移动料斗高能微雾抑尘系统的应用与改进研究

引言

镇江港码头配置有卸货用的25t门机,主要用于卸载矿石、燃煤等散料。现场作业时,单台门机对应单个移动料斗(尺寸6.5m×6.3m),门机悬臂通过旋转、变幅将抓斗移至船仓内抓料,抓满物料后门机悬臂再旋转到码头侧,将抓斗移至料斗上方放料,物料由抓斗落入接料斗时会产生较大的扬尘,且岸边风较大,扬尘受风影响,极易造成码头周边大片区域的粉尘污染。为抑制粉尘扩散和污染,通常在移动料斗上安装高能微雾抑尘系统。

1微雾抑尘系统简介

1.1工作原理

微米级高能微雾抑尘技术原理:雾滴粒径与细微粉尘粒径相接近,粉尘颗粒与雾滴颗粒容易碰撞、接触而粘结在一起变大加重,减少粉尘降落时间,实现抑尘。微雾抑尘原理如图1所示,如果雾滴颗粒和粉尘颗粒大小接近,粉尘颗粒随气流运动时与雾滴颗粒碰撞、接触而粘结在一起,雾滴颗粒越小,聚集的可能性越大,随着聚集的粉尘团变大加重就更容易降落。

图1微雾抑尘原理

干雾抑尘过程如图2所示。高能微雾抑尘系统采用高压水产生超声波振荡,将水分裂雾化成微米级水雾,在扬尘点上方形成一定厚度的"云层",将粉尘包围在"云层"下面。当粉尘随气流上升通过"云层"时,水滴会与粉尘粒子结合("团聚"效应),粉尘颗粒会不断聚集沉降,达到降尘和净化空气的目的。同时,空气中被水滴浸润的粉尘颗粒洒落于物料堆表面时,也会浸润粉态物料,从而抑制粉尘飞扬。

高能微雾抑尘系统采用高压水经特殊高能微雾喷嘴喷射出5~50um的细颗粒水雾:雾滴颗粒具有高达50m/s的运

图2干雾抑尘过程示意图

动速度,能够有效压制高速运动的粉尘。

1.2微雾抑尘系统的组成

整个系统由五个部分组成,分别为进水处理设备部分、增压设备部分、喷雾组件部分、管路部分和控制部分。

1.2.1进水处理设备部分

进水处理设备的作用是将系统用水经过滤后从水源引到缓冲水箱,保证末端喷嘴持续正常工作,保证后续设备的使用寿命。进水处理设备包括进水电磁阀、进水管路、全自动清洗过滤器、缓冲水箱等,其中缓冲水箱选型为6m3。图3为全自动清洗过滤器,图4为缓冲水箱。

图3全自动清洗过滤器

1.2.2增压设备部分

增压设备采用进口高压柱塞泵,如图5所示,最大压力达15MPa,额定流量为120L/min,用于将低压水增压至抑尘系统所需的压力。

图4缓冲水箱

图5高压柱塞泵组

1.2.3喷雾组件部分

喷雾组件将高压水转化为具有一定运动速度、粒度的微雾,最终实现抑尘的目的。喷雾组件包括喷嘴安装管、安装套筒及喷嘴。喷嘴采用澳洲进口单流体高能微雾喷嘴,采用10MPa以上高压水产生5~50μm的微雾,雾化直径大于800mm,喷射距离≥4m,喷嘴布置单排间距400mm,单个料斗布置32个喷嘴。图6为喷嘴安装管。

图6喷嘴安装管

1.2.4管路部分

管路用于连接进水设备、增压设备和喷雾组件。

1.2.5控制部分

控制系统根据运行工艺需要可实现自动/手动控制。在自动控制模式下,抑尘系统可检测到车辆到位及卸料开始信号,通过自动控制电磁阀的切换实现自动喷雾。

2微雾抑尘系统的安装

在接料斗上方左、右各布置一排高能微雾喷嘴,喷射细颗粒水雾形成雾幕覆盖在料斗上方,阻挡扬尘扩散,且在料斗上方设置防风板,防风板安装高度为1.4m,以减少环境风的影响。由于接料斗为移动设备,所以需要在移动平板小车上安装高压泵、水箱、过滤器、电控箱等主设备,由高压胶管将高压泵出口与料斗上的高压供水管线连接,实现高压喷雾的供水。

3微雾抑尘系统存在的问题及改进措施

(1)喷嘴管安装过高(距防风板顶100mm),使得喷出的高能微雾仍受环境风的影响较大,影响抑尘效果。通过改进安装位置,将喷嘴管安装于距防风板顶500mm处,取得了良好的效果。

(2)由于自动控制的抓斗检测开关安装于料斗防风板四角,运行一段时间后,镜头被粉尘粘附,造成误动作。通过增加检测开关镜头前的吹扫装置,避免粉尘物料粘结在镜头上,解决了抓斗检测开关导致系统误动作的问题。

(3)防风板搭建垂直于料斗顶部侧板,造成抓斗放料空间偏小,抓斗只能在料斗更高的上方位置放料,增大了诱导风及粉尘扩散。通过将防风板做成扩口的方案优化,增大抓斗的作业空间,同时要求抓斗作业时尽量靠下部卸料,减小初始诱导风。

(4)抑尘主设备安装于移动平台上,反复拖拽移动过程中水箱容易破损漏水,各管接头出现松动问题。通过减小水箱规格尺寸,规范平台移动操作,要求移动时需将水箱内水排除干净,增加设备与平台软连接等措施的优化,极大地减少了抑尘主设备安装于移动平台上的不利影响。

4结语

该移动料斗高能微雾抑尘系统于2018年9月份完成改造,至今运行稳定,改造后现场作业粉尘浓度大幅度下降,现场作业环境得到极大改善,应用先进的高能微雾抑尘技术,使码头作业区域完全符合国家生产区间的粉尘浓度标准,环保效益显著。