。例如在饲料厂生产车间初步清理时所形成的灰尘大都是泥灰、沙土、磁性金属，利用价值较小；而在后期清理时所产生的灰尘，则含有一些谷壳、麦皮和破碎的粮粒等有机性灰尘，是一些有价值的副产品。所以前后清理过程的吸风，应尽可能分开装设，以便使吸出物分别收集。
1.2.2 工作时间相同：组合在同一风网中的各机器设备的工作时间应该相同，这样可使通风机的负荷稳定。对于相互交替进行工作的机器设备可接在同一风网上，但它们的风量应该相同。
1.2.3 风管设置要简单、合理：具体内容包括：风管应尽可能垂直敷设，对于必要的水平风管，应设置密闭的清扫孔。对于粉尘和水汽共生的尘源，应尽可能将除尘器直接配置在吸风罩上方，使粉尘、水汽通过垂直管进入除尘器。三通管的夹角一般采用30°、45°为宜。支管上应适当安设插板和蝶阀等风量调节装置。排风管应高出屋面1.5m。风管一般应明设，不能妨碍走道和操作，在不增加投资的条件下，也要照顾到外观整齐、美观。
1.2.4 通风机后置：通风机一般应布置在除尘器之后（吸气式），以减轻粉尘对通风机的磨损；当通风机布置在除尘器之前（压气式）时，应选用排尘通风机。
当然以上四个原则有时是互相矛盾的。所以，在设计时应权衡轻重、全面考虑。对于较复杂的情况，可以草拟几个组合方案进行对比分析，定出最经济最合理的网路组合方式。在组合风网时，还须注意风网总风量不宜太大，吸风点不宜太多，以使调整方便和运行可靠。
1.3 单独风网与集中风网的比较
1.3.1 单独风网的管道一般比较短而简单，不像集中风网那样复杂。
1.3.2 单独风网的风量容易调节和控制。而在集中风网中，当某一机器或吸点的吸风量发生变动时，将会影响到网路中的其它机器或吸点的风量，调节比较困难。
1.3.3 单独风网往往因风量较少而采用了小型通风机和除尘器，相对地多占了面积而使安排更加困难，且小型电动机效率较低，不经济。集中风网常把风量较小而位置接近的许多机器或吸点组合在一起，在动力消耗和设备投资方面都比较经济。
2 通风除尘的设计目的和内容[2]
2.1 设计目的
通风网路设计的目的主要是为了要完成这样两个任务：确定各段风管的尺寸和全部网路的阻力。尺寸合适的风管才能保证各机器有一定的吸风量，并使空气在管道中保持按规定的速度运动。同时，空气在流过管道和各种设备时，是会遇到阻力的，这些阻力必须计算出来，然后选择合适的通风机，使其产生足够的压力来克服这些阻力。这样，机器所需的风量才能得到保证，才能实现防尘目的。
2.2 设计内容
2.2.1 根据车间内工艺设备和生产特点，正确地估计粉尘散发源、散发程度及散发粉尘性质，决定如何采用防尘的措施。依设计原则正确地确定风网的组合形式，合理地进行组合、布置，并按空间、平面的相对位置画出计算用的网路图（轴测图或示意图）。
2.2.2 进行通风网路的计算
2.2.2.1 确定机器或吸风点所需的吸风量和空气阻力。
2.2.2.2 确定风管中的风速
风管内的气流速度按下列原则确定：不使粉尘在水平风管内沉积、造成风管堵塞；不因风管内风速过高而使系统运行的动力消耗增加。通常在饲料加工厂的风管中的风速保持10～15m/s的范围内。直径小的风管应取较小的风速，直径大的风管可取较高的风速，可参考下表选取。另外，对于较长的水平风管中的风速，应该偏高一些。临近风机的总风管中的风速应该是风网中最高的。
以上所说是指风速确定的一般原则。对于个别只管为了平衡阻力而提高风速，则不受上述范围的限制。
2.2.2.3 计算风网中各段风管的尺寸。
根据各管段的风量和选定的流速，确定各管段的断面尺寸（管径）。确定除尘风管直径时，应采用表2所列的统一规格，有利于工业化加工制作。
2.2.2.4 选定除尘器的形式、规格，并计算其阻力。
2.2.2.5 计算各段风管的阻力和风网的全部阻力，并对并联管路进行阻力平衡。
首先计算各管段的阻力和风网的全部阻力：
即计算阻力最大的串联管路的各段阻力并累计为总阻力。即
∑P=P1+P2+…+Pn
式中：∑P为阻力最大
2
P1、P2、…为各管段阻力（各管段沿程阻力和局部阻力）
其次考虑并联管路的阻力平衡计算：
现设想有一并联管路，管段①和管段②相较于A点（节点），如图所示。在节点A处只能有一个共同的压力。但在进行风管阻力计算时，两管段的阻力不一定相等，以致风量达不到设计要求。为此，当两管段计算阻力的相对值超过10%时，就需要作平衡计算。阻力平衡方法有两种：一种是调整局部阻力，就是在压损小的支管上加装阀门，利用其附加阻力来达到平衡；另一种方法是缩小支管直径，从而提高支管的风速，以达到阻力平衡的目的。在实际计算时，可应用指数0.225公式，即
d调后=d调前（P调前/P调后）0.225
2.2.2.6 确定通风机的型号、转速和功率消耗，并确定电动机规格。
2.2.3 绘制施工图纸。
3 通风除尘设备
在饲料厂中主要采用的除尘设备有风机、除尘器、及其相应的辅助设备——吸尘罩、关风器等。
3.1 吸尘罩[3]
根据工艺条件不同，吸风罩有两种形式：一种为封闭式吸风罩；另一种为敞开式吸风罩。
封闭式吸风罩是吸风罩同防尘密闭罩相连，其特点是把产生粉尘的尘源局部或整体完全密闭，粉尘被限制在一个小空间内。敞开式吸风罩（又称外部吸风罩）是由于工艺条件所限制，机器设备无法进行密闭，只能把吸风罩设置在尘源附近（上部、下部或侧面），依靠风机的负压把含尘空气吸走。如袋装式投料坑和打包机除尘系统的吸风装置就属于这种形式。
3.2 除尘器
除尘器是通风除尘系统重要设备之一，它的作用是将含尘气体进行净化，并将粉尘分离出来，再将净化后的空气排入大气。
3.2.1 除尘器的分类[2]
目前采用的除尘器种类形式繁多，根据除尘器原理和除尘方法通常有以下几种：①利用尘粒的重力或惯性离心力的作用，例如沉降室、旋风除尘器等；利用过滤的作用，例如袋式除尘器、颗粒层除尘器等；③湿法洗涤作用，例如水浴除尘器、自激式除尘器等；④利用静电除尘作用，例如电除尘器等。
为了提高除尘器的效率，在除尘设计中常综合几个除尘原理，如旋风与袋式除尘器组合，它既有离心力的除尘作用，又有滤袋的过滤作用；既有粗净化，又有精净化。
3.2.2 常用的除尘器
饲料厂生产车间通常使用离心除尘器和袋式除尘器。
离心除尘器：利用旋转气流的惯性离心力将灰尘从空气分离出来的干式净化设备称作离心除尘器，或叫做旋风除尘器。它的结构简单、制造容易、造价和运行费较低。[5]在含尘气流运动中, 尘粒受到两个力的作用, 一为离心力的作用, 使尘粒按某一径向速度向外移动, 另一个力是径向空气阻力, 它阻碍灰尘沿径向向外移动, 尘粒的径向速度越大, 尘粒被上升气流带出除尘器的可能性越小, 因而降尘效率就越高。对一定粒径的尘粒来说, 切向速度越大、旋转半径越小, 则径向速度越大, 除尘效率越高。由旋风除尘器工作原理可知, 尘粒比重越大离心力越大, 粒径越大离心力也越大。[6]对于10μm以上的粉尘，净化效率高到90%左右。离心除尘器在饲料加工厂中，习惯上叫做“沙克龙（cyclone）”，主要用作多级除尘中的一级除尘。[5]
袋式除尘器[5]袋式除尘器是一种干式的高效除尘器，它利用纤维织物的过滤作用进行除尘。它具有以下特点：①除尘效率高。对0.5μm的粉尘，效率高达98—99%；②在一般情况下，从除尘器的排出的空气的含尘浓度能达到卫生标准，可以直接返回车间循环使用，以节省热能；③收集下来的粉尘是干的可直接使用或处理；④一般不易被腐蚀；⑤除尘器中的灰尘浓度可能达到爆炸的程度，这时倘有火种进入，就会发生事故；⑥更换滤布时工人的劳动条件较差；⑦所需费用较昂贵；⑧如果处理的是湿性粉尘，织物就会出现硬壳般的结块或堵塞现象。袋式除尘器的效率关键在于渡料的性能。实践证明，平纹无绒毛滤料适于过滤纤维性灰尘。袋式除尘器主要用于中净化与精细净化，当被净化的空气初含尘量超过5g/ m3时可作为第二级净化设备，袋式除尘器效率可达99%以上。[6]
3.3 风机[2]
风机是用于输送气体的机械。从能量观点来看，它是把原动机的机械能转变为气体的能量的一种机械。通风系统常见的风机有离心式通风机和轴流式通风机两种，在饲料厂生产车间通风除尘和气力输送使用最多的是离心式通风机。
离心式通风机所产生的压力一般小于15000Pa或1500mmH2O。压力小于1000Pa的称为低压风机，一般用于空气调节系统；压力小于3000Pa或300mmH2O的称为中压风机；一般用于通风除尘系统；压力大于300mmH2O的称为高压风机，一般用于气力输送系统。
3.4 关风器[5]
关风器或叫闭风器，是使卸料器或除尘器在有压力差的情况下，能够顺利地排出物料，而又不致泄露空气的一种设备。关风器是气力输送装置中十分关键的设备。它要求有良好的气密性能，排料要连续可靠，不易破碎物料，外形尺寸要小，特别是高度要低。
常用的关风器有需要传动的叫叶轮式关风器和不需传动的料封压力门关风器等。
叶轮式关风器的结构及性能与普通旋转叶轮式供料器相同。
料封压力门关风器是依靠堆积一定高度的物料来保持气密要求的。它的结构简单，制作方便，不需传动。缺点是需要有较高的垂直高度，否则容易漏风。对于粉状物料效果较差。
