神华宁夏煤业集团太西洗煤厂原煤系统降尘及冬季防冻方案设计

1、神华宁夏煤业集团太西洗煤厂原煤系统降尘及冬季防冻方案设计姓 名 张辉 学 号 1364001251375 工作单位 神华宁煤集团太西洗煤厂 内容提要太西洗煤厂原煤调运火车主要由6、7道翻车机进行翻卸，翻车机翻卸原煤过程中会产生大量煤尘，严重污染周边环境且不利于职工职业病防治。由于需要重调机通过翻车机厂房，翻车机厂房设计时留有调车机通行的非常大的门，且一直无法封闭。一方面不利于缓冲仓处喷雾降尘装置及翻车机前预喷水降尘装置的安装以及在冬季及使用；另一方面翻车过程中产生的煤尘外泄严重污染环境。正对上述情况，制定了此原煤系统降尘方案进行煤尘治理。关键词：喷水降尘，职业病防治，煤尘治理目录一、原煤准备系

2、统喷雾降尘设施使用情况现状1(一)翻车机喷水降尘设施的使用情况1(二)准备车间喷雾降尘设施的使用情况3二、翻车机冬季喷水降尘4种方案分析4(一)翻车机房大门处加工业热风幕方案4(二)翻车机房喷水管内穿采暖热水管方案9(三)给煤机处加自动喷水方案10(四)翻车机封闭方案11三、原煤准备系统冬季喷雾降尘建议方案13四、方案设计14(一)轻钢结构彩钢板厂房设计14(二)采暖系统23(三)照明系统23(四)喷水降尘设施设计23五、翻车机轻钢结构厂房封闭方案预算252太西洗煤厂原煤系统降尘及冬季防冻方案一、原煤准备系统喷雾降尘设施使用情况现状(一) 翻车机喷水降尘设施的使用情况翻车机喷雾降尘主要由部分组

3、成，一部分是原设计的翻车机卸车缓冲仓处的雾状喷水降尘装置(如图1.1所示)，由翻车机集控系统自动控制，翻卸车过程中由电磁阀控制喷水，供水装置由安装在空牛房下的水箱和加压泵系统组成；另一部分是今年夏季由热力车间设计安装的预喷水润湿装置(如图1.2所示)，安装在翻车机进车端摘钩处，在翻卸车前对原煤车辆进行喷水润湿，主管中间装有13个螺旋喷头，两侧装有26个雾状喷头，水量大降尘效果好。该套装置采用手动阀门和电磁阀双回路控制，由摘钩信号司机按开关控制电磁阀喷水，喷水量大小由手动阀门开度和喷水时间长短控制，水源接在原煤准备系统的清水供水管网上，管径DN80。图1.1 翻车机缓冲仓处喷雾降尘装置图1.2

4、翻车机预喷水润湿装置1. 效果评价单独使用翻车机喷雾降尘装置，不能有效压制刚开始卸车时涌起的大量煤尘，效果不明显，卸大峰原煤时，翻车机房和准备车间煤尘大，作业环境差。使用新安装的原煤车辆预喷水润湿装置对原煤车皮预先喷水后，效果显著，没有了刚开始翻卸时的大量煤尘，在翻卸煤尘最大的大峰大块原煤时，再同时开启翻车机自动喷雾降尘装置，对后续翻转过程中产生的少量煤尘进行覆盖，翻车机房和准备车间都没有明显煤尘。2. 冬季使用问题翻车机厂房平面尺寸为25m25m，大门尺寸8.5m6m4个。翻车机大门情况特殊，因重调机及运行轨道、电缆滑道穿越翻车机大门，因此东、西侧都没有安装大门的位置，只能处于目前的敞开状态

5、。进入11月中旬，环境温度在零下并持续较长时间时，管路结冰上冻，两套喷水装置均无法使用。3. 岗位司机操作情况根据现场观察多个班次，多数责任心强的岗位司机能按要求开启预喷水装置进行降尘喷水，但个别岗位司机虽然在翻卸车煤尘很大时，也懒得按按钮开喷水，说是嫌麻烦或说忘了，甚至连翻车机自动喷雾降尘装置都不开（值班干部也曾在调度会上通报过）。(二) 准备车间喷雾降尘设施的使用情况1. 喷雾降尘管路及设施准备车间喷雾降尘装置主要有4处：给煤机（113、114、115、116）；破碎机（145、146、155、156、166）；166破碎机溜槽；上仓皮带机尾（201、202），全部手动开关。2. 效果评价

6、给煤机处喷雾降尘装置在翻车机的喷水装置正常使用时可以不开，受煤坑和准备车间也基本没有煤尘。冬季翻车机喷水装置上冻无法正常使用时开启使用，降尘效果比较明显(需要同时开启受煤坑轴流风机)。破碎机喷雾降尘主要对块煤破碎时产生的二次煤尘进行降尘，166#MMD破碎机因全封闭结构，所以除尘效果好，其他四台破碎机没有封闭，破碎腔四周空隙较大，破碎块煤时煤尘飞扬，喷雾降尘效果较差。破碎机溜槽和上仓皮带机尾的喷雾降尘装置对厂房的降尘没有多少效果，反而增加原煤水分，洗煤车间曾抱怨说原煤仓下出现过滑仓现象。3. 冬季使用问题准备系统喷雾降尘装置由于在厂房内部有暖气，冬季不受环境温度影响，可以正常使用。4. 岗位司

7、机操作情况现有的给煤机处喷水装置为手动开关操作，如果皮带煤量不均匀时喷水装置继续打开，则造成皮带底托辊处甩出的稀煤泥大量增加和堆积，不仅增加岗位司机的工作量，而且在冬季寒冷季节，堆积的煤泥逐渐上冻逐渐增高，如果不及时清理会顶到底皮带，造成皮带跑偏撒煤。受煤坑岗位司机兼操作117、118皮带，翻卸车时人在皮带中部岗位点，不会频繁跑到受煤坑开关阀门，因此，给煤机喷雾降尘装置经常没有使用。其他位置喷雾降尘装置的使用情况也主要在于岗位司机的意愿。虽然车间有要求必须开喷水，还是有个别岗位司机为了减少本岗位的卫生工作量或嫌麻烦而不开喷水。二、翻车机冬季喷水降尘4种方案分析(一) 翻车机房大门处加工业热风幕

8、方案1. 热风幕简介风幕机是通过高速电机带动离心风轮产生强大的气流，形成一面无形的门帘，将室内室外分成两个独立的温度区域。热风幕机是风流通过热介质加热后形成热空气流的一种设备。工业热风幕机适用于工业厂房等大型建筑。热风幕热源有三种：蒸汽、热水、电加热器。工业热水热风幕由离心电机上下风斗、加热器、多组导流板组成，散热器为铜管穿铝箔，4排40根管。2. 热风幕机参考规格及参数大功率工业电热风幕：型号RM3022L/W-D，90kw，安装尺寸2260mm430 mm 1200 mm ，风量12000 m3/h，风速13m/s，风压420Pa，风扇功率40.75kw，加热器功率80-90kw，进出口温

9、差42，噪音72dB，安装高度3-5m。大功率热水热风幕机：型号RM3020L/W-S，技术参数：安装尺寸21004301200，风量10500m3/h，风速13m/s，风压420Pa，风扇功率30.7kw，流量7.6t/h，供热量132kw，进水温度70-90度，进出口温差38度，噪音72dB，安装高度3-5米。3. 翻车机厂房环境情况分析翻车机厂房25m25m 12m （长宽高），六道与七道铁路通过处厂房两侧各开有8.5m6m（长宽）无遮挡大门一个。翻车机厂房两道门之间距离短(25m)，面积大（51m2），与外部空间形成了一个双通道的节流通道，由于所处位置经常刮风，且风速较大（平均风速2.

10、3m/s)。翻车机区域风速计算十分繁琐，故采用经验公式的方法，即节流口为总直径一半时，风速为1.3-1.8倍经验公式计算，建筑的平均散热量及平均风速远高于采暖建筑物工业建筑，当室内散热量大于或等于23W/m，风速不宜大于0.5m/s的要求。翻车机大门情况特殊，因重调机及运行轨道、电缆滑道穿越翻车机大门，因此左右都没有安装大门位置，上部也无法安装电动卷闸门。6、7道翻车机厂房周边环境如图2.1、2.2、2.3所示。车箱顶端的预喷水润湿管路图2.1 6道翻车机厂房西侧图2.2 7道翻车机厂房西侧图2.3 7道翻车机厂房东侧翻卸一车原煤用时4分30秒，重调机来回穿梭频繁，大门高度也大于热风幕的最大安

11、装高度（最佳安装高度3米，最大不能超过5米，无风状态下），因此效果会明显减弱。4. 翻车机厂房通风示意图图2.4 翻车机厂房通风示意图5. 电热风幕方案用电负荷分析厂内翻车机热风幕采用热源情况：蒸汽热源不具备条件，采暖热水因翻车机在采暖系统末端，管径小（DN50），热量低（供水温度小于65），目前系统不符合使用要求。电热风幕根据翻车机供电系统容量，总功率不能大于400kw。翻车机变压器容量1000KVA，单台翻车机运行功率420KW，回煤锚链功率455KW。翻车机单台运行时，变压器容量能够满足4台90kw大功率工业热风幕的运行要求，热风幕490KW=360KW，但是翻车机配电室没有备用回路，需

12、要从117、118皮带走廊下的变压器处配电室敷设2根185mm2铜芯电缆到翻车机配电室，并在翻车机配电室安装一台配电柜。4台热风幕运行每小时耗电363度，如果24小时运行，每天耗电8712度，月耗电26万度。6. 热风幕在翻车机应用情况分析与多个生产厂家咨询根据翻车机厂房情况安装热风幕方案，大部分厂家产品不能满足要求（厂房室内温度达到5以上），咨询到沈阳科发益佰热能技术有限公司时，答复如果要达到使用效果，安装方案如下：第一套方案：采用电热风幕每个门需要安装4台2米80KW热风幕，共计16台，总功率1280kw，每台单价7500元。24小时运行每天耗电需要3万度。第二套方案：采用热水风幕每个门需

13、要安装4台2米热风幕，共计16台（单台价格7300元），侧面安装2台6米热风幕，共计8台（单台价格27000元），热水总管直径不能小于DN125，供水温度807. 热风幕方案比较采用电热风幕效果好加热快，但电耗相当大，而且目前准备系统供电负荷也不能满足使用要求，采用热水风幕运行费用低，效果稍差，但需要从换热站重新敷设主采暖干管到翻车机房（600m，管径DN125），增加换热站供热负荷。换热站需要部分改造，如增加板式热交换器的换热片板数，分水缸、集水缸出口管径增加、管路局部改造。两种热风幕方案都不能解决现在使用降尘效果最好、最显著的翻车机预喷水装置冬季上冻无法使用的问题。(二) 翻车机房喷水管内

14、穿采暖热水管方案1. 方案要点如图2.5/2.6所示，在现有翻车机房内的自动喷雾降尘管路（DN80）内装一根采暖热水循环管（DN40），加热喷水主管内的清水，达到防冻的目的。图2.5 翻车机厂房内喷水管结构图喷嘴6道喷水管7道喷水管6道喷水阀门热水进水管7道喷水阀门热水回水管泄水阀门喷水管总阀图2.6 翻车机厂房内喷水装置安装示意图2. 方案优点该方案采用热伴暖的原理，采用供暖热水进行伴暖，可防止喷水管内清水在冬天结冻，保证喷雾系统的可靠运行。3. 存在的问题室外温度寒冷时，喷到翻车机设备及通道上的水会结冰并逐渐加厚，缓冲仓篦子也会结冰蓬仓，人在上冻结冰的篦子上清理蓬仓非常危险，安全隐患大。施

15、工难度大，翻车机采暖在采暖系统末端，管径小，温度低，防冻效果不能保证。4. 可行性分析清水管路缠绕电伴热带加保温海绵包裹的方式，也能保证管路内清水不冻，不用改动管路，也能达到同样效果，而且施工方便快捷，实施后观察效果。(三) 给煤机处加自动喷水方案1. 方案要点受煤坑处每台给煤机下料溜槽安装10个雾状喷头，前部集煤槽上方安装3个雾状喷头（如图2.7、2.8所示），采用触控传感器自动控制，皮带有煤时传感器动作，电磁阀自动开启，断煤时自动关闭。图2.7 受煤坑管路位置图图2.8 受煤坑处给煤机自动喷水管路安装示意2. 方案优点实现自动控制喷雾降尘，解决岗位司机不愿开启喷雾降尘装置问题，同时解决了皮

16、带断煤带水造成的岗位司机卫生工作量大的问题，能较好的解决冬季准备车间煤尘大的问题。3. 存在的问题雾状喷头会经常堵，需要加强管理定期清理疏通，只能控制准备车间煤尘，不能彻底解决翻车机煤尘问题。4. 可行性分析可以尽快实施的方案，能解决目前翻车机冬季喷水管路上冻无法使用后准备车间煤尘大的问题。(四) 翻车机封闭方案1. 方案要点采用轻钢结构彩钢板厂房，对翻车机进出车端的重调机装置部分进行封闭后，可以安装推拉门，厂房内安装暖风机，保持厂房内温度，房顶采用阳光板封闭，有效吸收白天太阳光温度，又能保温，关键是翻车机预喷水装置能够正常使用，彻底解决翻车机和准备车间煤尘问题。总体设计方案如图2.9所示：6

17、道铁轨7道铁轨休息室新建空牛侧厂房翻车机厂房新建集控室侧高段厂房新建重牛房侧低段厂房重牛房新装大门图2.9 厂房封闭总体方案图2.10 火车箱出入口进入大门方案重吊机轨道6道铁轨车顶端喷水管翻车机集控室图2.11 车厢顶端喷水方案喷头支路水管组支架干路水管图2.12 车厢顶端喷水管结构图2. 方案优点该方案从根本上解决原煤系统冬季喷水降尘问题，从翻车机到准备车间都能从源头上解决煤尘问题。3. 存在问题该方案需要大量的钢结构及土建工程，工程量大、费用太高。4. 可行性分析该方案既可以消除翻车机产生的灰尘污染环境，也可以保证作业场所防雨、防尘、防冻，是除尘效果最好的方案。三、原煤准备系统冬季喷雾降

18、尘建议方案设计方案由三部分组成，先易后难，先眼前后长远，先解决准备车间煤尘问题，再解决翻车机煤尘问题，分步实施：1、受煤坑处给煤机安装自动喷雾降尘装置，解决冬季准备车间的降尘问题。破碎机间隙采用旧皮带封闭，解决块煤破碎时产生的煤尘问题。2、翻车机厂房封闭，从源头解决翻车机和准备车间的煤尘问题，改善作业环境，提高文明生产标准化。3、安装采暖系统，解决翻车机厂房采暖问题。四、方案设计(一) 轻钢结构彩钢板厂房设计1. 总体方案图6道铁轨7道铁轨休息室新建空牛侧厂房翻车机厂房新建集控室侧高段厂房新建重牛房侧低段厂房重牛房新装大门图4.1 厂房封闭总体方案梁侧支柱预埋件及安装中间支柱2. 单个刚架图4

19、.2 单组刚架图图4.3 单组刚架与屋顶、墙面板连接构造图门式刚架横梁与柱的连接，可采用端板竖放(图4.4a) 、端板斜放(图4.4b) 和端板平放(图4.4c) 。横梁拼接时宜使端板与构件外缘垂直(图4.4d)。为了便于安装，采用图4.4c所示的连接方式，利用螺栓连接端板与横梁。图4.4 门式刚架横梁与柱的连接方式图4.5 H型钢截面图支柱与横梁采用型号为H300X200的H型钢。其中H=286，B=198， t1=6，截面面积49.33cm2,理论重量38.7Kg/m（1） 支柱结构下连接板上连接板支柱主体筋板组图4.6 支柱结构图连接板横梁主体（2） 横梁图4.7 横梁结构图（3） 连接

20、头图4.8 梁与支柱连接结构连接头采用H型钢与预先钻好孔的钢板焊接而成，钢板预钻孔径为32，连接螺栓采用四条M30普通螺栓如图4.8所示将其与横梁连接。（4） 预埋地脚螺栓图4.9 地脚螺栓地脚螺栓采用M30螺杆折弯制作而成，地基制作时作为预埋件，预埋时用预钻32通孔的定位钢板定位，支柱安装时利用下端调整螺栓调整定位钢板水平度。调整螺栓地脚螺栓定位钢板支柱底板（5） 支撑梁与地脚螺栓安装示意图图4.10 支柱与地脚螺栓连接形式（6） 两横梁与中间支柱连接图4.11 中间支柱连接结构（7） 支柱与横梁连接图4.12 支柱与横梁连接方式3. 地基（1） 支撑梁与地基安装地脚螺栓预埋基础地基支柱图4

21、.13 支撑梁与地基安装效果图（2） 休息室侧地基24.3图4.14 休息室侧地基（3） 重牛房侧地基24.3图4.15 重牛房侧地基 两侧地基为宽度0.3米的钢筋混凝土地基，间距24.3米。每个地脚螺栓预埋桩尺寸为宽0.6米，长0。8米，间距6米。4. 大门大门下轨道1下轨道2下滚轮 上滚轮 上轨道轨道与支柱连接筋（1） 大门装配体图4.16 大门装配图图6.2 大门上端细节图4.17 大门下端细节（2） 大门上轨道图4.18 大门上轨道及截面图轨道采用55Q型钢轨，其中A=80，B=80，C=42，D=22，每米重量15kg/m。（3） 轨道与门柱连接筋板图4.19 大门轨道与门柱连接筋（

22、4） 滚轮图4.20 大门滚轮（5） 门扇图4.21 大门门扇大门框由槽钢焊接组成，中间利用角钢对角焊接拉筋，门框套在保温彩钢板上。（6） 大门安装效果图图4.22 大门装配效果图5. 屋顶阳光板图4.23 屋顶阳光板檩条与屋面阳光板的连接，宜采用带橡胶垫圈的自攻螺钉进行紧固。6. 墙面彩钢板（1） 墙板结构图图4.24 墙板板材截面（2） 墙板连接构造图4.25 墙板间连接方式（3） 墙板的转角构造图4.26 墙板转角处连接方式（4） 墙身窗户口构造图4.27 窗户口连接方式（5） 侧面彩钢板墙图4.28 侧面彩钢保温墙及窗户（6） 门面彩钢板墙图4.29 门安装面彩钢保温墙7. 窗户图4.

23、30 塑钢窗户(二) 采暖系统翻车机厂房封闭后，保温效果好，采暖设施采用防爆型1米暖风机，每个门处安装4台，计16台，中间分布安装24台，合计40台。采暖管路重新敷设，从换热站至翻车机重新敷设DN100保温直埋管，总长度300m2。(三) 照明系统封闭厂房后安装60盏防爆照明灯，4个防爆照明控制箱。(四) 喷水降尘设施设计根据现场观察和与储运车间岗位司机、班组长交流沟通，一致认为在3个地点（翻车机、给煤机、破碎机）设置喷水降尘装置就能够达到抑制煤尘，改善作业环境的效果，同时还能解决原煤加水量过度的问题。环境温度在零上时开启翻车机喷雾降尘装置和破碎机喷雾降尘装置，可以消除从翻车机到准备车间的煤尘，冬季翻车机喷雾降尘装置无法使用时，开启给煤机喷雾降尘装置和破碎机喷雾降尘装置，可以大部分消除准备车间的煤尘。3个需要装设喷雾降尘装置的地点：1、车机喷雾降尘装置（已安装喷雾降尘装置）2、给煤机喷雾降尘装置（如图4