煤炭轉(zhuǎn)接塔抑塵設(shè)備系統(tǒng)與控制方法

劉博軍

國能黃驊港務(wù)有限責(zé)任公司

1 引言

某碼頭煤炭裝船方式是由筒倉下料到皮帶機(jī)，經(jīng)轉(zhuǎn)接塔轉(zhuǎn)接到另一皮帶機(jī)，然后通過裝船機(jī)將煤炭裝運(yùn)到船舶上。煤炭在碼頭區(qū)域運(yùn)輸時(shí)，要經(jīng)過裝船機(jī)尾車漏斗和裝船機(jī)溜筒大鏟，在這2處煤炭容易起塵，如果遇到大風(fēng)天氣，煤炭起塵更加嚴(yán)重，且難以控制。為提高現(xiàn)場清潔生產(chǎn)的實(shí)際效果，需在轉(zhuǎn)接塔增加煤混水抑塵系統(tǒng)。

2 轉(zhuǎn)接塔抑塵設(shè)備系統(tǒng)

轉(zhuǎn)接塔抑塵設(shè)備系統(tǒng)主要包括：噴水裝置，安裝在轉(zhuǎn)接塔內(nèi)，用于向轉(zhuǎn)接塔下游的皮帶機(jī)噴水；皮帶秤，用于稱量轉(zhuǎn)接塔上游的皮帶機(jī)上的煤流量；PLC控制裝置，用于根據(jù)煤流量打開和關(guān)閉噴水裝置，增加煤炭的濕度，起到抑塵作用。

每個(gè)轉(zhuǎn)接塔的噴水裝置設(shè)計(jì)為3路噴水口，1路為主噴水口，其余2路為輔噴水口。3路噴水口安裝在轉(zhuǎn)接塔中部四周，主噴水口正對(duì)皮帶下料口，輔助噴水口安裝在兩側(cè)。這樣能充分地將水和煤混合，有效抑制轉(zhuǎn)接塔的起塵。噴水裝置還包括電動(dòng)閥，與3路噴水口一一對(duì)應(yīng)連接，控制裝置通過控制多個(gè)電動(dòng)閥來分別控制3路噴水口的打開和關(guān)閉。

皮帶秤安裝在轉(zhuǎn)接塔上游位置，用于記錄筒倉的下料情況。皮帶秤的數(shù)值變化，可以作為轉(zhuǎn)接塔噴水裝置的控制條件。

3 轉(zhuǎn)接塔抑塵控制方法

轉(zhuǎn)接塔抑塵控制可通過FactoryTalk View SE的煤混水操作界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤混水系統(tǒng)操作。操作界面主要有2種功能。一是顯示灑水狀態(tài)，其中包括灑水條件是否滿足，每一路灑水電動(dòng)閥的打開、關(guān)閉狀態(tài)；二是操作功能，包括主路電動(dòng)閥和輔助路電動(dòng)的打開和關(guān)閉。這樣中控可以時(shí)時(shí)掌握水路開關(guān)動(dòng)態(tài)，并進(jìn)行控制。

3.1 現(xiàn)場運(yùn)行考慮因素

3.1.1 允許啟動(dòng)條件

轉(zhuǎn)接塔抑塵系統(tǒng)灑水開啟要在流程正常運(yùn)行的情況下，如果有流程停止、皮帶線急停情況須禁止開啟。轉(zhuǎn)接塔內(nèi)抑塵灑水，水會(huì)落在地面皮帶上，跟隨皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)一直到裝船機(jī)。如果地面皮帶停止運(yùn)行，而灑水系統(tǒng)運(yùn)行，會(huì)造成轉(zhuǎn)接塔下積水嚴(yán)重，不利于維修施工和環(huán)境保護(hù)。

3.1.2 啟動(dòng)觸發(fā)條件

轉(zhuǎn)接塔抑塵系統(tǒng)灑水開啟要求灑水裝置下方有流量足夠大的煤流。如果沒有煤流或煤流量不夠大，則禁止開啟。當(dāng)允許啟動(dòng)條件滿足后，由灑水裝置下方的煤流量觸發(fā)開啟和關(guān)閉。把煤流量作為灑水啟動(dòng)的觸發(fā)條件，主要為避免空皮帶灑水的情況。在作業(yè)流程啟動(dòng)后，灑水允許條件滿足，此時(shí)地面皮帶為空皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)，筒倉還沒有下料；當(dāng)筒倉下料后，煤流流到轉(zhuǎn)接塔后才開啟灑水系統(tǒng)。

3.1.3 控制方式設(shè)定

控制方式可由中控手動(dòng)控制，在灑水條件滿足的情況下，可由中控手動(dòng)開啟和關(guān)閉。啟動(dòng)方式可分為主路開啟和輔助路開啟。港口運(yùn)輸?shù)母髅悍N水分含量不同，各種煤在現(xiàn)場的運(yùn)輸、存儲(chǔ)條件也不一樣。對(duì)于含水量不同的煤種，需根據(jù)現(xiàn)場情況，選擇開啟主路灑水或輔助路灑水方式。

3.1.4 自啟動(dòng)模式設(shè)定

在流程不變的情況下，灑水可自動(dòng)啟動(dòng)，啟動(dòng)方式保持不變。此設(shè)計(jì)可在移倉、急停、換流程等情況下避免中控的重復(fù)操作。如果作業(yè)流程改變，相應(yīng)的煤種也會(huì)發(fā)生改變，灑水模式也需根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況相應(yīng)做出改變。在流程不改變的情況下，在裝船機(jī)移倉、皮帶線急停或故障等原因造成灑水中斷，再次啟動(dòng)時(shí)要保持和中斷前同樣的模式運(yùn)行。

3.2 流程控制

根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行考慮因素，轉(zhuǎn)接塔抑塵系統(tǒng)的控制流程主要分為4個(gè)部分。

(1)判斷灑水開啟允許條件是否滿足

上游皮帶線對(duì)應(yīng)4條下游皮帶線，即有4條流程。當(dāng)其中之一流程運(yùn)行正常，在對(duì)應(yīng)下游線流量大于3 000 t/h，并經(jīng)過一定的時(shí)間，啟動(dòng)運(yùn)行條件才可滿足。對(duì)應(yīng)時(shí)間為煤流經(jīng)過上游皮帶秤到達(dá)轉(zhuǎn)接塔灑水處的時(shí)間，流程不同對(duì)應(yīng)的時(shí)間也不一樣，經(jīng)過現(xiàn)場測(cè)算，中間2條流程的時(shí)間為42 s，另外2條流程的時(shí)間為52 s。

(2)判斷禁止條件是否滿足

在選擇對(duì)應(yīng)的流程里，流程不運(yùn)行時(shí)禁止灑水。在流程運(yùn)行時(shí)，如果流量小于3 000 t/h，并滿足煤流到達(dá)的時(shí)間，則禁止灑水。判斷禁止條件的成立，是為了確保轉(zhuǎn)接塔抑塵系統(tǒng)安全、環(huán)保運(yùn)行，避免出現(xiàn)空皮帶灑水和小煤量灑水的情況。

(3)判斷是否能夠自動(dòng)啟動(dòng)

首先需要判斷當(dāng)前流程是否發(fā)生改變。在當(dāng)前流程沒有改變的情況下，在灑水允許條件滿足的情況下，對(duì)主路電動(dòng)閥和輔助路電動(dòng)閥分別做開關(guān)狀態(tài)判斷。如果上次主路電動(dòng)閥打開，則主路電動(dòng)閥自動(dòng)開啟條件滿足；如果上次輔助路電動(dòng)閥打開，則輔助路電動(dòng)閥自動(dòng)開啟條件滿足。

(4)灑水電動(dòng)閥開啟控制

灑水電動(dòng)閥的打開有2個(gè)途徑：中控在操作畫面上直接通過電動(dòng)按鈕打開；自啟動(dòng)條件滿足，自動(dòng)打開。在灑水條件允許并且沒有禁止條件，中控沒有按下停止按鈕的情況下，中控可手動(dòng)按鈕打開或在自動(dòng)條件滿足的情況下自動(dòng)打開。

3.3 煤混水精準(zhǔn)控制

3.3.1 煤炭混水的峰值設(shè)定

不同煤種、不同筒倉存放的煤的含水量是不一樣的，需要配比多少水也是不同的，具體的配比比例根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際運(yùn)行效果人為設(shè)定?，F(xiàn)場煤炭的流量最大在8 000 t/h，在水路全開的最大情況設(shè)定為數(shù)值100%?，F(xiàn)場在流量8 000 t/h的時(shí)候需要開啟多大的水量，就將這個(gè)水量設(shè)為峰值，比如現(xiàn)場在流量8 000 t/h的時(shí)候，只需要開啟水路噴灑能力的80%，那么就將煤炭混水的峰值設(shè)定為80%。這個(gè)設(shè)定由中控在操作畫面上設(shè)定，控制現(xiàn)場水路電動(dòng)閥的開合量。

3.3.2 煤炭流量控制混水精度

現(xiàn)場煤炭流量是不穩(wěn)定的，尤其是在堆場由取料機(jī)取煤時(shí)，煤炭流量的波動(dòng)性比較大。要控制煤混水的精度，需確定灑水裝置下方煤炭流量Q的大小?；焖客ㄟ^公式(峰值/8 000)×Q進(jìn)行計(jì)算，若正常情況流量8 000 t/h時(shí)對(duì)應(yīng)的混水峰值是80%，則當(dāng)流量是4 000 t/h時(shí)，混水量為40%。

3.3.3 灑水裝置下煤炭流量計(jì)算

煤炭流量通過皮帶秤的稱量能得到準(zhǔn)確的數(shù)值，灑水裝置下面沒有皮帶秤，只能依靠上游皮帶線上的皮帶秤來計(jì)算出灑水裝置下的煤炭流量。從皮帶秤到轉(zhuǎn)接塔灑水裝置的時(shí)間設(shè)為t，那么這個(gè)灑水裝置下的流量就是t秒前上游皮帶秤的顯示流量。

皮帶秤到達(dá)轉(zhuǎn)接塔灑水處有2個(gè)時(shí)間量，即42 s和52 s。根據(jù)不同的流程，只要取出對(duì)應(yīng)時(shí)間42 s或52 s前的皮帶秤流量即可。在PLC里建立2個(gè)長度為100的雙整形數(shù)組，一個(gè)數(shù)組記錄皮帶秤每秒的流量，并在每一秒的間隔通過COP指令到另一數(shù)組，這樣可以得到皮帶秤100 s內(nèi)的流量記錄。只要取出第42個(gè)或52個(gè)記錄，就是轉(zhuǎn)接塔灑水裝置下的當(dāng)前流量。

4 結(jié)語

清潔生產(chǎn)是當(dāng)今港口面臨的一個(gè)重要課題，轉(zhuǎn)接塔抑塵可以解決碼頭區(qū)域的揚(yáng)塵問題，能夠控制皮帶線的揚(yáng)塵，對(duì)裝船機(jī)漏斗轉(zhuǎn)接、溜筒大鏟下料的揚(yáng)塵，都可起到良好的抑制作用。