一种堆棚内自动喷淋系统的设计与应用

彭延松，时红霞，任志恒（北京凯盛建材工程有限公司，北京 ）

1 设计背景

堆棚作为储存含粉状物料的场所，被各行业广泛使用，尤其是近年来国家对环保的重视程度越来越高，露天储存或简单遮盖储存含粉状物料的形式已经不存在了，施工快、性价比高、彩钢全密闭的钢结构堆棚成了含粉状物料储存形式的升级产品。采用堆棚储存确实解决了含粉状物料的储存对工厂及其周边环境造成的粉尘污染，但还是不能解决装载机在堆棚中堆取含粉状物料时产生的扬尘问题，因为堆棚一般采用彩钢板密封，密封性差，堆棚内扬尘过大会从堆棚密封性最差的底部及彩钢板搭接处向外冒灰，不能满足环保要求。尤其对于储存未水洗含水量很低的原煤等燃料的堆棚内，过大的扬尘还会导致粉尘爆炸事故。为了避免上述堆棚内问题的发生，我们开发了一种专用于堆棚上的自动喷淋系统。

2 设计方案

2.1 系统设备原理及选型依据

2.1.1水箱

为了保证喷淋系统供水稳定，采用独立水箱稳定水源，水箱进水采用进水管上的机械浮球阀控制，水箱内设置接电液位开关，控制水箱低液位时水泵急停动作；水箱容积要至少能满足1～2 h系统最大使用量。

2.1.2水泵

由于该系统需要在堆棚附近就近安装，为了避免采用变频水泵的变频器在恶劣环境下出现故障，系统主管路压力控制方面决定采用性价比高且稳定的压力传感器及带电动比例调节阀的回水管道即可，水泵采用普通多级离心泵；水泵的流量要满足系统最大使用量，水泵扬程要满足水在管道内输送及高压雾化喷头所需压力，一般高压雾化喷头压力要大于40kg。

2.1.3系统管路及高压雾化喷头

系统管路的布置取决于喷头的设置位置及装载机工作区域的划分，将堆棚尺寸划分为多个装载机工作单元，每个单元根据喷头的工作半径设置若干喷头，每个单元根据工作区域具体尺寸设置一个或多个粉尘浓度传感器，系统管道的布置要能够独立开启各工作单元内喷头，管道上相应位置设置若干电磁阀及手动截止阀。

2.2 系统流程图

因不同尺寸堆棚工作区域划分及工作单元个数不同，现为了简化流程图，堆棚中只考虑三个工作单元,编号分别为A区、B区、C区。

2.3 系统控制逻辑

2.3.1调整主管网压力

通过水泵出口的压力传感器与回水管道上的电动比例调节阀配合调整主管网压力，当压力传感器监测到的主管网压力大于设定值时，适当加大电动比例调节阀开度，使主管网压力趋于设定值；当压力传感器监测到的主管网压力小于设定值时，适当减小电动比例调节阀开度，使主管网压力趋于设定值。

2.3.2开启相应工作单元的电磁阀

通过各工作单元设置的粉尘浓度传感器的反馈信号来判断该工作单元是否有装载机在工作，当粉尘浓度传感器监测到粉尘浓度超过设定值时，开启相应系统管路上的电磁阀，当粉尘浓度传感器监测到粉尘浓度不超过设定值时，关闭相应系统管路上的电磁阀，粉尘浓度的设定值要进行多次尝试，既要保证在装载机开始工作时粉尘浓度传感器及时反馈信号，也要保证当工作单元正常喷淋工作时粉尘浓度传感器不能反馈出粉尘浓度低于设定值需要关闭相应电磁阀的信号。

3 应用案例

我司蒙古国蒙欣水泥厂项目进厂燃料为未经水洗直接从煤矿开采的原煤，进厂后直接运至原煤堆棚内进行储存，含水量很低，平均在5%以下。为了防止原煤堆棚扬尘及粉尘爆炸事故，我们为该堆棚设计了一套自动喷淋系统。项目投产至今已有四年时间，该项目原煤堆棚自动喷淋系统运行状态情况良好，基本抑制了原煤堆棚内转载机对原煤堆取时产生的扬尘，有效的防止了原煤堆棚因煤粉粉尘浓度高造成的尘爆现象发生。同时，也证明了这种堆棚内自动喷淋系统的工作稳定性。