露天煤場水霧噴淋抑塵系統的設計

摘 要：介紹了一種露天煤場水霧噴淋抑塵系統設計結構方案及其控制系統工作原理。

關鍵詞：煤場 水霧噴淋抑塵

中圖分類號：TU4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（c）-0145-01

露天煤場地形開闊，在風天和裝卸過程中容易揚塵，不但污染環境，威脅現場職工和附近居民的身體健康，而且浪費寶貴的煤炭資源，造成經濟損失。為此本文介紹了一種露天煤場水霧噴淋抑塵系統的設計方案，在煤炭儲運堆場的兩側設置噴槍對煤堆進行自動噴灑作業，抑制揚塵的產生，改善周邊環境，還能消除煤炭自燃的火災隱患。該系統的工作原理是利用自動旋轉噴槍將大量的水均勻噴向煤場的上空，形成水霧帶動空氣中的揚塵顆粒下落并濕潤煤堆的表面，在煤堆表面覆蓋一層水霧保護膜避免風吹起塵。

1 工程概況

本工程為北方某港口新建煤炭儲運堆場一期工程。建設堆場兩處，每處長650 m，寬50 m，堆煤高度約20 m，堆料取料機軌道梁基礎高1.5 m，寬12 m，泵房距離堆場90 m。項目主要由恒壓供水系統、管網系統、噴槍站及噴淋控制系統等組成。

2 噴槍站及管網設計

綜合考慮煤炭儲運堆場寬度、堆高及煤炭堆積角（39°）、噴淋覆蓋面積等因素，選擇使用PYC-50專用防塵灑水噴槍及配套噴槍站。噴槍仰角44°，工作壓力8 bar，流量62.6 m3/h，噴灑半徑53.5 m，噴灑高度24.5 m，噴槍安裝高度1.2 m。每處堆場兩側各設置一路供水支管，每路支管12個噴槍，噴槍站間距50 m。整個系統共計48個噴槍，如圖1所示。

噴槍站包括保溫箱體、電磁閥、手動蝶閥、自動泄水閥、伴熱裝置等（圖2）。整個噴槍站固定在磚混基礎上，供水支管橫穿基礎并作保溫處理。保溫箱體采用雙層不銹鋼全封閉結構，內襯50 mm厚聚氨酯保溫。箱體內有電伴熱系統，可保證設備在寒冷環境中使用。每只噴槍用一只電磁閥串接手動常開蝶閥控制，當噴槍或電磁閥需要拆卸維修時，可關閉蝶閥，而不影響其他噴槍的使用。電磁閥留有自動泄水接口，當電磁閥關閉時，泄水閥（常閉型）自動打開，將噴槍立管中的余水泄出，以免凍裂管路。

本系統管網采用環狀管網，主干管從泵房引出后埋地敷設至堆場現場，堆場支管沿軌道梁架空敷設。每條支管前后端部各加電動閥門一個，利于遠程控制支線的啟閉和檢coRpOpbvE5ZnpwuJ/l/t5Q==修。電動閥門和噴槍站電磁閥門均帶有手動手柄，操作手動手柄可單獨手動控制噴槍的噴灑作業。設計最大工況下，以單側支管連續布置的3個噴槍為一組，每次開啟一組噴淋工作1 min。根據噴槍流量和工作壓力，同時還應考慮到二期工程需要，確定主管管徑DN250mm，支管管徑DN150mm，噴槍立管管徑DN50mm。

3 恒壓供水系統

由噴槍工作壓力及工作流量，通過水力計算得出管網的水頭損失及設備損失最大約為0.4 MPa，供水設施選取流量為108 m3/h，揚程120 m的離心水泵2臺。

控制系統的工作原理是通過測定遠傳壓力表的壓力信號，利用了變頻器控制電路的PID調節等相關功能，和PLC配合對兩臺水泵實施工頻運行和變頻運行切換，實現一拖二自動恒壓供水。變頻恒壓供水技術已經十分成熟，在此不再贅述。

4 噴淋控制系統

噴淋控制系統由上位機、MDC解碼器控制系統和解碼器等組成。如圖3所示。

本工程噴槍站數量多、分布廣、距離遠，如采用傳統的一站一線控制方式將極大的增加敷設控制電纜數量及施工工程量。本設計使用雨鳥MDC解碼器控制系統為操作站，簡單的屏蔽雙絞線連接方式使得控制電纜數量大大減少，降低了造價。該系統具有PLC編程和人機界面功能，可手動運行單個解碼器及噴槍作業，也可按已經編輯好的噴淋程序定時自動運行，還可通過上位機實現遠程編程、運行和監控。解碼器是把控制電磁閥或電動閥開閉功能的數碼信號轉換成可控制電信號的設備，可直接安裝在閥門保溫箱內。每一個解碼器出廠預設地址碼，每個噴槍站或電動閥門對應一個解碼器。

整個控制系統基于RS485串行通信標準。由于RS485網絡的具有每路傳輸距離不超過1.2 km，最大節點數32個的限制，因此本設計利用RS485集線器進行了擴展，將既有56個節點分為四路網段，每路14個節點（12站2閥），中間位置安裝RS485中繼器來保證傳輸質量。進行二期工程時，可以追加RS485集線器進一步擴展網絡。

5 結語

本設計成功應用以來，較好地解決了露天煤場噴淋系統點多面廣、施工難度大、造價高昂等問題，操作簡便，擴展靈活，極大的改善了煤場周邊環境，消除了火災隱患，實施效果顯著，具有良好的應用前景。

參考文獻

[1] 劉訓寧.黑岱溝露天煤礦礦山公路噴淋降塵系統設計[J].露天采礦技術，2006（2）：24-26.

①作者簡介：路愛芬（1977—），女，山東菏澤人，工程師，現從事機電一體化設計與工程管理工作，濟南鐵路經營集團日照物流分公司。

黃偉（1978—），男，山東高密人，工程師，現從事鐵路設備開發與技術管理工作。