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(shì)，各大散貨港口積極探索新的經(jīng)營(yíng)發(fā)展模式，港口之間的競(jìng)爭(zhēng)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(shì)。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(shì)，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(shì)。

“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(jí)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(duì)皮帶機(jī)和堆料機(jī)尾車回程撒漏煤?jiǎn)栴}，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(duì)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(jiǎn)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(jí)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(duì)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(duì)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(jí)過濾，分別為反沖洗過濾器，精度等級(jí)為200μm，布袋式過濾器精度等級(jí)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(cè)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(jí)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(hào)后，高壓水刀通過其扇形噴頭對(duì)皮帶進(jìn)行沖洗，利用水的噴射壓力對(duì)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(jí)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(hào)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(duì)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(duì)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(duì)煤種起塵情況進(jìn)行分級(jí)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(jí)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(duì)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(duì)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(chǎng)起塵情況進(jìn)行全自動(dòng)和手動(dòng)控制。

2）對(duì)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(duì)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(duì)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。