張廣超　于　偉　徐遠(yuǎn)良

徐州高鐵港務(wù)投資有限公司

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自制洗輪機(jī)在煤炭碼頭的應(yīng)用

張廣超于偉徐遠(yuǎn)良

徐州高鐵港務(wù)投資有限公司

針對(duì)成品洗輪機(jī)存在沖洗不徹底、沖洗用水污染嚴(yán)重、自動(dòng)控制不可靠、故障率高、維修費(fèi)用大等問(wèn)題，自主設(shè)計(jì)制作了沖洗徹底、沖洗用水能循環(huán)使用且具有無(wú)人值守、自動(dòng)化程度高、維護(hù)少等優(yōu)點(diǎn)的洗輪機(jī)，在煤炭碼頭極具推廣應(yīng)用價(jià)值。

洗輪機(jī)； 煤炭碼頭

1　前言

徐州港是全國(guó)28個(gè)內(nèi)河主要港口之一，是國(guó)家“北煤南運(yùn)”和“西煤東運(yùn)”的重要中轉(zhuǎn)樞紐。順堤河作業(yè)區(qū)是徐州港的核心港區(qū)，承擔(dān)徐州港70%以上的煤炭運(yùn)輸任務(wù)，由徐州高鐵港務(wù)投資有限公司建設(shè)、管理和運(yùn)營(yíng)。其中一期工程為汽車(chē)進(jìn)煤，建有12個(gè)2 000 t級(jí)煤炭裝船泊位，設(shè)計(jì)年吞吐量1 300萬(wàn)t。

隨著煤炭中轉(zhuǎn)量的不斷增加，揚(yáng)塵污染問(wèn)題也逐步暴露出來(lái)，整個(gè)港區(qū)貨場(chǎng)四周建有防風(fēng)抑塵網(wǎng)和高壓噴淋裝置，大型設(shè)備上設(shè)置了干霧除塵系統(tǒng)，然而運(yùn)煤車(chē)輛駛出貨場(chǎng)時(shí)，車(chē)輪上帶出的煤塵、煤灰、煤泥造成港區(qū)4 km道路嚴(yán)重污染，車(chē)輛駛過(guò)時(shí)產(chǎn)生大量揚(yáng)塵。要解決這一環(huán)保問(wèn)題，必須將運(yùn)煤車(chē)輛車(chē)輪上的附著物清理干凈。

2　方案設(shè)計(jì)

針對(duì)現(xiàn)有洗輪機(jī)的弊端，通過(guò)分析、論證，認(rèn)為自制洗輪機(jī)應(yīng)滿足以下要求：

(1)沖洗車(chē)輪要徹底，否則污染道路會(huì)更嚴(yán)重。

(2)沖洗車(chē)輪產(chǎn)生的污物要便于清理，污水要便于收集處理，洗輪機(jī)的用水要能循環(huán)使用。

(3)自動(dòng)控制系統(tǒng)要穩(wěn)定可靠。

(4) 整體結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單、故障率要低，既要考慮設(shè)備的實(shí)用性，又要考慮建設(shè)的低成本。

(5) 沖洗區(qū)域應(yīng)有效隔離，避免二次污染。

根據(jù)上述要求，提出如下設(shè)計(jì)方案：

(1)洗輪機(jī)總體布置方案。洗輪機(jī)設(shè)置在貨場(chǎng)的出口處，運(yùn)煤車(chē)輛駛出貨場(chǎng)、進(jìn)入港區(qū)道路前必須經(jīng)過(guò)洗輪機(jī)，從源頭切斷污染源。整個(gè)洗輪機(jī)由沖洗區(qū)、瀝水區(qū)、清水蓄水池、一級(jí)沉淀池、二級(jí)沉淀池、電氣控制系統(tǒng)、高壓沖洗水泵、污水泵及其管路噴嘴組成，總體布置方案見(jiàn)圖1。

圖1　洗輪機(jī)平面布置圖

為使洗輪效果更好，加長(zhǎng)了沖洗區(qū)，可沖洗區(qū)域長(zhǎng)達(dá)到8 m，車(chē)輪可在此區(qū)域行駛2圈，沖洗更徹底；為避免車(chē)輪上的殘余水被帶入道路，增設(shè)了瀝水區(qū)，同樣采用8 m的長(zhǎng)度，可供車(chē)輪行駛2圈，最大程度減少車(chē)輪上的殘余水。

(2)車(chē)輛洗輪流程設(shè)計(jì)。車(chē)輛緩慢行駛進(jìn)入洗輪機(jī)，雙光束紅外對(duì)射探測(cè)器動(dòng)作，高壓沖洗水泵啟動(dòng)，形成的高壓水流經(jīng)管路從設(shè)置在沖洗區(qū)的噴嘴噴出沖洗車(chē)輪，車(chē)輛在沖洗區(qū)域緩慢行駛，水泵延時(shí)40 s(可調(diào)節(jié))后停止，車(chē)輛緩慢行駛進(jìn)入瀝水區(qū)域?yàn)r下車(chē)輪上的殘余水，最后駛?cè)敫蹍^(qū)道路。

(3)循環(huán)用水解決方案。順堤河作業(yè)區(qū)為綠色低碳示范港口，港區(qū)內(nèi)建有散貨污水集中處理系統(tǒng)，見(jiàn)圖2。該系統(tǒng)收集港區(qū)的雨水、污水進(jìn)行集中處理，循環(huán)使用。洗輪機(jī)利用該系統(tǒng)處理洗車(chē)的污水，既節(jié)約了水資源，又能保證用水質(zhì)量。

圖2　循環(huán)用水流程

從圖2看，來(lái)自港區(qū)除塵管路的中水經(jīng)浮球閥自動(dòng)進(jìn)入洗輪機(jī)清水蓄水池，高壓沖洗水泵啟動(dòng)，通過(guò)管路和噴嘴形成高壓水流沖洗車(chē)輪，所產(chǎn)生的污水污物和瀝水區(qū)的殘余水，通過(guò)洗輪機(jī)基礎(chǔ)的坡度設(shè)計(jì)自流至一級(jí)沉淀池，沉淀后進(jìn)入二級(jí)沉淀池。經(jīng)過(guò)兩次沉淀，除去污物的污水經(jīng)污水泵強(qiáng)排至港區(qū)排水溝進(jìn)入散貨污水集中處理系統(tǒng)，處理后形成中水，再通過(guò)港區(qū)除塵管路進(jìn)入洗輪機(jī)清水蓄水池循環(huán)使用。定期對(duì)兩個(gè)沉淀池的污物進(jìn)行清理，保證沉淀處理效果。

3　具體實(shí)施

(1)水泵選用。整個(gè)自制洗輪機(jī)共設(shè)置2臺(tái)水泵，其中清水蓄水池內(nèi)設(shè)置一臺(tái)WQ型潛水泵作為高壓沖洗水泵。為滿足沖洗區(qū)212只噴嘴噴射高壓水流的需要，選用的水泵流量為100 m3/h，揚(yáng)程為40 m，功率為22 kW，水泵出口通徑100 mm；另一臺(tái)水泵設(shè)置在二級(jí)沉淀池內(nèi)，負(fù)責(zé)將沉淀過(guò)的污水排至港區(qū)排水溝，采用YW型液下排污泵，流量100 m3/h，揚(yáng)程15 m，功率7.5 kW，雙管、帶網(wǎng)罩，水泵出口通徑100 mm。由于污水含硫等易腐蝕物質(zhì)，污水泵的軸、葉輪等均采用304不銹鋼材質(zhì)。

(2)電氣控制。電氣系統(tǒng)采用先進(jìn)的PLC控制，確保整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。高壓沖洗水泵采用雙光束紅外對(duì)射探測(cè)器自動(dòng)啟動(dòng)、PLC延時(shí)停止，雙光束紅外對(duì)射探測(cè)器動(dòng)作可靠，不受灰塵、雨水、振動(dòng)等因素影響，且價(jià)格低廉、故障率低。污水泵的啟停采用浮球開(kāi)關(guān)控制，水位到上限啟動(dòng)，到下限停止。兩臺(tái)水泵均設(shè)置低水位保護(hù)裝置，當(dāng)水位過(guò)低時(shí)，水泵將停止工作。

(3)承載基礎(chǔ)。綜合考慮運(yùn)煤車(chē)輛的車(chē)型和載重量，確定洗輪機(jī)承載基礎(chǔ)尺寸長(zhǎng)31 m、寬4.8 m，其中長(zhǎng)度方向包括入口段5 m、沖洗段8 m、過(guò)渡段5 m、瀝水段8 m、出口段5 m。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)承載為120 t，雙層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，滿足重車(chē)載荷要求。沖洗區(qū)和瀝水區(qū)采用角鋼包邊設(shè)計(jì)，保證格柵板放置不損傷基礎(chǔ)，延長(zhǎng)基礎(chǔ)使用壽命。基礎(chǔ)下部的排水槽采用大坡度設(shè)計(jì)，便于沖洗下的污水污物能自流進(jìn)入沉淀池。

(4)防護(hù)裝置。為搞好洗輪機(jī)區(qū)域的環(huán)境，避免沖洗水外流，洗輪機(jī)兩側(cè)設(shè)置了250 mm×250 mm的擋水坎，入口段和出口段采用坡度設(shè)計(jì)，同時(shí)在沖洗區(qū)兩側(cè)設(shè)置了長(zhǎng)8 m、高3 m的擋水板(見(jiàn)圖3)，形成一個(gè)相對(duì)封閉的空間，有效避免沖洗車(chē)輛的水流反彈，洗輪機(jī)周邊環(huán)境不受任何影響。同時(shí)，為防止車(chē)輛碰撞洗輪機(jī)兩側(cè)的管路及噴嘴，在管路內(nèi)側(cè)設(shè)置了防護(hù)欄桿。

圖3　洗輪機(jī)剖面圖

(5)重載格柵板。沖洗區(qū)和瀝水區(qū)設(shè)置重載格柵板，既要保證重車(chē)碾壓的強(qiáng)度，又要考慮沖洗的污水污物能夠順利流到下部排水槽，綜合考慮選用100 mm×10 mm的扁鐵拼焊制作而成，格板間距50 mm，整個(gè)格柵板長(zhǎng)寬高為1 600 mm×1 300 mm×100 mm，自重400 kg，共計(jì)20塊。

4　結(jié)語(yǔ)

洗輪機(jī)從2014年8月建成使用至今，沖洗效果好，自動(dòng)化程度高、維護(hù)少等優(yōu)點(diǎn)，受到各方好評(píng)，在煤炭碼頭極具推廣應(yīng)用價(jià)值。

張廣超：221100, 江蘇省徐州市銅山區(qū)柳新鎮(zhèn)

Application of Self-Made Rinse Wheel Machine in Coal Wharf

Zhang GuangchaoYu WeiXu Yuanliang

Xuzhou High-speed Rail&Port Investment Co., Ltd.

Aiming at solving the problems of finished rinse wheel machine that the washing is incompletely and there presents rinse water pollution, unreliable automatic control, high failure rate and large maintenance costs, this paper designs a novel type of rinse wheel machine, which presents advantages of rinsing thoroughly, rinsing water recyclable, unattended, high degree of automation and less maintenance cost. In actual production, it shows great promotional value in coal wharf.

rinse wheel machine; coal wharf

2016-05-06

10.3963/j.issn.1000-8969.2016.05.015