移動(dòng)料斗高能微霧抑塵系統(tǒng)的應(yīng)用與改進(jìn)研究

引言

鎮(zhèn)江港碼頭配置有卸貨用的25t門(mén)機(jī),主要用于卸載礦石、燃煤等散料。現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí),單臺(tái)門(mén)機(jī)對(duì)應(yīng)單個(gè)移動(dòng)料斗(尺寸6.5m×6.3m),門(mén)機(jī)懸臂通過(guò)旋轉(zhuǎn)、變幅將抓斗移至船倉(cāng)內(nèi)抓料,抓滿物料后門(mén)機(jī)懸臂再旋轉(zhuǎn)到碼頭側(cè),將抓斗移至料斗上方放料,物料由抓斗落入接料斗時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的揚(yáng)塵,且岸邊風(fēng)較大,揚(yáng)塵受風(fēng)影響,極易造成碼頭周邊大片區(qū)域的粉塵污染。為抑制粉塵擴(kuò)散和污染,通常在移動(dòng)料斗上安裝高能微霧抑塵系統(tǒng)。

1微霧抑塵系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1工作原理

微米級(jí)高能微霧抑塵技術(shù)原理:霧滴粒徑與細(xì)微粉塵粒徑相接近,粉塵顆粒與霧滴顆粒容易碰撞、接觸而粘結(jié)在一起變大加重,減少粉塵降落時(shí)間,實(shí)現(xiàn)抑塵。微霧抑塵原理如圖1所示,如果霧滴顆粒和粉塵顆粒大小接近,粉塵顆粒隨氣流運(yùn)動(dòng)時(shí)與霧滴顆粒碰撞、接觸而粘結(jié)在一起,霧滴顆粒越小,聚集的可能性越大,隨著聚集的粉塵團(tuán)變大加重就更容易降落。

圖1微霧抑塵原理

干霧抑塵過(guò)程如圖2所示。高能微霧抑塵系統(tǒng)采用高壓水產(chǎn)生超聲波振蕩,將水分裂霧化成微米級(jí)水霧,在揚(yáng)塵點(diǎn)上方形成一定厚度的"云層",將粉塵包圍在"云層"下面。當(dāng)粉塵隨氣流上升通過(guò)"云層"時(shí),水滴會(huì)與粉塵粒子結(jié)合("團(tuán)聚"效應(yīng)),粉塵顆粒會(huì)不斷聚集沉降,達(dá)到降塵和凈化空氣的目的。同時(shí),空氣中被水滴浸潤(rùn)的粉塵顆粒灑落于物料堆表面時(shí),也會(huì)浸潤(rùn)粉態(tài)物料,從而抑制粉塵飛揚(yáng)。

高能微霧抑塵系統(tǒng)采用高壓水經(jīng)特殊高能微霧噴嘴噴射出5~50um的細(xì)顆粒水霧:霧滴顆粒具有高達(dá)50m/s的運(yùn)

圖2干霧抑塵過(guò)程示意圖

動(dòng)速度,能夠有效壓制高速運(yùn)動(dòng)的粉塵。

1.2微霧抑塵系統(tǒng)的組成

整個(gè)系統(tǒng)由五個(gè)部分組成,分別為進(jìn)水處理設(shè)備部分、增壓設(shè)備部分、噴霧組件部分、管路部分和控制部分。

1.2.1進(jìn)水處理設(shè)備部分

進(jìn)水處理設(shè)備的作用是將系統(tǒng)用水經(jīng)過(guò)濾后從水源引到緩沖水箱,保證末端噴嘴持續(xù)正常工作,保證后續(xù)設(shè)備的使用壽命。進(jìn)水處理設(shè)備包括進(jìn)水電磁閥、進(jìn)水管路、全自動(dòng)清洗過(guò)濾器、緩沖水箱等,其中緩沖水箱選型為6m3。圖3為全自動(dòng)清洗過(guò)濾器,圖4為緩沖水箱。

圖3全自動(dòng)清洗過(guò)濾器

1.2.2增壓設(shè)備部分

增壓設(shè)備采用進(jìn)口高壓柱塞泵,如圖5所示,最大壓力達(dá)15MPa,額定流量為120L/min,用于將低壓水增壓至抑塵系統(tǒng)所需的壓力。

圖4緩沖水箱

圖5高壓柱塞泵組

1.2.3噴霧組件部分

噴霧組件將高壓水轉(zhuǎn)化為具有一定運(yùn)動(dòng)速度、粒度的微霧,最終實(shí)現(xiàn)抑塵的目的。噴霧組件包括噴嘴安裝管、安裝套筒及噴嘴。噴嘴采用澳洲進(jìn)口單流體高能微霧噴嘴,采用10MPa以上高壓水產(chǎn)生5~50μm的微霧,霧化直徑大于800mm,噴射距離≥4m,噴嘴布置單排間距400mm,單個(gè)料斗布置32個(gè)噴嘴。圖6為噴嘴安裝管。

圖6噴嘴安裝管

1.2.4管路部分

管路用于連接進(jìn)水設(shè)備、增壓設(shè)備和噴霧組件。

1.2.5控制部分

控制系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)行工藝需要可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)/手動(dòng)控制。在自動(dòng)控制模式下,抑塵系統(tǒng)可檢測(cè)到車輛到位及卸料開(kāi)始信號(hào),通過(guò)自動(dòng)控制電磁閥的切換實(shí)現(xiàn)自動(dòng)噴霧。

2微霧抑塵系統(tǒng)的安裝

在接料斗上方左、右各布置一排高能微霧噴嘴,噴射細(xì)顆粒水霧形成霧幕覆蓋在料斗上方,阻擋揚(yáng)塵擴(kuò)散,且在料斗上方設(shè)置防風(fēng)板,防風(fēng)板安裝高度為1.4m,以減少環(huán)境風(fēng)的影響。由于接料斗為移動(dòng)設(shè)備,所以需要在移動(dòng)平板小車上安裝高壓泵、水箱、過(guò)濾器、電控箱等主設(shè)備,由高壓膠管將高壓泵出口與料斗上的高壓供水管線連接,實(shí)現(xiàn)高壓噴霧的供水。

3微霧抑塵系統(tǒng)存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施

(1)噴嘴管安裝過(guò)高(距防風(fēng)板頂100mm),使得噴出的高能微霧仍受環(huán)境風(fēng)的影響較大,影響抑塵效果。通過(guò)改進(jìn)安裝位置,將噴嘴管安裝于距防風(fēng)板頂500mm處,取得了良好的效果。

(2)由于自動(dòng)控制的抓斗檢測(cè)開(kāi)關(guān)安裝于料斗防風(fēng)板四角,運(yùn)行一段時(shí)間后,鏡頭被粉塵粘附,造成誤動(dòng)作。通過(guò)增加檢測(cè)開(kāi)關(guān)鏡頭前的吹掃裝置,避免粉塵物料粘結(jié)在鏡頭上,解決了抓斗檢測(cè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)致系統(tǒng)誤動(dòng)作的問(wèn)題。

(3)防風(fēng)板搭建垂直于料斗頂部側(cè)板,造成抓斗放料空間偏小,抓斗只能在料斗更高的上方位置放料,增大了誘導(dǎo)風(fēng)及粉塵擴(kuò)散。通過(guò)將防風(fēng)板做成擴(kuò)口的方案優(yōu)化,增大抓斗的作業(yè)空間,同時(shí)要求抓斗作業(yè)時(shí)盡量靠下部卸料,減小初始誘導(dǎo)風(fēng)。

(4)抑塵主設(shè)備安裝于移動(dòng)平臺(tái)上,反復(fù)拖拽移動(dòng)過(guò)程中水箱容易破損漏水,各管接頭出現(xiàn)松動(dòng)問(wèn)題。通過(guò)減小水箱規(guī)格尺寸,規(guī)范平臺(tái)移動(dòng)操作,要求移動(dòng)時(shí)需將水箱內(nèi)水排除干凈,增加設(shè)備與平臺(tái)軟連接等措施的優(yōu)化,極大地減少了抑塵主設(shè)備安裝于移動(dòng)平臺(tái)上的不利影響。

4結(jié)語(yǔ)

該移動(dòng)料斗高能微霧抑塵系統(tǒng)于2018年9月份完成改造,至今運(yùn)行穩(wěn)定,改造后現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)粉塵濃度大幅度下降,現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境得到極大改善,應(yīng)用先進(jìn)的高能微霧抑塵技術(shù),使碼頭作業(yè)區(qū)域完全符合國(guó)家生產(chǎn)區(qū)間的粉塵濃度標(biāo)準(zhǔn),環(huán)保效益顯著。