浅谈桥式抓斗卸船机粉尘治理

浅谈桥式抓斗卸船机粉尘治理

潘国民

（国家能源集团乐东发电有限公司 海南乐东 572539 ）

摘要：桥式抓斗卸船机是目前应用最广的卸船机设备，其广泛用于各类港口。主要应用于港口码头煤炭和散料货船的接卸。本文主要对桥式抓斗卸船机作业时生产粉尘的部位，产生粉尘原因及治理措施进行分析，仅供同仁参考。

关键词：桥式抓斗卸船机；粉尘原因；治理措施

1、前言

桥式抓斗卸船机是目前应用最广的卸船机产品，其广泛用于各类港口。主要应用于港口码头煤炭和散料货船的接卸。港口抓斗卸船机采取的是敞开、露天作业方式，当抓斗满载十几吨散料在卸船机接料斗上方打开瞬间，散料受重力影响自由下落。散料下落将同时携带大量空气进入料斗内，造成料斗内很大的正压环境，形成与落料方向相反的气流，从而对物料有一定的向上推力。质量和密度较小的颗粒将被夹带悬浮在空气中，对外扩散，造成对周边空气环境的污染。

2、桥式抓斗卸船机基本情况

国能乐东公司配套5万吨级码头，采用抓斗桥式卸船机，共布置两台1000 t/h抓斗桥式卸船机，卸船机在接卸煤时，尤其是外贸煤质量较轻，由抓斗落入码头上的接料斗时，抓斗打开瞬间会产生较大的扬尘，从接料斗中飘出，当海上风大时，更为严重。目前卸船机接料斗内的除尘设备无法满足现场的抑尘要求，卸煤扬尘现象极为严重，扬尘随风扩散造成码头周边大片区域的煤尘污染，对周围环境影响较大。

卸船机接料系统中的各个扬尘点（8个点），都设有喷雾防尘装置，喷雾用水通过码头定点供水上机，贮于机内不锈钢水箱中，水箱容积为10m3，经水泵增压至8kgf/cm2后向各个喷嘴输水，在喷嘴处实现雾化，以达到防尘的目的。卸船机料斗上部为半敞开式结构，在抓斗卸料时虽然水喷头进行降尘，但不足以压制粉尘，效果不理想，尤其是轻质的印尼煤在抓斗打开卸料时细小颗粒粉尘受料斗内正压气流影响，使粉尘高度超过挡风板，造成粉尘逃逸。

为减少料斗内气流在料斗底部给振动给料机与除大料机交接处的缝隙用软连接胶皮遮挡封闭，对卸内贸煤取得了较好的防尘效果，但对外贸煤效果不理想。

在料斗上部喷水的动作与抓斗的卸料动作联锁工作，其它料转运点喷水是与料流动作联锁。各喷水点可以手工解除喷水。

图1 桥式抓斗卸船机布置图

3、桥式抓斗卸船机粉尘产生的原因

桥式抓斗卸船机中尘源主要是抓斗开卸料时，当抓斗打开几十吨散料受重力影响自由下落入卸船机接料斗里产生的粉尘，产生粉尘飞扬的原因之一是空气与下落散料之间的摩擦，在空气作用下，使粉尘向外飞扬，造成一次尘化；其次是随着散料的大量下落，散料同时携带大量空气进入斗料，底部空间受到挤压，在料斗内产生大于10m/s的瞬间气流。造成料斗内很大的正压环境，形成与落料方向相反的气流，从而对散料颗粒产生一定的向上推力。质量和密度较小的颗粒将被夹带悬浮在空气中对外扩散，又产生一次尘化作用。这两种情况下的粉尘横向海风作用下，就污染了周围环境。

现行码头上卸船机的防尘措施，在设计中一般采用喷水压尘和加装挡风板的办法来进行环境保护的。所谓喷水压尘就是水幕或雾幕的水滴在运动过程中与飞扬的粉尘碰撞凝聚，粉尘随水一起落实入料斗里，阻碍粉尘飞扬。这种防尘措施的效果与喷洒水滴的直径、喷水量、喷水覆盖面积和均匀性、作业时风速等因素有关。虽然普通干雾抑尘系统也能产生微细的水雾，但是雾滴流速较慢，不具有一定的能量，无法压制瞬间粉尘高速气流，雾滴与粉尘无法形成有效接触从而达不到抑尘的目的。

图2 卸船机抓斗落料及生产粉尘原因

4、粉尘治理方案

科研人员发现：当雾滴的粒径接近粉尘粒径时，可以大提高粉尘与雾滴结合的概率。如果雾滴直径大于粉尘颗粒，哪么粉尘仅仅跟随雾滴周围的气流运动，雾滴和粉尘颗粒接触很少或者根本没有接触而达不到抑尘作用。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，聚结的可能性越大，随着聚结的粉尘团变大加重，从而在重力作用下快速沉降下来。

高压喷雾抑尘系统就是利用该原理来实现降尘、抑尘。用高流速的水流产生超声波振荡，将水分裂雾化成粒径 10μm 左右的水雾，喷射在扬尘点上方形成一定厚度的雾层，将粉尘包围在雾层下面。当粉尘随气流上升通过雾层时，一方面，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；另一方面，空气中被水滴浸润的粉尘颗粒洒落于物料堆表面时，也会使物料表面湿润，从而抑制表层细颗粒粉尘扬起。

在卸船机接料系统中的各个扬尘点，均设置高压喷雾防尘装置，喷雾用水通过码头定点供水上机，贮于卸煤机平台的水箱中，经水泵增压并与压缩空气混合后送至各个喷嘴输水，在喷嘴处实现雾化，以达到防尘的目的。卸船机泄露粉尘的区域主要有三点：接料斗、料斗底部与落料振打器接口、输煤皮带落料口。各粉尘泄露点的治理方案如下：

（1）接料斗治理方案：在接料斗两侧固定板顶部各增设一层雾化喷嘴，在料斗进料侧两边各设置一个竖直立管雾化喷嘴，采用两相流的雾化喷嘴产生与粉尘粒径相近的水雾颗粒，向正在卸料的料斗粉尘外溢区域内喷射微雾，在粉尘产生区域形成厚厚的雾层，把作业时产生的大量的粉尘包裹在雾层内，水雾与粉尘产生非弹性碰撞，并被水雾吸收降落，以达到防尘的目的。

（2）料斗底部与落料振打器接口治理方案：在接料斗底部与落料振打器接口处设置软连接胶皮挡尘帘，将接合处的空隙进行封堵，防止落料时粉尘通过缝隙向环境外界泄露，可有较好的防尘效果。

（3）输煤皮带落料口治理方案：原输煤皮带落料口的导料槽长度较短，更换原导料槽，设置与输煤皮带机尺寸相匹配的导料槽，导料槽长度为5米，导料槽两侧设置橡胶皮帘进行封闭，导料槽内部前后各设置4个喷嘴，对粉尘进行喷雾压制，可防止粉尘在输煤皮带落料口扬尘。

5、系统配置

卸船机抑尘系统设备安装在卸船机平台上，每套卸煤抑尘系统均包括空压机、压缩空气储罐、储水箱、抑尘供给水泵及相关管道、阀门、喷嘴等。每套抑尘系统配备一台储水箱，一台抑尘供给水泵，一套空压机系统，一台压缩空气储罐，接料斗的固定挡风板每侧设置两层喷雾系统，一层分为两组，每组9个喷嘴，每层喷雾系统的喷嘴交叉布置，共72个喷嘴。接料斗抓斗工作路径侧两边竖向设置喷嘴系统，每侧6个喷嘴，共12个喷嘴，喷嘴喷射方向防止煤尘从接料斗的抓斗工作路径侧敞口逸出。输煤皮带落料口更换导料槽并在导料槽内部设置喷水装置，前后各4个喷嘴，共8个喷嘴。

系统提供自动/手动两种工作模式。在自动模式下，当检测装置检测到抓斗进入接卸料板上方准备卸料时，系统自动打开喷雾阀，开始喷雾；预先在料斗内喷射雾幕；喷射时间达到系统设定值时，系统关闭喷雾阀，停止喷雾。手动模式用于设备调试、检修等工况，可通过手动操作喷雾阀的开启、关闭。

6、结论

本文对国能乐东公司码头桥式抓斗卸船机粉尘产生原因进行了分析，结合桥式抓斗卸船机特点有针对性的提出了具体治理方案。改造后桥式抓斗卸船机当料斗卸散料时，喷嘴喷射的干雾能够将整个料斗覆盖，从而将粉尘限制在料斗内，并在水雾的促进下沉降下来，将粉尘限制在料斗内。从而避免粉尘向外扩散而造成环境污染和物料损失，减少码头卸船机周边区域清扫次数，节约人力资源，也减少了清理用水量，对兄弟单位的同行具有一定的借鉴价值。

参考文献

[1]张鑫. 北京国电龙源环保工程有限公司《卸船机卸煤抑尘理系统》。

作者简介：潘国民 1974.01 男 国家能源集团乐东发电有限公司。