王亞偉, 陳尚倫, 王沛慶, 劉占穩

( 中冶賽迪工程技術股份有限公司物流事業部, 重慶 400013)

摘 要: 在對長形封閉料場內部揚塵原因進行分析的基礎上, 結合其工藝布置特點, 從工藝、除塵和給排水三個方面論述了長形封閉料場內部防控粉塵的措施, 展望了長形封閉料場的應用前景。

關鍵詞: 封閉料場; 除塵; 干霧抑塵; 射霧器

1 引 言

長形封閉料場較傳統的露天料場具有單位面積貯量大、占地小、物料損耗小和便于物料分類分堆貯存等優點, 目前已在鋼鐵、煤電、水泥等行業的原料貯存系統中廣泛應用。如: 河北邯鄲鋼鐵公司原料場環保擴容改造工程、攀枝花鋼鐵公司西昌釩鈦資源綜合利用工程均采用了這種形式的料場, 并已投入使用; 正在興建的還有包頭鋼鐵公司新體系料場和臺塑河靜鋼鐵興業責任有限公司原料場。采用封閉式原料場, 能夠大幅度降低物料揚塵和損耗, 保護環境, 降低對人體健康的危害。作為一種新型的環保原料場, 其內部的粉塵防控也很重要, 因此, 結合料場本身的工藝特點設置相應的粉塵防控設施顯得尤為必要。

2 長形封閉料場工藝布置簡介

長形封閉料場的土建部分主要包括中間擋墻、橫向隔墻、卸礦車平臺和頂棚等, 工藝設備主要包括頂部卸礦車、卸料膠帶機以及兩側的刮板取料機和取料膠帶機等。其中, 中間擋墻沿料場長度方向布置, 橫向隔墻則垂直于中間擋墻布置, 從而將料條沿長度分成一定數量的貯料格, 橫向隔墻的具體數量可根據物料品種和貯存時間確定。外部來料需要堆存時, 通過布置在長形料場頂部的卸料膠帶機和卸礦車輸送至各個貯料格堆存; 取料時, 則通過布置在兩側的半門式刮板取料機和取料膠帶機取出。其典型的工藝布置平面圖和斷面圖分別如圖 1、圖 2所示, 內部結構(實物) 見圖 3。

3 長形封閉料場內部產生粉塵的原因分析

根據長形封閉料場的工藝布置特點、粉塵產生的機理和實際運行情況, 長形封閉料場內部產生粉塵的原因主要有以下幾方面:

( 1) 由于料堆貯量大, 堆高較高, 頂部卸礦車所在的平臺較高, 在卸料過程中由于落差產生的誘導氣流, 誘導物料產生粉塵并在外界風力作用下自由分散在卸料區域, 從而造成卸礦車在向各個料格卸料時產生較大揚塵。

(2) 由于落差較大, 堆料初期堆放鋪底料時, 物料落地反彈形成二次揚塵, 造成落料點四周揚塵較大。但隨著堆高增加, 由此而產生的揚塵將逐漸減少。

( 3) 物料經卸礦車輸送或轉運時, 在卸礦車的卸料漏斗處易產生揚塵。

( 4) 物料較干時, 會在一定程度上造成料場內部粉塵濃度增加。

4 長形封閉料場內部粉塵的防控措施

針對長形封閉料場內部的揚塵, 可從工藝、除塵、給排水等方面采取必要的防控措施[ 1], 使之得到有效抑制。

4、1 工藝措施

4、1、1 工藝設計

1) 在滿足貯量要求的前提下, 盡量降低堆料卸礦車平臺高度, 從而降低物料轉運落差。

2) 將長形封閉料場兩端部的山墻封閉, 減少因/ 穿堂風0引起氣流擾動造成的揚塵。

3) 對于粒度細且水分低的粉狀干料, 工藝布置時盡量不要堆存在長形封閉料場內( 可考慮貯存在落差相對較小的敞開料場內) , 以降低料場內部的揚塵。

4) 在每個橫向隔墻上設置固定射霧器, 射霧器的揚程和回轉角度要求能將這兩個隔墻間的料格全部覆蓋, 以保證卸礦車卸料時, 水霧能將該料格整個覆蓋, 從而降低揚塵。射霧器的布置平面圖和斷面圖分別見圖 4 和圖 5。

每臺遠程射霧器分兩個工作范圍, 可分別向左、向右各 90b角擺動, 工作時連續噴霧。每臺遠程射霧器設置 1 臺電控箱, 可接入系統動力電纜及控制電纜。電控箱設置手動/自動模式: 手動模式可單獨調整每臺射霧器的俯仰、左右擺角, 供設備調試時使用; 在每個料條的端部設 1個總控制箱, 自動模式下, 總控制箱對每臺射霧器的起停實現自動控制。總控制箱還配有伴熱系統的配電, 冬季作業時, 可人工切換伴熱系統。

射霧器也可設置在刮板取料機下軌道取料膠帶機旁的地面上, 且為移動式。但這種移動式射霧器的供電和供水設計較為復雜, 設備可靠性低。特別是在北方寒冷地區, 對移動射霧器的持續供水尤其困難。因此, 建議采用橫向隔墻布置固定射霧器的形式。

對于遇水即發生性質改變和對水分控制比較嚴格的物料, 不宜采用射霧器。

4、1、2 工藝設備

1) 采用自帶干霧抑塵裝置的卸礦車卸料。

這種形式的卸礦車上配備有干霧機、噴霧器、空壓機、貯水箱、電伴熱系統、增壓泵、水氣連接管線和自動控制線路等。在卸料溜槽出口四周和溜槽頂部均設有一定數量的噴頭, 噴頭產生的水霧顆粒與粉塵顆粒大小接近, 粉塵顆粒隨氣流運動時與水霧顆粒碰撞、接觸而粘結在一起,從而起到降塵作用。該設備能有效抑制粉塵產生點處的揚塵, 避免粉塵進一步擴散, 抑塵效果較好。

2) 采用帶伸縮溜管的卸礦車進行堆料作業。這種形式的卸礦車, 其溜管可根據需要伸縮, 使溜管口到料堆表面的距離始終保持很小( 利用料位計測距) , 能有效降低落差較大引起的二次揚塵。

3) 采用帶緩沖擋板的卸礦車進行堆料作業。普通卸礦車卸料溜槽末端多為直端, 在輸送物料時無緩沖, 使得物料落下沖擊較大, 卸塊狀物料時易導致物料粉碎, 卸粉狀物料時則易產生揚塵。帶緩沖擋板的卸礦車可有效緩沖物料的沖擊, 降低塊狀物料的粉碎率, 同時可束攏物料, 降低物料流速, 減少物料沖擊引起的二次揚塵, 從而降低卸料過程中的揚塵。

4、2 除塵措施

除上述措施外, 為有效改善長形料場內部的揚塵, 建議在進料場之前的各物料轉運點采用干霧抑塵來代替傳統的干式或濕式除塵。

目前常用的干式或濕式除塵設備有靜電除塵器、布袋除塵器、旋風除塵器和水噴淋等。干式除塵技術由于采用負壓原理, 很難將分散污染源的所有含塵氣體收集; 其次, 對粉塵的種類、濃度、比電阻和含塵氣體溫/ 濕度等有一定要求, 帶有一定的局限性, 長期工作除塵效果不理想; 其三, 清灰作業時易產生二次污染; 其四,占地面積大、能耗高; 其五, 一次性投入、運行和維護費用高。濕式除塵技術除塵效果不理想,且噴水量大, 冬季無法正常使用, 并有后續繁重的污水處理負擔, 尤其是電力、鋼鐵行業的物料對用水量大很敏感, 所以濕式除塵技術不能滿足當今環保的需要。

20 世紀 80 年代發展起來的干霧抑塵技術利用壓縮空氣沖擊共振腔產生超聲波[2], 超聲波把水霧化成濃密的、直徑為 1~ 20 Lm 的微細霧滴, 只要霧滴與粉塵顆粒相近就會相互吸附、凝結而沉降, 從而實現抑塵。且由于干霧抑塵霧滴微細, 耗水量少, 抑塵后物料增濕僅為11%~ 15% , 不會引起物料水分明顯升高。

所以, 在長形封閉料場內部和進入料場前的物料轉運站都建議使用干霧抑塵。尤其是進場前多次轉運中經干霧抑塵, 會在很大程度上降低物料在封閉料場內的揚塵。

4、3 給排水措施

1) 為保證每個隔墻上射霧器的供水, 可在刮板取料機上軌道平臺沿料場長度方向敷設一條供水主管, 主管上設置一定數量的支管和閥門, 分別與各橫向隔墻上的射霧器相連, 保證其供水。對于北方寒冷地區, 還須考慮供水主管的保溫措施。

2) 除在橫向隔墻設置射霧器外, 還可在刮板取料機上軌道平臺設置一定數量的灑水噴槍。但由于受噴頭性能和射程影響, 其霧化和抑塵效果均不如射霧器。 

5 結束語

長形封閉料場以其獨特的工藝布置, 在環保、貯量、占地和減少物料損耗等方面體現出了越來越多的優勢。從工藝、除塵和給排水三個方面對其內部揚塵進行防制, 不僅能使內部作業環境更加清潔, 使之成為了真正意義上的環保料場, 而且對各種物料的適應性也更加靈活。隨著國內外對能源、環保和可持續發展的重視, 關于貯料場污染控制的要求和標準會越來越嚴格, 長形封閉料場將是未來貯料場發展的必然趨勢。

參考文獻

[1]   楊虎 1 推進貯運清潔生產, 完善料場環保措施[ J] 1 新疆鋼鐵, 2008(3): 25- 271

[2]   徐平, 孫景永, 陳潔 1 曹妃甸港區輸送機系統粉塵防控[ J] . 起重運輸機械, 2011( 增刊) : 70- 731