翻車機(jī)卸煤時(shí)揚(yáng)塵的產(chǎn)生與抑塵方式研究

常松

摘要：翻車機(jī)系統(tǒng)是一種非常專業(yè)化的散裝物料卸料系統(tǒng)，它用于火車裝載的散狀物料的自動(dòng)翻卸。但是，翻車機(jī)系統(tǒng)在翻卸散裝物料的過(guò)程中，由于落差較大，煤排開(kāi)的大量空氣攜帶粉塵到處飛揚(yáng)，造成翻車機(jī)室空氣嚴(yán)重污染，所以在翻車機(jī)作業(yè)時(shí)要采取合適合理的除塵方式對(duì)現(xiàn)場(chǎng)粉塵進(jìn)行治理。

關(guān)鍵詞：翻車機(jī)卸煤;干霧抑塵;袋式除塵;

前言：翻車機(jī)系統(tǒng)是敞車裝載的大容量散狀物料進(jìn)行自動(dòng)翻卸的現(xiàn)代化專用手段，它廣泛應(yīng)用于各類需要卸料場(chǎng)所，并且隨著企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大及自動(dòng)化技術(shù)的不斷提高，其使用率越來(lái)越高。但是，翻車機(jī)系統(tǒng)在翻卸散裝物料的過(guò)程中，由于落差較大，會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵。各種翻車機(jī)操作間都會(huì)安裝不同的除塵系統(tǒng)，但除塵效果各有差異。

一、 翻車機(jī)系統(tǒng)概述

單車C型翻車機(jī)系統(tǒng)由翻車機(jī)本體、重車調(diào)車機(jī)、夾輪器、遷車平臺(tái)、空車調(diào)車機(jī)、止擋器及電氣控制系統(tǒng)等組成。翻車機(jī)系統(tǒng)各組成部分的作用如下：翻車機(jī)本體——是系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分。當(dāng)車輛進(jìn)入翻車機(jī)定位后，在油缸驅(qū)動(dòng)下壓車機(jī)構(gòu)和靠車機(jī)構(gòu)將車輛從上面和側(cè)面夾持，然后在傳動(dòng)裝置作用下，將車輛和轉(zhuǎn)子部分在托輥上旋轉(zhuǎn)160°到175°，從而使物料落入料斗內(nèi)。重車調(diào)車機(jī)—是系統(tǒng)中重要的部分，對(duì)系統(tǒng)效率起著決定性影響。主要用來(lái)牽引整列車輛并將車輛送入翻車機(jī)內(nèi)定位，再將翻卸后的空車送入遷車平臺(tái)。夾輪器——布置在重車線上翻車機(jī)的入口端。當(dāng)要進(jìn)行翻卸的車輛與整列車解列后，重車調(diào)車機(jī)牽引即將翻卸的車輛進(jìn)入翻車機(jī)內(nèi)，為防止整列車在鐵路中因外力或鐵路坡度作用而自由溜行引發(fā)事故，設(shè)置了夾輪器，起到穩(wěn)車作用。止擋器—是翻車機(jī)卸車線系統(tǒng)中的安全設(shè)備，用來(lái)防止空車線上停留的空車因某種原因溜回遷車臺(tái)而造成事故。采用重錘擺動(dòng)式結(jié)構(gòu)，允許車輛在規(guī)定的方向運(yùn)行，反向運(yùn)動(dòng)則擋住車輪，止擋器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠。遷車平臺(tái)——當(dāng)重車調(diào)車機(jī)前鉤將空車送入遷車平臺(tái)后，平臺(tái)上脹輪器夾住車輛前輪，對(duì)位插銷拔出，牽扯平臺(tái)載著空車平移到空車線對(duì)位，再插銷定位，脹輪器松開(kāi)，空車調(diào)車機(jī)推送空車進(jìn)到空車線?？哲囌{(diào)車機(jī)原理與重車調(diào)車機(jī)相同，但更為簡(jiǎn)單。其推車臂為固定式，包括起升和下落。空車調(diào)車機(jī)被布置在空車線外側(cè)，作用是將空車退出牽扯平臺(tái)并在空車線上集結(jié)。

二、翻車機(jī)卸煤時(shí)揚(yáng)塵的產(chǎn)生

1 產(chǎn)塵機(jī)理分析。微細(xì)的塵粒受氣流作用散布在空氣中并呈懸浮狀態(tài)，極易在受煤坑內(nèi)飛揚(yáng)和向受煤坑外擴(kuò)散。在翻車機(jī)卸料作業(yè)過(guò)程中，下落的煤炭顆粒所受的總用力有機(jī)械力、重力、布朗運(yùn)動(dòng)以及空氣流動(dòng)的作用力。粉塵顆粒依靠熱運(yùn)動(dòng)和重力作用而得到的運(yùn)動(dòng)速度很小，不能造成粉塵擴(kuò)散和飛揚(yáng)。而對(duì)粉塵的擴(kuò)散和飛揚(yáng)起決定性作用的就是空氣的流動(dòng)。翻車機(jī)在向下傾倒物料時(shí)，①物料沿著車廂口下落運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于周圍空氣同物料的摩擦作用及其他原因，四周空氣隨著卸料的物料流動(dòng)，被卷入的空氣稱為誘導(dǎo)空氣。誘導(dǎo)空氣帶動(dòng)部分細(xì)微物料隨一起流動(dòng)，從而引起細(xì)微顆粒飛揚(yáng)。誘導(dǎo)氣流速度是誘導(dǎo)細(xì)小微粒產(chǎn)生塵化的主要影響因素。誘導(dǎo)的氣流流速與物料的下落速度有關(guān)，物料下落速度越大，誘導(dǎo)氣流就越強(qiáng)烈（誘導(dǎo)作用），并在受煤坑內(nèi)向外逸出。②由于物料要占據(jù)相當(dāng)一部分空間，將物料往一定容積的受煤坑卸入時(shí)，使受煤坑內(nèi)的空氣受到壓縮，受壓縮的空氣會(huì)通過(guò)間隙向四周猛烈排出。當(dāng)這些氣流向外高速流動(dòng)時(shí)，由于氣流和粉塵的剪切作用，必定會(huì)帶著粉塵一起外逸，導(dǎo)致了粉塵的塵化。二次揚(yáng)塵氣流將塵源附近的懸浮粉塵進(jìn)一步分散到每個(gè)角落。

2.翻車機(jī)卸料過(guò)程塵化。翻車機(jī)室的粉塵污染問(wèn)題一直以來(lái)都是大型卸料作業(yè)粉塵控制研究重點(diǎn)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的觀察和理論分析，總結(jié)出以下幾點(diǎn)原因：（1）料斗底部出口尺寸相對(duì)于入口尺寸小得多，卸料作業(yè)中，物料輸出速度小于料斗的入料速度。物料下落入料斗會(huì)對(duì)料斗下部的空氣進(jìn)行壓縮，粒徑在0.1～100μm 的細(xì)小粒徑粉塵在壓縮空氣的作用下反沖塵化。（2）卸料過(guò)程中，翻卸物料量大，自上而下，物料重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)力勢(shì)能，由于物料顆粒在相互碰撞時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊力，細(xì)小顆粒在這種沖擊力作用下會(huì)上揚(yáng)。（3）物料從較高位置下落運(yùn)動(dòng)時(shí)有一定的速度，會(huì)誘導(dǎo)周圍的空氣運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生誘導(dǎo)空氣，使流動(dòng)的空氣又帶動(dòng)部分粉塵顆粒運(yùn)動(dòng)。

三、翻車機(jī)的除塵方式

翻車機(jī)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)是一個(gè)半封閉的大空間，粉塵隨氣流無(wú)組織地?cái)U(kuò)散，或逃逸到地面上來(lái)污染大氣，或沉降在翻車機(jī)下方工作平臺(tái)，污染工作環(huán)境。所以使用除塵設(shè)備來(lái)抑制粉塵的排放至關(guān)重要。

1.干霧抑塵

干霧形成的原理，干霧形成的原理是壓縮空氣和水分別通過(guò)噴頭的進(jìn)氣口和進(jìn)水口進(jìn)入噴頭，在噴頭的內(nèi)部出口處會(huì)合，由于噴頭的特殊設(shè)計(jì)，壓縮空氣在噴頭出口處的速度超過(guò)音速而產(chǎn)生音爆，音爆的能量將水爆炸成相對(duì)較小的水霧顆粒，而后進(jìn)入共振室。共振室振子能將音爆的能量和壓縮空氣的沖擊波反射產(chǎn)生強(qiáng)震波，將較小的水霧顆粒再次爆炸，產(chǎn)生成千上萬(wàn)直徑為1～10μm 大小的水霧顆粒噴射出去，干霧便產(chǎn)生了。干霧降塵過(guò)程包括干霧與粉塵（PM10）碰撞、干霧將粉塵（PM10）包覆成團(tuán)及干霧與粉塵（PM10）形成凝結(jié)團(tuán)沉降過(guò)程。微米級(jí)干霧抑塵裝置由干霧機(jī)、空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐、配電箱、噴霧器組件、水氣連接管線和控制信號(hào)線等組成。研究發(fā)現(xiàn)，如果霧滴直徑大于粉塵顆粒，粉塵僅跟隨霧滴周圍的氣流運(yùn)動(dòng)，霧滴和粉塵顆粒接觸很少或根本沒(méi)有接觸而達(dá)不到抑塵的作用。如果霧滴顆粒和粉塵顆粒大小接近，粉塵顆粒隨氣流運(yùn)動(dòng)時(shí)與霧滴顆粒碰撞、接觸而黏結(jié)在一起。因此，霧滴顆粒越小，聚結(jié)的可能性越大，隨著聚結(jié)的粉塵團(tuán)變大加重，從而很容易沉降下來(lái)。微米級(jí)干霧抑塵技術(shù)正是希望通過(guò)上述原理來(lái)實(shí)現(xiàn)抑塵，由噴霧頭形成粒徑不大于10 μm 的水霧，在揚(yáng)塵點(diǎn)上方形成一定厚度的“云層”，將粉塵包圍在“云層”下面。當(dāng)粉塵隨氣流上升通過(guò)“云層”時(shí)，一方面，水滴會(huì)與粉塵粒子結(jié)合，粉塵顆粒不斷聚集沉降，達(dá)到降塵和凈化空氣的目的;另一方面，空氣中被水滴浸潤(rùn)的粉塵顆粒灑落于物料堆表面時(shí)，也會(huì)浸潤(rùn)粉態(tài)物料，從而抑制粉塵再次飛揚(yáng)。翻車機(jī)區(qū)域再使用干霧抑塵是可以將噴霧器安裝在場(chǎng)棚的頂部，利用連鎖系統(tǒng)控制，當(dāng)進(jìn)行翻卸車作業(yè)時(shí)干霧抑塵系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟，由頂部噴出水霧，水霧在下降的過(guò)程中和覆蓋的區(qū)域粉塵不斷融合，使區(qū)域內(nèi)的粉塵沉降，達(dá)到抑塵的效果。

2.布袋除塵器通風(fēng)抑塵

袋式除塵器是過(guò)濾式除塵器的一種，是利用纖維性濾袋捕集粉塵的除塵設(shè)備。濾袋的材質(zhì)是天然纖維、化學(xué)合成纖維、玻璃纖維、金屬纖維和其它材料。用這些材料制造成濾布，再把濾布縫制成各種形狀的濾袋，如圓形、扇形、波紋性或菱形等。用濾袋進(jìn)行過(guò)濾于分離粉塵顆粒時(shí)，可以讓含塵氣體從濾袋外部進(jìn)入到內(nèi)部，把粉塵分離在濾袋外表面，也可以使含塵氣體從濾袋內(nèi)部流向外部，將粉塵分離在濾袋內(nèi)表面。含塵氣體通過(guò)濾袋過(guò)濾完成除塵過(guò)程。?袋式除塵器的突出優(yōu)點(diǎn)是除塵效率高，屬高效除塵器，除塵效率一般大于99%。運(yùn)行穩(wěn)定，不受風(fēng)量波動(dòng)影響，適應(yīng)性強(qiáng)，不受粉塵比電阻值限制。袋式除塵在翻車機(jī)設(shè)備系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)可以將集塵罩設(shè)置在翻車機(jī)卸煤坑的倉(cāng)壁、翻車機(jī)二層建筑的墻體及翻車機(jī)場(chǎng)棚棚頂，使頂吸和側(cè)吸同時(shí)經(jīng)行。粉塵由負(fù)壓風(fēng)吸入集塵罩，再通過(guò)管道將粉塵運(yùn)輸至布袋系統(tǒng)達(dá)到降塵的目的。

3.兩種抑塵方式的對(duì)比

干霧抑塵，采用水霧和粉塵融合達(dá)到使粉塵沉降的效果，作用區(qū)域大、面積廣，但是其只是使粉塵沉降，需要進(jìn)行再次的清掃，并且再翻車機(jī)受煤坑等障礙物較多或狹小的部位效果不明顯。袋式除塵器抑塵，通過(guò)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓風(fēng)將粉塵吸入除塵系統(tǒng)，使粉塵吸附再布袋表面，再通過(guò)反吹、輸導(dǎo)等方式把風(fēng)塵收集再一起集中運(yùn)輸，但袋式除塵器作用面積小，需要和粉塵距離較近時(shí)才能達(dá)到明顯的效果。所以想使翻車機(jī)翻卸作業(yè)達(dá)到全面的除塵需要兩種除塵方式共同協(xié)作運(yùn)行，相互彌補(bǔ)不足。

結(jié)束語(yǔ)：本文針對(duì)翻車機(jī)卸料作業(yè)過(guò)程中的揚(yáng)塵的產(chǎn)生進(jìn)行的分析，并粉塵的抑制收集方式做了闡述和對(duì)比，并指出干霧抑塵和袋式除塵共同應(yīng)用于翻車機(jī)除塵時(shí)可以達(dá)到全面除塵的效果。

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