散貨堆場(chǎng)回轉(zhuǎn)式懸臂皮帶堆料機(jī)綜合灑水系統(tǒng)優(yōu)化

王 超

國能黃驊港務(wù)有限責(zé)任公司

1 引言

回轉(zhuǎn)式懸臂皮帶堆料機(jī)的主要功能是將翻車機(jī)卸下的貨物堆存到堆場(chǎng)上，主要由行走機(jī)構(gòu)、立柱(門架)、變幅機(jī)構(gòu)(俯仰機(jī)構(gòu))、上部回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、臂架機(jī)構(gòu)、司機(jī)室和門座等構(gòu)成[1]，通過單機(jī)行走、臂架俯仰、臂架回轉(zhuǎn)這些動(dòng)作相互配合來實(shí)現(xiàn)貨物堆料。回轉(zhuǎn)式懸臂皮帶堆料機(jī)與翻車機(jī)、取料機(jī)、皮帶機(jī)、裝船機(jī)組成港口卸、取、裝運(yùn)輸機(jī)械化系統(tǒng)[2]。

堆料機(jī)傳統(tǒng)的供水模式為水槽供水[3]，水槽沿單機(jī)軌道布置，借助吸水泵、吸水管完成堆料機(jī)補(bǔ)水工作，然后利用灑水泵、灑水管等滿足單機(jī)日常沖洗用水需求(見圖1)。

1.水槽 2.吸水管 3.緩沖蓄水裝置 4.吸水泵 5.上水管路6.底座圖1 堆料機(jī)水槽供水裝置原理圖

其水槽露天布置，長度基本與堆場(chǎng)長度相同，北方冬季氣溫在0℃以下，容易因?yàn)榻Y(jié)冰造成水槽和水箱無法使用；另外水槽一般采用玻璃鋼材質(zhì)，造價(jià)高成本高，老化問題突出，漏水破損情況較多，進(jìn)而維護(hù)保養(yǎng)投入較大。為此，在堆料機(jī)上設(shè)計(jì)一套全氣候多功能的灑水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煤垛除塵、軌道壩基沖洗、回程皮帶清洗等功能。

2 灑水系統(tǒng)實(shí)施方案

2.1 堆料機(jī)臂架灑水系統(tǒng)

堆場(chǎng)煤垛灑水降低煤塵是實(shí)現(xiàn)作業(yè)環(huán)保達(dá)標(biāo)的重要措施。然而堆場(chǎng)噴槍不能完全覆蓋煤垛，不能有效灑水除塵。為應(yīng)對(duì)煤炭作業(yè)環(huán)保要求，在堆料機(jī)上安裝臂架灑水系統(tǒng)、地面安裝水箱上水裝置，利用堆料機(jī)的非作業(yè)時(shí)間對(duì)堆場(chǎng)煤垛進(jìn)行灑水抑塵，從而實(shí)現(xiàn)堆場(chǎng)煤垛良好的抑塵。臂架灑水系統(tǒng)應(yīng)具有獨(dú)立操作性能，能與堆料機(jī)保持通訊；供水系統(tǒng)、儲(chǔ)水系統(tǒng)、灑水系統(tǒng)具備保溫系統(tǒng)，可滿足冬季臂架灑水使用的要求；供水系統(tǒng)應(yīng)具備遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)供水、自動(dòng)泄水功能；臂架灑水系統(tǒng)噴嘴設(shè)計(jì)應(yīng)滿足單一場(chǎng)垛覆蓋要求，且噴嘴設(shè)計(jì)應(yīng)滿足場(chǎng)垛覆蓋厚度不低于2 mm。

2.1.1 上水裝置

堆料機(jī)上水裝置從地下高壓管路引水，利用DN150鍍鋅管路，配合手動(dòng)蝶閥和電動(dòng)閥將高壓水引至水箱上水口處；同時(shí)在電動(dòng)閥上加裝泄水裝置，可實(shí)現(xiàn)冬季上部管道中不存水、不結(jié)冰，整個(gè)上水裝置中采用電伴熱保溫(見圖2)。在皮帶沿線設(shè)置3～4個(gè)此上水裝置，堆料機(jī)自動(dòng)尋找定位最近加水點(diǎn)，通過電動(dòng)閥控制自動(dòng)給水箱加水；同時(shí)上水裝置還包括必要的土建配套施工、電伴熱保溫、電纜線路、控制裝置等。

1.電動(dòng)閥 2.手動(dòng)碟閥 3.地下高壓管路 4.水箱 5.行走臺(tái)車圖2 堆料機(jī)上水裝置圖

2.1.2 水箱總成

在堆料機(jī)東側(cè)設(shè)計(jì)安裝一個(gè)60 t容量的水箱，并配套加裝鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)、供電控制等設(shè)備設(shè)施。通過在堆料機(jī)行走裝置的東側(cè)加裝行走臺(tái)車和拉桿與堆料機(jī)行走裝置連接，靠行走驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)水箱鋼結(jié)構(gòu)的行走臺(tái)車走動(dòng)。在水箱下方的行走臺(tái)車上安裝水箱平臺(tái)，便于放下整個(gè)水箱(見圖3)。

1.水箱 2.行走臺(tái)車 3.拉桿 4.堆料機(jī)行走機(jī)構(gòu)圖3 堆料機(jī)水箱、鋼結(jié)構(gòu)、行走裝置示意圖

2.1.3 臂架灑水系統(tǒng)

在堆料機(jī)臂架加裝灑水管路、噴嘴，在水箱上加裝灑水泵，為臂架水嘴供水，設(shè)置相應(yīng)的閥門等部件。由于臂架管路有近50 m，且臂架灑水管路的水是從行走機(jī)構(gòu)的水箱經(jīng)過灑水泵經(jīng)回轉(zhuǎn)平臺(tái)中心處到臂架尾部和頭部的，為保證足夠的水壓，在臂架頭部前半段水管進(jìn)行變徑，便于整個(gè)臂架的灑水管路水嘴均勻?yàn)⑺Ｍ瑫r(shí)在水箱上考慮泵、管路等的整體電伴熱和保溫裝置。

2.1.4 供電與控制配套

根據(jù)上述內(nèi)容和功能配置所需的自動(dòng)控制設(shè)備和系統(tǒng)，灑水泵、電伴熱及保溫、控制線路等供配電、控制改造等。

2.1.5 設(shè)備防腐

鋼結(jié)構(gòu)噴砂刷漆，涂裝要求與單機(jī)鋼結(jié)構(gòu)要求相同，水箱內(nèi)部涂環(huán)氧富鋅底漆后涂環(huán)氧瀝青防銹面漆。

2.2 堆料機(jī)行走軌道壩基沖洗功能

堆料機(jī)在作業(yè)過程中因故障重載啟停會(huì)在尾車處有灑落煤，同時(shí)沿線回程灑落煤、單機(jī)作業(yè)過程中的灑落煤會(huì)造成行走軌道兩側(cè)壩基污染，需要定期進(jìn)行人工清掃或沖洗。在冬季，由于低壓水關(guān)閉，現(xiàn)場(chǎng)無法進(jìn)行沖洗，只能進(jìn)行清掃，因此現(xiàn)場(chǎng)清潔生產(chǎn)問題會(huì)更加嚴(yán)峻。

為解決以上問題，設(shè)計(jì)堆料機(jī)行走軌道壩基沖洗裝置。利用集成泵站水箱和灑水泵，在其下方門架行走兩側(cè)分別增加一路灑水管路(見圖4)，由電磁閥控制，可以實(shí)現(xiàn)單機(jī)行走的同時(shí)對(duì)軌道和軌道旁壩基進(jìn)行沖洗。通過PLC控制現(xiàn)場(chǎng)2個(gè)電動(dòng)閥動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)壩基沖洗與臂架灑水精準(zhǔn)控制。在每個(gè)噴嘴管路安裝球閥，通過調(diào)節(jié)球閥開口的大小控制水量和管路維修。在安裝過程中每個(gè)沖洗支路安裝3個(gè)彎頭，通過3個(gè)彎頭的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)噴嘴方向和角度調(diào)整。

控制流程為：當(dāng)具備灑水條件時(shí)(堆料機(jī)不作業(yè)并且水箱有水)，在灑水模式下選擇壩基沖洗模式，經(jīng)過遠(yuǎn)程I/O站將壩基沖洗電動(dòng)閥打開，臂架灑水電動(dòng)閥關(guān)閉，單機(jī)接收到打開信號(hào)后，開始灑水，操作員設(shè)置行走距離進(jìn)行壩基沖洗灑水，直到灑水至低水位或者手動(dòng)停止。

通過測(cè)試，沖洗1個(gè)垛位用水約4 t，水箱加滿一次可以完成8個(gè)垛位軌道壩基的沖洗，沖洗效果良好。

通過創(chuàng)新制作軌道壩基沖洗裝置，利用臂架補(bǔ)水現(xiàn)有的集成泵站，無需新增灑水系統(tǒng)，解決冬季軌道壩基清掃困難的難題，提升行走軌道、壩基清潔生產(chǎn)水平，改善現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，提升了設(shè)備利用率，節(jié)省了人力、物力。

2.3 堆料機(jī)臂架頭部回程洗帶功能

傳統(tǒng)的堆料機(jī)在裝卸濕粘物料時(shí)，一般在臂架頭部拋料滾筒處設(shè)置兩道清掃器，但是大量濕粘煤粘到皮帶表面，清掃器無法完全將其刮干凈，造成回程皮帶沿線灑料嚴(yán)重，影響設(shè)備外觀和清潔生產(chǎn)。

在堆料機(jī)灑水系統(tǒng)中設(shè)計(jì)臂架頭部回程洗帶裝置，在頭部排渣滾筒下方的二道合金清掃器后面加裝皮帶沖洗噴淋，并在沖洗噴淋后方加裝第三道清掃器和第四道清掃器(見圖5)。沖洗管路由水箱集中供水，管路并做好保溫，通過電磁閥控制實(shí)現(xiàn)臂架頭部回程洗帶功能。

頭部噴淋裝置使用免維護(hù)的噴淋裝置，不再使用原先的管路加噴頭的設(shè)置。將原先管路上按照一定距離切開弧形開口，能夠保證出口壓力，由于不使用噴頭，免去了因?yàn)閲婎^堵塞需要清理的維護(hù)量。噴頭數(shù)量由3個(gè)調(diào)整至9個(gè)，噴出方向由順向調(diào)整為逆向，洗帶水噴出的方向與皮帶運(yùn)行方向夾角為75°(見圖6)，確保全面覆蓋達(dá)到最好的沖刷效果。同時(shí)由于水箱和管路都已做保溫，可以保證全年任何時(shí)候都可以投入使用。

圖6 回程洗帶示意圖

3 結(jié)語

回轉(zhuǎn)式懸臂皮帶堆料機(jī)通過增設(shè)臂架灑水、行走軌道壩基沖洗、臂架頭部回程洗帶等多項(xiàng)功能，可以滿足冬季正常灑水需求，形成全氣候多功能灑水系統(tǒng)，有效應(yīng)對(duì)現(xiàn)有環(huán)保要求，提升清潔生產(chǎn)水平。