山东中烟工业有限公司济南卷烟厂 山东省济南市 250000
摘要:烟草粉尘具有很大的危害性,不仅会污染工作场所,增加卫生清理难度,危害员工身体健康,降低产品质量和机器设备的工作精度。同时烟草粉尘的积攒也不利于烟草行业防虫治虫。本文将从某卷烟厂原梗投料工序粉尘情况出发,分析粉尘逸散机理,结合设备通风除尘原理,设计一套低粉尘式原梗投料系统,降低原梗投料生产时现场粉尘浓度。
关键词:烟草粉尘;粉尘逸散;原梗投料
引言:卷烟生产企业控制烟草粉尘浓度,一般采用粉尘源头控制与粉尘过程控制,由于卷烟生产过程中源头控制不能从根本生杜绝粉尘产生,因此做好生产现场粉尘运动过程控制、防止粉尘逸散意义重大。
一、原梗投料粉尘运动过程分析
原梗投料生产过程中,某卷烟厂采用解包机进行解包倒料,存在如下问题。
1.解包机倒料时粉尘析出
解包机倒料时,一对机械手将一整包物料共计40kg的烟梗提起瞬时倒出,物料下落激起的紊乱空气流,使得吸附在烟梗上的细小烟尘四处飘逸。由于解包机设计有多个进出口,包括烟梗进口、烟梗出口、空麻包出口、设备搭接口等。从而使得倒料瞬间产生的大量粉尘,不能被及时吸走的部分,通过进出口向外扩散,污染环境。
2.解包机掉包现象频发
解包机倒料过程相对复杂,执行机构多,解包机倒料前,机械手需将麻包提起,一方面由于麻包尺寸不统一、麻包进入解包机时的角度差异,机械手无法顺利将麻包提起,导致麻包整体掉包;另一方面,烟包倒空后,机械手无法顺利将烟包摆放到空包出口皮带,相反掉入烟梗物料中,甚至卷入拨料辊,产生二次粉尘。
为了避免增加风机的处理风量,减小风机容量,采用密封罩进行密封时,吸尘罩尽量只抽吸含尘气体,尽量避免和减少吸入外部空气。
对吸尘罩抽吸过程进行动态分析:由于风机的抽吸,在吸尘罩罩口外产生负压,形成负压区,负压区是一个不规则的区域,负压面是一个不规整的表面,为了说明方便,把负压区规整化,把它看成一个正方体,把这个正方体的表面视为负压面,想像成是由六个面积为的平面组成的表面。
吸尘罩工作时,把正方体内的含尘气体抽吸进去;同时,也把正方体外的空气抽吸进去部分,抽吸进去的空气量用M表示。这时,把一个平面遮挡住,抽吸进去的空气量为5/6M;把两个平面遮挡住,抽吸进去的空气量为2/3M……;把六个面全部遮挡住,抽吸进去的空气量为0。因此,在设计投料系统时,需要综合考虑粉尘源头控制与系统密封性,保证风机风量的有效利用。
二、原梗投料系统的设计
通过分析粉尘产生的原因及逸散机理,设计一套新型投料系统。建造一投料室,投料室顶部预留一投料口,并安装一台倾斜带式输送机。输送机尾部深入投料口正下方,并与投料口相连。生产时,工作人员在投料室表面,将物料倒入投料口,物料通过倾斜带式输送机输送至下级输送设备。
1.投料室设计
投料室采用长方形结构。
计算投料室长度A=n+x=(m-y)/tanα+x=2.96≈3m
式中:
m——带式输送机下人可穿越最大尺寸,经试验,普通员工蹲立最高尺寸1.3m,因此取值m=1.3m;
α——带式输送机倾角,取通用倾角α=18°;
x——从动轴距投料室边缘距离,考虑到带式输送机机尾尺寸,取值x=0.5m;
y——从动轴距投料室底面距离,考虑到带式输送机机尾尺寸,取值y=0.5m。
按计算投料室宽度B=a+b+c=3m。
式中:
a——带式输送机机身宽度,0.8m宽带式输送机机身宽度为a=0.9m;
b——带式输送机侧面维修空间,取b=0.7m,可满足维修空间要求;
c——带式输送机被动辊轴更换维修空间,此处取c=1.4m,可满足要求。
投料室深度H计算时需要满足公式H≥m+h=1.38m,考虑深度尺寸的富裕型,可取H=1.5m。
式中:——投料室上框架高度,h=0.08m。
2.投料口格栅阻尼网设计
如果投料口采用敞口式,安全性不高,会有人员跌落的危险。地面与落料皮带有一定的落差,重达40kg的装梗料麻袋直接跌入皮带,对带式输送机瞬时冲击较大,不利于设备的稳定运行。
采用格栅阻尼式,在投料口盖上格栅盖板,既增加了操作人员的安全性,同时,梗料在格栅盖板上产生了一定的阻力,一次投料的原梗缓慢均匀的落入带式输送机,消除了对设备的危害。
3.投料口盖板设计
投料室由框架封口,框架上必须安装防滑盖板。根据《建筑底面工程防滑技术规程》,室内干态地面工程防滑性能要求,生产车间地面防滑等级应达到Cd水平,对应静摩擦系数COF≥0.5,板选择厚度为5㎜花纹铝板。
4.投料室内照明装置选择
照明装置选择防护等级不低于IP64,具有烟草尘防爆特性的照明灯时,应能完全防止外物及灰尘侵入,能防止各个方向飞溅而来的水侵入电器而造成损坏。
5.系统流量保证
某卷烟厂厂水洗梗工序烟梗筛分滚筒后皮带秤设定流量要求为3000kg/h,因此需要设置限料装置,保证系统物料流量。限料板具有体积小,成本低、安装方便,调节简单等优点,通过在机架上安装限料板,调整限料板与皮带之间的通流面积可以调整物料流量。
结果表明,经低粉尘式原梗投料系统长期运行,原梗投料区域环境粉尘浓度降至约0.40mg/m3,远小于行业不高于2mg/m3的要求。生产区域粉尘浓度降至极低的水平,满足了防虫治虫的要求,彻底改善了生产环境。
结束语:综上所述,卷烟加工过程中,虽然无法从源头上避免粉尘产生,但是通过分析粉尘产生的原因,了解粉尘的扩散机理,工作人员可以通过设备改造,有效控制粉尘逸散,最终降低环境粉尘浓度。
参考文献
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