王吉磊 上海铁路局上海新上铁实业发展集团有限公司

铁路煤炭运输抑尘设备技术改进的探讨

王吉磊 上海铁路局上海新上铁实业发展集团有限公司

在阐述煤炭抑尘站设备工艺流程的基础上，系统分析抑尘设备在设计、运用及保养中存在的问题，针对目前实际情况，探讨解决问题的思路和办法，并进行必要的技术革新。

铁路；煤炭运输；抑尘设备；技术改进；探讨

煤炭在铁路运输过程中抛洒、扬尘造成的货损和环境污染，以及洒落煤炭长期对线路和行车设备腐蚀造成的安全隐患，一直是铁路运输难以解决的问题。利用防扬尘高效覆盖剂对运煤车辆进行表面喷洒，可有效控制运输过程中煤炭的抛洒和扬尘。根据原铁道部《关于做好煤炭铁路运输抑尘工作的通知》（运营货管[2009]734号）和《关于调整部分客货运杂费费率和公布铁路煤炭抑尘运输及费目费率的通知》（铁运[2009]224号）的有关要求，煤炭抑尘站建设已覆盖全路。

按照原铁道部在全路开展煤炭运输抑尘处理的工作部署，从2010年5月始，上海铁路局陆续建设了22个抑尘站（点），购置安装了各类抑尘喷洒作业设备27台（套），基本实现了局管内煤炭铁路运输抑尘处理全覆盖，年作业量近1.2亿吨，实现抑尘费收入2.3亿元，取得良好的社会效益和经济效益。

1 煤炭抑尘站设备工艺流程

煤炭抑尘站主要由配液系统（由抑尘剂制备设备和贮存设备组成）和喷洒设备（由喷洒控制系统和喷洒设备构成）组成。配液系统主要包括加料机、搅拌罐、储液罐；喷洒系统主要包括喷洒泵、清洗液罐、液面控制系统、喷洒设备系统。固定式喷洒设备包括龙门式、摆臂式和对喷式3种喷洒装置。

在喷洒设备运行时，储液罐提供调配好的抑尘剂溶液，经喷洒泵提升至喷洒设备通过传动连接装置旋转遮挡滚筒实行喷洒作业。列车完成通过时，装置自动切换到清洗喷头，清洗液回流至储液罐。

2 目前抑尘设备存在的问题

通过近几年的使用实践，对设备所发生的问题和故障的统计、分类、系统分析，发现无论从设计、运用，还是维修等方面都存在着一定的问题和不足。

2.1 设计方面

（1）系统布局不合理。主要是罐子、管道、阀门较多，安装空间显局促、凌乱，清洗罐显多余，利用率不高。对喷式喷洒装置笨重，上重下轻致喷洒塔架稳定困难，在线路侧对行车安全影响令人担忧；摆臂式摆臂起升高度不够，液压升降、转向至机后方能作业，由于设备故障、人为操作因素影响行车安全问题不能忽视；喷头价格高且易故障损坏，成本费用大；喷洒装置上、下抑尘液管道管壁薄、材质差、寿命短，电线、电缆非品牌产品，质量较差。

（2）控制系统不完善，自动化程度低。主要是视频摄像头设置不完善，监控不全面；缺少测速和车号识别装置，无法实现按列车运行速度自动调整喷洒量；钩档识别装置不灵敏，无法准确实现钩档间自动间隔喷洒，致抑尘液喷洒到煤炭表面不均匀，影响抑尘质量和造成抑尘液喷到路基、地面污染、浪费。

（3）搅拌装置选型不当。上置式搅拌装置是利用电机带动叶片，旋转产生下压力方式搅拌液体，易使抑尘液搅拌不均匀，形成后期沉淀，搅拌电机震动损坏，故障多。

2.2 运用方面

（1）加料困难，水、料混合不同步。主要是预溶加料机位置较高，进料口小、易堵塞，致人工加料缓慢、困难，职工劳动强度大。水流速快，料溶化慢，混合配比不同步，造成水多、抑尘剂少，抑尘液配比浓度达不到标准要求。

（2）喷洒装置故障率高。主要是摆臂式设备摆臂前端易下垂、倾斜，摆臂圈筒翻转不到位，喷嘴易锈蚀、毁坏等。

（3）抑尘液喷洒浪费，污染、腐蚀设备。一是摆臂式车辆钩档停喷是靠光电系统识别车辆并反馈给PLC，控制伺服电机带动圈筒翻转存储喷洒液实现停喷，期间喷洒液仍然泵出，第二辆车到达后，PLC再次反馈信号圈筒翻转，存储液体全部倒出，造成车辆初始抑尘液过多，浪费量约为整车用量8%左右，按理论用量测算一列车浪费约50～80元左右。二是摆臂式喷头多、压力大，形成喷洒夹角大于车辆宽度，液体喷洒到车辆外部，对线路、环境造成污染。三是极少量外溅的煤尘和抑尘溶液散落在线路上，虽然各抑尘站都进行了喷洒线路硬面防水处理，但未实施废液集中回收处理，造成线路积水、扣件锈蚀，给安全带来隐患。

2.3 维修方面

（1）加料机、喷洒装置笨重，修理需整体拆装，现场条件所限，需要多人配合施工，造成维修劳动强度大、修复时间长、效率低。

（2）设备部件老化、损坏快。橡胶密封耐腐蚀性差，老化损坏快；管路多、接头多、连接处结构复杂，液、水易渗漏；部分部件性能不良，质量差，故障多,致维修频次增多，增加维修工作量和支出成本，也影响生产。

（3）电器、控制系统复杂，专业要求高，维修人员经验不足、技能不熟练，致维修效率、质量较低。

3 技术改进措施

3.1 整合优化设备设计

（1）优化罐体和管道布局。减少一个清洗罐，利用储水罐代替，使储水罐起到储存、清洗二种水源之用，现有设备利用更充分；减少不必要管道、弯头、阀门，使布局更简洁、清晰、合理；配件、材料使用品牌产品，市场准入，比选采购，降低价格、保证质量。减少因配件、材料质量引起的问题、故障，保证设备正常运行，同时也降低成本支出。

（2）优化控制系统，提高设备自动化、智能化水平。既有抑尘喷洒控制系统虽能满足使用，但离整个作业过程真正自动化、智能化要求还很远。如：喷洒作业需人操作；抑尘液质量无联控；车号无识别和采集系统等。这都需要对现行系统进行升级和集成。首先解决喷洒作业自动化，对喷洒监视管理、中间控制、现场执行系统进行分工，使之能够在使用前对设备进行自检，当列车通过时，光电检测识别牵引机车通过后，发出信号给PLC控制传动减速箱，同时PLC控制计变频器，给定电机不同频率，进行流量和恒压的控制，实现自动喷洒和钩档停喷，并于车辆通过后自动切换清洗，真正实现喷洒全自动。同时加装抑尘液质量检测传感器，分析质量，并与整个系统PLC集成，形成联控。此外增加车号识别和采集系统，采用铁路现行车号识别系统，做到数据同步采集。这些都与可编程控制器（PLC）有关，随着PLC的向着大网络化、高的性能、好的兼容性和多功能发展，向下可以与多个PLC框架相连，向上可以与工业计算机、以太网、MAP网相连构成自动化集成系统，基本可以实现以上目的，真正实现从制液、喷洒、采集到监控全过程自动化、智能化。

（3）改进搅拌和喷洒装置。将搅拌装置由上置式改成沉入可调式搅拌，搅拌装置固定在罐体内壁滑道上,通过钢丝绳上下升降可调式搅拌,解决了电机震动故障多、搅拌不均匀的问题；根据设备地处黄淮地区南部，严寒天气时间较短且寒冷程度不太严重的实际情况，去除油汀液体电加热装置，换装陶瓷电加热带，使对喷式喷洒装置的重量大大减轻，方便了拆卸安装，仅用人力即可，减少了机械吊装卸对安全的影响；对列车通过速度超出设计规定的抑尘站,可增加一排喷头,加大喷头密度,提高单位喷洒量来达到抑尘液喷洒规定标准；摆臂式摆臂起升高度不够影响行车安全问题，可采取加高摆臂塔座使起升高度超出安全限界，并规定操作人员在此高度进行喷洒作业，避免了因起升高度不够产生的安全影响。

3.2 改进设备运用

（1）改进加料装置，加装皮带运输卷扬装置，方便高处下料口进料，减少人力劳动强度。调整水、料混合速比，使水流速度与抑尘剂预溶搅拌进度一致，保障抑尘液浓度达标。

（2）改进喷洒设备使用性能，解决摆臂前端下垂及倾斜问题。改变摆臂式喷洒装置螺栓连接、螺旋铜喷头为焊接、方形不锈钢喷头，改善了喷洒质量，减少了喷头因锈蚀、堵塞产生的故障频次，也降低了维修工作量和支出成本;针对摆臂升起后偏重及升降缸磨损和锈蚀造成摆臂前端下垂、倾斜问题，在摆臂后部增加配重，使支撑住两端保持平衡，或对原液压管路进行改造，在升降缸外壁与摆臂花架之间加装一个液压装置，进行支撑或拉平摆臂以解决摆臂前端下垂及倾斜问题。

（3）增建喷洒回流设施，抑尘液回流再利用。在线路两侧增设挡墙、排水沟、积水井，安装潜污泵、管道，将抑尘废液集中收集处理，避免对抑尘作业现场土地、铁路等环境污染，减少了浪费，节约了生产成本。

3.3 改进设备维修

（1）调整修理方式。采取现场总体拆装更换，回来场内分类修理方式，减少现场修理时间长、劳动强度大、安全系数小等不利因素，减少了现场环境、工具、材料等条件的制约，提高了修理效率，场内修复设备总体组装备用，实现下一次修理使用之良性循环。

（2）配齐配足易损件，增强设备维修和故障处理时效。根据使用周期，定期更换，减少配件引起的突发故障，提高了设备完好率，更好保证抑尘作业的正常进行；改进部件性能、结构及形式，提高部件质量，延长使用周期、减少故障频率、降低维修工作量及支出成本，例如：对水、液镀锌管路连接由法兰盘螺栓连接改进为管路直接焊接，即可避免法兰盘螺栓连接处橡胶密封周期性腐蚀，水、液渗漏问题。

（3）改进、提高维修技术能力，重点是针对目前维修短板、薄弱环节，加强对电控系统的学习、研究，提高对电气控制等系统的问题判断、修理技术水平，掌握电控方面核心技术，减少对设计、制造厂家的依赖，更好地保障抑尘作业的正常进行。

4 结束语

铁路煤炭运输抑尘是新型节能环保项目，通过几年的实践，在抑尘设备设计优化、运用和维修方面进行了有益的探索，尤其是在新建抑尘站设备购置安装和既有抑尘站设备运用、维护保养等方面进行了大胆改进和创新，确保了全局抑尘作业质量达标和作业安全有序可控，取得了较好的效果。随着国家节能环保要求越来越高，社会对煤炭铁路运输扬尘污染治理的期盼越来越强，优化抑尘设备设计布局，改进设备运用和维护，提高抑尘作业质量，降低煤炭运输过程中的污染和损失是铁路系统的责任和义务。

责任编辑：王华

来稿日期：2014-11-13