汽车煤机械化采样随动喷雾抑尘
0 前 言
机械化采样时,采样螺旋叶片将煤提升至采样装置的顶部,小部分煤由留样口进入集样斗,大部分煤作为弃煤返排至煤车。弃煤返排至煤车是从高处往下落的过程[1],在此过程中产生的粉尘随风飘散,危及环境和人体健康[2]。设计1种汽车煤机械化采样随动喷雾抑尘装置,随着机械化采样设备一起移动,在弃煤返排下落过程中进行抑尘控制,避免造成环境污染。
1 机械化采样抑尘现状
目前火电厂入厂煤普遍采用机械化采样装置进行车车采样,但机械化采样装置还缺少粉尘控制的有效手段。
1.1 机械化采样要求
GB/T 19494.1—2004 《煤炭机械化采样 第1部分:采样方法》中,规定了煤炭机械化采样的术语和定义、采样的一般原则和精密度、采样方案的建立、移动煤流采样方法、静止煤采样方法、煤样的包装和标识以及采样报告等[3],十分注重采样的规范性,但未涉及采样过程产生粉尘的治理。
GB/T 30730—2014 《煤炭机械化采样系统技术条件》中,注重采样设备的技术性能要求,虽有“弃煤返排设备应密封,无粉尘外泄”[4]的要求,但采样设备为移动装置,很难与运煤车辆之间做到真正密封,弃煤返排设备与运煤车辆之间会留有一定的安全空隙,粉尘可由此飘出。
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1.2 机械化采样抑尘现状
部分机械化采样设备通过在弃煤返排设备加装防尘帘,尽量减小弃煤反排设备与运煤车辆之间的安全空隙,但防尘帘随风摆动,易被采样螺旋绞住而发生安全事故,故防尘帘不可太长,弃煤返排设备与运煤车辆之间的空隙始终存在。
弃煤返排设备与运煤车辆之间留有一定距离,机械化采样过程的粉尘在此敞开的空隙随风飘散,因而需设计1种随动喷雾抑尘装置。随着机械化采样设备移动,抑尘装置中的高压喷雾水泵将水加压至额定压力从喷嘴以水雾喷出,粉尘与水雾结合后快速下落,达到抑尘的目的,避免造成环境污染[6,7]。
对机械化采样装置安装的区域进行全部密封,能有效防止粉尘污染环境[5],但投资大,且封闭的空间内粉尘浓度很高,严重影响此区域工作人员的身体健康。
喷雾抑尘系统主要设备包括抑尘水箱、高压喷雾泵、喷雾电磁阀、喷嘴和控制系统等,其原理如图2所示。
2 随动喷雾抑尘
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2.1 上水系统
上水系统主要设备包括储水箱、进水电磁阀、上水泵和控制系统等,其原理如图1所示。
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图1 上水系统原理图
在机械化采样装置的水平面处安装1个1 000 mm×1 000 mm×1 000 mm储水水箱,储水箱采用不锈钢材质,安装液位计,设置最低液位、次低液位、高液位3个报警值,控制补水电磁阀的开关和上水泵的保护停运。当储水箱液位低于次低液位时,打开补水电磁阀为储水箱补水;当储水箱液位高于高液位时,关闭补水电磁阀以停止补水。
上水泵用于喷雾抑尘系统的抑尘水箱补水,扬程达到设计的高度,出力不小于5 t/h,受抑尘水箱液位控制,但当储水箱液位低于最低液位时上水泵不能启动,同时机械化采样装置在移动过程中也不能启动。
2.2 喷雾抑尘系统
对机械化采样装置的安装区域进行全区域喷雾抑尘,不但投资大还需消耗大量的喷雾水,增加煤中含水量,造成亏卡亏吨现象。
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图2 喷雾抑尘系统原理图
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由于机械化采样为动态过程,随动喷雾抑尘装置需解决静态补水、移动喷雾等问题。随动喷雾抑尘装置包括上水系统、喷雾抑尘系统该2个系统。
(2)由于抑尘水箱随着采样装置一起移动,所以抑尘水箱补水时,补水管不能与抑尘水箱接触,在补水口加装1个漏斗,补水管离漏斗留有10 cm的空隙,避免补水管和抑尘水箱发生碰撞。
(1)抑尘水箱安装在机械化采样装置的小车上,综合考虑设备承重能力、安装空间和补水频率,抑尘水箱大小为400 mm×400 mm×400 mm,采用厚度为1.5 mm的不锈钢材质。
喷雾抑尘系统安装在机械化采样装置上,可随着采样装置一起移动,采取以下必要措施解决静态补水、移动喷雾问题:
(3)抑尘水箱安装液位计,设置最低液位、次低液位、高液位3个报警值,由于抑尘水箱来回移动,液位计选择时必须考虑水面晃动对液位测量准确性的影响,以免引发误报从而影响喷雾抑尘系统的正常运行。
(4)采样装置停靠在原点,抑尘水箱补水程序才能激活。此时若抑尘水箱液位低于次低液位时,控制系统开启上水泵给抑尘水箱补水;水位达到最高水位后,控制系统关闭上水泵,停止补水。补水过程中不允许采样装置移动。
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(5)高压喷雾泵与抑尘水箱相连,额定压力达到喷头雾化压力要求,高压喷雾泵与采样装置联动控制,只有在弃煤下落时,控制系统才开启高压喷雾泵,同时打开喷雾电磁阀,并进行喷雾抑尘。实现全自动运行的同时可手动投退,在下雨天不需要投运喷雾抑尘系统时可以选择退出。
3 应用效果
汽车煤机械化采样随动喷雾抑尘已在阳城国际发电有限责任公司1#机械采样机上使用,通过PLC控制自动运行达60 d,系统工况满足使用要求,完成一点采样只需喷雾45 s,用水600 mL,
同时,与被测试的大学生进行深入的交谈,对测评结果的客观性与真实性进行评判,并对导致大学生出现亚健康状况的可能影响因素进行访谈.
通过对弃煤下落过程进行喷雾抑尘,较少的投入即可取得良好的效果,可在机械化采样中广泛应用。
参考文献:
[1] 曹长武.火电厂煤质监督与检测技术[M].北京:中国标准出版社,2010:311-312.
[2] 钟立超,孙晓然.扬尘危害及抑尘技术的进展与评价[J].上海化工,2010,35(12):26-29.
[3] 全国煤炭标准化技术委员会.煤炭机械化采样第1部分:采样方法:GB/T 19494.1—2004[S].北京:中国标准出版社,2004:10.
[4] 全国煤炭标准化技术委员会.煤炭机械化采样系统技术条件:GB/T 30730—2014[S].北京:中国标准出版社,2014:10.
[5] 孙培福,杨秀军,康 宁.汽车卸煤沟的抑尘措施探讨[J].科学视界,2015(17):306-307.
[6] 高镇烽,朱 珉,谢登峰.关于现场抑制扬尘排放的措施[J].浙江建筑,2016,33(5):51-54.
[7] 常瑞丽,郑祖东.火力发电厂输煤系统抑尘和除尘措施探讨[J].工业安全与环保,2014,40(5):5-8.