干散貨卸車作業工藝除塵及撒漏煤治理技術研究

王堪宇，李 偉

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

引言

黨的十八大以來生態文明建設日益深入人心，污染治理力度之大、制度出臺頻度之密、監管執法尺度之嚴、環境質量改善速度之快前所未有，推動生態環境保護發生歷史性、轉折性、全局性變化。

面臨當前嚴峻環保形勢，各大散貨港口積極探索新的經營發展模式，港口之間的競爭早已不局限于產能、裝卸設備的先進程度等硬指標，綠色生產已成為主流趨勢。河北港口集團秦皇島港股份有限公司第七港務分公司煤四期及擴容工程作為秦皇島港主力生產單位之一，已充分意識到當前嚴峻的形勢，因此立足當前現狀，探索一條生產與環保協調發展之路，將煤四期及擴容工程建設為高產能、高效率、管理理念先進、綠色生態一體的現代化港口是必然的發展趨勢。

“煤四期卸車作業工藝除塵、撒漏煤治理技術研究及應用”項目，以煤炭轉運過程中起塵和撒漏煤作為目標問題，深入研究每個環節起塵、撒漏煤原因并提出本質解決方案。在給料環節設計了給料器噴淋注水系統，基于組態軟件技術開發了人機交互界面，翻車機司機可根據煤種情況或上級指令開啟和關閉給料器噴淋。在物料轉接環節設計了高壓微霧除塵系統，通過高壓管路輸送到每路的噴頭處，使其正常噴霧降塵。針對皮帶機和堆料機尾車回程撒漏煤問題，設計了回程皮帶清洗技術。經助流回收后，物料重新回到水平運輸或堆存環節，對物料的沿程撒漏問題進行了徹底的治理。

本課題以卸車工藝為主線，以煤炭轉運過程中起塵和撒漏煤作為目標問題，深入研究每個環節起塵、撒漏煤原因并提出本質解決方案。卸車工藝可大致簡化為“給料環節—運輸環節—轉接環節”，分別從給料器、皮帶機、轉接塔、導料槽等部位進行研究。

1 技術方案

1.1 給料器注水降塵系統

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

1.2 導料槽注水降塵系統

導料槽注水系統是給料器噴淋注水系統的補充，當煤種極易起塵且經給料器注水后，仍無法有效抑制煤塵產生時，可開啟導料槽注水系統進行全輸送流程注水。導料槽噴淋注水系統流量可達1.2 t/h。為充分保證其可靠性，管路均設計可手動開啟的旁路管路，當電磁閥故障時，可通過旁路強制啟動注水。

1.3 轉接塔、驅動站高壓微霧除塵系統

物料在轉接塔轉接時，由于和溜筒內壁撞擊，在誘導風的作用下會產生煤塵，并在溜筒縫隙、導料槽與皮帶間隙溢出，造成污染。驅動站在啟動的瞬間，黏附在皮帶表面、滾筒表面和其他驅動部件的浮煤在慣性作用下造成瞬間起塵，也會造成環境的污染。對于粉塵的降解，采用傳統的水噴淋系統，其霧化效果較差，進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。針對水噴淋系統的弊端，七公司創造性引進高壓微霧降塵系統，并成功應用于轉接塔和驅動站除塵。

高壓微霧系統共有供水過濾站、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；控制站控制各個功能的正常協調運轉，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、檢測流量預警噴頭堵塞、變頻恒壓、各個故障的反饋等，也可以傳送至上位機，遠程查看故障，控制各個功能的啟用。

1.4 皮帶機回程洗帶技術

回程皮帶清洗技術是在頭部拋料滾筒處安裝第一級聚氨酯刀頭清掃器，該清掃器可將黏結在滾筒表面的70%～80%濕黏物料清理至頭部料斗內。在頭部滾筒正下方安裝高壓水刀，當PLC接收皮帶啟動信號后，高壓水刀通過其扇形噴頭對皮帶進行沖洗，利用水的噴射壓力對黏結在皮帶表面剩余物料進行稀釋，然后經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部，減少向后帶料的幾率。

與其配合的刮板機可根據給定信號連續工作，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線T11、T13、T15共計六個轉接點溜槽擬采用刮板輸送機對洗帶箱刮下的物料進行助流輸送。

1.5 堆料機尾車皮帶機洗帶技術

由于七公司接卸煤種濕粘煤比重較大，加之途經各轉接點時，各轉接塔的洗帶箱工作時又會增加煤炭的含水量，到堆存環節時回程甩帶煤泥問題比較突出，特別是堆料機尾車部分，撒漏的煤泥直接掉落至下方的通道和回轉平臺處，導致人員無法通行，存在較大安全隱患。

針對上述存在的問題，采取的技術方案為在中心料斗頭部滾筒后方布置一個尾車皮帶清洗箱，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、清掃系統、攪拌泵送回流系統和電控系統。被清理下來的煤泥水落進皮帶清洗箱，由螺旋攪拌均勻后用泥漿泵輸送到落料口[2]。

1.6 全流程除塵自動控制系統

為使上述給料器、轉接塔、堆料機攻關的各項除塵技術發揮最大效益，連點成面，利用優質物聯網資源，通過可編程邏輯控制器之間的互聯互通，形成了卸車部全流程除塵自動控制系統。

在翻車機上位機添加煤種選擇旋鈕，根據日常作業中積累的寶貴經驗對煤種起塵情況進行分級管理。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為中心的控制網絡，再通過邏輯判斷，控制沿線其他噴淋設備及堆料機尾車洗帶裝置逐級運行。利用上游皮帶狀態判斷，帶動下游皮帶輸出控制的步進式編程，實現了對某流程上所有皮帶所轄噴淋設備的自動控制。

2 實施情況

卸車作業工藝除塵、撒漏煤治理技術是解決物料水平運輸過程中產生的揚塵、撒漏問題的通用技術，目前已在秦皇島港煤四期卸車作業工藝中得以全面應用。其各項子技術在不同的應用領域也具有廣泛的推廣價值。

洗帶箱技術和物料回收技術是當前針對回程甩帶的熱門技術，目前已在秦皇島港各煤炭公司進行廣泛推廣應用，且該項技術在電廠、礦山、水泥廠等領域也具有廣泛的推廣價值。

3 主要技術創新點

1）設計了給料器雙路大流量噴淋系統，可根據煤種檔案、現場起塵情況進行全自動和手動控制。

2）對驅動站、轉接塔揚塵機理進行了深入研究，設計了高壓微霧除塵系統，將水管低壓用水經過濾、加壓后，轉化為包裹體積更大的微霧進行降塵，該系統通過PLC實現隨流程聯動。

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

4）利用優質物聯網資源，通過可編程邏輯控制器之間的互聯互通，自主開發了卸車部全流程除塵自動控制系統。

4 結語

“煤四期卸車作業工藝除塵、撒漏煤治理技術研究及應用”項目，從散貨碼頭的卸—堆全作業工藝出發,對粉塵和撒漏產生機理進行了分析與研究,結合設備改造及其技術開發,設計了面向全作業過程的港口粉塵和撒漏煤綜合協同治理模式,設計了給料器噴淋注水系統、轉接塔高壓微霧除塵系統，開發了皮帶機回程洗帶技術、堆料機尾車洗帶技術、高架皮帶機回程全封閉封堵技術、清掃器自動張緊補償技術等，從給料、水平輸送、堆存各個環節協同綜合治理粉塵和沿線撒漏煤。