张起
摘要：废渣在出炉前经水浸冷却后落入皮带，含有饱和水的废渣，温度约在100℃。高湿热料流随皮带机运输过程中产生大量的湿热蒸汽，直接影响安全生产。
关键词：湿热蒸汽；落料槽；湿气
中图分类号：TE624.2文献标识码：B文章编号：1004一7948(2007)02一0045一02
1概述
抚顺矿业集团页岩炼油厂现有80台干馏炉用于页岩油生产。生产工艺为：从西露天矿开采的油母页岩经低温干馏后，生产出成品页岩油，废渣运输到装车段后送到砖厂生产空心砖。原矿车间141、142皮带机用于页岩蒸馏炼制后的废渣输送排放。两条皮带机在正常工作工况下轮流工作，一台运转、一台预备，每条皮带有两个落料点。单台皮带机的输送能力大约在700t/h。
废渣在出炉前经水浸冷却后落入皮带，含有饱和水的高湿热料流在随皮带机运输过程中产生大量的湿热蒸汽，使地下皮带廊空气始终处于湿热饱和状态，特别是冬季气温低时，形成大量气雾及凝结水，对设备有很大的侵蚀作用。在上升的湿热气流中，还夹杂有未挥发尽的石油气和瓦斯气。这种气体含有多种有害成分，不但对人体危害极大，对设备亦有较大的腐蚀性。
要解决原矿车间141、142皮带机湿热蒸汽问题必须对气流进行捕集回收。
2污染热源分析
湿热蒸汽主要分两种工况散发。
(1)皮带机上料流的蒸汽散发。
根据现场观察，皮带机料流断面0.5m×0.16m，带宽约1m。料流主要通过热辐射散热和低强度对流散热。沿皮带机全程形成上升的热气流。
(2)落料点散发。
141、142皮带机尾部共有4个落料点，每条皮带机一用一备。每个落料点都有大约350t、4m落差的冲击料流。由于料流冲击时携裹有冲击气流，按照工况计算，每个落料点冲击气流都在2000m3左右。这些冲击气流加速了热对流交换，形成较强的冲击湿热气源。此种湿热气源比皮带机要大得多。
3解决方案
解决方案按两种工况分别采取相应的工艺。
(1)4个落料槽密封抽吸方案。
落料槽抽气是通风工程常用工艺。其关键在于抽气量的确定。
按相关设计技术规定：
落料槽抽风量Q=Q1＋Q2
式中Q1一溜槽冲击料流所携裹的热气量；Q2一保持槽内负压所需要的抽气量。
也可以理解为溜槽两端开口及溜槽封闭不严所形成的缝隙断面积，按2m/h风速需保持的进气量。
根据相关手册及有关成熟设计资料查阅，按1m皮带、350t/h料流、4m落差、47°倾斜角度确定：Q1＝2000m3/h。
溜槽两端开口段面积0.2m2×2=0.4m2；溜槽封闭后缝隙按照0.2时考虑，共0.6时，按2m/s风速计算：Q2＝0.6m2×2m/s×3600s＝4320m3/h。
落料槽通风量：Q=Q1＋Q2=6320m3/h
(2)两个落料点间皮带料流散热解决方案。
沿程布设矩形低位开放式吸气罩。按相关设计要求，吸气罩宽度B每边比热源宽度大200mm。根据现场料流情况，罩宽与皮带同宽度即可。吸气罩长度L等于两皮带间距离。
总抽气量Qr=215.3B4/3△t5/12"L
式中Qr一总抽气量；△t一热源与周围空气温差，℃（热源按100℃计算，室温按照20℃计算）；L、B一矩形罩口的长与宽，L=7m，B=1m；
计算得：Qr=9356.13m3/h。
为了改善吸气罩的吸气不平衡问题，吸气罩采用条缝式设计。条缝的面积总和等于支管截面积，可保证吸口风速度稳定在18m小左右，误差不超过+20%。这种设计可以提高抽气效率，节省风量20％左右。因此，实际抽气量约7485m3/h。
由于141、142皮带机为一用一备，因此两条皮带机可以共用一条主风道，同时兼顾两条皮带的抽热功能。具体切换由6个抽吸点分别配置的φ420不锈钢蝶阀进行切换控制，使同一时间只有工作一侧的3个抽吸点开放。
考虑到为两个皮带机溜槽落料点适当流出的风量，以及便于管网工作平衡，每个抽吸点均按照9000m3/h考虑，3个抽吸点共27000m3/h。系统漏风量按10％考虑。主管网及风机按30000m3/h计算。
4管网阻力计算（按通风除尘相关公式）
主管道直管段每米阻力△P：
△P＝λ/4RS"V2P/2
式中△P一每米阻力，Pa；
λ一比摩阻。
λ＝0.0175D－0.21"V－0.075=0.01764
其中D=2RS，RS一水利半径，RS=a2/4a=0.175m。其中，a一管道边长，取0.7m；V一风速，取17m/s；ρ一空气密度，取1.2kg/m3。
△P=4.3Pa，以管长20m计，主管道管段压力为86Pa。
主管道弯头段阻力P：
P＝ξ×V2ρ/2×3个＝203Pa，
式中ξ一阻力系数，取0.39(1.5倍弯头)；V一风速，取17m/s；ρ为空气密度，取ρ=1.2kg/m3。
主管网阻力P1=86Pa+203Pa=289Pa；
经测试：风机进出口阻力P2=200Pa；
支管线阻力P3=200Pa（按照最大阻力）；
进口预留及风门阻力P1=240Pa；
总阻力P＝P1＋P2＋P3＋P4=929Pa。
5主风机选用
通过计算及工作现场要求，选用11－62EN07.6风机
转速：640r/m
风量：27000～33480m3/h
全压：1143～933Pa
电机：22kW－4
11一62E风机为上海应达风机厂产品，专为宾馆、食堂等场合抽吸含油湿热气体用途设计。
6结论
按照此方案实施后，落料运转站地下室部分4个落料点及落料点之间的皮带散发湿气可达到90％的抽吸率。
由于各抽吸点风量是按正常计算加大20％～30％考虑，实施后不但能将所有湿气源全部抽吸，另外还能形成27000m3小的换气量，并且湿热气流得到处理，尚有27000m3室外气流补充更新，从而使得地下室的工作环境大为改观，有利于安全生产，使岗位人员在一个良好的环境下工作。