專利名稱：微米級(jí)自適應(yīng)噴霧抑塵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種除塵抑塵系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
粉塵產(chǎn)生于工礦企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)如鉆眼、爆破、掘進(jìn)截割、放頂煤、建筑施工、水泥生產(chǎn)、露天礦采場(chǎng)采剝、破碎、選礦和篩選，以及礦料的各個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)。一般從礦山輸出的各種礦石多采用集中轉(zhuǎn)運(yùn)到中轉(zhuǎn)站，然后由中轉(zhuǎn)站再次分配轉(zhuǎn)運(yùn)給最終用戶，在多次轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程中，各種礦石會(huì)在轉(zhuǎn)接點(diǎn)處(如輸煤皮帶轉(zhuǎn)載、篩分塔、混料車(chē)間、 落料口、裝卸料口等)產(chǎn)生大量的粉塵污染，導(dǎo)致嚴(yán)重的空氣污染和礦石損耗。生產(chǎn)作業(yè)人員長(zhǎng)期在高濃度粉塵環(huán)境中工作，會(huì)吸入大量微細(xì)粉塵，嚴(yán)重危害人體健康，引發(fā)煤肺病和煤硅肺病等職業(yè)病。因此必須采取有效措施對(duì)煤礦粉塵進(jìn)行控制。目前針對(duì)轉(zhuǎn)接點(diǎn)處的抑塵除塵方法主要分為干式除塵和濕式除塵兩大類(lèi)。干式除塵主要以布袋除塵和靜電除塵為代表；濕式除塵以噴淋/噴霧除塵為代表。干式除塵一般采用負(fù)壓吸入原理，通過(guò)負(fù)壓風(fēng)機(jī)將灰塵和空氣的混合氣體經(jīng)過(guò)管道抽入到除塵容器內(nèi)，通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)或靜電將粉塵和空氣分離，處理過(guò)的空氣由除塵容器經(jīng)負(fù)壓風(fēng)機(jī)抽出排入大氣，灰塵落入灰塵庫(kù)中。干式除塵容易結(jié)垢，抗靜電效果差，不阻燃，長(zhǎng)期使用除塵效果下降明顯，除塵器需要定期清理沉淀的灰塵，容易產(chǎn)生二次污染，設(shè)備老化快， 維護(hù)成本高，維修工作量大，使用壽命短，綜合治理效果差。濕式除塵法主要以噴淋/噴霧除塵為代表。濕式除塵是在皮帶導(dǎo)槽或轉(zhuǎn)接點(diǎn)等位置加裝噴淋裝置，使礦石濕潤(rùn)達(dá)到不易起塵的效果，該方法主要缺點(diǎn)是耗水量大，水量控制不好容易產(chǎn)生大量污水，導(dǎo)致二次污染。無(wú)論采用干濕除塵或是濕式除塵方式，現(xiàn)有設(shè)備只能按照出廠設(shè)定值在進(jìn)行工作，無(wú)法根據(jù)特定現(xiàn)場(chǎng)的粉塵濃度和粉塵除塵效果進(jìn)行除塵參數(shù)調(diào)整，因此難以廣泛應(yīng)用于各種除塵現(xiàn)場(chǎng)。例如，設(shè)備安裝到某一個(gè)特定用戶除塵現(xiàn)場(chǎng)，往往需要設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)單位去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行多次調(diào)試，在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)用戶的除塵特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)試，往往需要多次更換噴頭、調(diào)整參數(shù)，甚至重新布置噴頭的位置、改變噴頭的數(shù)量等，該除塵設(shè)計(jì)方式給銷(xiāo)售、安裝、調(diào)試等各個(gè)環(huán)節(jié)造成巨大困擾。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種微米級(jí)自適應(yīng)噴霧抑塵系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)除塵效果不佳、除塵設(shè)備調(diào)試繁瑣等問(wèn)題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下微米級(jí)自適應(yīng)噴霧抑塵系統(tǒng)，包括輸水管路和分布于抑塵區(qū)域的多個(gè)噴頭，該微米級(jí)自適應(yīng)噴霧抑塵系統(tǒng)還包括PLC、輸水流量控制單元、柱塞泵、空氣壓縮機(jī)、分布于抑塵區(qū)域的多個(gè)激光顆粒傳感器和粉塵濃度傳感器；其中輸水流量控制單元經(jīng)輸水管路與各個(gè)噴頭相連，輸水流量控制單元、柱塞泵以及空氣壓縮機(jī)的控制信號(hào)輸入端均通過(guò)信號(hào)線與
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說(shuō)明書(shū)
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PLC相連；所述噴頭均為組合式噴頭，由單相液體噴嘴和氣液兩相噴嘴組成，所述氣液兩相噴嘴除與輸水管路相接外，還通過(guò)氣管與空氣壓縮機(jī)相連。上述輸水管路和氣管上最好再分別設(shè)置高壓泄壓閥。上述抑塵區(qū)域的外圍還設(shè)置有除塵效果評(píng)估傳感器，該除塵效果評(píng)估傳感器的輸出端也與PLC連接，PLC內(nèi)設(shè)置有報(bào)警模塊；這樣，通過(guò)采集逸散粉塵的濃度，對(duì)除塵效果做出評(píng)估，超出預(yù)警閥值，則報(bào)警提醒，人工介入處理。上述PLC還與上位機(jī)及工業(yè)顯示屏連接。采用觸摸式工業(yè)顯示屏，與PLC通過(guò)信號(hào)線相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)參數(shù)的查看、修改等功能。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、基于工業(yè)總線的分布式控制，自動(dòng)化程度高，操作方便；2、采用模塊化設(shè)計(jì)，能夠隨時(shí)改變抑塵區(qū)域大小，方便安裝及管理；3、除塵工作范圍可調(diào)節(jié)，能夠自適應(yīng)對(duì)5 150微米的粉塵實(shí)現(xiàn)良好的除塵效果；4、通過(guò)水霧粒徑的閉環(huán)檢測(cè)和控制，實(shí)現(xiàn)除塵過(guò)程的自適應(yīng)調(diào)節(jié)；5、基于人工智能自適應(yīng)學(xué)習(xí)功，降低設(shè)備調(diào)試時(shí)間及人工成本，以最經(jīng)濟(jì)的方式實(shí)現(xiàn)最佳的除塵效果；6、節(jié)省用水量和電量。

圖1為本實(shí)用新型邏輯結(jié)構(gòu)圖。圖2為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖(剖視示意)。圖3為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖(俯視示意)。
具體實(shí)施方式
PLC可編程邏輯控制器為本實(shí)用新型微米級(jí)自適應(yīng)噴霧抑塵系統(tǒng)的控制核心，完成對(duì)各個(gè)傳感器信號(hào)的采集、相關(guān)算法運(yùn)算，以及對(duì)空氣壓縮機(jī)和柱塞泵開(kāi)關(guān)控制、噴頭流量控制等。PLC可編程邏輯控制器與空氣壓縮機(jī)、柱塞泵、各傳感器和液體流量控制器連接， 實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集和相關(guān)設(shè)備的控制功能?？諝鈮嚎s機(jī)與高壓泄壓閥和各噴頭連接，實(shí)現(xiàn)為噴頭提供恒定壓力的壓縮空氣。 空氣壓縮機(jī)與PLC可編程邏輯控制器連接，由PLC通過(guò)信號(hào)線控制空氣壓縮機(jī)的開(kāi)始工作和停止工作。柱塞泵與通過(guò)高壓泄壓閥與管道相連，管道與各噴頭連接，實(shí)現(xiàn)為噴頭提供穩(wěn)定壓力的水流。柱塞泵與PLC連接，由PLC通過(guò)信號(hào)線控制柱塞泵的開(kāi)始工作和停止工作。激光顆粒度傳感器與PLC可編程邏輯控制器連接，實(shí)時(shí)的將粉塵或水霧的顆粒尺寸以電流的形式傳遞給PLC，實(shí)現(xiàn)對(duì)粉塵污染區(qū)域的顆粒尺寸的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。粉塵濃度傳感器與PLC可編程邏輯控制器連接，實(shí)時(shí)的將粉塵濃度數(shù)據(jù)以電流的形式傳遞給PLC，實(shí)現(xiàn)對(duì)粉塵污染區(qū)域的粉塵濃度的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。液體流量控制器通過(guò)信號(hào)線與PLC可編程邏輯控制器相連，將PLC可編程邏輯控制器的不同強(qiáng)度電信號(hào)轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的液體流量。每個(gè)液體流量控制器單獨(dú)可控，可以實(shí)現(xiàn)同一區(qū)域不同濃度粉塵的實(shí)時(shí)控制。組合式噴頭由兩組噴頭構(gòu)成，其中兩個(gè)噴頭為氣液兩相噴頭，另外一個(gè)個(gè)為液體單相噴頭。組合式噴頭通過(guò)液體流量控制器與水管、柱塞泵連接，通過(guò)氣管與空氣壓縮機(jī)連接，主要用來(lái)消除小顆粒粉塵。液體單相噴頭通過(guò)液體流量控制器與高壓水管和柱塞泵相連，用來(lái)消除大顆粒粉塵。粉塵評(píng)估傳感器通過(guò)信號(hào)線與PLC可編程邏輯控制器相連，用以采集逸散粉塵的濃度，對(duì)除塵效果做出評(píng)估。如圖2、圖3所示，本實(shí)用新型的設(shè)備(微米級(jí)自適應(yīng)噴霧抑塵系統(tǒng))由組合式噴頭、激光顆粒傳感器、粉塵濃度傳感器、PLC可編程邏輯控制器、人機(jī)交互界面、空氣壓縮機(jī)、 柱塞泵、信號(hào)線、輸水管路、高壓泄壓閥、系統(tǒng)組成。1 氣液兩相噴嘴，通過(guò)水管和液體流量器相連，產(chǎn)生消除粉塵的微米級(jí)水霧；2 單相液體噴嘴，通過(guò)水管和液體流量器相連，產(chǎn)生消除大顆粒粉塵的水霧；3 粉塵濃度傳感器，通過(guò)信號(hào)線和PLC可編程邏輯處理前相連，用以檢測(cè)粉塵濃度；4 激光顆粒傳感器，通過(guò)信號(hào)線和PLC可編程邏輯處理前相連，用以檢測(cè)大顆粒粉塵；5 除塵效果評(píng)估傳感器，通過(guò)信號(hào)線和PLC可編程邏輯處理前相連，用以檢測(cè)除塵 區(qū)域?yàn)榉蹓m濃度；6 =PLC可編程邏輯控制器，通過(guò)信號(hào)線和個(gè)傳感器相連，通過(guò)信號(hào)線和柱塞泵繼電器相連，通過(guò)信號(hào)線和空氣壓縮機(jī)繼電器相連，通過(guò)信號(hào)線和人機(jī)界面相連；7 人機(jī)界面，通過(guò)信號(hào)線和PLC可編程處理器相連，用以查看和編輯各個(gè)參數(shù)；8 柱塞泵，通過(guò)高壓輸水管路好液體流量控制器相連，通過(guò)電源線和柱塞泵繼電器相連，為系統(tǒng)提供充足的水量；9 空氣壓縮機(jī)，通過(guò)高壓輸水管路好液體流量控制器相連，通過(guò)電源線和空氣壓縮機(jī)繼電器相連，為組合式噴頭提供充足的高壓空氣；10 報(bào)警器，通過(guò)信號(hào)線和PLC可編程邏輯處理器相連，用以警告除塵效果不達(dá)標(biāo)；11 高壓泄壓閥，通過(guò)管路和空氣壓縮機(jī)相連，通過(guò)管路和柱塞泵相連，防止管路壓力過(guò)高發(fā)生意外；12 液體流量控制器，通過(guò)信號(hào)線和PLC可編程邏輯處理器相連，通過(guò)管路和噴嘴相連，用以實(shí)時(shí)控制噴頭噴出的水霧流量。設(shè)備工作時(shí)，每個(gè)獨(dú)立單元的粉塵濃度傳感器檢測(cè)到粉塵數(shù)據(jù)，通過(guò)信號(hào)線發(fā)送到PLC可編程邏輯控制器中，PLC可編程邏輯控制器通過(guò)算法計(jì)算后對(duì)與之對(duì)應(yīng)的液體流量控制器發(fā)出不同強(qiáng)度的電信號(hào)。液體流量控制器收到電信號(hào)后，將不同強(qiáng)度的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的流量，最終達(dá)到子單元區(qū)域粉塵消除的目標(biāo)。每個(gè)獨(dú)立單元的激光顆粒傳感器檢測(cè)到空氣中的粉塵或水霧的顆粒尺寸信息并將該信息發(fā)送到PLC可編程邏輯控制器中。PLC可編程邏輯控制器通過(guò)算法計(jì)算后對(duì)與之對(duì)應(yīng)的液體流量控制器發(fā)出不同強(qiáng)度的電信號(hào)。液體流量控制器收到電信號(hào)后，將不同強(qiáng)度的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的流量，最終達(dá)到子單元區(qū)域大顆粒粉塵消除的目標(biāo)。[0046]除塵效果評(píng)估傳感器檢測(cè)抑塵區(qū)域外圍的粉塵濃度，并將該濃度信息發(fā)送到PLC 可編程邏輯控制器中。PLC可編程邏輯控制器通過(guò)將該信號(hào)與設(shè)定閾值信號(hào)對(duì)比，一旦該信號(hào)超過(guò)閾值信號(hào)，該設(shè)備報(bào)警裝置啟動(dòng)，通過(guò)人工干預(yù)方式降低抑塵區(qū)域的粉塵濃度。由于除塵水霧的顆粒大小對(duì)除塵抑塵有明顯的影響，除塵水霧尺寸與粉塵顆粒尺寸相當(dāng)時(shí)，除塵效果最好，而傳統(tǒng)的除塵系統(tǒng)為單一噴頭，即系統(tǒng)中水霧僅由一種噴頭產(chǎn)生，對(duì)于單一尺寸粉塵尚有明顯抑塵效果，但是對(duì)于尺寸變化較大的粉塵則抑塵除塵效果就會(huì)大打折扣。本系統(tǒng)針對(duì)不同顆粒大小的粉塵采取不同的除塵方式，對(duì)微小粉塵采用氣液混合體對(duì)其除塵，對(duì)大顆粒粉塵采用水霧對(duì)其進(jìn)行除塵。該系統(tǒng)配備的傳感器可以實(shí)時(shí)檢測(cè)不同區(qū)域不同尺寸的粉塵濃度信息，PLC處理器可以對(duì)每個(gè)獨(dú)立區(qū)域粉塵濃度獨(dú)立控制；系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，能夠靈活適用不同除塵面積，簡(jiǎn)化安裝過(guò)程，降低安裝成本；設(shè)備調(diào)試過(guò)程采用人工智能方式，大大簡(jiǎn)化調(diào)試工作量，降低調(diào)試人工成本；每個(gè)除塵模塊獨(dú)立可控，能夠有效減少水量的使用，降低單位面積除塵電量消耗。該實(shí)用新型在實(shí)際使用過(guò)程中能夠有效消除現(xiàn)場(chǎng)粉塵，能夠有效抑制10 μ m以下可吸入粉塵逸散，與此同時(shí)對(duì)于大于20 μ m的粉塵也能夠得到有效的控制。經(jīng)過(guò)檢測(cè)10 μ m 以下可吸入粉塵治理效果達(dá)到98%，能夠有效避免矽肺病的發(fā)生；該設(shè)備耗水量少，用水量是傳統(tǒng)設(shè)備的40%，物料濕度增加重量比約為0. 0. 3%，對(duì)物料物理性質(zhì)無(wú)明顯影響；該設(shè)備能夠有效節(jié)約電力，相同環(huán)境的單位時(shí)間耗電量約為傳統(tǒng)設(shè)備的60%，具有明顯的節(jié)能效果；該設(shè)備安裝調(diào)試時(shí)間短，安裝調(diào)試過(guò)程小于兩天，具有傳統(tǒng)設(shè)備所無(wú)法比擬的優(yōu)越性；該實(shí)用新型應(yīng)用面廣，廣泛用于煤炭、火力發(fā)電、水泥廠、卸料口等地。
權(quán)利要求1.微米級(jí)自適應(yīng)噴霧抑塵系統(tǒng)，包括輸水管路和分布于抑塵區(qū)域的多個(gè)噴頭，其特征在于該微米級(jí)自適應(yīng)噴霧抑塵系統(tǒng)還包括PLC、輸水流量控制單元、柱塞泵、空氣壓縮機(jī)、 分布于抑塵區(qū)域的多個(gè)激光顆粒傳感器和粉塵濃度傳感器；其中輸水流量控制單元經(jīng)輸水管路與各個(gè)噴頭相連，輸水流量控制單元、柱塞泵以及空氣壓縮機(jī)的控制信號(hào)輸入端均通過(guò)信號(hào)線與PLC相連；所述噴頭均為組合式噴頭，由單相液體噴嘴和氣液兩相噴嘴組成，所述氣液兩相噴嘴除與輸水管路相接外，還通過(guò)氣管與空氣壓縮機(jī)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微米級(jí)自適應(yīng)噴霧抑塵系統(tǒng)，其特征在于所述輸水管路和氣管上還分別設(shè)置有高壓泄壓閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微米級(jí)自適應(yīng)噴霧抑塵系統(tǒng)，其特征在于所述抑塵區(qū)域的外圍還設(shè)置有除塵效果評(píng)估傳感器，該除塵效果評(píng)估傳感器的輸出端也與PLC連接，PLC內(nèi)設(shè)置有報(bào)警模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微米級(jí)自適應(yīng)噴霧抑塵系統(tǒng)，其特征在于所述PLC還與上位機(jī)及工業(yè)顯示屏連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種微米級(jí)自適應(yīng)噴霧抑塵系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)除塵效果不佳、除塵設(shè)備調(diào)試繁瑣等問(wèn)題。本系統(tǒng)針對(duì)不同顆粒大小的粉塵采取不同的除塵方式，對(duì)微小粉塵采用氣液混合體對(duì)其除塵，對(duì)大顆粒粉塵采用水霧對(duì)其進(jìn)行除塵。該系統(tǒng)配備的傳感器可以實(shí)時(shí)檢測(cè)不同區(qū)域不同尺寸的粉塵濃度信息，PLC處理器可以對(duì)每個(gè)獨(dú)立區(qū)域粉塵濃度獨(dú)立控制；系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，能夠靈活適用不同除塵面積，簡(jiǎn)化安裝過(guò)程，降低安裝成本；設(shè)備調(diào)試過(guò)程采用人工智能方式，大大簡(jiǎn)化調(diào)試工作量，降低調(diào)試人工成本；每個(gè)除塵模塊獨(dú)立可控，能夠有效減少水量的使用，降低單位面積除塵電量消耗。
文檔編號(hào)E21F5/04GK202140108SQ20112023614
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者孫慶新, 李小勇, 王永民 申請(qǐng)人:李小勇