一種堆棚內自動噴淋系統的設計與應用

彭延松，時紅霞，任志恒（北京凱盛建材工程有限公司，北京 ）

1 設計背景

堆棚作為儲存含粉狀物料的場所，被各行業廣泛使用，尤其是近年來國家對環保的重視程度越來越高，露天儲存或簡單遮蓋儲存含粉狀物料的形式已經不存在了，施工快、性價比高、彩鋼全密閉的鋼結構堆棚成了含粉狀物料儲存形式的升級產品。采用堆棚儲存確實解決了含粉狀物料的儲存對工廠及其周邊環境造成的粉塵污染，但還是不能解決裝載機在堆棚中堆取含粉狀物料時產生的揚塵問題，因為堆棚一般采用彩鋼板密封，密封性差，堆棚內揚塵過大會從堆棚密封性最差的底部及彩鋼板搭接處向外冒灰，不能滿足環保要求。尤其對于儲存未水洗含水量很低的原煤等燃料的堆棚內，過大的揚塵還會導致粉塵爆炸事故。為了避免上述堆棚內問題的發生，我們開發了一種專用于堆棚上的自動噴淋系統。

2 設計方案

2.1 系統設備原理及選型依據

2.1.1水箱

為了保證噴淋系統供水穩定，采用獨立水箱穩定水源，水箱進水采用進水管上的機械浮球閥控制，水箱內設置接電液位開關，控制水箱低液位時水泵急停動作；水箱容積要至少能滿足1～2 h系統最大使用量。

2.1.2水泵

由于該系統需要在堆棚附近就近安裝，為了避免采用變頻水泵的變頻器在惡劣環境下出現故障，系統主管路壓力控制方面決定采用性價比高且穩定的壓力傳感器及帶電動比例調節閥的回水管道即可，水泵采用普通多級離心泵；水泵的流量要滿足系統最大使用量，水泵揚程要滿足水在管道內輸送及高壓霧化噴頭所需壓力，一般高壓霧化噴頭壓力要大于40kg。

2.1.3系統管路及高壓霧化噴頭

系統管路的布置取決于噴頭的設置位置及裝載機工作區域的劃分，將堆棚尺寸劃分為多個裝載機工作單元，每個單元根據噴頭的工作半徑設置若干噴頭，每個單元根據工作區域具體尺寸設置一個或多個粉塵濃度傳感器，系統管道的布置要能夠獨立開啟各工作單元內噴頭，管道上相應位置設置若干電磁閥及手動截止閥。

2.2 系統流程圖

因不同尺寸堆棚工作區域劃分及工作單元個數不同，現為了簡化流程圖，堆棚中只考慮三個工作單元,編號分別為A區、B區、C區。

2.3 系統控制邏輯

2.3.1調整主管網壓力

通過水泵出口的壓力傳感器與回水管道上的電動比例調節閥配合調整主管網壓力，當壓力傳感器監測到的主管網壓力大于設定值時，適當加大電動比例調節閥開度，使主管網壓力趨于設定值；當壓力傳感器監測到的主管網壓力小于設定值時，適當減小電動比例調節閥開度，使主管網壓力趨于設定值。

2.3.2開啟相應工作單元的電磁閥

通過各工作單元設置的粉塵濃度傳感器的反饋信號來判斷該工作單元是否有裝載機在工作，當粉塵濃度傳感器監測到粉塵濃度超過設定值時，開啟相應系統管路上的電磁閥，當粉塵濃度傳感器監測到粉塵濃度不超過設定值時，關閉相應系統管路上的電磁閥，粉塵濃度的設定值要進行多次嘗試，既要保證在裝載機開始工作時粉塵濃度傳感器及時反饋信號，也要保證當工作單元正常噴淋工作時粉塵濃度傳感器不能反饋出粉塵濃度低于設定值需要關閉相應電磁閥的信號。

3 應用案例

我司蒙古國蒙欣水泥廠項目進廠燃料為未經水洗直接從煤礦開采的原煤，進廠后直接運至原煤堆棚內進行儲存，含水量很低，平均在5%以下。為了防止原煤堆棚揚塵及粉塵爆炸事故，我們為該堆棚設計了一套自動噴淋系統。項目投產至今已有四年時間，該項目原煤堆棚自動噴淋系統運行狀態情況良好，基本抑制了原煤堆棚內轉載機對原煤堆取時產生的揚塵，有效的防止了原煤堆棚因煤粉粉塵濃度高造成的塵爆現象發生。同時，也證明了這種堆棚內自動噴淋系統的工作穩定性。