干散貨卸車作業(yè)工藝除塵及撒漏煤治理技術(shù)研究

王堪宇，李 偉

（河北港口集團(tuán)秦皇島港股份有限公司第七港務(wù)分公司，河北 秦皇島 066000）

引言

黨的十八大以來生態(tài)文明建設(shè)日益深入人心，污染治理力度之大、制度出臺(tái)頻度之密、監(jiān)管執(zhí)法尺度之嚴(yán)、環(huán)境質(zhì)量改善速度之快前所未有，推動(dòng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)發(fā)生歷史性、轉(zhuǎn)折性、全局性變化。

面臨當(dāng)前嚴(yán)峻環(huán)保形勢，各大散貨港口積極探索新的經(jīng)營發(fā)展模式，港口之間的競爭早已不局限于產(chǎn)能、裝卸設(shè)備的先進(jìn)程度等硬指標(biāo)，綠色生產(chǎn)已成為主流趨勢。河北港口集團(tuán)秦皇島港股份有限公司第七港務(wù)分公司煤四期及擴(kuò)容工程作為秦皇島港主力生產(chǎn)單位之一，已充分意識(shí)到當(dāng)前嚴(yán)峻的形勢，因此立足當(dāng)前現(xiàn)狀，探索一條生產(chǎn)與環(huán)保協(xié)調(diào)發(fā)展之路，將煤四期及擴(kuò)容工程建設(shè)為高產(chǎn)能、高效率、管理理念先進(jìn)、綠色生態(tài)一體的現(xiàn)代化港口是必然的發(fā)展趨勢。

“煤四期卸車作業(yè)工藝除塵、撒漏煤治理技術(shù)研究及應(yīng)用”項(xiàng)目，以煤炭轉(zhuǎn)運(yùn)過程中起塵和撒漏煤作為目標(biāo)問題，深入研究每個(gè)環(huán)節(jié)起塵、撒漏煤原因并提出本質(zhì)解決方案。在給料環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)了給料器噴淋注水系統(tǒng)，基于組態(tài)軟件技術(shù)開發(fā)了人機(jī)交互界面，翻車機(jī)司機(jī)可根據(jù)煤種情況或上級指令開啟和關(guān)閉給料器噴淋。在物料轉(zhuǎn)接環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)了高壓微霧除塵系統(tǒng)，通過高壓管路輸送到每路的噴頭處，使其正常噴霧降塵。針對皮帶機(jī)和堆料機(jī)尾車回程撒漏煤問題，設(shè)計(jì)了回程皮帶清洗技術(shù)。經(jīng)助流回收后，物料重新回到水平運(yùn)輸或堆存環(huán)節(jié)，對物料的沿程撒漏問題進(jìn)行了徹底的治理。

本課題以卸車工藝為主線，以煤炭轉(zhuǎn)運(yùn)過程中起塵和撒漏煤作為目標(biāo)問題，深入研究每個(gè)環(huán)節(jié)起塵、撒漏煤原因并提出本質(zhì)解決方案。卸車工藝可大致簡化為“給料環(huán)節(jié)—運(yùn)輸環(huán)節(jié)—轉(zhuǎn)接環(huán)節(jié)”，分別從給料器、皮帶機(jī)、轉(zhuǎn)接塔、導(dǎo)料槽等部位進(jìn)行研究。

1 技術(shù)方案

1.1 給料器注水降塵系統(tǒng)

為滿足不同煤種的注水需求，該噴淋系統(tǒng)設(shè)A路和B路兩路噴淋，每路噴淋并且每一級噴淋均設(shè)旁路手動(dòng)供水作為備用，以防止電動(dòng)閥門故障導(dǎo)致噴淋系統(tǒng)無法開啟。工作時(shí)，可根據(jù)需要開啟任意一路噴淋，也可以兩路同時(shí)開啟，通過錐形灑水噴頭給物料注水[1]。

1.2 導(dǎo)料槽注水降塵系統(tǒng)

導(dǎo)料槽注水系統(tǒng)是給料器噴淋注水系統(tǒng)的補(bǔ)充，當(dāng)煤種極易起塵且經(jīng)給料器注水后，仍無法有效抑制煤塵產(chǎn)生時(shí)，可開啟導(dǎo)料槽注水系統(tǒng)進(jìn)行全輸送流程注水。導(dǎo)料槽噴淋注水系統(tǒng)流量可達(dá)1.2 t/h。為充分保證其可靠性，管路均設(shè)計(jì)可手動(dòng)開啟的旁路管路，當(dāng)電磁閥故障時(shí)，可通過旁路強(qiáng)制啟動(dòng)注水。

1.3 轉(zhuǎn)接塔、驅(qū)動(dòng)站高壓微霧除塵系統(tǒng)

物料在轉(zhuǎn)接塔轉(zhuǎn)接時(shí)，由于和溜筒內(nèi)壁撞擊，在誘導(dǎo)風(fēng)的作用下會(huì)產(chǎn)生煤塵，并在溜筒縫隙、導(dǎo)料槽與皮帶間隙溢出，造成污染。驅(qū)動(dòng)站在啟動(dòng)的瞬間，黏附在皮帶表面、滾筒表面和其他驅(qū)動(dòng)部件的浮煤在慣性作用下造成瞬間起塵，也會(huì)造成環(huán)境的污染。對于粉塵的降解，采用傳統(tǒng)的水噴淋系統(tǒng)，其霧化效果較差，進(jìn)而造成有效包裹體積小，無法完全壓制煤塵，其除塵效果一般。針對水噴淋系統(tǒng)的弊端，七公司創(chuàng)造性引進(jìn)高壓微霧降塵系統(tǒng)，并成功應(yīng)用于轉(zhuǎn)接塔和驅(qū)動(dòng)站除塵。

高壓微霧系統(tǒng)共有供水過濾站、控制站、高壓泵站三大部分組成。過濾站采用兩級過濾，分別為反沖洗過濾器，精度等級為200μm，布袋式過濾器精度等級為20μm，防止管路、管件、閥、噴嘴等部件被堵塞；控制站控制各個(gè)功能的正常協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，例如過濾站的保溫啟用和停用、過濾站的反沖洗，泵站的每路出水、泵站的保溫、檢測流量預(yù)警噴頭堵塞、變頻恒壓、各個(gè)故障的反饋等，也可以傳送至上位機(jī)，遠(yuǎn)程查看故障，控制各個(gè)功能的啟用。

1.4 皮帶機(jī)回程洗帶技術(shù)

回程皮帶清洗技術(shù)是在頭部拋料滾筒處安裝第一級聚氨酯刀頭清掃器，該清掃器可將黏結(jié)在滾筒表面的70%～80%濕黏物料清理至頭部料斗內(nèi)。在頭部滾筒正下方安裝高壓水刀，當(dāng)PLC接收皮帶啟動(dòng)信號后，高壓水刀通過其扇形噴頭對皮帶進(jìn)行沖洗，利用水的噴射壓力對黏結(jié)在皮帶表面剩余物料進(jìn)行稀釋，然后經(jīng)高壓水刀后方安裝第二級合金刀頭除水清掃器將含水物料清除至頭部漏斗內(nèi)部，減少向后帶料的幾率。

與其配合的刮板機(jī)可根據(jù)給定信號連續(xù)工作，其輸送效率較高，輸送面積大，并且無死角。七公司煤四期卸車作業(yè)線T11、T13、T15共計(jì)六個(gè)轉(zhuǎn)接點(diǎn)溜槽擬采用刮板輸送機(jī)對洗帶箱刮下的物料進(jìn)行助流輸送。

1.5 堆料機(jī)尾車皮帶機(jī)洗帶技術(shù)

由于七公司接卸煤種濕粘煤比重較大，加之途經(jīng)各轉(zhuǎn)接點(diǎn)時(shí)，各轉(zhuǎn)接塔的洗帶箱工作時(shí)又會(huì)增加煤炭的含水量，到堆存環(huán)節(jié)時(shí)回程甩帶煤泥問題比較突出，特別是堆料機(jī)尾車部分，撒漏的煤泥直接掉落至下方的通道和回轉(zhuǎn)平臺(tái)處，導(dǎo)致人員無法通行，存在較大安全隱患。

針對上述存在的問題，采取的技術(shù)方案為在中心料斗頭部滾筒后方布置一個(gè)尾車皮帶清洗箱，用來清洗回程皮帶。清掃箱基本包括以下組成部分：噴淋系統(tǒng)、清掃系統(tǒng)、攪拌泵送回流系統(tǒng)和電控系統(tǒng)。被清理下來的煤泥水落進(jìn)皮帶清洗箱，由螺旋攪拌均勻后用泥漿泵輸送到落料口[2]。

1.6 全流程除塵自動(dòng)控制系統(tǒng)

為使上述給料器、轉(zhuǎn)接塔、堆料機(jī)攻關(guān)的各項(xiàng)除塵技術(shù)發(fā)揮最大效益，連點(diǎn)成面，利用優(yōu)質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)資源，通過可編程邏輯控制器之間的互聯(lián)互通，形成了卸車部全流程除塵自動(dòng)控制系統(tǒng)。

在翻車機(jī)上位機(jī)添加煤種選擇旋鈕，根據(jù)日常作業(yè)中積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)對煤種起塵情況進(jìn)行分級管理。通過可編程邏輯控制器之間的通訊功能，將選擇煤種的信息傳送給以變電所PLC為中心的控制網(wǎng)絡(luò)，再通過邏輯判斷，控制沿線其他噴淋設(shè)備及堆料機(jī)尾車洗帶裝置逐級運(yùn)行。利用上游皮帶狀態(tài)判斷，帶動(dòng)下游皮帶輸出控制的步進(jìn)式編程，實(shí)現(xiàn)了對某流程上所有皮帶所轄噴淋設(shè)備的自動(dòng)控制。

2 實(shí)施情況

卸車作業(yè)工藝除塵、撒漏煤治理技術(shù)是解決物料水平運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵、撒漏問題的通用技術(shù)，目前已在秦皇島港煤四期卸車作業(yè)工藝中得以全面應(yīng)用。其各項(xiàng)子技術(shù)在不同的應(yīng)用領(lǐng)域也具有廣泛的推廣價(jià)值。

洗帶箱技術(shù)和物料回收技術(shù)是當(dāng)前針對回程甩帶的熱門技術(shù)，目前已在秦皇島港各煤炭公司進(jìn)行廣泛推廣應(yīng)用，且該項(xiàng)技術(shù)在電廠、礦山、水泥廠等領(lǐng)域也具有廣泛的推廣價(jià)值。

3 主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

1）設(shè)計(jì)了給料器雙路大流量噴淋系統(tǒng)，可根據(jù)煤種檔案、現(xiàn)場起塵情況進(jìn)行全自動(dòng)和手動(dòng)控制。

2）對驅(qū)動(dòng)站、轉(zhuǎn)接塔揚(yáng)塵機(jī)理進(jìn)行了深入研究，設(shè)計(jì)了高壓微霧除塵系統(tǒng)，將水管低壓用水經(jīng)過濾、加壓后，轉(zhuǎn)化為包裹體積更大的微霧進(jìn)行降塵，該系統(tǒng)通過PLC實(shí)現(xiàn)隨流程聯(lián)動(dòng)。

3）研發(fā)了回程皮帶清洗技術(shù)。針對皮帶機(jī)回程甩帶煤泥問題，設(shè)計(jì)了由水刀、清掃器組成的洗帶箱，根據(jù)不同的安裝空間，分別設(shè)計(jì)了適用于皮帶機(jī)、堆料機(jī)尾車的空氣炮、刮板機(jī)、泥漿泵三種物料回收系統(tǒng)。

4）利用優(yōu)質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)資源，通過可編程邏輯控制器之間的互聯(lián)互通，自主開發(fā)了卸車部全流程除塵自動(dòng)控制系統(tǒng)。

4 結(jié)語

“煤四期卸車作業(yè)工藝除塵、撒漏煤治理技術(shù)研究及應(yīng)用”項(xiàng)目，從散貨碼頭的卸—堆全作業(yè)工藝出發(fā),對粉塵和撒漏產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了分析與研究,結(jié)合設(shè)備改造及其技術(shù)開發(fā),設(shè)計(jì)了面向全作業(yè)過程的港口粉塵和撒漏煤綜合協(xié)同治理模式,設(shè)計(jì)了給料器噴淋注水系統(tǒng)、轉(zhuǎn)接塔高壓微霧除塵系統(tǒng)，開發(fā)了皮帶機(jī)回程洗帶技術(shù)、堆料機(jī)尾車洗帶技術(shù)、高架皮帶機(jī)回程全封閉封堵技術(shù)、清掃器自動(dòng)張緊補(bǔ)償技術(shù)等，從給料、水平輸送、堆存各個(gè)環(huán)節(jié)協(xié)同綜合治理粉塵和沿線撒漏煤。