圆形料场内设备防爆要求分析

尹海燕 华电重工股份有限公司 100070

【文章摘要】

圆形料场堆取技术工艺及流程源于欧洲，欧洲国家的相关领域专家将该项技术工艺进行实际的操作运用，并研制出相配套的堆取设备。随着科技发展的不断演化，人们对该项技术的认识和运用有了更加深刻的发展高度。同时，辅助一些现代计算机化运算及管理模式，使圆形料场堆取的相关技术工艺更加现代化、立体化及全面化。

【关键词】

圆形料场；设备；防爆

圆形料场堆取的发展技术因其较完备的技术服务流程、高效的控制能力及绿色环保效果佳等独特的运用优势，得到了广泛的运用及推广。近年来，这一项技术在我国许多领域得到了广泛实践的应用及认可，例如在电力业、矿山开采业、化工制造业、煤炭及建材等领域。而本文则主要对圆形料场的组建进行探讨，并且分析其设备的防爆要求。

1 圆形料场的组建

圆形料场的组建是一项系统性的工程，从圆形料场组建的基本架构到实际圆形料场的堆取设备安装运行特点，作出如下阐述。

1.1 圆形料场的组建框架

（1）应搭建圆形料场的主体框架。圆形料场的穹顶是由球状形的网架搭建而成；（2）应配备圆形料场的堆取设备，主要是顶堆的侧取方式的堆取料设备，其主要由位于圆形料场中心的中心立柱（具有入料输送支撑、堆取料各种主要部件组建中心，同时又负担着堆取料机械的各重要部件和带式输送入料设备与栈桥的支撑点作用）、悬臂方式堆取料设备、刮板方式的堆取料设备、下部方式的出料漏斗部件、给料设备及电气动作系统等相关构件组成；（3）应搭建圆形料场的出料及储料廊道。圆形料场应建立扶壁挡墙和储备料的场外出料通道；（4）圆形料场构建的辅助设施。圆形料场辅助设施主要是输送设备（其中包括带式入料、带式疏料廊道输送机）。

1.2 圆形料场的堆取设备安装运行特点

1.2.1 悬臂方式堆取料设备的组装

应在中心立柱上部进行回旋式缠绕， 以实现现场出入料作业，其组成部分包括带式出入料输送机、配重箱设备、上下部回转平台及臂架，运作方式是平台一个侧面安装配重箱及拉杆，另一个侧面安装堆料的悬臂及拉杆，两个侧面的拉杆要与上部的平台进行衔接。

1.2.2 刮板方式的堆取料设备安装

在中心立柱的下方以回旋的方式缠绕安装，其主钢材结构应采用箱式型梁架结构、桁架式结构及圆形筒状结构，在主钢架结构上安装持久耐磨的轨道，以支撑链条、刮板与链条通过耐压螺栓进行对接，每两组链条对接一组刮板，以链轮控制运动来进行取料运动，然后物料被刮板刮进位于中心立柱下方的漏斗部位，再通过带式外部运输运送机接入给料机的物料输送。

1.2.3 堆取料设备安装运转特点

其安装组成部分由刮板堆取料设备的链条装置、控制驱动装置、板臂支架、回型旋转平台、回型旋转臂架、回型旋转驱动、回型旋转重臂支架及俯仰式装置部件等。堆取料设备的部分安装控制在中心柱下部，堆取刮板臂底部与回型旋转平台铰接，中部位则通过钢丝绳与中心支柱对接到固定的回型旋转臂支架上的卷扬机构上，通过卷扬机构上的钢丝绳的上下拉力来调节堆取料刮板臂的运行角度。

回型旋转平台通过一个回型旋转轴承衔接到中心柱上，帮助堆取料设备部分可以回旋缠绕在中心柱上。同时，圆形料场堆取设备按形式划分为门架构式及悬臂方式。其中，一方面，门架构式刮板堆取料机是将设备设在一门形构架上，门架构式一侧与中心立柱对接采用轴承连接，另一侧支撑在圆形堆放料场的挡墙上装置的运行轨道上，堆取料设备的回旋转通过门架式台车驱动控制来完成。而堆放取料设备的俯仰需要按照中心立柱周边的卷筒来调动钢丝绳来完成。

另一方面，悬臂式堆取设备一侧为刮板式堆取料机，另一侧则为配重箱，按照回型旋转平台与中心柱进行对接。堆取料机与中心立柱则采用滚子轴承进行对接，回型旋转驱动设置让堆取料设备实现全方位回旋回转。运用三部驱动机构的全方位回旋回转来实现堆取料机的安全稳定。为确保3 部电机的一致性动作，则运用同时、同步骤的操控技术。

1.2.4 应搭建圆形料场的出料及储料廊道的安装运转特点

带式出料的输送机廊道位于圆形料堆场内的地下位置，在输送机廊道的中部安装另有地下输送堆料设备及出料斗，作为突发事件时所使用的输送出料口。在圆形料堆场内特别加装了智能的红外线功能的消防炮，对出现火灾事件进行自动甄别、自动报警、自动灭火，并可实现远程操控。其设备安放位置具体在中心立柱平台上和周围挡墙壁上。另一种电缆事件火灾报警系统将安装在圆形堆料场和出料廊道内部。其廊道的输送原则是“先进先出”。

2 圆形料场内设备防爆要求分析

圆形料场内设备防爆性能及如何进行防爆措施的分析研究，一直是业内人士关注的问题，下面将从圆形料场内设备防爆的存在环境及防爆设备实际性能特点等方面分析。

2.1 圆形料场堆内设备防爆的存在环境

第一，在可燃及爆炸性的气体空间环境；第二，在蒸气易于弥漫的空间场所，第三，在可能出现爆炸现象较危险、危害性的环境空间；第四，在具有大量粉尘的易燃烧性的作业环境下；第五，存在大量粉尘可爆炸危险的空间环境；第六，大量的蒸气弥漫空间或其他的大量气体存在的空间、大量释放可燃烧性的粉尘同时并存的操作场所及空间环境；第七，除上述所述情况之外又同时具备受到高腐蚀性物质因素影响的操作场所及空间环境；第八，除上述所述情况之外又同时受到高强温度、高强湿度、极度低温、弥漫砂尘、雨淋、极度振动等相关影响的操作空间环境及场所。

2.2 圆形料场堆防爆设备实际性能特点分析

2.2.1 圆形料场堆防爆设备实际性能特点

第一，圆形料场堆内部使用空间实际性能特点分析。圆形料场搭建的网壳和周围挡墙之间的宽度距离在2.5 m 以上，圆形料场的圆周长度也在300 m 之上的环形相隔缝隙，圆形料场内的穹顶搭建的网壳体在几十米以上的高度，其顶部空间无挡风帽壳，整个圆形料场堆内容空间大约也在20 万到30 万平之间的面积。

第二，圆形料场堆弥漫在空气中的粉尘运动特点分析。经有关科学证明，圆形料场堆送、出料在实际输送和运转对接过程中可以不产生弥漫粉尘的可能。（煤炭渗水后，其含水量超过百分之八时，及洗选煤炭在脱水后的含水量通常在百分之八到百分之十八的情况下），即使圆形料场堆放过程粉尘有可能产生，通常都是在3mm 范围内的小颗粒状，弥漫上升的高度将在10 m 以内坠落，但粉尘颗粒小于0.5 mm 范围时，空气中将会长时间内弥漫浮动着粉尘细小微粒。由于圆形料场的使用空间非常之大，同时，空气几乎不流动，随着气流的不断上升，带有微尘的气体也在上升，因其较重的附着物致使流动速度逐渐被减慢，最后，其弥漫飘浮在空气中的细小微尘颗粒就会慢慢地坠落。而且，在圆形料场堆放料时能够在掉落粉尘地点配备洒水控制粉尘的装备，就能够更加有效地控制及防止粉尘的溢出。通过以往的实践案例，也没有出现过因大量的粉尘溢出或空气中弥漫大量粉尘而造成的爆炸事件。

第三，圆形料场堆的设计特点分析。我国目前在进行圆形料场的设计搭建运263

传播经纬

Propagation Web

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电子制作

作时，都采用国际上通用的规范标准（具体为：GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》）。

第四，圆形料场的工程实施特点分析。圆形料场堆放取料的使用电源设备均从地下廊道进入到中心立柱，所有系统设备运用集中电滑环进入到电气分配室，再输送到各种需用电设备上。但到目前来看，防爆设计能力还未真正在滑环装备上得以实现，但是，圆形料场堆的地下廊道空间内所有的电子控制设备都是运用防止爆炸的结构装置。

第五，圆形料场堆系统安全防范特点分析。圆形料场的主要安全问题是一些引起爆炸的因素可能引发的爆炸现象，而对这些现象因素的有效防范是其主要的特点内容：（1）圆形料场引起粉尘弥漫是在堆放料操作时发生，如果在圆形料场在无煤炭的情形下进行堆料作业，其堆料的坠落差比在30 m 以上；（2）在圆形料场挡墙上安装雾化液体防尘设备及在圆形料场堆料作业时，容易散落粉尘的臂架下安装洒水防止粉尘的装置，粉尘将被控制在30 mg/m3 范围内；（3）然后，在圆形料场堆放煤炭操作执行时，运用颠倒堆放顺序来堆煤炭，错开落煤的时间差，就能减少起粉尘的数量；（4）北方的天气到冬季就比较寒冷，煤炭的表层温度也比较低，即使不用洒水抑尘，圆形料场内也很难达到煤炭爆炸的燃点；（5）对长期储备型的圆形料场要装备一些关于温度、有毒气体及易燃明火等自检装置，对于短期储备型的圆形料场可以不安装安全装备，可以考虑进行通风换气的设计，以保证圆形仓内的使用空间通风顺畅，以降低可燃气体爆炸的可能性。

2.2.2 圆形料场堆防爆设备实际性能分析总结

第一，圆形料场堆在空间设计上封闭性好，释放污染小，防止空气中大量粉尘的聚集、防止因煤炭引起的易爆炸现象的发生；第二，圆形料场堆放料过程均采用高科技洒水、防尘装置，可以增加存取物料的表层湿润度，降低自燃现象的发生，从而避免了爆炸现象的发生；第三，圆形料场堆内的供电系统都采用集中供电输送装置，能够有效地保证设备用电安全系数；第四，圆形料场堆设计装置均采用高科技，使一些安全隐患控制在可控范围内；第五，通过几十年的实践，圆形料场系统还未发现因电气所引起的爆炸事件。

3 结束语

圆形料场堆具有超强的储备及环保节能、降低场地使用的成本等特点，随着高科技术在圆形料场架构中的有效运用以及国内大量的实践作业数据的有效反馈，圆形料场内的电子防控设备即使不采用防爆装置，依然能够保障圆形料场堆的安全运行。

【参考文献】

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[2] 王晶晶, 童敏明, 刘彬. 基于三轴加速度传感器的掘进机悬臂位置检测[J]. 煤炭科学技术.2010(03) .

[3] 刘传军, 韩冰, 杨洪民. 我国悬臂式重型掘进机的现状与发展趋势[J]. 煤炭技术.2009(11) .

【作者简介】

尹海燕，女，工程师，从事化工及电力运煤系统设计工作。