干散货卸车作业工艺除尘及撒漏煤治理技术研究

王堪宇，李 伟

（河北港口集团秦皇岛港股份有限公司第七港务分公司，河北 秦皇岛 066000）

引言

党的十八大以来生态文明建设日益深入人心，污染治理力度之大、制度出台频度之密、监管执法尺度之严、环境质量改善速度之快前所未有，推动生态环境保护发生历史性、转折性、全局性变化。

面临当前严峻环保形势，各大散货港口积极探索新的经营发展模式，港口之间的竞争早已不局限于产能、装卸设备的先进程度等硬指标，绿色生产已成为主流趋势。河北港口集团秦皇岛港股份有限公司第七港务分公司煤四期及扩容工程作为秦皇岛港主力生产单位之一，已充分意识到当前严峻的形势，因此立足当前现状，探索一条生产与环保协调发展之路，将煤四期及扩容工程建设为高产能、高效率、管理理念先进、绿色生态一体的现代化港口是必然的发展趋势。

“煤四期卸车作业工艺除尘、撒漏煤治理技术研究及应用”项目，以煤炭转运过程中起尘和撒漏煤作为目标问题，深入研究每个环节起尘、撒漏煤原因并提出本质解决方案。在给料环节设计了给料器喷淋注水系统，基于组态软件技术开发了人机交互界面，翻车机司机可根据煤种情况或上级指令开启和关闭给料器喷淋。在物料转接环节设计了高压微雾除尘系统，通过高压管路输送到每路的喷头处，使其正常喷雾降尘。针对皮带机和堆料机尾车回程撒漏煤问题，设计了回程皮带清洗技术。经助流回收后，物料重新回到水平运输或堆存环节，对物料的沿程撒漏问题进行了彻底的治理。

本课题以卸车工艺为主线，以煤炭转运过程中起尘和撒漏煤作为目标问题，深入研究每个环节起尘、撒漏煤原因并提出本质解决方案。卸车工艺可大致简化为“给料环节—运输环节—转接环节”，分别从给料器、皮带机、转接塔、导料槽等部位进行研究。

1 技术方案

1.1 给料器注水降尘系统

为满足不同煤种的注水需求，该喷淋系统设A路和B路两路喷淋，每路喷淋并且每一级喷淋均设旁路手动供水作为备用，以防止电动阀门故障导致喷淋系统无法开启。工作时，可根据需要开启任意一路喷淋，也可以两路同时开启，通过锥形洒水喷头给物料注水[1]。

1.2 导料槽注水降尘系统

导料槽注水系统是给料器喷淋注水系统的补充，当煤种极易起尘且经给料器注水后，仍无法有效抑制煤尘产生时，可开启导料槽注水系统进行全输送流程注水。导料槽喷淋注水系统流量可达1.2 t/h。为充分保证其可靠性，管路均设计可手动开启的旁路管路，当电磁阀故障时，可通过旁路强制启动注水。

1.3 转接塔、驱动站高压微雾除尘系统

物料在转接塔转接时，由于和溜筒内壁撞击，在诱导风的作用下会产生煤尘，并在溜筒缝隙、导料槽与皮带间隙溢出，造成污染。驱动站在启动的瞬间，黏附在皮带表面、滚筒表面和其他驱动部件的浮煤在惯性作用下造成瞬间起尘，也会造成环境的污染。对于粉尘的降解，采用传统的水喷淋系统，其雾化效果较差，进而造成有效包裹体积小，无法完全压制煤尘，其除尘效果一般。针对水喷淋系统的弊端，七公司创造性引进高压微雾降尘系统，并成功应用于转接塔和驱动站除尘。

高压微雾系统共有供水过滤站、控制站、高压泵站三大部分组成。过滤站采用两级过滤，分别为反冲洗过滤器，精度等级为200μm，布袋式过滤器精度等级为20μm，防止管路、管件、阀、喷嘴等部件被堵塞；控制站控制各个功能的正常协调运转，例如过滤站的保温启用和停用、过滤站的反冲洗，泵站的每路出水、泵站的保温、检测流量预警喷头堵塞、变频恒压、各个故障的反馈等，也可以传送至上位机，远程查看故障，控制各个功能的启用。

1.4 皮带机回程洗带技术

回程皮带清洗技术是在头部抛料滚筒处安装第一级聚氨酯刀头清扫器，该清扫器可将黏结在滚筒表面的70%～80%湿黏物料清理至头部料斗内。在头部滚筒正下方安装高压水刀，当PLC接收皮带启动信号后，高压水刀通过其扇形喷头对皮带进行冲洗，利用水的喷射压力对黏结在皮带表面剩余物料进行稀释，然后经高压水刀后方安装第二级合金刀头除水清扫器将含水物料清除至头部漏斗内部，减少向后带料的几率。

与其配合的刮板机可根据给定信号连续工作，其输送效率较高，输送面积大，并且无死角。七公司煤四期卸车作业线T11、T13、T15共计六个转接点溜槽拟采用刮板输送机对洗带箱刮下的物料进行助流输送。

1.5 堆料机尾车皮带机洗带技术

由于七公司接卸煤种湿粘煤比重较大，加之途经各转接点时，各转接塔的洗带箱工作时又会增加煤炭的含水量，到堆存环节时回程甩带煤泥问题比较突出，特别是堆料机尾车部分，撒漏的煤泥直接掉落至下方的通道和回转平台处，导致人员无法通行，存在较大安全隐患。

针对上述存在的问题，采取的技术方案为在中心料斗头部滚筒后方布置一个尾车皮带清洗箱，用来清洗回程皮带。清扫箱基本包括以下组成部分：喷淋系统、清扫系统、搅拌泵送回流系统和电控系统。被清理下来的煤泥水落进皮带清洗箱，由螺旋搅拌均匀后用泥浆泵输送到落料口[2]。

1.6 全流程除尘自动控制系统

为使上述给料器、转接塔、堆料机攻关的各项除尘技术发挥最大效益，连点成面，利用优质物联网资源，通过可编程逻辑控制器之间的互联互通，形成了卸车部全流程除尘自动控制系统。

在翻车机上位机添加煤种选择旋钮，根据日常作业中积累的宝贵经验对煤种起尘情况进行分级管理。通过可编程逻辑控制器之间的通讯功能，将选择煤种的信息传送给以变电所PLC为中心的控制网络，再通过逻辑判断，控制沿线其他喷淋设备及堆料机尾车洗带装置逐级运行。利用上游皮带状态判断，带动下游皮带输出控制的步进式编程，实现了对某流程上所有皮带所辖喷淋设备的自动控制。

2 实施情况

卸车作业工艺除尘、撒漏煤治理技术是解决物料水平运输过程中产生的扬尘、撒漏问题的通用技术，目前已在秦皇岛港煤四期卸车作业工艺中得以全面应用。其各项子技术在不同的应用领域也具有广泛的推广价值。

洗带箱技术和物料回收技术是当前针对回程甩带的热门技术，目前已在秦皇岛港各煤炭公司进行广泛推广应用，且该项技术在电厂、矿山、水泥厂等领域也具有广泛的推广价值。

3 主要技术创新点

1）设计了给料器双路大流量喷淋系统，可根据煤种档案、现场起尘情况进行全自动和手动控制。

2）对驱动站、转接塔扬尘机理进行了深入研究，设计了高压微雾除尘系统，将水管低压用水经过滤、加压后，转化为包裹体积更大的微雾进行降尘，该系统通过PLC实现随流程联动。

3）研发了回程皮带清洗技术。针对皮带机回程甩带煤泥问题，设计了由水刀、清扫器组成的洗带箱，根据不同的安装空间，分别设计了适用于皮带机、堆料机尾车的空气炮、刮板机、泥浆泵三种物料回收系统。

4）利用优质物联网资源，通过可编程逻辑控制器之间的互联互通，自主开发了卸车部全流程除尘自动控制系统。

4 结语

“煤四期卸车作业工艺除尘、撒漏煤治理技术研究及应用”项目，从散货码头的卸—堆全作业工艺出发,对粉尘和撒漏产生机理进行了分析与研究,结合设备改造及其技术开发,设计了面向全作业过程的港口粉尘和撒漏煤综合协同治理模式,设计了给料器喷淋注水系统、转接塔高压微雾除尘系统，开发了皮带机回程洗带技术、堆料机尾车洗带技术、高架皮带机回程全封闭封堵技术、清扫器自动张紧补偿技术等，从给料、水平输送、堆存各个环节协同综合治理粉尘和沿线撒漏煤。