矿山工地降温除尘全自动雾炮机大量供应

一、矿山工地降温除尘全自动雾炮机大量供应概述

雾炮机组的工作机构是螺旋截割滚筒，由它来完成综采工艺的。矿山工地降温除尘全自动雾炮机大量供应装有截齿的螺旋滚筒对着煤壁旋转，截齿靠近煤壁并与煤壁接触，煤壁受到截齿的挤压而形成密实核，截齿深入煤壁，密实核进一步扩散并承受剪切力作用，当截齿离开煤壁时，密实核破碎而成粉末状形成煤尘，截齿和滚筒也会在煤壁中研磨产生煤粉。此外，螺旋叶片与剥落下来的煤炭碰撞、摩擦，使煤炭被粉碎进一步产生粉尘。另外，工作面通风、滚筒旋转以及被截割下落的煤形成的风流作用也会产生粉尘，这些粉尘处在工作面的主风流通道上，很容易呈悬浮状态并随着工作面风流向下风侧扩散。因此，螺旋截割滚筒是雾炮机生产作业时产生粉尘的主要环节。

二、矿山工地降温除尘全自动雾炮机大量供应尘源分析

    在雾炮机割煤过程中，主导粉尘飞扬的雾炮机滚筒的部位就是滚筒与煤壁不接触的部分，即，滚筒暴露在煤壁空间中的部分。粉尘围绕雾炮机滚筒飞扬范围起始于滚筒离开煤壁位置，沿滚筒旋转方向，终止于滚筒截割上煤壁的位置。粉尘围绕雾炮机滚筒飞扬范围由于受上、下滚筒的位置、滚筒自身旋转方向和综采工作面风流影响，上滚筒与下滚筒有区别，顺风流和逆风流也不尽相同。对于背旋滚筒式雾炮机而言，粉尘飞扬范围下滚筒比上滚筒大，顺风流比逆风流大。

    当雾炮机割煤时，滚筒与煤壁接触部分几乎没有间隙，风道中的风流难以到达，产生的粉尘无法飞扬；滚筒离开煤壁的部分暴露于风道风流容易到达的煤壁空间，滚筒自身旋转，使煤壁侧风流场发生扰动，产生涡流区域，加之滚筒自身的抛掷效应使粉尘很容易飞扬到风流中，随即顺风流向下风侧飘移。

三、雾炮机外喷雾现状分析

喷雾降尘是雾炮机广泛采用的一种方法。滚筒式雾炮机的喷雾降尘装置普遍存在着喷嘴易堵塞或砸坏及喷雾安装位置不当等问题，降尘效果都不好，未曾达到规程的要求，有的相差甚远。

    目前，滚筒式雾炮机外喷雾安装位置一般有三个部位：雾炮机背部、摇臂、截割电机固定框外侧。

（1）喷雾安装在雾炮机摇臂上：当雾炮机空载时，外喷雾效果非常好，摇臂周围的喷雾能够完全覆盖全滚筒。当雾炮机正常割煤时，喷嘴容易被滚筒旋出的煤炭覆盖，雾流无法射出，无法覆盖尘源，起不到降尘作用。当雾炮机行进至工作面机头、机尾、挑顶刀或卧底时，喷嘴容易被损坏，使得供水压力分布不均匀，损害的喷嘴雾化效果差且起卸压作用，使完好的喷嘴压力低不能雾化或堵塞，喷雾系统起不到应有作用。喷雾安装在雾炮机摇臂上的固定方式优点是喷雾雾流方向能够随滚筒起落而改变雾流方向，其缺点是喷嘴易损坏和易被煤炭覆盖。

（2）喷雾安装在雾炮机背部：当雾炮机摇臂与背部在同一个水平或高于背部时，喷雾能够覆盖滚筒的一部分，但滚筒的远端和摇臂以下的部分根本无法覆盖，此时只能覆盖图1所示尘源A的一部分且需要有效射程远的喷嘴。当雾炮机摇臂低于背部时，喷雾几乎罩不到滚筒的尘源，偶尔喷雾物流的外沿触及尘源。当雾炮机顺风行进时，下滚筒粉尘顺风飞扬与雾流碰撞捕集，上滚筒喷雾物流顺风增加了与上滚筒粉尘碰撞的速度，降尘效果要好些。当雾炮机逆风行进时，下滚筒粉尘顺风飞扬，雾流几乎无法捕集，上滚筒粉尘顺风飞扬增加了与雾流碰撞几率，结合图1所示尘源位置和粉尘飞扬范围，此时降尘效果远不如顺风行进。雾炮机背部喷雾缺点是喷雾雾流方向不能随摇臂起落改变雾流方向，且易被片帮煤掩埋，降尘效果难以保证。其优点是易采取防碰撞和防掩埋措施，保持喷雾的雾化作用。

（3）喷雾安装在截割电机固定框外侧：这种固定方式避免了上述两种安装方式的缺点，但多数安装在截割电机固定框外侧的喷雾，存在三方面的缺点：一是安装位置偏上与安装背部情况类似，也就存在滚筒下半部无法覆盖的缺点；二是安装位置靠近摇臂，受摇臂的阻挡影响较大。控制滚筒上部的喷嘴，雾流射出即大部分被摇臂阻挡不能覆盖滚筒上部。控制滚筒远端的喷嘴，雾流近似于平行摇臂射出，一部分雾流喷射到摇臂上，剩下的雾流部分代雾滴速度降为零，仍然不能到达煤壁尘且覆盖滚筒远端；三是安装在截割电机固定框外侧喷雾的喷头均属于同一型号，其覆盖范围的横断面近似圆形，然而雾炮机粉尘飞扬范围的横断面为不规则的椭圆形，有远点和近点之分，喷头有效射程控制远点，近点粉尘控制效果差，相反，则远点效果差。

基于上述雾炮机尘源、粉尘飞扬范围和外喷雾存在缺陷的分析结果，雾炮机外喷雾的改进需要从以下几个方面考虑：

1、雾炮机外喷雾的控制范围要覆盖粉尘飞扬范围近点和远点。即：在同样的压力下，可以采用有效射程不同的喷雾头分别控制粉尘飞扬范围远点和近点。

2、外喷雾的安装位置选择须避开雾炮机工作煤炭的掩埋区域；

3、外喷雾的安装位置选择须随雾炮机滚筒的移动而移动。

对于电牵引机组而言，外喷雾安装位置如图2中Ⅲ的位置较好，理论上可以满足结论中第2和3点的要求。需要进一步做的工作有：（1）需要在截割电机固定框外侧焊接外喷雾固定装置，其长度尽量向老塘侧延伸，以不影响正常割机头、机尾、卧底以及电缆拖动为准；（2）雾炮机外喷雾喷头选择不同射程的喷雾嘴四、捕尘水雾的凝并沉降

   微细水雾捕集呼吸性粉尘,无论是液滴还是粉尘,粒径都很小。即使粉尘被水雾湿润后粒径、质量均增大,也不易从气流中分离出来,更何况还有一些未被湿润的粒子存在。若能通过某些作用让呼吸性粉尘、水雾粒以及含尘水雾粒之间相互接触而凝并成较大颗粒,就容易实现沉降分离。根据浮游物相互接触所需条件来看,凝并的发生可有多种途径,如声波凝聚、冷凝凝并、动力凝并与沉降等。

   (1)声波凝聚。声场中,声波引起的振动会使粒径、密度等性质不同的粒子产生不同程度的振动,参与大振幅振动的小粒子与小振幅振动的大粒子会相互碰撞而凝并。此外,在声辐射压作用下,粒子还会在声驻波波腹上沉积凝并。但声波凝聚在处理低浓度、含呼吸性粉尘的气体时,时间长、能耗大,且效率不高。为克服这一缺陷,首先用喷雾水对含尘气流进行处理,再应用声波凝聚。水雾的加入,不仅增加了气流中的粒子数量,而且较大粒径雾滴的加入,也降低了声波的凝聚频率,使能耗大为节约。

   (2)冷凝凝并。微细水雾捕尘机理表明,水蒸气冷凝要以悬浮粒子为核,且冷凝作用的发生还会造成捕尘空间中温度与浓度的不均匀变化,这都为粒子的沉降创造了条件。冷凝是一种多方面凝并机理并存的综合作用过程,主要包括水蒸气凝结、浓度梯度、温度梯度凝并。

   (3)动力凝并与沉降。动力凝并是指依靠外力作用,使含尘区内各种粒子间相互并合的过程。在含尘空间中喷射水雾,捕集尘粒,正是对这种动力凝并机理的实际应用。在这种情况下,水滴或是依靠惯性力,或是依靠自重力、扩散力等与含尘区内的粉尘粒子相互凝并。五、除尘喷雾系统设计及试验研究微细水雾捕尘过程实际上就是各种捕尘与凝并机理综合作用的过程。但因水雾与呼吸性粉尘粒径都很小,捕集与凝并作用不足以使并合物从气流中分离出来,所以要有效净化含尘气流,除捕尘技术外,还要采取加强凝并与沉降分离措施。根据这一思路,设计了如下含尘气流净化系统:微细水雾捕尘声波凝聚降尘惯性沉降分离。

六、试验系统设计

   为测定含尘气流净化系统在不同喷雾参数下的除尘效率,根据要求设计了试验系统。

   (1)发尘系统。由发尘风机1与发尘器2组成,发尘器左上口接风机,右侧口均匀布置许多小孔,风机运转时,粉尘就在风流作用下由小孔发出,进入测试风筒。

   (2)测尘系统。该系统由采样管、胶皮管、滤膜盒、流量计和气泵组成。依靠气泵动力,把风筒内含尘空气吸入采样管,经胶皮管到达滤膜盒,气流通过滤膜而粉尘被阻留,采样同时记录流量读数与采样时间。根据滤膜增重、流量及时间就可计算出管道内粉尘计重浓度。

   (3)喷雾捕尘系统。为了实现微细水雾捕尘,本试验采用了超声雾化喷雾系统,该系统在温度为25℃、湿度为91%时,不同气压与水量下雾化效果的数据统计结果见表1。

   (4)尘雾凝聚。湿式振弦栅是在声波凝聚理论上发展起来的一种除尘新技术,

当风流吹过振弦栅时,弦便在风流作用下振动,产生驻波,促使各种粒子在声波作用下相互碰撞而凝聚。为了增加凝聚效果,对其结构进行了改进,自制振弦栅由固定圈与细钢丝构成,共3层。钢丝的布置采用经纬交错方式,这不仅起到振弦栅作用,还具有筛网性质,并克服了普通筛网的堵网现象。它依靠固定圈的弹性紧卡在风筒内,借助风筒振动和风流作用产生声波,使各种粒子产生不同程度的振动,实现碰撞凝聚。

   (5)沉降分离。对于含尘气流中各种颗粒及凝并物的沉降分离,试验系统中采用了百叶窗,依靠惯性作用来实现。
七、试验数据整理

   在采样流量Q=20 L/min,采样时间t=2 min的条件下,测定系统的除尘效率。(假设净化系统无漏风。

喷雾除尘系统数学模型的建立

    试验采用的气流净化系统中,除尘效率的测定是在不断变化喷雾参数的情况下进行的,而不同的喷雾参数所产生的雾化效果不同,这样就借助喷雾参数,在除尘效率与雾化效果之间建立了相应的函数关系。设<50Lm雾滴所占比例为x1,一定面积内的雾滴数量为x2,除尘效率为y。

    从呼吸性粉尘自身性质出发,探讨了微细水雾对于此类粉尘捕集所形成的有利条件,喷雾捕尘区内存在的各种捕尘机理,以及捕尘水雾的凝聚、凝并、沉降技术。在此基础上设计了微细水雾捕尘凝聚、凝并降尘惯性沉降分离的含尘气

流净化系统。通过试验对不同喷雾参数下该系统的除尘效率进行了测定,并对测定数据整理分析,采用小二乘法,建立了气流净化系统除尘效率与雾化效果关系的数学模型,得出了如下几点结论,为同类技术的研究及其在防尘中的应用提供了依据。

 (1)微细水雾有利于呼吸性粉尘的捕集。

 (2)超声雾化试验数据表明:该技术对水具有较优的雾化性能,在气压为0.45 MPa,水量为40 L/h时,雾流中粒径<50μm的雾滴比例可达80.9%,故超声雾化技术可实现微细水雾捕尘。

 (3)对于微细水雾捕尘,因粉尘与捕尘体粒径都较小,所以要采取一定的措施加强颗粒间的碰撞结合、凝并沉降。

 (4)本试验设计的含尘气流净化系统能有效净化气流中的呼吸性粉尘,在发尘浓度为283.25mg/m3时,除尘效率可达99.6%。

 (5)数学模型表明:雾滴大小对呼吸性粉尘除尘效率的影响比雾滴数量更为显著。