高壓水霧抑塵攻堅項目在港口作業(yè)中的推廣與應用

◎ 康中利，陳勇博，劉 軍

（1.日照港裕廊股份有限公司，山東 日照 276826；2.日照港集團有限公司，山東 日照 276826）

木薯干物料一般為粉末狀，其顆粒較細、比重輕，受風力、落差等諸多因素影響，卸船裝車作業(yè)過程極易產(chǎn)生大面積揚塵。為降低卸船作業(yè)環(huán)節(jié)揚塵產(chǎn)生，建設整套全封閉式流程工藝系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要從根本上解決木薯干船舶卸船作業(yè)中粉塵外溢引起的環(huán)境污染，為周邊居民創(chuàng)造良好的生活和居住環(huán)境。

隨著貨源增長與客戶的需求不同，木薯干散發(fā)直接裝車汽運作業(yè)成為常態(tài)，這種作業(yè)方式造成作業(yè)面產(chǎn)生大量揚塵，對環(huán)境造成惡劣影響。在當前的環(huán)保形勢和高壓態(tài)勢下，使用曲臂吊設備裝車作業(yè)過程中，抓斗低開慢放、降低動作幅度成為控制揚塵的主要措施之一，可大幅度提高港口的生產(chǎn)作業(yè)效率。本研究工作旨在提供一種可實現(xiàn)自動噴淋、高效快捷、抑塵效果明顯的設備工藝裝置。

1 貨物特性及產(chǎn)生粉塵原因

1.1 木薯干貨種特性

木薯干主要是粉狀、棒狀和塊狀貨物的混合物，其粒徑變化較大，由幾微米到250 mm不等。且由于產(chǎn)地不同，木薯干粉狀與塊狀的相對比例也有差異，變化較大。木薯干粉塵主要為淀粉顆粒，其粒徑主要為5～40 μm，平均直徑在20 μm左右，具有密度小、親水性、粘附性強的特點。

1.2 木薯干接卸作業(yè)粉塵產(chǎn)生原因分析

木薯干是重點防塵防爆作業(yè)貨種，且木薯干90%的作業(yè)面處于40 m高空，輻射范圍廣，粉塵外溢懸浮于空中時間長不易控制，極易隨風彌漫，造成粉塵污染。木薯干在接卸過程中粉塵揚起，危險性較大，作業(yè)環(huán)境惡劣。木薯干粉塵防控是一個全國性的難題，從對國內(nèi)相關港口的考察情況來看，此類問題尚未得到徹底解決。

1.3 木薯干作業(yè)控制揚塵背景及舉措

近年來，日照港采取了多種措施以推動木薯干粉塵防控工作的開展，如建成木薯干卸船灌包系統(tǒng)；在西2、西3泊位周邊建成高21 m、長500 m的防風抑塵墻；采取曲臂吊裝車、離場前吹掃、貨物雙層苫蓋等工藝措施，但揚塵問題仍未得到根本解決，特別是卸船、裝車、場地發(fā)運等環(huán)節(jié)。揚塵問題一直是日照港環(huán)保工作中的重點和難點，同時也是政府部門和周邊群眾關注的熱點和焦點。

針對這些問題，日照港確定了“條分縷析、對癥下藥、各個擊破”的攻堅思路。①對木薯干貨種卸船、裝車作業(yè)環(huán)節(jié)進行管控。②對設備輸送、船艙口、貨物裝車等作業(yè)點進行源頭管控。③填補多項技術空白，在西3#泊位前沿安裝1套抑塵罩棚。如圖1所示，利用除塵器負壓降塵、抑塵罩棚形成有效隔離空間，實現(xiàn)對封閉空間除塵的有效控制。且設備投產(chǎn)使用后，控塵效果較為理想。

圖1 抑塵罩棚示意圖

2 技術內(nèi)容

2.1 設計思路與目標

按照日照港集團有限公司《2021年綠色港口建設攻堅“1號任務”實施方案》的工作部署，日照港裕廊股份有限公司針對易揚塵貨種進行大膽嘗試和創(chuàng)新，從本質環(huán)保解決問題思路出發(fā)探討研究新技術、新工藝，目前已在曲臂吊設備加裝“高壓水霧抑塵設施”方面實現(xiàn)了新突破。

2.2 設備改造內(nèi)容及組成結構

在曲臂吊抓斗位置改造加裝一套高壓噴淋水霧系統(tǒng)，系統(tǒng)主要結構由儲水裝置、上水裝置、噴淋裝置、控制系統(tǒng)等構成，如圖2所示。系統(tǒng)噴頭能夠實現(xiàn)與曲臂吊抓斗作業(yè)隨動效果，當抓斗開斗卸貨時，噴淋系統(tǒng)可手動開啟或關閉，電磁閥控制實現(xiàn)精準噴淋抑塵效果。噴淋形式為圓形，噴灑范圍可覆蓋抓斗撒貨范圍，在粉塵集中區(qū)域進行水霧噴淋，實現(xiàn)對主要揚塵點的定點抑塵。

圖2 高壓噴淋水霧作業(yè)示意圖

2.3 設備工作原理

整套工作系統(tǒng)通過液壓控制，由操作室電磁閥控制啟停驅動設備運行。曲臂吊柴油機啟動后，液壓系統(tǒng)齒輪泵動作，帶動馬達運行，馬達產(chǎn)生的動力源傳遞控制水泵高速運行（曲臂吊柴油機帶動齒輪泵供油為抽水泵提供工作動力源），抽水泵工作后將水輸出至高壓軟管噴頭處，使噴頭出高壓力水源形成霧化水霧實現(xiàn)噴吹，以滿足全覆蓋的抑塵效果。

2.4 設備操作工藝

曲臂吊高壓水霧抑塵效果較為明顯，裝置采用環(huán)形設計理念，能夠形成2～3 m的高壓水霧覆蓋面，覆蓋面積達到28 m2。高壓噴頭裝置安裝在抓斗中柱位置，充分考慮設備在抓取物料作業(yè)過程中不妨礙抓斗抓取物料的各種動作，一圈共設置6個高微噴頭，司機操作室通過電磁閥控制按鈕實現(xiàn)啟停，作業(yè)過程采用全程或間歇性噴吹。

3 設備研發(fā)可行性分析

該裝置研發(fā)前經(jīng)公司反復探討，在曲臂吊加裝負壓除塵渦旋裝置的基礎上充分研究論證，抑塵設施的加裝必須滿足單機設備能夠獨立安裝和行走，并具備單獨運行的功能。另外，需滿足在風力、外力作用的前提下其運行不受影響。

當水霧顆粒與粉塵顆粒大小接近時，二者碰撞、吸附、凝結的幾率最大，噴嘴通過高壓將水霧化成與粉塵顆粒大小相當?shù)乃F，由于水霧顆粒和粉塵顆粒相似或相同，粉塵顆粒隨氣流運行過程中與水霧顆粒產(chǎn)生接觸和碰撞后成為濕潤狀態(tài)，濕潤的粉塵顆粒繼續(xù)吸附其他粉塵顆粒而逐漸凝結成團，最終在自身重力作用下沉降下來。

4 結論

該裝置運行采用液壓系統(tǒng)控制，工作壓力可根據(jù)貨物粉塵揚塵濃度情況實時調(diào)節(jié)，實現(xiàn)過程霧化面積大，受風力作用的影響較小，抓斗開斗瞬間產(chǎn)生揚塵通過高強度水霧能夠實現(xiàn)覆蓋，水霧與產(chǎn)生揚塵凝聚后自然下沉避免粉塵上空懸浮。

經(jīng)木薯干、褐煤等揚塵貨種裝車實際試驗，降塵效果較為明顯，能夠控制85%以上粉塵，實現(xiàn)抓斗作業(yè)的全覆蓋，極大解決了環(huán)境污染問題，提高了港口作業(yè)生產(chǎn)效率。