作者簡介：

劉士義（1988—），男，大學本科，中級-工程師; 研究方向為港口智能化技術(shù)。

武朋輝（1992—），男，大學本科，中級-工程師; 研究方向為自動化控制技術(shù)。

曾耀虎（1982-），男，本科，高級工程師，研究方向為粉塵治理技術(shù)。

魏智頂（1968-），男，大專，工程師，研究方向為輸煤系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)。

院凱延（1986-），男，本科，工程師，研究方向為粉塵治理技術(shù)。

摘要： 散貨港口輸煤系統(tǒng)粉塵治理是環(huán)保改造的難題。本文提出了散貨港口輸煤系統(tǒng)多維度粉塵治理方案，重點研究了高壓噴霧抑塵技術(shù)、輸送帶清潔和物料回收技術(shù)以及復(fù)合式緩沖床技術(shù)，并在唐山港曹妃甸港區(qū)煤碼頭進行了現(xiàn)場試驗。試驗結(jié)果表明，該方案解決了裝船機溜筒物料起塵和揚塵、回程輸送帶物料撒漏及運行揚塵、落料點漏料撒料和異物穿透輸送帶的問題，實現(xiàn)了散貨港口輸煤系統(tǒng)全區(qū)域、全作業(yè)過程，多維度、主動式的粉塵綜合防治，取得了較高的社會效益和經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：散貨港口輸煤系統(tǒng)" "粉塵治理" "高壓噴霧抑塵" "輸送帶清潔" "物料回收" "復(fù)合式緩沖床

中圖分類號：X322

我國是全球最主要的煤炭生產(chǎn)國和消費國。隨著我國港口產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整升級，煤炭運輸量不斷提高。帶式輸送機和裝船機是散貨港口廣泛使用的輸煤設(shè)備，在實際運行過程中普遍存在帶式輸送機落料轉(zhuǎn)接點、帶式輸送機回程輸送帶物料撒漏及運行揚塵、裝船機溜筒物料撒漏和揚塵問題[1-2]。粉塵會嚴重影響職業(yè)衛(wèi)生及安全生產(chǎn)，對港區(qū)及設(shè)備容貌也有很大的負面影響[3-4]。輸煤系統(tǒng)粉塵治理一直是散貨港口環(huán)保改造的難題。目前的輸煤系統(tǒng)，只是被動的通過某些除塵抑塵設(shè)備進行治理，效果并不理想[4-6]。本文以唐山港曹妃甸港區(qū)煤碼頭為背景，針對性地提出散貨港口輸煤系統(tǒng)多維度粉塵治理方案，并進行了現(xiàn)場試驗。

1 整體方案

散貨港口輸煤系統(tǒng)多維度粉塵治理主要使用高壓噴霧抑塵技術(shù)、輸送帶清潔和物料回收技術(shù)以及復(fù)合式緩沖床技術(shù)，實現(xiàn)多維度、主動式的粉塵綜合防治。高壓噴霧抑塵裝置，主要安裝在裝船機溜筒落料口周圍，以及帶式輸送機轉(zhuǎn)載點的必要位置，能全天候、全方位、全角度地噴撒直徑小于50μm的霧滴，從源頭上解決物料裝卸過程中的起塵和揚塵問題；輸送帶清潔和物料回收裝置一般安裝在帶式輸送機的頭部回程輸送帶的下方，具有物料軟化、輸送帶濕潤、多級清掃、物料收集等功能，解決傳統(tǒng)的清掃器清潔不充分或效果不佳以及物料浪費的問題；復(fù)合式緩沖床安裝在帶式輸送機尾部導料槽下方，具有支撐強度大、貼合性高等特點，解決落料點落料時漏料撒料和異物穿透輸送帶的問題。

2. 關(guān)鍵技術(shù)及特點

2.1 裝船機溜筒落料高壓噴霧抑塵技術(shù)與裝置

裝船機溜筒落料高壓噴霧抑塵裝置由自吸水泵、水箱、加壓水泵、管道、手動閥、電磁閥、三級過濾器、自動泄水閥、壓力表、噴嘴等組成，具有自動和手動兩種控制模式，可以在裝船機司機室操作。在裝船過程中，高壓噴霧裝置能夠有效抑制粉塵外溢，顆粒度達到30μm。閥門和噴嘴均采用不銹鋼材質(zhì)，能夠很好地適應(yīng)水質(zhì)、壓力和不同的工作環(huán)境，噴嘴不易堵塞。

溜筒檢修平臺周圍設(shè)噴嘴組，噴嘴流量7.2 L/min，噴嘴孔徑1.5 mm，霧滴發(fā)散角度在20°～30°，噴流角度0～180°，覆蓋半徑不低于5 m，射程不小于12 m。噴嘴材質(zhì)選用不銹鋼耐腐。噴嘴工作壓力不小于4 MPa，保證水霧能到達艙口處。噴嘴具有較好的霧化性能，噴出的水霧與粉塵顆粒相互接觸、碰撞，使粉塵顆粒相互粘結(jié)、凝聚變大，并在自身的重力作用下沉降，從而達到抑塵的作用。

2.2 輸送帶清潔和物料回收技術(shù)及裝置

通過壓輾和托棍防止輸送帶抖動，使輸送帶保持平整，同時配置清掃器與噴淋管路，可以把輸送帶上粘性物料清除的更干凈，減少沿途撒料，解決單獨使用清掃器不能完全清除粘性物料的不足。集成化的流量和壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以根據(jù)現(xiàn)場工況的變化進行反饋調(diào)整，以滿足清掃和沖洗情況下的最小用水量。

利用空氣壓縮機排空管路中的殘留水，可有效防止管路在冬季作業(yè)過程中凍裂和損壞，保證后續(xù)作業(yè)的連續(xù)性，提高設(shè)備的使用效率。使用管道加熱閉環(huán)控制裝置，使冬季時水溫10 °C左右（溫度可調(diào)節(jié)），保證水的流動性，可確保整個冬季中設(shè)備的正常使用。

物料回收裝置，溜管通流截面積不小于4.6" m2，槽錐度不小于75°，溜管底板角度不小于47°，壁厚不小于4 mm，不會因料量大、氣溫低造成堵料現(xiàn)象。在4條帶式輸送機頭部落料點各設(shè)置1套物料收集箱，并配套購置10噸車廂可卸式物料收集箱運輸車1臺，與運輸配合可方便地完成物料收集和運輸。

2.3 復(fù)合式緩沖床技術(shù)

設(shè)計一種T型塊式緩沖床，以整體托住輸送帶的落料點區(qū)域。緩沖塊的結(jié)構(gòu)與緩沖托輥能夠緊密地貼合到一起，重載和沖擊負載時輸送帶不會下沉，能夠避免異物從落料點落到輸送帶時異物卡在托輥與緩沖床之間劃傷輸送帶，預(yù)防輸送帶撕裂。防溢裙板與輸送帶之間零縫隙接觸可以有效密封，能夠防止落料點落料時發(fā)生溢料溢塵。

模塊化的設(shè)計和可快速拆卸的底部有助于在極端作業(yè)環(huán)境的快速處置，能夠更好的應(yīng)對特殊情況的發(fā)生。

3. 應(yīng)用效果及分析

3.1 裝船機溜筒落料高壓噴霧抑塵裝置的使用效果

裝船機溜筒使用高壓噴霧抑塵裝置前后的PM2.5、PM10和總懸浮微粒（即TSP）的監(jiān)測數(shù)據(jù)如表1所示，現(xiàn)場照片如圖1所示。

由表1和圖1的現(xiàn)場照片可看出，使用高壓噴霧抑塵裝置前卸煤時煤塵較多，尤其是風力大時揚塵會傳播到很遠的地方，造成環(huán)境污染。使用高壓噴霧抑塵裝置后，圓形且可旋轉(zhuǎn)的噴霧有效地將揚塵限制在很小的范圍內(nèi)并隨水霧自然降落，PM2.5、PM10和TSP值均顯著下降。

3.2 輸送帶清潔和物料回收裝置的使用效果

圖2是輸送帶清潔和物料回收裝置使用前后的現(xiàn)場照片。從圖中可以看出，輸送帶清潔和物料回收裝置使用前物料撒漏嚴重，地面上煤塵、煤泥堆積。使用后，回程輸送帶和地面干凈整潔。

3.3 復(fù)合式緩沖床的使用效果

圖3是復(fù)合式緩沖床使用前后的現(xiàn)場照片。從圖中可以看出，復(fù)合式緩沖床使用前，落料點處的輸送帶支撐的不全面、緩沖托輥與輸送帶貼合度不夠好。使用后，緩沖塊和緩沖托輥共同作用，緊密地貼合到一起，能夠全面地支撐落料點處的輸送帶；防溢裙板緊密地貼住輸送帶，能夠防止落料點落料時發(fā)生溢料溢塵。

3.4 整體使用效果

2022年8月～2023年7月，使用輸送帶清潔和物料回收裝置以及復(fù)合式緩沖床的1年間，節(jié)省人工清理費用72000 元/年，節(jié)省物料約2000噸/年，節(jié)省輸煤系統(tǒng)檢修費用50萬元/年；延長了惡劣環(huán)境正常運行的有效時長，等價增加約60萬元/年的經(jīng)濟效益；節(jié)省人員費約10萬元。裝船機溜筒使用高壓噴霧抑塵裝置后，揚塵明顯減少，PM2.5、PM10和TSP值均顯著下降。

4結(jié)語

輸煤系統(tǒng)粉塵治理一直是散貨港口環(huán)保改造的難題。本文提出了散貨港口輸煤系統(tǒng)多維度粉塵治理方案，并在唐山港曹妃甸港區(qū)煤碼頭進行了現(xiàn)場試驗?，F(xiàn)場試驗表明，該方案解決了裝船機溜筒物料起塵和揚塵、回程輸送帶物料撒漏及運行揚塵、落料點漏料撒料和異物穿透輸送帶的問題，實現(xiàn)了散貨港口輸煤系統(tǒng)全區(qū)域、全作業(yè)過程，多維度、主動式的粉塵綜合防治，顯著降低了環(huán)境污染、節(jié)約了物料、減少了人力成本，具有較高的社會和經(jīng)濟效益以及良好的推廣應(yīng)用價值。

參考文獻

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