自制洗輪機在煤炭碼頭的應用

張廣超　于　偉　徐遠良

徐州高鐵港務投資有限公司

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自制洗輪機在煤炭碼頭的應用

張廣超于偉徐遠良

徐州高鐵港務投資有限公司

針對成品洗輪機存在沖洗不徹底、沖洗用水污染嚴重、自動控制不可靠、故障率高、維修費用大等問題，自主設(shè)計制作了沖洗徹底、沖洗用水能循環(huán)使用且具有無人值守、自動化程度高、維護少等優(yōu)點的洗輪機，在煤炭碼頭極具推廣應用價值。

洗輪機； 煤炭碼頭

1　前言

徐州港是全國28個內(nèi)河主要港口之一，是國家“北煤南運”和“西煤東運”的重要中轉(zhuǎn)樞紐。順堤河作業(yè)區(qū)是徐州港的核心港區(qū)，承擔徐州港70%以上的煤炭運輸任務，由徐州高鐵港務投資有限公司建設(shè)、管理和運營。其中一期工程為汽車進煤，建有12個2 000 t級煤炭裝船泊位，設(shè)計年吞吐量1 300萬t。

隨著煤炭中轉(zhuǎn)量的不斷增加，揚塵污染問題也逐步暴露出來，整個港區(qū)貨場四周建有防風抑塵網(wǎng)和高壓噴淋裝置，大型設(shè)備上設(shè)置了干霧除塵系統(tǒng)，然而運煤車輛駛出貨場時，車輪上帶出的煤塵、煤灰、煤泥造成港區(qū)4 km道路嚴重污染，車輛駛過時產(chǎn)生大量揚塵。要解決這一環(huán)保問題，必須將運煤車輛車輪上的附著物清理干凈。

2　方案設(shè)計

針對現(xiàn)有洗輪機的弊端，通過分析、論證，認為自制洗輪機應滿足以下要求：

(1)沖洗車輪要徹底，否則污染道路會更嚴重。

(2)沖洗車輪產(chǎn)生的污物要便于清理，污水要便于收集處理，洗輪機的用水要能循環(huán)使用。

(3)自動控制系統(tǒng)要穩(wěn)定可靠。

(4) 整體結(jié)構(gòu)要簡單、故障率要低，既要考慮設(shè)備的實用性，又要考慮建設(shè)的低成本。

(5) 沖洗區(qū)域應有效隔離，避免二次污染。

根據(jù)上述要求，提出如下設(shè)計方案：

(1)洗輪機總體布置方案。洗輪機設(shè)置在貨場的出口處，運煤車輛駛出貨場、進入港區(qū)道路前必須經(jīng)過洗輪機，從源頭切斷污染源。整個洗輪機由沖洗區(qū)、瀝水區(qū)、清水蓄水池、一級沉淀池、二級沉淀池、電氣控制系統(tǒng)、高壓沖洗水泵、污水泵及其管路噴嘴組成，總體布置方案見圖1。

圖1　洗輪機平面布置圖

為使洗輪效果更好，加長了沖洗區(qū)，可沖洗區(qū)域長達到8 m，車輪可在此區(qū)域行駛2圈，沖洗更徹底；為避免車輪上的殘余水被帶入道路，增設(shè)了瀝水區(qū)，同樣采用8 m的長度，可供車輪行駛2圈，最大程度減少車輪上的殘余水。

(2)車輛洗輪流程設(shè)計。車輛緩慢行駛進入洗輪機，雙光束紅外對射探測器動作，高壓沖洗水泵啟動，形成的高壓水流經(jīng)管路從設(shè)置在沖洗區(qū)的噴嘴噴出沖洗車輪，車輛在沖洗區(qū)域緩慢行駛，水泵延時40 s(可調(diào)節(jié))后停止，車輛緩慢行駛進入瀝水區(qū)域瀝下車輪上的殘余水，最后駛?cè)敫蹍^(qū)道路。

(3)循環(huán)用水解決方案。順堤河作業(yè)區(qū)為綠色低碳示范港口，港區(qū)內(nèi)建有散貨污水集中處理系統(tǒng)，見圖2。該系統(tǒng)收集港區(qū)的雨水、污水進行集中處理，循環(huán)使用。洗輪機利用該系統(tǒng)處理洗車的污水，既節(jié)約了水資源，又能保證用水質(zhì)量。

圖2　循環(huán)用水流程

從圖2看，來自港區(qū)除塵管路的中水經(jīng)浮球閥自動進入洗輪機清水蓄水池，高壓沖洗水泵啟動，通過管路和噴嘴形成高壓水流沖洗車輪，所產(chǎn)生的污水污物和瀝水區(qū)的殘余水，通過洗輪機基礎(chǔ)的坡度設(shè)計自流至一級沉淀池，沉淀后進入二級沉淀池。經(jīng)過兩次沉淀，除去污物的污水經(jīng)污水泵強排至港區(qū)排水溝進入散貨污水集中處理系統(tǒng)，處理后形成中水，再通過港區(qū)除塵管路進入洗輪機清水蓄水池循環(huán)使用。定期對兩個沉淀池的污物進行清理，保證沉淀處理效果。

3　具體實施

(1)水泵選用。整個自制洗輪機共設(shè)置2臺水泵，其中清水蓄水池內(nèi)設(shè)置一臺WQ型潛水泵作為高壓沖洗水泵。為滿足沖洗區(qū)212只噴嘴噴射高壓水流的需要，選用的水泵流量為100 m3/h，揚程為40 m，功率為22 kW，水泵出口通徑100 mm；另一臺水泵設(shè)置在二級沉淀池內(nèi)，負責將沉淀過的污水排至港區(qū)排水溝，采用YW型液下排污泵，流量100 m3/h，揚程15 m，功率7.5 kW，雙管、帶網(wǎng)罩，水泵出口通徑100 mm。由于污水含硫等易腐蝕物質(zhì)，污水泵的軸、葉輪等均采用304不銹鋼材質(zhì)。

(2)電氣控制。電氣系統(tǒng)采用先進的PLC控制，確保整個系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。高壓沖洗水泵采用雙光束紅外對射探測器自動啟動、PLC延時停止，雙光束紅外對射探測器動作可靠，不受灰塵、雨水、振動等因素影響，且價格低廉、故障率低。污水泵的啟停采用浮球開關(guān)控制，水位到上限啟動，到下限停止。兩臺水泵均設(shè)置低水位保護裝置，當水位過低時，水泵將停止工作。

(3)承載基礎(chǔ)。綜合考慮運煤車輛的車型和載重量，確定洗輪機承載基礎(chǔ)尺寸長31 m、寬4.8 m，其中長度方向包括入口段5 m、沖洗段8 m、過渡段5 m、瀝水段8 m、出口段5 m。設(shè)計基礎(chǔ)承載為120 t，雙層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，滿足重車載荷要求。沖洗區(qū)和瀝水區(qū)采用角鋼包邊設(shè)計，保證格柵板放置不損傷基礎(chǔ)，延長基礎(chǔ)使用壽命?；A(chǔ)下部的排水槽采用大坡度設(shè)計，便于沖洗下的污水污物能自流進入沉淀池。

(4)防護裝置。為搞好洗輪機區(qū)域的環(huán)境，避免沖洗水外流，洗輪機兩側(cè)設(shè)置了250 mm×250 mm的擋水坎，入口段和出口段采用坡度設(shè)計，同時在沖洗區(qū)兩側(cè)設(shè)置了長8 m、高3 m的擋水板(見圖3)，形成一個相對封閉的空間，有效避免沖洗車輛的水流反彈，洗輪機周邊環(huán)境不受任何影響。同時，為防止車輛碰撞洗輪機兩側(cè)的管路及噴嘴，在管路內(nèi)側(cè)設(shè)置了防護欄桿。

圖3　洗輪機剖面圖

(5)重載格柵板。沖洗區(qū)和瀝水區(qū)設(shè)置重載格柵板，既要保證重車碾壓的強度，又要考慮沖洗的污水污物能夠順利流到下部排水槽，綜合考慮選用100 mm×10 mm的扁鐵拼焊制作而成，格板間距50 mm，整個格柵板長寬高為1 600 mm×1 300 mm×100 mm，自重400 kg，共計20塊。

4　結(jié)語

洗輪機從2014年8月建成使用至今，沖洗效果好，自動化程度高、維護少等優(yōu)點，受到各方好評，在煤炭碼頭極具推廣應用價值。

張廣超：221100, 江蘇省徐州市銅山區(qū)柳新鎮(zhèn)

Application of Self-Made Rinse Wheel Machine in Coal Wharf

Zhang GuangchaoYu WeiXu Yuanliang

Xuzhou High-speed Rail&Port Investment Co., Ltd.

Aiming at solving the problems of finished rinse wheel machine that the washing is incompletely and there presents rinse water pollution, unreliable automatic control, high failure rate and large maintenance costs, this paper designs a novel type of rinse wheel machine, which presents advantages of rinsing thoroughly, rinsing water recyclable, unattended, high degree of automation and less maintenance cost. In actual production, it shows great promotional value in coal wharf.

rinse wheel machine; coal wharf

2016-05-06

10.3963/j.issn.1000-8969.2016.05.015