（神华黄骅港务有限责任公司 河北 沧州 061113）
摘要：该文以黄骅港务公司堆料机的煤尘治理为研究课题，介绍港口机械上几种常用防尘抑尘措施的优缺点，详细剖析堆料机卸车作业中三个起尘点产生扬尘的原因、污染程度，因地制宜，研究、制定相应的解决措施和改造方案，对环保、安全性能提升有很好的效果，具有一定的市场推广作用。
关键词：堆料机；煤尘；治理方法
1 背景
堆料机是一种大型现代化工业装卸设备，基于皮带机连续运输物料的特点，设计的有轨式快速卸料设备，具有生产能力大、生产效率高、自动化程度高的特点，广泛应用于电力行业、采矿行业、冶金行业、水电站建设工地、港口等。堆料机有行走机构、回转机构、俯仰机构、悬皮机构和尾车机构组成，通过整机行走、臂架俯仰和臂架回转相互配合，将卸车系统卸下的散料精准堆存到堆场垛位。
随着我国经济快速增长，经济发展模式由以往的粗放型向节约型环保型转变，越来越多的企业开始意识到加强环保工作的紧迫感和重要性。神华黄骅港务公司现有堆料机六台，其结构如图1所示，出力4000t/h，由三菱设计的。由于年代比较久远，设备设计之初对环保的要求不高，采用开放式设计，未充分考虑到扬尘治理和回收，导致现有堆料机在卸车作业中，多个环节出现煤尘撒漏问题。通过技术改造，解决提高除尘抑尘能力迫在眉睫。
2 港口设备常用的防尘抑尘措施
2.1 洒水除尘（湿式除尘）
利用煤炭的亲水性抑制煤尘扩散。在港口机械行走轨道旁布置长条型水槽，为单机提供水源，吸水泵对水槽中的水进行加压，将水吸入单机水箱中。当单机需要洒水时，洒水泵加压，通过过滤器过滤，经雾化性高的喷头合理布局，形成封闭的雾幕，罩住扬尘以此达到抑尘效果。该方法可应用于各种起尘严重场所，在堆取料机格栅、导料槽出口、堆料机臂架头部出煤口、皮带机各转接点等多处采用。其特点是造价不高，抑尘效果明显，但是在冬季的北方港口并不适用[2]。
2.2 密闭空间
利用半封闭、屏蔽或者隔离设施，将煤与外界隔离开，减小大气对流，抑制煤尘扩散。将转运过程中，因运动落差形成的煤尘，封闭在局部范围内，起到了防尘抑尘的作用。目前多应用于漏斗和导料槽等地方。
2.3 清扫器
将清扫器布置在头部滚筒处或者附近，利用弹簧的弹力对回程皮带施加恒定的压力，对附着在皮带表面的煤尘进行清理，再通过回煤溜槽落入漏斗。由于清扫器的清扫效果对位置要求比较高，现场安装和维护有一定的难度。
2.4 袋式除尘
其工作原理是，利用风机产生的负压，通过合理布置的吸尘口，将含尘空气通过管道吸入除尘器，经布袋过滤将煤尘过滤掉。其特点是正常条件下效果较好，造价相对较低，但是布袋在环境潮湿的情况下会产生板结，影响除尘效果，且日常维护工作量较大。袋式除尘器因其机械结构复杂，并不适用于移动单机设备，常应用于皮带线沿线的各个转接塔[3]。
3 堆料机卸车作业中三个起尘点的起尘原因和改进方案
3.1 堆料机尾车漏斗处
3.1.1 起尘原因分析
原有堆料机采用开放式设计，尾车皮带下方无煤尘回收装置。如图1，从地面皮带运送过来的煤通过堆料机尾车机构时，在尾车头部滚筒处皮带清扫器的作用下，大部分的煤落入尾车漏斗，经过堆料机悬臂皮带机卸到堆场。但是因清扫器清扫效果受限，一部分湿粘煤附着在皮带表面，随着皮带越过清扫器，在托辊、改向滚筒的滚动摩擦、挤压和重力作用下，尾车回程皮带处造成大量煤泥洒落，严重影响机容机貌，污染周围环境。
现场考察，堆料机尾车回程皮带采用开放式设计，附着在回程皮带表面的煤尘自由撒漏，未能及时清理和回收。
漏斗的原始设计未考虑到清扫器的安装，抛料滚筒和托辊之间间距比较小，导致二道清扫器的安装受限，加上皮带运行中存在跳动，回程二道清扫器的清扫效果不佳。二道清扫器的位置比较低，检修和维护均不方便。另一方面，现场部分皮带上存在起皮、纵向撕裂等问题，清扫器胶块对皮带的加压压力不能太大，导致清扫能力有限。
3.1.2 清扫器安装位置改进
考虑到回程二道清扫器的清扫效果不佳，结合回程一道清扫器的安装经验，在头部滚筒处，再添加回程一道清扫器。利用模拟仿真和分析煤炭从抛料滚筒处抛出的运动轨迹，避免煤流冲击到清扫器，选择在滚筒九点钟和七点钟的位置，分别安装两个一道清扫器，清扫器的清煤效果有了很大提高。
3.1.3 回程皮带附着煤尘的清理与回收
采用隔离和降低物料落差的方式限制和抑制煤尘扩散，弥补了堆料机尾车防尘溢尘能力不足的设计缺陷，对堆料机尾车进行了改造，发明了堆料机尾车接煤装置。附着在回程皮带的煤尘，由于重力作用和清扫器的作用，落入尾车接煤平台，并进行回收。尾车带煤问题得到了有效解决[4]。
堆料机尾车接煤装置，设置在堆料机尾车下方，如图2，包含接煤板、收料斗、直溜筒、清煤平台、自动清煤装置和带翻板的分叉溜筒。接煤板为槽型，底边长度由回程段皮带决定，两侧有挡板，平行布置在尾车回程皮带下方，水平夹角约15°。收料斗设置在接煤板的下侧，收料斗与地面垂直布置。所述直溜筒设置在收料斗的正下方，与地面垂直安装。清煤平台安装在接煤板的一长边侧，采用角钢做骨架，铺设格栅板。自动清煤装置安装在接煤板上方，安装有喷头和电磁阀，实现对自动洒水清煤。带翻板的分叉溜筒布置在直溜筒的正下方。
接煤板包含底板、侧板、加强筋和连接件。底板和侧板满焊连接，加强筋布置在底板上，连接件采用角钢或者槽钢，一端与侧板焊接，一端焊接到尾车钢梁上。自动清煤装置包含洒水管路、洒水电磁阀和洒水喷头、洒水管路与洒水泵相连。洒水泵的启停和电磁阀的开闭可以在人机操作界面控制。带翻板的分叉溜筒包含2个分叉筒和1个可手动调节的翻板。翻板臂采用可擦写卡板固定。溜筒上方与直溜筒采用螺栓连接，方便拆装和维修。各分叉口出口处布置有防尘皮帘。一侧可为通往地面皮带，另一侧可为通往撒漏煤地面回收区，便于不同回收煤的分类处理。堆料机供水时，应将翻板打到地面皮带侧，自动清煤装置作业。堆料机停水后，应将翻板打到地面回收区侧。
为最大限度的提高回程平托对回程煤泥的清扫效果，回程平托采用螺旋清扫托辊。彻底清理掉输送带上的粘附物，保障并延长了输送带的使用寿命。
改造方案附图：1、接煤板；2、收料斗；3、直溜筒；4、清煤平台；5、自动清煤装置；6、带翻板的分叉溜筒。
改造优点和积极效果：
1、采用隔离和降低物料落差的方式限制和抑制煤尘扩散，对撒漏物料回收处理，弥补了堆料机尾车防尘溢尘能力不足的设计缺陷，解决了尾车撒漏煤问题。
1、采用自动清煤装置，通过PLC程序控制，节省了人力物力；采用带翻板的分叉溜筒，便于不同回收煤的分类处理。
3.2 堆料机导料槽处
3.2.1 起尘原因分析
从尾车运送过来的煤，因运动惯性落入尾车漏斗，受重力作用落入导料槽内部。煤流从进入漏斗时带入了空气，使得漏斗内部形成一定的正压力。根据臂架回转角度变化，煤流在漏斗中多次换向和冲击，煤炭与空气相互作用，导料槽内部形成了大量煤尘，在导料槽出煤口伴随煤流散发出来。
受湿粘煤影响，漏斗局部堵塞后，煤流直接冲击臂架皮带，落料点不正，容易造成皮带跑偏，大量煤尘从导料槽两侧洒出。
当煤流出现峰值时，尾车漏斗下料速度比较慢，常常出现煤流从漏斗进口冒出，撒漏煤问题极其严重。
3.2.2 改进方案
在尾车漏斗进煤口加装防尘皮帘，根据煤流外形进行包裹处理，减少外界空气随着煤流带入。在导料槽出煤口加装防尘皮帘和洒水喷雾，减轻煤尘外溢的程度。导料槽加宽、衬板高度调低，对磨损严重的导料槽衬板更换，保证衬板下沿距离皮带的高度为5-7mm之间。采用聚氨酯材质的双层耐磨挡料皮子，提高耐磨性和封尘效果[5]。
粘煤容易粘黏在漏斗侧壁，使得漏斗斗容减小，煤流的通过截面积也随之减小。将漏斗打格部位替换成耐磨衬板，减少粘煤粘黏的几率。扩大漏斗斗容，将漏斗调料板向后调至最大，使得漏斗存煤量达到最大。
因煤流松散，煤流在漏斗内部经过多次变向后，煤流方向分散。漏斗内部加装收料板，对煤炭塑形，减轻对皮带的冲击，防止悬皮跑偏造成撒漏和皮带磨钢结构的问题发生。
3.3 堆料机臂架头部出煤口处
3.3.1 原因分析
臂架头部出煤口为开放式设计，出煤口距离煤垛高度大。煤流由于惯性和重力作用，从出煤口抛出。当外部空气流动剧烈时，煤流与空气相互作用，易造成起尘问题。
3.3.2 改进方案
臂架头部出煤口加装防尘皮帘，降低出煤口距离煤垛的高度。要求堆料作业时，出煤口距离煤垛高度不高于1米。出煤口四周加装洒水设施，形成水雾，将外界空气与煤流进行隔离，减少空气对流造成起尘。
4 堆料机煤尘治理的几点看法
堆料机煤尘治理方法的选择，应从现场工况、除尘效果、成本预算和管理难易程度等多方面着手。基于上述几种考虑，提出一下意见：
（1）洒水除尘是煤炭作业各环节中最佳的除尘方式。从除尘效果看，在堆料机尾车自动清煤装置的使用，还是在导料槽、臂架头部出煤口的洒水安装，抑尘除尘效果显著。但是，在北方港口，冬季无法使用。
（1）清扫器配合喷雾使用，对回程皮带带煤清扫效果显著，减少回程皮带撒漏煤。清扫器要根据现场位置合理安装，选择两个一道清扫器是比较实用的途径。
（1）螺旋清扫托辊配合接煤装置使用，才能发挥最大清煤效果。尾车回程皮带新增接煤板减小高度落差、收集煤尘，对避免流程启动时回程带煤泥效果显著。
（1）转运点加装防尘皮帘，对抑制粉尘外溢效果显著。对导料槽两侧衬板和挡料皮子磨损情况定期检查、维护和更换，能有效防止导料槽两侧撒漏煤问题。
参考文献：
[1]李家华.煤炭码头除尘方式的合理选取.港口装卸[J].2005年第5期，116-118
[2]孙志通.煤炭输出港口煤尘防治技术研究.企业导报[J].2013年第16期，181-182
[3]张维健.煤炭输出码头煤尘治理方法研究.港口装卸[J].2008年第1期，34-36
论文作者:黄文俊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/22
标签：煤尘论文; 漏斗论文; 皮带论文; 回程论文; 料机论文; 效果论文; 直溜论文; 《电力设备》2017年第13期论文;