1 問題的提出

　　目前，在港口煤炭裝船過程中，由于皮帶輸送、裝船作業(yè)等基本在露天環(huán)境下進行，煤炭在轉(zhuǎn)運、裝船作業(yè)時會產(chǎn)生大量粉塵，受外界風(fēng)力影響飛散至港區(qū)，是造成港區(qū)作業(yè)面較為嚴重的粉塵污染的主要原因。由于沒有較好的除塵措施，工作環(huán)境較差，煤炭損失嚴重。部分設(shè)備雖然裝有噴水裝置，也會造成煤炭含水量增加而降低熱效率，且有時由于風(fēng)力的影響，除塵效果不佳，因此不能廣泛應(yīng)用。為此，需要一種除塵效率高的新型高效除塵裝置及技術(shù)。裝船機裝船作業(yè)的主要起塵點為皮帶轉(zhuǎn)接點及裝船溜管裝船作業(yè)點等。在皮帶轉(zhuǎn)接點、裝船點設(shè)置除塵設(shè)備，以減少產(chǎn)塵點的產(chǎn)塵總量或抑制粉塵產(chǎn)生。除塵設(shè)備需要解決冬季除塵問題，達到四季均適用的目的。合理的設(shè)置除塵設(shè)備，減少或避免除塵用水問題，解決無組織排放點粉塵污染問題，達到較好的環(huán)保效果。目前國內(nèi)已有“干霧”等新型除塵技術(shù)開始推廣使用。其技術(shù)特點在于將水霧化成與粉塵顆粒大小相當(dāng)?shù)乃椋w粒度可達到微米級）。由于水珠顆粒和塵埃顆粒相似或者相同，塵埃顆粒隨氣流運行過程中與水珠顆粒產(chǎn)生接觸變濕潤，根據(jù)核凝聚原理，小塵埃顆粒會聚集成團而沉降，特別是對其中可吸入粉塵污染的治理具有較好的技術(shù)優(yōu)勢。原理介紹

　　干霧抑塵系統(tǒng)是利用微米級干霧抑塵裝置，產(chǎn)生直徑在1～10 微米的水霧顆粒，對懸浮在空氣中的粉塵，特別是直徑在10 微米以下的可吸入顆粒進行有效的吸附，使粉塵受重力作用而沉降，從而達到抑塵作用。實踐證明，粉塵可以通過水或化學(xué)劑被粘結(jié)而聚結(jié)增大。但那些最細小的粉塵只有當(dāng)水滴很?。ㄈ缢F）或加入化學(xué)劑（如表面活性劑）以減小水的表面張力時才會聚結(jié)成團。如果水霧顆粒直徑大于粉塵顆粒，那么粉塵僅僅跟隨水霧顆粒周圍的氣流運動，水霧顆粒和粉塵顆粒接觸很少或者根本沒有接觸從而達不到抑塵作用。如果水霧顆粒和粉塵顆粒大小接近，粉塵顆粒隨氣流運動時與水霧顆粒碰撞、接觸而粘結(jié)在一起（如圖1 所示）。水霧顆粒越小，聚結(jié)的可能性越大，隨著聚結(jié)的粉塵團變大加重，從而很容易降落。水霧對粉塵的“過濾”作用就這樣形成了。

　　2 干霧抑塵系統(tǒng)組成及功能

　　干霧抑塵系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計技術(shù)，由微米級干霧機、螺桿式空氣壓縮機、儲氣罐、噴霧器總成（噴霧箱或萬向節(jié)噴霧器總成）、水氣連接管線、電伴熱系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)等組成。

　　1）微米級干霧抑塵機是將氣、水過濾后，以設(shè)定的氣壓、水壓、氣流量、水流量按開關(guān)程序控制電磁閥打開或關(guān)閉，經(jīng)管道輸送到噴霧器總成中去，實現(xiàn)噴霧抑塵。它由電控系統(tǒng)、多功能控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)組成。安裝在IP 55 標

　　準的箱體內(nèi)，有進氣管接口1 個，進水管接口1個，出氣管接口1 個，出水管接口1 個。面板上有文本顯示器、氣、水壓力表和電控系統(tǒng)按鈕。

　　2）電控系統(tǒng)是干霧抑塵系統(tǒng)的控制中心，集合了可編程控制器、保護電路、繼電器以及與之相關(guān)的元器件。系統(tǒng)具有自動和手動兩種操作模式。在自動操作模式時，可自動接收遠程觸發(fā)信號啟動或停止噴霧器噴霧。在手動模式，操作人員可以手動啟動或停止噴霧器噴霧。還可以通過PLC 設(shè)置接口修改噴霧周期及管道吹掃時間等。

　　3）自動控制系統(tǒng)將干霧抑塵機與現(xiàn)場設(shè)備的控制信號連接起來，以便實現(xiàn)自動控制。

　　4）噴霧箱/萬向節(jié)噴霧器總成，接收由干霧抑塵機輸送來的氣、水，并將其轉(zhuǎn)化成水滴直徑為1～10 微米的干霧噴射出去，按干霧抑塵機的控制指令噴向抑塵點。當(dāng)干霧與粉塵顆粒相互接觸、碰撞時，使粉塵顆粒相互粘結(jié)、凝聚變大，

　　并在自身重力作用下沉降，從而達到抑塵作用。

　　5）螺桿式空氣壓縮機（帶容調(diào)閥）是為干霧抑塵系統(tǒng)提供標準的氣源。

　　6）水氣連接管線將干霧抑塵機、噴霧箱噴霧器總成、螺桿式空氣壓縮機、壓縮空氣儲氣罐、水源等用不同管徑的不銹鋼管按要求連接起來。

　　7）多功能系統(tǒng)是將外接水源的水中懸浮物過濾掉達到噴霧器總成所要求使用的標準，調(diào)節(jié)空氣和水的壓力及流量，并通過分配器和閥門將它們分配到各個噴霧器總成中去。它集合了所有的過濾器、電磁控制閥、水氣調(diào)壓閥、管道吹掃

　　閥和壓力傳感器。所有元器件，從系統(tǒng)上游給水處的管連接到終端噴霧器，都采用熱浸鋅管、銅、尼龍等耐腐蝕性材料。

　　8）電伴熱及保溫系統(tǒng)分布在干霧抑塵機、噴霧器總成及水、氣管路上，當(dāng)環(huán)境溫度低于+5℃時啟動。

　　3 方案設(shè)計

　　3.1 產(chǎn)塵點情況

　　1）碼頭皮帶機皮帶頭部。物料沿皮帶落入下游溜槽，因落入的物料勢能釋放，引起物料在溜槽側(cè)壁后反彈，與后續(xù)落入的物料連續(xù)產(chǎn)生相互碰撞，產(chǎn)生粉塵，粉塵隨物料下落擠壓出來的空氣沿溜槽向上飛散。

　　2）懸臂皮帶機皮帶受料點。物料沿皮帶落入下游溜槽，溜槽內(nèi)的物料下落至懸臂皮帶機上，因落入的物料勢能釋放，引起物料在皮帶上后反彈，與后續(xù)落入的物料連續(xù)產(chǎn)生相互碰撞，產(chǎn)生粉塵。粉塵隨物料下落擠壓出來的空氣沿導(dǎo)料槽空隙處向四周飛散。

　　3）懸臂皮帶機皮帶頭部。物料沿皮帶落入下游溜筒，因落入的物料勢能釋放，引起物料在溜筒壁上反彈，與后續(xù)落入的物料連續(xù)產(chǎn)生相互碰撞，產(chǎn)生粉塵，粉塵隨物料下落擠壓出來的空氣沿溜筒向上周飛散。

　　4）懸臂皮帶機機頭部溜筒拋料鏟。物料沿溜筒落入下游拋料鏟，因落入的物料勢能釋放，引起物料在拋料勺平面后反彈，與后續(xù)落入的物料連續(xù)產(chǎn)生相互碰撞，向四周無規(guī)則（無組織）飛散的同時，下落的物料在落入船艙后相互撞擊向四周無規(guī)則（無組織）飛散。

　　3.2.1 碼頭皮帶機皮帶頭部

　　設(shè)計配置1 套水氣分配器，6 套萬向節(jié)噴霧器總成。噴霧時間為連續(xù)，并設(shè)計安裝一套料流傳感器。

　　3.2.2 懸臂皮帶機皮帶受料點

　　設(shè)計安裝1 套水氣分配器，10 套萬向節(jié)噴霧器總成。其中在此受料點上游皮帶處設(shè)計安裝4套萬向節(jié)噴霧器總成；在此受料點下游皮帶處設(shè)計安裝6 套萬向節(jié)噴霧器總成。噴霧時間為連續(xù)。

　　3.2.3 懸臂皮帶機皮帶頭部

　　設(shè)計配置1 套水氣分配器，6 套萬向節(jié)噴霧器總成。噴霧時間為連續(xù)。

　　3.2.4 懸臂皮帶機機頭部溜筒拋料鏟

　　設(shè)計配置1 套水氣控制器，4 套噴霧箱：其中拋料鏟落料口正上方設(shè)計安裝一套噴霧箱，拋料鏟兩側(cè)及后側(cè)各設(shè)計安裝一套噴霧箱，均隨拋料勺移動，噴霧方向與物料的下落方向一致。噴霧時間為連續(xù)。懸臂帶式輸送機頭部溜筒噴霧箱總成通過高壓軟管及水、氣、電纜卷筒與系統(tǒng)相連，水、氣設(shè)保溫措施。

　　3.3 應(yīng)用效果

　　1）干霧抑塵裝置投入運行后抑塵率達到90%以上，減少了煤炭損失量。

　　2）原噴水裝置噴水量大, 造成原煤含水量過高, 使用干霧抑塵裝置后,噴水量減少了90%以上，同時減少了煤炭的熱值損失。

　　3）干霧抑塵裝置在各個功能系統(tǒng)和所有水、氣管道設(shè)置電伴熱帶加熱并設(shè)計保溫防凍，可以確保冬季正常使用。干霧抑塵裝置投產(chǎn)后，不會造成煤炭冬季凍結(jié)，干霧抑塵系統(tǒng)的用水量小，物料濕度增加重量比小于0.02 %～0.05 %，皮帶不會打滑、跑偏，可正常輸送。

　　4）干霧抑塵裝置操作可實現(xiàn)全自動控制模式，在自動操作模式時，噴霧操作由干霧抑塵裝置的可編程邏輯控制器（PLC）根據(jù)現(xiàn)場情況自動控制，可以實現(xiàn)無人操作運行，減少現(xiàn)場操作工人勞動強度。

　　4 總結(jié)

　　根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在露天堆存、轉(zhuǎn)運、裝卸等作業(yè)過程中，因粉塵飄散造成的煤炭年損失率約為6% ～ 8%，裝船作業(yè)也是因粉塵飄散造成煤炭損失的重要環(huán)節(jié)。干霧抑塵技術(shù)能夠取得有效抑塵效果在90%以上，經(jīng)濟效益非?？捎^。同時，此項技術(shù)的應(yīng)用，在取得良好的經(jīng)濟效益前提下，大大降低了作業(yè)區(qū)域的粉塵污染，生產(chǎn)作業(yè)人員工作環(huán)境大為改善，港區(qū)環(huán)境也得到很大改觀，作業(yè)區(qū)清潔工作量明顯降低。綜上所述，干霧抑塵技術(shù)在裝船機除塵中的運用效果優(yōu)于原有除塵系統(tǒng)，投入運行后，所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和社會效益顯著，基本上解決了冬季除塵的問題。今后，可使干霧抑塵技術(shù)進一步結(jié)合港口機械的

　　特點，在港口四季除塵中得到更廣泛有效的應(yīng)用。