云立方采煤機干霧抑塵裝備噴霧除塵原理分析

時間：2020-01-05

 云立方DryFog“干霧抑塵”技術的初創(chuàng)理論是基于加拿大滑鐵盧大學與美國科羅拉多礦業(yè)學院共同于《Coal Age Magazine》（煤炭時代雜志）發(fā)表的題為“解決可吸入塵埃的控制”一文中提到的：水霧顆粒與塵埃顆粒大小相近時吸附、過濾、凝結的機率較大”。 
一、概述
 采煤機組的工作機構是螺旋截割滾筒，由它來完成綜采工藝的。裝有截齒的螺旋滾筒對著煤壁旋轉(zhuǎn)，截齒靠近煤壁并與煤壁接觸，煤壁受到截齒的擠壓而形成密實核，截齒深入煤壁，密實核進一步擴散并承受剪切力作用，當截齒離開煤壁時，密實核破碎而成粉末狀形成煤塵，截齒和滾筒也會在煤壁中研磨產(chǎn)生煤粉。此外，螺旋葉片與剝落下來的煤炭碰撞、摩擦，使煤炭被粉碎進一步產(chǎn)生粉塵。另外，工作面通風、滾筒旋轉(zhuǎn)以及被截割下落的煤形成的風流作用也會產(chǎn)生粉塵，這些粉塵處在工作面的主風流通道上，很容易呈懸浮狀態(tài)并隨著工作面風流向下風側(cè)擴散。因此，螺旋截割滾筒是采煤機生產(chǎn)作業(yè)時產(chǎn)生粉塵的較主要環(huán)節(jié)。
二、采煤機塵源分析
 在滾筒式采煤機割煤過程中，主導粉塵飛揚的采煤機滾筒的部位就是滾筒與煤壁不接觸的部分，即，滾筒暴露在煤壁空間中的部分。粉塵圍繞采煤機滾筒飛揚范圍起始于滾筒離開煤壁位置，沿滾筒旋轉(zhuǎn)方向，終止于滾筒截割上煤壁的位置。粉塵圍繞采煤機滾筒飛揚范圍由于受上、下滾筒的位置、滾筒自身旋轉(zhuǎn)方向和綜采工作面風流影響，上滾筒與下滾筒有區(qū)別，順風流和逆風流也不盡相同。對于背旋滾筒式采煤機而言，粉塵飛揚范圍下滾筒比上滾筒大，順風流比逆風流大。采煤機塵源位置示意圖，如圖1所示。
 當采煤機割煤時，滾筒與煤壁接觸部分幾乎沒有間隙，風道中的風流難以到達，產(chǎn)生的粉塵無法飛揚；滾筒離開煤壁的部分暴露于風道風流容易到達的煤壁空間，滾筒自身旋轉(zhuǎn)，使煤壁側(cè)風流場發(fā)生擾動，產(chǎn)生渦流區(qū)域，加之滾筒自身的拋擲效應使粉塵很容易飛揚到風流中，隨即順風流向下風側(cè)飄移。

	

三、采煤機外噴霧現(xiàn)狀分析
 噴霧降塵是采煤機廣泛采用的一種方法。滾筒式采煤機的噴霧降塵裝置普遍存在著噴嘴易堵塞或砸壞及噴霧安裝位置不當?shù)葐栴}，降塵效果都不好，未曾達到規(guī)程的要求，有的相差甚遠。
 目前，滾筒式采煤機外噴霧安裝位置一般有三個部位：采煤機背部、搖臂、截割電機固定框外側(cè)，如圖2所示。

	

 （1）噴霧安裝在采煤機搖臂上：當采煤機空載時，外噴霧效果非常好，搖臂周圍的噴霧能夠完全覆蓋全滾筒。當采煤機正常割煤時，噴嘴容易被滾筒旋出的煤炭覆蓋，霧流無法射出，無法覆蓋塵源，起不到降塵作用。當采煤機行進至工作面機頭、機尾、挑**刀或臥底時，噴嘴容易被損壞，使得供水壓力分布不均勻，損害的噴嘴霧化效果差且起卸壓作用，使完好的噴嘴壓力低不能霧化或堵塞，噴霧系統(tǒng)起不到應有作用。噴霧安裝在采煤機搖臂上的固定方式優(yōu)點是噴霧霧流方向能夠隨滾筒起落而改變霧流方向，其缺點是噴嘴易損壞和易被煤炭覆蓋。
 （2）噴霧安裝在采煤機背部：當采煤機搖臂與背部在同一個水平或**背部時，噴霧能夠覆蓋滾筒的一部分，但滾筒的較遠端和搖臂以下的部分根本無法覆蓋，此時只能覆蓋圖1所示塵源A的一部分且需要有效射程遠的噴嘴。當采煤機搖臂**背部時，噴霧幾乎罩不到滾筒的塵源，偶爾噴霧物流的外沿觸及塵源。當采煤機順風行進時，下滾筒粉塵順風飛揚與霧流碰撞捕集，上滾筒噴霧物流順風增加了與上滾筒粉塵碰撞的速度，降塵效果要好些。當采煤機逆風行進時，下滾筒粉塵順風飛揚，霧流幾乎無法捕集，上滾筒粉塵順風飛揚增加了與霧流碰撞幾率，結合圖1所示塵源位置和粉塵飛揚范圍，此時降塵效果遠不如順風行進。采煤機背部噴霧較大缺點是噴霧霧流方向不能隨搖臂起落改變霧流方向，且易被片幫煤掩埋，降塵效果難以保證。其較大優(yōu)點是易采取防碰撞和防掩埋措施，保持噴霧的霧化作用。
 （3）噴霧安裝在截割電機固定框外側(cè)：這種固定方式避免了上述兩種安裝方式的缺點，但多數(shù)安裝在截割電機固定框外側(cè)的噴霧，存在三方面的缺點：一是安裝位置偏上（如圖2中Ⅰ的位置）與安裝背部情況類似，也就存在滾筒下半部無法覆蓋的缺點；二是安裝位置靠近搖臂（如圖2中Ⅱ的位置），受搖臂的阻擋影響較大?？刂茲L筒上部的噴嘴，霧流射出即大部分被搖臂阻擋不能覆蓋滾筒上部?？刂茲L筒遠端的噴嘴，霧流近似于平行搖臂射出，一部分霧流噴射到搖臂上，剩下的霧流部分代霧滴速度降為零，仍然不能到達煤壁塵且覆蓋滾筒遠端；三是安裝在截割電機固定框外側(cè)噴霧的噴頭均屬于同一型號，其覆蓋范圍的橫斷面近似圓形，然而采煤機粉塵飛揚范圍的橫斷面為不規(guī)則的橢圓形，有遠點和近點之分，噴頭有效射程控制遠點，近點粉塵控制效果差，相反，則遠點效果差。
四、結論
 基于上述采煤機塵源、粉塵飛揚范圍和外噴霧存在缺陷的分析結果，采煤機外噴霧的改進需要從以下幾個方面考慮：
 1、采煤機外噴霧的控制范圍要覆蓋粉塵飛揚范圍近點和遠點。即：在同樣的壓力下，可以采用有效射程不同的噴霧頭分別控制粉塵飛揚范圍遠點和近點。
 2、外噴霧的安裝位置選擇須避開采煤機工作煤炭的掩埋區(qū)域；
 3、外噴霧的安裝位置選擇須隨采煤機滾筒的移動而移動。
 對于電牽引機組而言，外噴霧安裝位置如圖2中Ⅲ的位置較好，理論上可以滿足結論中*2和3點的要求。需要進一步做的工作有：1）需要在截割電機固定框外側(cè)焊接外噴霧固定裝置，其長度盡量向老塘側(cè)延伸，以不影響正常割機頭、機尾、臥底以及電纜拖動為準；2）采煤機外噴霧噴頭選擇不同射程的噴霧嘴。

詞條
詞條說明
云立方微米級干霧抑塵裝備的重要組成部分
云立方微米級干霧抑塵裝備微米級干霧抑塵裝置的組成部分主要有微米級干霧機、螺桿式空氣壓縮機、配電箱、水氣分配器、水氣連接管線、儲氣罐、電伴熱帶、控制信號線、萬向節(jié)噴霧器總成組成。 ①微米級干霧機：干霧抑塵機由流量控制系統(tǒng)、多功能控制系統(tǒng)和電控系統(tǒng)構成，采用IP55級防護標準。面板上有氣、水壓力表和電控系統(tǒng)按鈕，且設有集成化編程的電控模塊實現(xiàn)自動控制。 ②螺桿式空氣壓縮機：為干霧抑塵系統(tǒng)提供標準的
云立方DryFog采煤機干霧抑塵裝備詳解
采煤面產(chǎn)塵量較大的是采煤機截煤產(chǎn)塵，當采煤機截煤時，沿工作面傾向隨時移動而無法罩封塵源，同時受風流影響，滾筒截煤產(chǎn)生的粉塵容易擴散到行人道一側(cè)，必須對其進行有效治理，采煤機高壓外干霧抑塵根據(jù)采面實際情況，在采煤機原有外噴霧的基礎上，通過對原有供水管路和噴嘴等進行改造和更換，提高采煤機外干霧抑塵工作壓力，實現(xiàn)采煤機高壓外干霧抑塵，采煤機高壓外干霧抑塵如圖所示，采煤機截煤時，高壓外噴霧產(chǎn)生的霧流從平
捕塵水霧的凝并沉降
微細水霧捕集呼吸性粉塵,無論是液滴還是粉塵,粒徑都很小。即使粉塵被水霧濕潤后粒徑、質(zhì)量均增大,也不易從氣流中分離出來,較何況還有一些未被濕潤的粒子存在。若能通過某些作用讓呼吸性粉塵、水霧粒以及含塵水霧粒之間相互接觸而凝并成較大顆粒,就容易實現(xiàn)沉降分離。根據(jù)浮游物相互接觸所需條件來看,凝并的發(fā)生可有多種途徑,如聲波凝聚、冷凝凝并、動力凝并與沉降等。 (1)聲波凝聚。聲場中,聲波引起的振動會使粒徑、
云立方干霧抑塵噴嘴型式分類
水霧噴嘴是灑水噴槍的執(zhí)行元件，其作用是通過水霧噴嘴內(nèi)孔橫截面的收縮，將高壓水的壓力能聚集起來，并轉(zhuǎn)化為動能.最后以高速水射流的形式向外噴出，用以對物料進行清洗、破碎或切翻。水霧噴嘴型式，按形狀分有圓柱形水霧噴嘴、扇形水霧噴嘴、異形水霧噴嘴等，按孔數(shù)分有單孔水霧噴嘴、多孔水霧噴嘴;水霧噴嘴型式，按壓力分有低壓水霧噴嘴、高壓水霧噴嘴、**高壓水霧噴嘴等。本節(jié)按形狀分類介紹水霧噴嘴的類型。 ( 1)圓