潘 宸，馬建新，李天楊

（華能國(guó)際電力江蘇能源開發(fā)有限公司南通電廠，江蘇南通 226003）

0 引言

為提高粉塵污染治理水平，華能國(guó)際電力江蘇能源開發(fā)有限公司南通電廠（以下簡(jiǎn)稱為“公司”）加大環(huán)保方面投入，近期完成了煤場(chǎng)全封閉、含煤廢水處理等重大環(huán)境保護(hù)改造項(xiàng)目，同時(shí)購(gòu)置HYS5180TXCE5 型清掃吸塵車投入運(yùn)行，定期、定時(shí)對(duì)公司內(nèi)部道路及粉塵污染嚴(yán)重的生產(chǎn)區(qū)域進(jìn)行清掃吸塵作業(yè)，解決公司區(qū)域內(nèi)的粉塵污染問(wèn)題，以達(dá)到環(huán)保治理要求。

該清掃吸塵車是在純吸式吸塵車基礎(chǔ)上研發(fā)的車型，存在清掃與吸塵效果不理想等問(wèn)題，需要對(duì)該設(shè)備進(jìn)行分析與改進(jìn)。主要設(shè)計(jì)思路是：在該車前方兩側(cè)加裝徑向旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷，用以克服粘連在地面上的泥土、石塊以及樹葉、樹枝等雜物難以清掃的問(wèn)題。主要工作原理是：首先雜物被刷子掃起，然后被后面兩側(cè)和中間的吸塵端口吸入垃圾箱。吸塵采用負(fù)壓純吸原理，避免清掃時(shí)的二次揚(yáng)塵污染，用以提高清掃吸塵效果。

1 存在問(wèn)題及分析

目前的清掃吸塵車存在以下6 種問(wèn)題：

（1）清掃吸塵車行駛作業(yè)兩側(cè)徑向旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，有大量粉塵、雜物從后部?jī)蓚?cè)吸塵端口四周飛濺，沒被吸入垃圾箱。通常制造商和維修人員采取的措施是，增加水壓、提高噴霧效果，或在兩側(cè)徑向旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷與后部?jī)蓚?cè)吸塵端口之間加裝噴霧裝置，進(jìn)一步提高噴霧效果。但大量霧水易將粉塵、雜物等沖擊在地面上，粉塵、雜物被沖擊水流帶向路邊下水道，造成二次污染，雖然達(dá)到了抑塵效果，但后部?jī)蓚?cè)吸塵端口沒吸到粉塵、雜物。其根本原因是清掃吸塵車兩側(cè)徑向旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷與后部?jī)蓚?cè)吸塵端口的距離較大。

（2）清掃吸塵車行駛作業(yè)中間吸塵端口吸塵效果差。其根本原因是清掃車中間沒有清掃裝置，直接影響中間吸塵端口吸塵效果。

（3）清掃吸塵車行駛作業(yè)時(shí)，存在邊清掃邊揚(yáng)塵的現(xiàn)象，容易造成揚(yáng)塵二次污染，沒有達(dá)到清掃吸塵效果。其根本原因是清掃吸塵車兩側(cè)徑向旋轉(zhuǎn)的清掃圓毛刷，與后部吸塵端口沒有導(dǎo)流裝置。粉塵、雜物從中間吸塵端口上部飛出，在車輛后部?jī)奢嗛g形成一條污染帶。

（4）在對(duì)燃煤電廠脫硫石膏作業(yè)場(chǎng)進(jìn)行清掃作業(yè)時(shí)，清掃吸塵效果較差。其根本原因是由于脫硫石膏粘性較大，使用普通清掃盤，無(wú)法將石膏粉剝離地面。

（5）清掃吸塵車行駛作業(yè)時(shí)，經(jīng)常被雜物卡住，駕駛?cè)藛T操作中極易造成的吸塵端口損壞，影響清掃吸塵正常作業(yè)。其根本原因是清掃吸塵車中間吸塵端口的行走輪分布以及輪冠形狀不合理。

（6）清掃吸塵車噴灑水箱加注水，卸拔注水管接頭時(shí)，及易將水管內(nèi)存水噴灑到駕駛室傾翻鎖扣拉索里，造成拉索銹蝕，影響正常工作。其根本原因是注水管接頭固定位置不夠合理。

2 改進(jìn)措施

2.1 粉塵、雜物飛濺問(wèn)題解決方案

改進(jìn)措施1：將原有后部?jī)蓚?cè)吸塵端口改成扇形吸塵端口，此方案改進(jìn)簡(jiǎn)單有效。但由于端口距離較大，提高效果不明顯。

改進(jìn)措施2：將后部?jī)蓚?cè)吸塵端口接口上部的波形塑料軟管根部分別加裝一個(gè)直徑為130 mm 的等徑三通及分流塑料軟管，為兩側(cè)旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷后部加裝扇形吸塵端口提供吸塵負(fù)壓。用0.5～1 mm 厚不銹鋼加工兩側(cè)扇形吸塵端口，并對(duì)吸塵端口形狀進(jìn)行改進(jìn)，使吸塵端口圓弧狀和旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷弧狀一致（圖1）。扇形吸塵端口扇形弧形端面呈開口狀，扇形吸塵端口底部是密封狀態(tài)，有利于清掃盤后扇形吸塵端口前端負(fù)壓形成，集中吸力提高吸塵效果。

圖1 改進(jìn)后的扇形吸塵端口

第1 種安裝方法：扇形吸塵端口與兩側(cè)旋轉(zhuǎn)清掃盤用筋板固定相連，可以與兩側(cè)旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷同步進(jìn)行上下、伸縮操作，并在吸塵端口下部安裝3 只滑輪，減少扇形吸塵端口對(duì)兩側(cè)旋轉(zhuǎn)清掃盤的負(fù)重。吸塵端口滑輪的安裝底座高度可以調(diào)整，與旋轉(zhuǎn)清掃盤連接筋板前后也可以調(diào)整，便于吸塵端口與徑向旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷始終保持合適距離和相對(duì)位置，確保吸塵效果。徑向旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷磨損時(shí)，可以及時(shí)調(diào)整扇形吸塵端口與徑向旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷高度與距離，保持吸塵效果最佳狀態(tài)。但徑向旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷伸縮液壓缸為四連桿軟連接，負(fù)重較大，影響伸縮動(dòng)作。

第2 種安裝方法：加裝的扇形吸塵端口，一端鉸接固定在中間吸塵端口前側(cè)兩端角。扇形吸塵端口另一端與液壓缸推桿連接，液壓缸固定在中間吸塵端口上，可以調(diào)整扇形吸塵端口展開的角度，以適應(yīng)道路寬度變化。但此種方法需要充分考慮液壓缸固定在中間吸塵端口上的固定點(diǎn)，并調(diào)整避開液壓缸展開的死點(diǎn)，防止死點(diǎn)造成液壓缸無(wú)法正常動(dòng)作。

本文推薦采用第2 種安裝方法。此改進(jìn)方案兩側(cè)徑向旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷與加裝的扇形吸塵端口距離較近，結(jié)構(gòu)合理且清掃吸塵工作效率顯著提高。同時(shí)將徑向旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷噴霧裝置移至扇形吸塵端口后端，實(shí)現(xiàn)清掃、吸塵、噴霧流程，能夠減少二次水源污染。

2.2 中間吸塵端口吸塵效果差問(wèn)題解決方案

改進(jìn)措施1：在清掃吸塵車后部中間吸塵端口前部安裝軸向旋轉(zhuǎn)清掃裝置。由于清掃車與吸塵車底盤一般都采用普通中型貨車底盤，底盤較低，并且排煙管與消聲器及制動(dòng)儲(chǔ)氣罐都安裝在下部，加裝軸向旋轉(zhuǎn)大直徑清掃毛刷，必須將車輛底盤的排煙管與消聲器通過(guò)軟金屬管上移至駕駛室與車廂之間，剎車儲(chǔ)氣罐上移或串聯(lián)2 只小容量制動(dòng)儲(chǔ)氣罐，以便騰出空間。大直徑清掃毛刷軸左、右兩側(cè)安裝2 只軸承座，固定在后部中間吸塵端口前部的可上下調(diào)節(jié)的支架上，可以根據(jù)大直徑清掃毛刷的磨損情況上下調(diào)整，保持大直徑清掃毛刷與行駛地面的良好接觸，確保清掃效率。由電機(jī)或液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)皮帶輪，通過(guò)皮帶連接大直徑清掃毛刷軸一側(cè)的皮帶輪，驅(qū)動(dòng)的大直徑清掃毛刷。大直徑清掃毛刷直徑350～400 mm，長(zhǎng)度1600 mm，毛刷把雜物掃起，接著在導(dǎo)流板引導(dǎo)作用下，被后部中間吸塵端口將粉塵、雜物吸入垃圾箱（圖2）。

圖2 加裝導(dǎo)流板與清掃毛刷結(jié)構(gòu)

大直徑清掃毛刷方案實(shí)施簡(jiǎn)單，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的清掃吸塵車中間沒有清掃能力，直接提高中間吸塵端口吸塵效果。由于大直徑清掃毛刷直徑大，對(duì)粉塵、雜物剝離能力強(qiáng)，提高了清掃能力。大直徑清掃毛刷安裝在中間吸塵端口外部，清掃毛刷磨損情況比較直觀，清理清掃毛刷上纏繞物比較方便。對(duì)其存在的揚(yáng)塵二次污染問(wèn)題，可通過(guò)安裝導(dǎo)流裝置來(lái)解決。

改進(jìn)措施2：在清掃吸塵車后部中間吸塵端口內(nèi)部安裝軸向旋轉(zhuǎn)清掃裝置。將直徑100～150 mm，長(zhǎng)度1600 mm 的小直徑清掃毛刷安裝在中間吸塵端口內(nèi)部。毛刷軸與中間吸塵端口前后面平行布置，中間吸塵端口前后面與車輛驅(qū)動(dòng)橋也平行。在中間吸塵端口左右兩側(cè)安裝2 只軸承座，小直徑清掃毛刷安裝在2 只軸承座之間。毛刷軸的其中一端連接皮帶輪，通過(guò)皮帶與電機(jī)或液壓馬達(dá)皮帶輪相連，或由液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)小直徑清掃毛刷旋轉(zhuǎn)。毛刷把粉塵、雜物掃起，在負(fù)壓作用下，將雜物吸入垃圾箱。建議采用毛刷軸與液壓馬達(dá)直接相連的方式，該方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作。

改進(jìn)時(shí)將小直徑清掃毛刷與兩端軸承座及液壓馬達(dá)先固定在長(zhǎng)1700 ～1800 mm，寬120 mm，厚6 mm 的鋼板底座上，然后通過(guò)鋼板底座上調(diào)整固定螺栓連接在中間吸塵端口板面，以避免由于中間吸塵端口板面不平整，造成小直徑清掃毛刷不能平行于地面。根據(jù)小直徑清掃毛刷磨損情況，可以在中間吸塵端口外部上下調(diào)整固定螺栓，保持小直徑清掃毛刷與行駛地面的良好接觸，確保中間清掃吸塵效率。液壓馬達(dá)進(jìn)出油管都分成兩段，外部進(jìn)出油管通過(guò)加裝的固定在中間吸塵端口板面上管接頭，與內(nèi)部進(jìn)出油管相連，再與液壓馬達(dá)相連。避免液壓油管直接穿過(guò)中間吸塵端口上部開孔，影響吸塵端口負(fù)壓壓力，同時(shí)有利于小直徑清掃毛刷等更換及維修。

此方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，解決了現(xiàn)有技術(shù)清掃吸塵車中間沒有清掃能力的問(wèn)題，通過(guò)增加中間吸塵端口清掃吸塵效果，提高了整車吸塵工作效率。

2.3 揚(yáng)塵問(wèn)題解決方案

如果單獨(dú)采取在清掃吸塵車后部中間吸塵端口前端安裝軸向旋轉(zhuǎn)清掃裝置。這樣中間清掃效果明顯提高，吸塵效果也達(dá)到，但極易造成一定量的揚(yáng)塵從車廂后部?jī)奢喼g揚(yáng)出，一邊清掃一邊揚(yáng)塵，形成二次污染。需要安裝導(dǎo)流裝置配合解決。

改進(jìn)措施：將車輛底盤的消聲器用軟金屬管上移或前移，剎車儲(chǔ)氣罐上移，騰出空間后，底座連接在后部中間吸塵端口外部?jī)蓚?cè)，由電機(jī)或液壓馬達(dá)帶動(dòng)皮帶，驅(qū)動(dòng)直徑350 ～400 mm，長(zhǎng)1600 mm 的清掃毛刷。同時(shí)在清掃毛刷上部安裝導(dǎo)流裝置，導(dǎo)流裝置的支架安裝車架留置的固定孔上，導(dǎo)流板上端固定在支架上，下端固定在中間吸塵端口前端下部。中間通過(guò)滾動(dòng)托輥支承，在后部?jī)蓚?cè)、中間吸塵端口上下動(dòng)作時(shí)，減小導(dǎo)流板的滑動(dòng)摩擦力，減少兩側(cè)、中間的吸塵端口上下的阻力，保持吸塵端口本身前后端平衡。

因?yàn)楹蟛績(jī)蓚?cè)、中間的吸塵端口通過(guò)液壓缸與鉸鏈連接懸掛在車架上，是一種動(dòng)態(tài)裝置。車輛正常行駛時(shí)處于吊起狀態(tài)，清掃吸塵工作時(shí)，司機(jī)通過(guò)操作液壓系統(tǒng)將其放下，所以導(dǎo)流裝置與兩側(cè)、中間吸塵端口必需都是軟連接的動(dòng)態(tài)裝置。導(dǎo)流板可以采用橡膠輸送帶制作，橡膠輸送帶具有耐磨性、耐腐性和柔軟性。毛刷把粉塵、雜物掃起，揚(yáng)起的灰塵、雜物碰到導(dǎo)流板后沿板下落，接著在導(dǎo)流板引導(dǎo)作用下，被后部中間吸塵端口吸入垃圾箱。在底盤空間不夠?qū)捲５那闆r下，導(dǎo)流板可采用更柔軟的材料，不安裝中間滾動(dòng)托輥支撐。遇到底盤較低的車輛時(shí)，需要考慮將導(dǎo)流板分成左、右兩部分，以避讓后橋上的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸。

此方案結(jié)構(gòu)合理，與大直徑清掃毛刷措施相結(jié)合，清掃與吸塵效果能顯著提高，同時(shí)避免粉塵、雜物從中間吸塵端口上部飛出，形成二次揚(yáng)塵污染。

2.4 脫硫石膏作業(yè)場(chǎng)清掃效果問(wèn)題解決方案

脫硫石膏是燃煤電廠環(huán)保脫硫的附屬產(chǎn)品，脫硫石作業(yè)場(chǎng)不及時(shí)清理將會(huì)造成揚(yáng)塵，污染環(huán)境。用清掃吸塵車對(duì)脫硫石膏堆場(chǎng)進(jìn)行清掃時(shí)，由于脫硫石膏黏性較大，難以清掃。清掃吸塵車兩側(cè)旋轉(zhuǎn)的清掃盤毛刷，毛刷刷條材料一般采用塑料絲、塑料波紋絲、尼龍絲、塑料混合扁鋼絲、塑鋼絲等。由于塑料絲、塑料波紋絲、尼龍絲的彈性不夠，不易將石膏粉剝離地面。塑料混合扁鋼絲、塑鋼絲在潮濕環(huán)境不適用，脫硫石膏堆場(chǎng)腐蝕性大，因此更不宜使用。傳統(tǒng)方法是用水沖洗，由于脫硫石膏受潮后粘性更大，所以用水量和廢水處理量較高。

改進(jìn)措施：由于脫硫石膏粘性較大、脫硫石膏酸性腐蝕大，更換清掃盤毛刷材料，采用彈性高的不銹鋼鋼絲（圖3）。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)每根鋼絲都呈波浪彈簧狀，進(jìn)一步增加了清掃盤毛刷的彈性，一方面通過(guò)波浪彈簧狀賦予其對(duì)地面的預(yù)壓力，提高對(duì)石膏粉剝離能力。另一方面通過(guò)波浪形，提高毛刷對(duì)石膏粉的纏繞性。通過(guò)使用波浪彈簧狀不銹鋼毛刷，提高了清掃吸塵車清掃脫硫石膏能力。

圖3 不銹鋼彈簧絲清掃盤

此方案改進(jìn)方便實(shí)用，并可以根據(jù)用戶的不同需求，定制不同材料、不同形狀刷條的圓盤毛刷。采用不銹鋼彈簧絲清掃盤后，及時(shí)對(duì)脫硫石膏作業(yè)場(chǎng)進(jìn)行清理，清掃吸塵效果明顯提高。脫硫石膏作業(yè)場(chǎng)工作后，注意及時(shí)清理垃圾箱內(nèi)灰塵雜物、空濾及毛刷上的纏繞物。

2.5 吸塵端口損壞問(wèn)題解決方案

原清掃車的中間吸塵端口行走輪較少，尺寸稍長(zhǎng)的雜物容易卡在行走輪之間，損壞中間吸塵端口。原清掃車中間吸塵端口的行走輪直徑較小，遇到較高的障礙物時(shí)易受到?jīng)_擊，損壞吸塵端口。原有行走輪為平輪冠，通過(guò)傾斜障礙物時(shí)不夠流暢，造成中間吸塵端口不平穩(wěn)，影響吸塵效率。

改進(jìn)措施：在中間吸塵端口的行走輪中間前后加裝一組行走輪，使其遇到較長(zhǎng)雜物時(shí)不易卡住。加大吸塵端口行走輪直徑，提高爬坡能力。行走輪采用圓弧形，遇到左右傾斜障礙物時(shí)的通過(guò)能力及平穩(wěn)性。

此方案改進(jìn)簡(jiǎn)單可靠，可避免吸塵端口被拉壞，減少司機(jī)下車清理障礙物的次數(shù)，以提高清掃吸塵工作效率，同時(shí)避免設(shè)備損壞。

2.6 拉索銹蝕問(wèn)題解決方案

清掃吸塵車噴灑水箱加注水管安裝在后車廂與駕駛室之間，固定在后車廂上，加注水管快速接頭安裝在距地面高度在1500 mm 處。噴灑水箱加注完成，駕駛?cè)藛T卸拔接頭時(shí)，固定在后車廂水管管內(nèi)剩余的存水會(huì)發(fā)生倒流。倒流的水噴灑到駕駛室傾翻鎖扣拉索里，造成拉索銹蝕，使拉索內(nèi)的拉繩無(wú)法動(dòng)作，導(dǎo)致駕駛室無(wú)法傾翻打開。

改進(jìn)措施：將固定在清掃吸塵車車廂加注水管，向下延長(zhǎng)至距地面500 mm 處，避開駕駛室傾翻鎖扣拉索及其他鉸接活動(dòng)部件等。此方案改進(jìn)簡(jiǎn)單有效，消除了拉索銹蝕問(wèn)題，確保車輛正常使用。

3 總結(jié)

貨車式吸塵車改進(jìn)為清掃吸塵車時(shí)，通過(guò)吸塵端口行走輪與噴灑水箱加注水管方面的改進(jìn)，可以提高工作的安全性與可靠性；通過(guò)加裝兩側(cè)扇形吸塵端口、加裝中間吸塵端口前部或內(nèi)部旋轉(zhuǎn)清掃裝置、加裝導(dǎo)流裝置，避免了清掃吸塵車工作時(shí)二次揚(yáng)塵污染及二次水源污染。在相同工況下，清掃吸塵車?yán)涞睦砍杀对黾?，清掃吸塵的工作效率顯著提高。對(duì)遇到類似問(wèn)題的解決具有實(shí)際參考價(jià)值，同時(shí)為機(jī)械制造企業(yè)將吸塵車改清掃吸塵車，提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。