摘要：本文通过对装车楼系统洒水除尘进行改造，为系统增加了水箱，就地水车上水点，增加了空压机的远程操作功能，提高了洒水除尘系统的适用性，同时，增加了定量仓、缓冲仓冲洗箱、以及司机室玻璃冲水功能，为系统增加了辅助功能。
关键字：装车楼系统，洒水除尘，现场总线
一、改造前装车楼洒水除尘系统布置状况
1.1改造前系统布置
装车楼设备配备了一套洒水除尘系统，其系统图见图1.1，图1.2，干雾控制柜将装车楼内的中压供水以及空压机提供的压缩空气，输送至2套装车楼设备共计4个除尘点，分别为矿一溜槽位置，矿二溜槽位置、BZ2-1（矿一上方皮带机）皮带机头部位置以及BZ2-2（矿二上方皮带机）皮带机头部位置。
干雾除尘系统中PLC为西门子的S7-200,其通过一根7x1.5通信电缆与装车楼矿二主PLC进行通讯，实现远程控制功能，但空压机并未实现联动。
图1.1洒水除尘系统工艺图
1.2改造前系统问题
在使用过程中，我们发现洒水除尘系统有以下问题：
（1）依赖装车楼内中压水源，当外部管网或者水源不稳定时，系统不能正常运行。
（2）空压机未与系统设备连锁，在开启、关闭洒水除尘系统时，需手动开启、关闭空压机。
（3）装车楼作业过程中，缓冲仓、定量仓堵料时，只能依靠中压官网进行排堵，中压官网的稳定性同样制约着装车楼正常装火车作业。
（4）在雨雪天气作业时，司机室玻璃易被雨、雪混合物料所污染，影响司机装车视线，从而影响装车作业效率与质量。
二、改造方案
2.1改造方案的确定
经过现场需求以及实际情况，对于装车楼洒水除尘设备进行如下改造：
（1）在装车楼三层增加水箱一座，容积为15m³，配备增压泵1台，扬程为111m,设置超压回流管路，以保证增压泵不需频繁启停。
（2）为水箱配备上水管，共两种上水方式，第一，由现有中压管网进行上水，第二，在装车楼地面设置一上水箱，配备标准DN65快速接头，在中压管网无水时，可由水车向水箱中进行补水。
（3）在装车楼缓冲仓、定量仓顶层各设置冲洗箱，内配备冲洗卷盘，以便在定量仓、缓冲仓堵料时，进行排堵作业，其水源可以根据实际情况通过增压泵由水箱供应，也可直接由一楼洒水车通过上水点进行供水。
（4）布置两条管路，至矿一、矿二司机室玻璃上侧，配备专用冲洗喷头四个，并在管路是上配备电磁阀，在极端天气下，可以清洗玻璃，保障装车顺利进行。
（5）在洒水除尘柜设置一电动阀控制箱，通过电路书记，实现根据中压管路上压力变送器的压力，控制洒水除尘柜前两电动阀，以自动选择合适的水源。
（6）由于洒水控制箱输入、输出点、控制箱大小的限制，将其原有与装车楼通讯的硬线改为PROFIBUS总线通讯，并通过特定网关，与装车楼PLC进行通讯，同时，将空压机PLC、以及电动阀控制阀相关点位通过硬线连接至洒水除尘PLC，更改各PLC程序以及装车楼矿一、矿二上位机，使洒水除尘系统真正的实现远程控制。
2.2工艺系统方案
通过设计，工艺系统方案如图2.1
2.2.1水箱方案设计
水箱参数根据装车楼结构承重、空间以及洒水车容积进行设计，其设计参数如下：
材质：玻璃钢
长宽高：4900x2000x1600（mm）
有效容积：15m³
自重：1.2吨
水箱设计方案如图2.3所示。
图2.1洒水除尘工艺系统方案
2.2.2增压泵设计
（1）扬程计算
扬程计算公式为：
管路沿程阻力
为比摩阻L为管长，将本项目实际参数带入，得到
管路局部阻力
为局部阻力系数，
为流速，
为密度
将本项目中实际参数带入，得到
为系统所需压力，本系统取
根据公式，水泵扬程
（2）电机功率计算
根据公式
N=3.1kw
（3）水泵选型
根据计算公式，水泵主要参数如下：
型号：CDLF8-12FSWSC
效率58.5%
流量：8m³
扬程：111m
电动机主要参数如下：
型号：YE3-112M-2
电压：380V
功率：4KW
转速：2900r/min
2.3控制系统方案
2.3.1电动阀控制箱
在中压管路上设置一压力变送器，并选择合适的控制器，在中压水管压力大于系统所需压力0.3Mpa时，打开中压进水阀，关闭水箱管路进水阀，当中压水管压力小于系统所需最低压力0.2Mpa时，关闭中压管路电动阀，打开水箱管路电动阀。控制柜电气原理图如图2.图2.4电动阀控制箱原理图。
2.3.2系统设计
（1）系统通讯方案。由于原洒水除尘PLC型号为西门子S7-200系列，而装车楼PLC为AB品牌的1756系列，之前采用硬线进行通讯，由于S7-200输入输出点有限，将其通过网关，通过PROFIBUS总线以及ETHERNET/IP现场总线进行通讯，提高通讯效率，实现洒水除尘系统远程操作的需求。系统布置图如图2.5所示。
（2）洒水除尘控制柜PLC程序设计。根据现场工艺以及逻辑条件，更改洒水除尘PLC程序，增加增压泵启动条件、增加空压机远程启动功能，增加错误报警功能，通过PROFIBUS总线与装车楼PLC进行远程通信。部分程序如图2.6-图2.8所示。
（3）装车楼PLC程序及上位机软件设计。根据现场工艺以及逻辑条件，更改装车楼PLC程序，增加了远程启泵功能，增加了远程启动空压机功能，通过ETHERNET/IP总线与洒水除尘PLC进行通信。
通过FactoryTalk View SE 7.0 软件，更改上位机画面。
三、改造效果
通过改造，装车楼洒水除尘系统实现了以下功能：
（1）提高了系统的稳定性、可用性，在没有中压水源的情况下，仍可以进行装车喷淋作业。
（2）可以为装车楼作业过程中发生的意外堵料进行排堵作业。
（3）可以通过装车楼地面的上水点，利用水车对洒水除尘系统进行上水，进一步保障洒水除尘系统的可靠性。
（4）增加了冲洗玻璃功能，满足恶劣天气下装车作业要求。
（5）由于水箱水源的加入，增加了根据水压自动选择水源功能。
（6）完善了洒水除尘系统远程操作功能。
论文作者:毛锐
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/19
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