关键词:翻车机 超声雾化抑尘技术 除尘效果
引言:翻车机作为一种大型、高效的翻卸铁路敞车散料的机械设备,近年来已被广泛应用于运输量大的港口、冶金、煤炭、热电等领域。在港务公司运输煤作业中,翻车机是其主要设备之一。翻车机在翻卸车箱内的煤时,在短时间内车厢内大量的煤粉被迅速翻转倾倒至下部料槽,在此过程中,大量的微细粉尘被强烈的冲击气流从煤粉中分离出来,易对周围环境产生严重污染,同时也影响了机械设备的使用寿命和生产作业人员的健康[1-2]。为此,本文以煤矿神华黄骅港务公司为例,对翻车机作业时的干雾抑尘系统进行设计,并对除尘装置进行电气控制方案设计。
一、干雾抑尘系统简介
干雾抑尘原理就是干雾抑尘机产生不通颗粒的水和雾状水,与空气中的不同力度的颗粒进行吸附和包裹,后自动结合受重力影响落到运输皮带机上。
1.干雾抑尘装置组成
由干雾抑尘机、螺杆式空气压缩机、万向节喷雾器总成、水气连接管线、电伴热系统和自动控制系统组成。
1.1干雾抑尘机
是将气、水过滤后,以设定的气压、水压、气流量、水流量按开关程序控制电磁阀打开或关闭,经管道输送到喷雾器总成中去,实现喷雾抑尘。它由电控系统、多功能控制系统、流量控制系统组成。安装在IP55标准的箱体内,有进气管接口1个,进水管接口1个,出气管接口2个,出水管接口2个。面板上有文本显示器、气、水压力表和电控系统按钮。
1.2电控系统
电控系统是干雾抑尘系统的控制中心,集合了可编程控制器、保护电路、继电器以及与它们相关的元器件。为用户提供自动和手动两种操作模式。在自动操作模式时,可自动接收皮带机工作信号,通过PLC控制继电器,启动或停止喷雾箱喷雾。在手动模式,操作人员可以按压操作按钮启动或停止喷雾箱喷雾。用户还可以通过西门子PLC设置接口修改喷雾周期及管道吹扫时间。另外,电控系统将干雾抑尘机与现场设备的控制信号连接起来,以便实现自动控制。
1.3干雾抑尘主要特点
在污染的源头起尘点进行粉尘治理,主要优点是抑尘效率高,无二次污染无需清灰,针对10 & 2.5μm以下可吸入及可入肺粉尘治理效果高达 96%以上,避免矽肺病危害。水雾颗粒为干雾级,在抑尘点形成浓而密的雾池。节能减排,耗水量小,与物料重量比仅0.02%-0.05%,是传统除尘耗水量的1/10-1/100,物料无热值损失。占地面积小,全自动PLC控制,节省基建投资和管理费用。系统设施可靠性高,省去传统的风机、除尘器、通风管、喷洒泵房、洒水枪等,运行、维护费用低。适用于无组织排放,密闭或半密闭空间的污染源。大大降低粉尘爆炸几率,可以减少消防设备投入。冬季可正常使用且车间温度基本不变。大幅降低除尘能耗40%-90%及运营成本。
二、干雾抑尘系统技术要求
1.干雾抑尘系统控制器
干雾机控制系统具有喷雾显示、喷雾停止、气压低、水压低、水过滤器堵塞等报警指示,具有自动、手动操作模式,可在干雾机控制面板触摸屏上操作。干雾机控制器各接线端子及继电器、接触器、断路器冗余30%以上。干雾箱每个电磁阀都应设置独立接地保护,在电磁阀或对应线路接地时能够自动跳砸。所有电磁阀防护等级为IP67,要求所有电磁阀接线盒能够在维修时方便拆卸。
2.干雾抑尘系统管路
所有管路均管件采用热镀锌钢管,管壁厚度不小于4mm。更改喷雾箱支架位置,使喷雾箱向翻车机方向延伸10厘米左右,处于水管路和气管路下方并且喷雾角度可调。连接喷雾箱所用软管管路均满足系统压力,且长度适宜,两端方便拆装,并且便于维修。主管路安装的滤芯,是可重复使用的精过滤器,滤除介质中的200μm的微粒。
3.干雾抑尘系统
所有阀门、软管及其它器件需要考虑拆卸,安装时保证一端有活接对丝,方便拆卸。所有改造部分不得影响现场抑尘效果,标准不得低于原设计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在验收前,需对整个干雾抑尘系统进行调试、检查,对有可能造成故障的部分进行及时处理。在质保期内整个系统运行正常,不得出现管路接头、喷头等部位漏水、漏气,或由于设计、选型、施工而造成的其他器件损坏。
4.喷雾箱
喷雾箱接收由干雾机输送来的气、水后将其转化成水滴直径为1~10μm的干雾,按干雾机的控制指令喷向抑尘区域。干雾与粉尘颗粒相互接触、碰撞,使粉尘颗粒相互粘结、凝聚变大,并在自身的重力作用下沉降,从而达到抑尘的作用。
三、抑尘技术方案
翻车机为转子式翻车机,翻车机平台长约20m,宽约7m。通过对该翻车机作业除尘方案进行系统分析,认为挡风板加通风除尘的方法投资过大、能耗过高,且很难达到理想的除尘效果。普通的喷雾洒水除尘耗水量较大,影响了煤粉的运输作业,同时雾滴粒径较大,约200μm,对微细粉尘的捕集效率较低,除尘效果不理想。采用超声波产生微细干雾捕集凝聚微细煤粉尘的方案,可在翻车机料槽内就地抑尘,具有无二次污染、除尘能耗低、除尘效率高等优点,同时不影响翻车机的正常运行,是较理想的除尘方案[3-4]。
1.抑尘系统具体设计
在翻车机前侧的平台栏杆外,沿翻车机全长安装7套CWL-5 雾化器组件箱,并安装7台分配箱调配水、气压力,雾化器的安装高度及安装角度视现场情况而定。翻车机后侧沿翻车机全长安装6套CWL-5 雾化器组件箱,安装6台分配箱调配水、气压力,雾化器的安装高度与平台面平齐;翻车机前侧两端分别安装2套CWL-3 雾化器组件箱,并安装2台分配箱调配水、气压力,雾化器的安装高度与平台面平齐; 翻车机后侧两端分别安装2套CWL-2 雾化器组件箱,安装2台分配箱调配水、气压力,雾化器的安装高度与平台面平齐。该抑尘系统的超声雾化器采用间隔式自动喷雾方式,当翻车机即将开始倾倒煤料时,设置于翻车机前侧、后侧及两端的超声雾化器开始喷雾,翻车机完成翻卸开始复位时停止喷雾,喷雾运行指令由翻车机中心控制室 PLC 操作系统给出。
2.压气配置
2.1空压机压缩空气量。选择压气压力为 7kg /cm2、压气量为9.0m3 /min 的风冷螺杆式空压机2 台,配备的电机功率为 110 kW。
2.2储气罐。为防止设备运行中压气波动影响
雾化器雾化效果,空压机配置储气罐 1个。储气罐容积为空压机压气量的 1 /3,即6m3/min,压力为 8kg /cm2[5]。
2.3压气管网。主压气管道采用 DN61 不锈钢管,壁厚3.5 mm,环料仓主压气管道采用 DN50 不锈钢管,壁厚3.5mm,进入分配箱前的压气支管采用 DN20 不锈钢管,壁厚2.5 mm。
2.4水配置
超声雾化器所需的水引自厂区清水,另外在进水总管上设置水自动清洗过滤装置,根据水质情况设定自动清洗周期。经 计 算,除尘水量为2.4m3 / h。主水管道采用 DN25不锈钢管,壁厚2.5mm,进入分配箱前的水支管采用 DN15 不锈钢管,壁厚2.5mm。为防止冬季水管结冰,水管采用电伴热,并在水管外壁包扎聚氨酯保温棉,保温棉外用厚为0.5mm 的镀锌板或不锈钢板保护。
3 抑尘系统电气控制
抑尘电气控制系统设备的正常控制由外部接点信号通过 PLC 自动进行操作。设置机旁操作箱,同时在机旁操作箱上设有自动、手动选择项。当选择手动时,通过机旁操作箱上的启动、停止按钮,在机旁进行控制,该方式为单机单动状态,用于调试阶段; 当选择自动时,外部启动信号发出时工作,外部停止信号发出时停止[6]。
结语:综上所述,实施超声雾化抑尘后,除尘效率大于 95% ,作业粉尘污染可显著改善。抑尘系统耗水量小于2.4m3 / h,除尘后煤料的增湿量低于0.12% ,对运输不会造成影响,不会降低煤燃烧热效率。该系统除尘能耗小于 114kWh,低于其他类型除尘设备。喷雾除尘系统采用 PLC 操作系统全自动控制,喷雾启动与翻车机翻卸作业联动,无需增加操作人员,作业成本较低,工作效率较高。
参考文献:
[1]聂菁 翻车机喷水除尘系统设计[J]. 机械工程师,2013( 10)
[2]陈亮亮 翻车机室除尘密闭罩设计[J]. 工业安全与环保,2012(02)
[3]宁佐阳 翻车机室除尘系统的设计与研究[J].工业安全与防尘,2014(06)
[4]邹声华. 翻车机粉尘治理研究与实践[J]. 环境工程,2012(09)
[5]吴超 超声干雾抑尘机理及其技术参数优化研究[J].中国安全科学学报,2015(25)
作者简介:曾奇源(1987-),男,汉族,天津市人,本科,助理工程师。
论文作者:曾奇源,
论文发表刊物:《科学与技术》2019年18期
论文发表时间:2020/4/28
标签:翻车论文; 系统论文; 雾化器论文; 作业论文; 粉尘论文; 操作论文; 超声论文; 《科学与技术》2019年18期论文;