沥青搅拌设备除尘系统设计

摘要：工业除尘系统作为沥青搅拌设备的重要组成部分，担任着保证设备排放达标的重要任务，其在设备中的布置形式及一、二级除尘器之间的布置方式，突出体现了各厂家的设计思路和对除尘系统的不同理解，对各种形式的除尘器的研究有助于了解各厂家设备的特点，以更好的适应具体使用要求。

1 连续式和间歇式对除尘系统的要求

单个冷料仓的间歇式搅拌站于20世纪20年代问世，在北美以外的地区独霸市场。间歇式搅拌设备的流程是将干燥后的骨料进行筛分。由于干燥后的骨料中超粒径的材料被筛分出来并作为废料，即便这些骨料能够作为其它用途，但仍然被浪费了。尽管振动筛顶层的骨料能够通过筛网，但单骨料仓的级配并不一定能够满足混合料级配的要求。在这种情况下，搅拌楼体上的热料仓或者出现溢流，或者出现空仓。一旦发生溢流，就必须暂停干燥滚筒向溢流的热料仓中多放料，并补充出现空仓的热料仓的料。巴博格林间歇式移动搅拌站筛分出的超粒径骨料已经干燥，这些被吐出的骨料参与了被筛分之前的全部流程，也参与了对设备部件的磨损，还耗用了燃油。随着骨料生产工艺的发展，将骨料筛分成混合料生产所需的级配已不成问题，这就要求混合料生产商能够使用多个料仓的冷料系统。超粒径的骨料已不需经过干燥程序，既节省了能源，又减少了设备磨损（见图1）。

原材料被分开和混合几次：在冷料仓被分开，在干燥滚筒被混合在一起，搅拌塔上的振动筛被再次分开(至少人们认为已被分开)，在搅拌缸被再次混合在一起。这种原材料的处理过程是推动连续式搅拌设备发展的原因，但不是唯一的原因。

对使用回收料而又不增加设备负担的关键是尽可能连续不断地加入旧料。图2展示了3种不同形式加入旧料对除尘能力的要求。连续式双滚筒搅拌设备对除尘系统的能力要求最低，因为旧料是连续不断地加入的。除此之外，双滚筒具有使用50%旧料的能力，而间歇式搅拌站加入旧料的比例一般在30%左右。双滚筒是目前世界上唯一能够使用50%旧料而不需对旧料加热的沥青搅拌设备。当不使用旧料时，间歇式搅拌站和双滚筒搅拌站对除尘能力的需求区别在于搅拌塔上的负压除尘系统。

间歇式搅拌站使用旧料时的另外一个问题是热料仓的骨料温度：热料仓中的超高温骨料必须使用同样比例的旧料直至热料仓中的超高温热料使用完，使间歇式搅拌站失去了可以随时生产不同级配的灵活性。任何形式的设备使用回收料，就犹如将冷水和热水混合而获得温水的道理是一样的。

所有间歇式搅拌站需要面对的另一个问题是振动筛的效率。随着产量的增加，筛分效率降低。结果，应该进入1号仓的料被带入了2号仓，这可能会改变混合料的级配。1号热料仓中的料占混合料重量的40%~50%，而表面积占了混合料骨料总表面积的75%~90%。最关键的是，级配控制从冷料仓开始也在冷料仓结束。将搅拌塔上的震动筛和热料仓作为能够完全控制混合料级配的手段，这种认识是错误的。1号热料仓中细料的表面积比其它热料仓中的材料表面积要大出不少。1号热料仓非常容易造成离隙，这是由于它本身的形状、干燥的材料和材料颗粒的不同而造成的。

2 除尘系统3种形式

除尘系统作为沥青搅拌设备的重要组成部分，担任着保证设备排放达标的重要任务，其在设备中的布置形式及一、二级除尘器之间的布置方式，突出体现了各厂家的设计思路和对除尘系统的不同理解。对各种形式的除尘器的研究有助于了解各厂家设备的特点，以更好的适应具体使用要求。

除尘器布置的基本思路：应尽量靠近干燥滚筒和拌合主楼体，一、二级除尘器之间也应紧凑，这样可以缩短管道的长度，减少压力损失和泄露，防止粉尘严重沉积破坏除尘系统正常运转。如果由于设备整体布置的烟道必须加长，就必须增加风速，从而避免积尘。

以下是几种常见的除尘系统的布置形式。除尘系统位于干燥滚筒的正上方，这样就可以使主烟道极大的缩短，并且使烟道的转折处过渡得更加顺畅，结构非常紧凑，并且因为除尘器与干燥滚筒采用上下布置，所以节省占地面积。此种布置方式适合一级除尘器与二级除尘器采用一体式设计，即一级除尘器采用冲击式惯性除尘器直接与袋式除尘器相连，即引风机的位置设置不同。

J2000型采用将引风机直接安装在袋式除尘器出风口，省去了除尘器与引风机间的烟道，结构进一步简化和紧凑。4000型则将引风机置于地面，在除尘器与引风机间用较长的烟道连接，这样布置可减少引风机运行时所产生的振动对机器的影响。两者差别是出于不同的设计理念，J2000型设计思想就是要高度的集成化、模块化、安装简便，加之因其属于中小型搅拌设备，所以引风机相对也较小，风机运行对楼体的影响可以通过较稳固的机架和相应的悬浮式减振上有差别，但同样可以将干燥滚筒与除尘器间的主烟道设计的比较短，由于除尘系统位于地面，其与引风机间的烟道也较短。另外，此种方式可以比较方便地根据场地的具体情况来改变布置。当一级除尘器采用蜗壳浓缩分离器与袋式除尘器配合时，因蜗壳浓缩分离器的结构原因，这种一级除尘器与二级除尘器只能采取相互独立，利用烟道彼此连接的方式。这样的组合会相应增加占地面积，同时增加烟道的结构长度。但是由于这种一级除尘器较冲击式惯性除尘器有着高效可调节的优势，所以也是目前沥青搅拌设备常用的一种除尘系统解决方案。

（1） 同轴布置形式。

ACTEC3000型沥青搅拌站同轴布置形式的一、二级除尘器布置是蜗壳浓缩分离器与袋式除尘器组合紧凑型布置的较为典型的一种，一级除尘器与二级除尘器采用同轴布置，两者间用很短的烟道连接。这是一种比较理想的布置方式，但是由于各设备整体布置上的差异，这种方式也会受到整体布置的制约。

（2） 垂直布置形式。

另外，还有一种3000型搅拌设备除尘系统的布置实例是其蜗壳浓缩分离器的轴线与袋式除尘器的轴线相互垂直，两者之间利用带有弯头的烟道连接，这样布置是为了配合整个搅拌设备的全局规划。

（3） 并联袋式除尘器。

袋式除尘器并联是运用在大型沥青搅拌设备中的一种袋式除尘器布置方式，其目的主要是为了解决在大型设备中为满足除尘量加大，袋式除尘器布袋数量增多而造成的除尘器过长、压力损失过大的问题。它是将2个相同的袋式除尘器平行布置，利用三通烟道分别连接两除尘器的进出口，在工作中使烟气均匀分配给2个除尘器进行处理，处理后的气体又合并到一起进行排放。并联袋式除尘器长度缩短，结构更加紧凑，同时引风机无需过分增大，在大型沥青搅拌设备设计中是一种较为理想的解决方案。

从以上各种除尘器的组合和布置形式可以看出，除尘系统与搅拌设备的其他系统一样，在设计时必须先进行统一的考虑和布置，总体方案确定后才能进一步细化设计，确定具体的实施方案。

3 结束语

我国沥青搅拌设备的除尘系统有以下主要特点：骨料含粉尘量大，含水率变化大，除尘系统负荷大，骨料来源乱，颗粒形状与组份杂，加热骨料的燃料品种多，对除尘系统的适应性提出了苛刻的要求；除尘系统在较高温度下连续工作，对废烟尘温度、废气流量和布袋除尘器的除尘等都要适时的进行调控；烟尘和粉尘来源于骨料干燥和振动筛分过程，而除尘与干燥和振动筛分过程相互影响，最终会影响混合料质量和生产率。因此，它的设计和使用既要考量除尘效果，又要考虑对混合料质量和生产率的影响。

针对沥青搅拌设备大型化、精确化、环保化等趋势，结合前文中对各种一级除尘器以及二级除尘器的研究讨论，蜗壳浓缩分离器与并联式袋式除尘器的组合是一种比较理想的配置组合形式。

西筑集装箱式除尘系统配有一级惯性除尘器和二级布袋除尘器，结构紧凑美观、除尘效率高。采用了独特设计的二级布袋除尘器，过滤面积大，易清理，有高低温报警，超高温自动保护装置。采用保温式箱体，美国杜邦公司进口材料制作的布袋，大大提高了除尘效率及布袋使用寿命。