自制洗轮机在煤炭码头的应用

张广超　于　伟　徐远良

徐州高铁港务投资有限公司



自制洗轮机在煤炭码头的应用

张广超于伟徐远良

徐州高铁港务投资有限公司

针对成品洗轮机存在冲洗不彻底、冲洗用水污染严重、自动控制不可靠、故障率高、维修费用大等问题，自主设计制作了冲洗彻底、冲洗用水能循环使用且具有无人值守、自动化程度高、维护少等优点的洗轮机，在煤炭码头极具推广应用价值。

洗轮机； 煤炭码头

1　前言

徐州港是全国28个内河主要港口之一，是国家“北煤南运”和“西煤东运”的重要中转枢纽。顺堤河作业区是徐州港的核心港区，承担徐州港70%以上的煤炭运输任务，由徐州高铁港务投资有限公司建设、管理和运营。其中一期工程为汽车进煤，建有12个2 000 t级煤炭装船泊位，设计年吞吐量1 300万t。

随着煤炭中转量的不断增加，扬尘污染问题也逐步暴露出来，整个港区货场四周建有防风抑尘网和高压喷淋装置，大型设备上设置了干雾除尘系统，然而运煤车辆驶出货场时，车轮上带出的煤尘、煤灰、煤泥造成港区4 km道路严重污染，车辆驶过时产生大量扬尘。要解决这一环保问题，必须将运煤车辆车轮上的附着物清理干净。

2　方案设计

针对现有洗轮机的弊端，通过分析、论证，认为自制洗轮机应满足以下要求：

(1)冲洗车轮要彻底，否则污染道路会更严重。

(2)冲洗车轮产生的污物要便于清理，污水要便于收集处理，洗轮机的用水要能循环使用。

(3)自动控制系统要稳定可靠。

(4) 整体结构要简单、故障率要低，既要考虑设备的实用性，又要考虑建设的低成本。

(5) 冲洗区域应有效隔离，避免二次污染。

根据上述要求，提出如下设计方案：

(1)洗轮机总体布置方案。洗轮机设置在货场的出口处，运煤车辆驶出货场、进入港区道路前必须经过洗轮机，从源头切断污染源。整个洗轮机由冲洗区、沥水区、清水蓄水池、一级沉淀池、二级沉淀池、电气控制系统、高压冲洗水泵、污水泵及其管路喷嘴组成，总体布置方案见图1。

图1　洗轮机平面布置图

为使洗轮效果更好，加长了冲洗区，可冲洗区域长达到8 m，车轮可在此区域行驶2圈，冲洗更彻底；为避免车轮上的残余水被带入道路，增设了沥水区，同样采用8 m的长度，可供车轮行驶2圈，最大程度减少车轮上的残余水。

(2)车辆洗轮流程设计。车辆缓慢行驶进入洗轮机，双光束红外对射探测器动作，高压冲洗水泵启动，形成的高压水流经管路从设置在冲洗区的喷嘴喷出冲洗车轮，车辆在冲洗区域缓慢行驶，水泵延时40 s(可调节)后停止，车辆缓慢行驶进入沥水区域沥下车轮上的残余水，最后驶入港区道路。

(3)循环用水解决方案。顺堤河作业区为绿色低碳示范港口，港区内建有散货污水集中处理系统，见图2。该系统收集港区的雨水、污水进行集中处理，循环使用。洗轮机利用该系统处理洗车的污水，既节约了水资源，又能保证用水质量。

图2　循环用水流程

从图2看，来自港区除尘管路的中水经浮球阀自动进入洗轮机清水蓄水池，高压冲洗水泵启动，通过管路和喷嘴形成高压水流冲洗车轮，所产生的污水污物和沥水区的残余水，通过洗轮机基础的坡度设计自流至一级沉淀池，沉淀后进入二级沉淀池。经过两次沉淀，除去污物的污水经污水泵强排至港区排水沟进入散货污水集中处理系统，处理后形成中水，再通过港区除尘管路进入洗轮机清水蓄水池循环使用。定期对两个沉淀池的污物进行清理，保证沉淀处理效果。

3　具体实施

(1)水泵选用。整个自制洗轮机共设置2台水泵，其中清水蓄水池内设置一台WQ型潜水泵作为高压冲洗水泵。为满足冲洗区212只喷嘴喷射高压水流的需要，选用的水泵流量为100 m3/h，扬程为40 m，功率为22 kW，水泵出口通径100 mm；另一台水泵设置在二级沉淀池内，负责将沉淀过的污水排至港区排水沟，采用YW型液下排污泵，流量100 m3/h，扬程15 m，功率7.5 kW，双管、带网罩，水泵出口通径100 mm。由于污水含硫等易腐蚀物质，污水泵的轴、叶轮等均采用304不锈钢材质。

(2)电气控制。电气系统采用先进的PLC控制，确保整个系统稳定可靠。高压冲洗水泵采用双光束红外对射探测器自动启动、PLC延时停止，双光束红外对射探测器动作可靠，不受灰尘、雨水、振动等因素影响，且价格低廉、故障率低。污水泵的启停采用浮球开关控制，水位到上限启动，到下限停止。两台水泵均设置低水位保护装置，当水位过低时，水泵将停止工作。

(3)承载基础。综合考虑运煤车辆的车型和载重量，确定洗轮机承载基础尺寸长31 m、宽4.8 m，其中长度方向包括入口段5 m、冲洗段8 m、过渡段5 m、沥水段8 m、出口段5 m。设计基础承载为120 t，双层钢筋混凝土结构，满足重车载荷要求。冲洗区和沥水区采用角钢包边设计，保证格栅板放置不损伤基础，延长基础使用寿命。基础下部的排水槽采用大坡度设计，便于冲洗下的污水污物能自流进入沉淀池。

(4)防护装置。为搞好洗轮机区域的环境，避免冲洗水外流，洗轮机两侧设置了250 mm×250 mm的挡水坎，入口段和出口段采用坡度设计，同时在冲洗区两侧设置了长8 m、高3 m的挡水板(见图3)，形成一个相对封闭的空间，有效避免冲洗车辆的水流反弹，洗轮机周边环境不受任何影响。同时，为防止车辆碰撞洗轮机两侧的管路及喷嘴，在管路内侧设置了防护栏杆。

图3　洗轮机剖面图

(5)重载格栅板。冲洗区和沥水区设置重载格栅板，既要保证重车碾压的强度，又要考虑冲洗的污水污物能够顺利流到下部排水槽，综合考虑选用100 mm×10 mm的扁铁拼焊制作而成，格板间距50 mm，整个格栅板长宽高为1 600 mm×1 300 mm×100 mm，自重400 kg，共计20块。

4　结语

洗轮机从2014年8月建成使用至今，冲洗效果好，自动化程度高、维护少等优点，受到各方好评，在煤炭码头极具推广应用价值。

张广超：221100, 江苏省徐州市铜山区柳新镇

Application of Self-Made Rinse Wheel Machine in Coal Wharf

Zhang GuangchaoYu WeiXu Yuanliang

Xuzhou High-speed Rail&Port Investment Co., Ltd.

Aiming at solving the problems of finished rinse wheel machine that the washing is incompletely and there presents rinse water pollution, unreliable automatic control, high failure rate and large maintenance costs, this paper designs a novel type of rinse wheel machine, which presents advantages of rinsing thoroughly, rinsing water recyclable, unattended, high degree of automation and less maintenance cost. In actual production, it shows great promotional value in coal wharf.

rinse wheel machine; coal wharf

2016-05-06

10.3963/j.issn.1000-8969.2016.05.015