翻车机干雾抑尘系统故障分析及改进

陈敏

（秦皇岛港股份有限公司二港务分公司，河北秦皇岛 066000）

摘 要：分析秦皇岛港煤一期翻车机干雾抑尘装置故障率较高的原因，进行针对性改进，降低了故障率。 

关键词：翻车机；干雾抑尘系统；故障分析；改进

引言

翻车机卸煤作业时经常会出现扬尘现象，其扬尘量的大小主要取决于待卸煤炭的粒度尺寸、含水量等因素。尤其在冬季为了防止出现冻煤，煤炭生产企业一般会降低煤炭含水量，这导致 港口企业卸煤作业时，翻车机区域内产生大量粉尘，浓度高能 达到上千毫克每立方米，污染相当严重，严重危害职工身体健康。为粉尘的产生，须安装一套行之有效的除尘装置。

秦皇岛港煤一期翻车机投产于 2004 年，除尘装置初始设计 为水喷淋式除尘，不仅浪费大量水资源，而且除尘效果也非常有 限。近年来国家对环保越来越重视，这种传统的水喷淋式除尘效 果完全达不到环保要求。为此 2016 年，将翻车机除尘装置统一 更换成除尘效果较为明显，技术更为成熟的微米干雾抑尘装置。  

1.翻车机干雾抑尘装置

干雾抑尘装置的原理是先将水高度雾化，形成大量1耀10滋m的水雾颗粒，通过喷头将水雾颗粒以雾状方式喷射到产生粉尘 的区域，水雾将会与空气中的粉尘颗粒吸附，结合后会在重力作 用下落下，以此来达到扬尘的目的。水雾颗粒越小，聚结概率则越大，抑尘效果会更好。

干雾抑尘装置主要包括超声波喷嘴、螺杆式空气压缩机、储 气罐、微米级干雾抑尘主机、干雾箱控制器、干雾箱总成、电伴热 装置和水气管路等组成部分，其粉尘工作流程

如图 1 所示。

图 1干雾抑尘装置工作流程

2 翻车机干雾抑尘装置使用过程中的问题

秦皇岛港煤一期干雾抑尘系统于 2016 年安装，使用一段时 间后故障率居高不下，主要表现为 3 个方面。

（1）干雾除尘系统料斗区域内水路管路保温伴热受大块煤砸 伤损坏。

（2）料斗区域内干雾控制器箱密封不良，水汽进入导致控制 器短路，系统停机。

（3）料斗区域内干雾控制器控制线路接头处接触不良或对地 短接，造成干雾保护空气开关掉闸停机等。由于故障率太高，干雾 抑尘装置形同虚设，对其改造势在必行。

3 改造方案

针对翻车机干雾抑尘系统在使用过程中存在的问题，对干 雾抑尘系统进行两方面技术改造。

（1）在翻车机倾翻侧水路管路保温系统外加装防护罩，防止 翻卸作业过程中块煤对保温系统碰撞破坏。

（2）改造干雾控制器对喷雾雾箱控制方式，减少干雾控制器 布置数量及放置位置，消除料斗区域内控制线路布设，降低干雾 抑尘系统电器故障率。

由于翻车机基坑狭窄，干雾抑尘系统布置于倾翻侧挡尘墙 上水路管路位置受限，安装较低。翻车机翻卸作业过程中，由于 翻车机转速为 1.44 r/min，导致大块煤块呈抛物线型运动轨迹 抛出，砸中位于下端水路管路保温伴热系统。造成水路管路保温 材料掉落，伴热线路砸断，管道内自来水结冰胀裂水路钢管。

为解决上述问题，在翻车机倾翻侧水路保温伴热系统外加 装防护罩。初始设计保温材料为岩棉管，岩棉管外采用 1.5 mm 厚铁皮卷筒防护。由于铁皮强度不足，在大块煤块多次冲击下变 形掉落，进而造成岩棉管掉落。为减小所加防护罩直径，合理布 置管路空间，先考虑重新选择保温材料，在满足保温特性前提 下，尽量减小保温材料绕管路厚度。经选择终确定采用橡塑海 绵。橡塑管道保温材料导热系数低，具有细致的独立气泡结构， 无空气对流，完全闭孔结构，绝热效果持久良好，材料与水汽完 全隔绝。在 89 益以上、-60 益以下环境不会引起物质性变化， 且橡塑保温管道材料不吸水，不凝露，使用寿命长，易弯曲，施工 方便，非常适合该位置处使用。

防护罩采用直径 200 mm、壁厚 8 mm 管道中间切割制成， 采用膨胀螺栓在挡尘墙上有效固定，采用橡塑海绵保温后管道 防护于防护罩于墙面所成空间内。

由于翻车机基坑狭窄，布置于基坑内干雾控制器及其控制 阀、控制线路工作环境及其恶劣，不仅受到水雾及粉尘污染，同 时还有设备振动及翻卸作业过程中煤块冲击破坏。为降低该位 置处故障率，简单的方法就是减少基坑内干雾抑尘设备零部 件数量，尤其是受水雾影响较大的电控系统，减少故障点，增强 设备可靠性。经过深入细致分析，决定改变喷雾箱控制方式，初始设计中每个喷雾箱配备一个干雾喷雾箱总成控制器，现改为基坑内全部喷雾箱由一个放置于基坑外墙控制器统一控制，如图 2 所示。改造后基坑内科取消全部电器控制线路及阀件，大大减少故障概率。有研究表明，影响干雾抑尘设备抑尘效果的因素中，气压变化为显著。在水压保持不变 条件下，气压加大，雾化粒径变小，在气压达到0.6 MPa 时，有超过 50%以上的雾化粒直径将 在 10 滋m 以下。雾化后颗粒将会互相撞击并凝聚在一起，这时将会有少部分颗粒直径变大，这些较大颗粒所占比例将随着气压加大而逐步减小，而一旦压力超过某一值时，较 大颗粒占比又会随着气压加大而加大。

图 2 改造后干雾系统流程

根据研究结果可知，改变喷雾箱控制方式后应保证进入喷 雾箱空气压力稳定。喷雾时长未改变，每个喷雾循环所耗费压缩 空气总量不变，设计储气罐足够供应喷雾所需压缩空气，系统气路压力表显示喷雾循环压力无波动。改造后由干雾控制器到喷雾箱管路变长，需对压缩空气到达末端雾箱所用时间进行验算，保证喷雾循环各喷雾箱压缩空气能瞬时到达，工作循环初 始喷雾效果。微米级干雾抑尘系统治理点参数见表1。

路沿程压力损失可忽略不计，故本次验算取平均压力计算即可。当达到相当高的精度。在标准状态或自由状态下（ 0 ℃，0.1 MPa）， 气体流量计算公式如下。

由式（1）干雾控制器到喷雾型管路长位置距离为10m，可知改造后气路管路简历压力所需时间为0.16s，响应迅速可忽略不计。

4效果

此次改造解决了翻车机干雾抑尘系统倾翻侧基坑内布置管路保温伴热损坏问题，杜绝基坑内电器控制系统发生故障，简化了基坑内干雾抑尘控制系统，减少了停机检修时间，提高了干雾抑尘系统可靠性。同时降低了维修人员劳动强度，降低了煤篦子上检修干雾抑尘系统故障存在的高空坠落危险因素，提高了维修人员系数。