礦用濕式除塵風機的研制*

陳　虎，李先保

（1.江西工業工程職業技術學院，江西萍鄉337055；2.江西安源通風設備有限公司，江西萍鄉337055）

礦用濕式除塵風機的研制*

陳虎1，李先保2

（1.江西工業工程職業技術學院，江西萍鄉337055；2.江西安源通風設備有限公司，江西萍鄉337055）

隨著我國煤礦采掘機械化水平不斷提高，煤礦掘進工作面粉塵污染問題日益嚴重，導致煤塵爆炸隱患增大，煤礦塵肺病人數逐年增多。礦用濕式除塵風機能有效的消除產塵點氣體中的大部分有毒有害成分，有效地保護工人免受塵、毒侵害，同時起到避免煤塵爆炸的作用。介紹了一種礦用濕式除塵風機的主要結構及工作原理、技術創新、主要技術參數和技術特點等，該設備在部分煤礦試用，效果良好。

礦用濕式除塵風機；除塵器；研制

煤炭工業在我國能源工業中占有非常重要的戰略性地位，隨著我國煤礦采掘機械化水平的不斷提高，煤礦粉塵危害問題越來越嚴重，帶來的嚴重后果是煤塵爆炸隱患增大，煤礦塵肺病人數逐年增多，因此，煤礦井下粉塵治理問題受到政府主管部門和科研機構的普遍重視［1］。

煤礦井下粉塵治理的重點是采煤工作面和掘進工作面。據資料顯示，綜采和綜掘工作面的粉塵濃度高達2 000 mg/m3，其中，呼吸性粉塵（Φ≤10 μm）所占比例高達20%左右，總粉塵和呼吸性粉塵均嚴重超標達100倍以上［2］。綜采工作面，在采煤機采煤過程中，利用采煤機噴霧降塵（內噴霧和外噴霧）技術，可使該處總粉塵濃度和呼吸性粉塵濃度降低84.7%和67.5%，在液壓支架處，利用自動高壓噴霧降塵技術，可使支架下風10 m處的總粉塵濃度和呼吸性粉塵濃度分別降低74.6%和61.1%。掘進工作面，利用掘進機噴霧降塵（內噴霧和外噴霧）技術和除塵器抽塵凈化技術，可使該處的總粉塵濃度和呼吸性粉塵濃度分別降低78.9%和63.2%［3］。以上除塵技術存在除塵效率低（尤其是呼吸性粉塵除塵效率），耗水量大等問題，為有效控制煤礦主要產塵點的粉塵濃度，國內外科研院所、高校等對除塵器抽塵凈化技術做了眾多研究，除塵技術主要有干式除塵和濕式除塵兩種，由于干式除塵存在除塵效率低、處理風量小等缺點，故研究重點是濕式除塵技術。本文所述礦用濕式除塵風機由進風筒、煤礦用防爆抽出式對旋局部通風機、供水噴霧系統、經緯濕式除塵器和氣水分離器等組成，經檢測檢驗，該設備的總除塵率≥98%，呼吸性粉塵的除塵率≥90%，經產品技術查新，設備的除塵性能已達到國際先進水平。

1　主要結構及工作原理

礦用濕式除塵風機由進風筒、煤礦用防爆抽出式對旋局部通風機、供水噴霧系統、除塵器、氣水分離器和騎乘器組成，外形結構如圖1所示。礦用濕式除塵風機除塵器主要由噴霧頭、供水系統、過濾板、氣水分離器組成，外形結構如圖2所示。

圖1　礦用濕式除塵風機外形示意圖

圖2　除塵器結構簡圖

礦用濕式除塵風機主要工作原理是供水系統高壓水流經噴霧頭形成水霧，噴向纖維（經緯振弦過濾柵）過濾板形成水幕，含塵空氣經煤礦用防爆抽出式對旋局部通風機壓向過濾板與水霧混合，附有水幕的纖維使水霧與含塵空氣的混合物凝結、滯留，高壓氣體沖擊纖維產生振動，部分混合物在自重、水流或振動作用下沿纖維向下移動至除塵器底部進入氣水分離器，大部分混合物在高壓氣體作用下直接進入氣水分離器，氣水分離器將混合物分離后，污水由排污口排出除塵器外，清潔水進入循環過濾水箱重新經供水系統循環使用，經除塵器凈化后的空氣從氣水分離器出口排出。由于氣流使過濾板的纖維振動，加劇了水霧與含塵氣體中粉塵的沖突，有效地提高了對粉塵的捕獲率，實現一次除塵，同時，也使纖維過濾板實現自清潔。在氣水分離器中粉塵與水霧再次混合，再次實現粉塵捕捉，實現二次除塵。通過兩次除塵，有效地提高了除塵效率，同時，經氣水分離器分離后的清潔水進入循環供水系統循環利用，有效地提高了水的利用率。

1.1高效除塵器

高效除塵器采用經緯振弦過濾柵捕塵技術，以高吸附性的纖維作為過濾載體。除塵器采用封閉箱式結構，高壓供水系統經管路接入除塵器內部，由噴嘴將水霧化噴向過濾柵，過濾柵在氣流的沖擊作用下振動，具有自清潔功能。為保證除塵效率，安裝過濾柵的過濾板采用經緯布置，布置多少可按現場條件組合安裝。

1.2高效低噪隔爆風機

隔爆風機是整個除塵風機的工作動力，要求風量大、壓力高、噪聲低。除塵風機的效率主要體現在能量的轉換上，一般的除塵風機的效率只有50%，本除塵風機采用高效低噪隔爆風機（雙隔爆電機、雙葉輪），效率可達82%。由于除塵風機的轉速達到了2 900 r/min，會產生較大的噪聲，為使井下工人有一個較好的工作環境，避免噪音污染，該除塵風機采用帶雙消聲器的對旋隔爆風機。

帶雙消聲器的對旋隔爆風機內部結構如圖3所示。

1.3氣水分離器

含塵空氣經除塵風機除塵后，由于濕式噴霧的原因，排出空氣中含有大量水分，采用旋流器（導葉）加過濾板式氣水分離裝置，使空氣中的水霧在離心力和旋流器的作用下分離，并從排污口排出，達到進一步凈化空氣的目的，并保持工作場所的空氣干燥舒適。

2　主要技術參數

礦用濕式除塵風機經國家安全生產重慶礦用設備檢測檢驗中心檢驗，各項技術指標均符合國家標準《礦用除塵器通用技術條件》（MT159-2005）和企業標準要求，主要技術參數如下：

總粉塵除塵效率≥98%；呼吸性粉塵除塵效率≥90.6%；工作噪聲≤84.2 dB；液氣比≤0.6 L/m。

圖3　帶雙消聲器的對旋隔爆風機內部結構示意圖

3　主要技術特點

3.1除塵率高

采用長壓短抽通風除塵系統，能有效地實現粉塵的就地凈化，特別是對呼吸性粉塵有較高除塵效率，是新一代高性能除塵設備。經技術檢測，總粉塵除塵效率≥98%，呼吸性粉塵除塵效率≥90%。

3.2布局獨特

該除塵風機采用臥式布局，具有斷面小、結構緊湊、整體性強等特點。以KCS-180D為例，尺寸為：D·L·B·H=570 mm×3 530 mm×1 608 mm× 1 714 mm。

3.3安全可靠

該礦用濕式除塵風機采用安全可靠的FBC型防爆抽出式軸流局部通風機為動力，利用水做凈化劑，阻力小、噪聲低、防爆安全。

3.4機理先進

KCS型濕式除塵風機采用噴淋式除塵機理，在除塵過程中，利用霧化并帶有一定能力的水滴來捕捉進風口吸進的帶塵風流中的粉塵顆粒，后通過出風口脫水，達到凈化空氣的目的。

3.5節約資源

采用了獨特高效的氣水分離器，污水脫除及氣水分離效率高，耗水量小，液氣比≤0.6 L/m，耗水量僅20 L/min。能使水循環利用，有效節約水資源。定時排污、換水對作業環境不會造成污染。

3.6組裝便捷、使用方便

該除塵風機體積小、重量輕、移動安裝方便，可根據作業場所需求，采用多種方法安裝與掘進巷道通風除塵配套使用。

4　總結

礦用濕式除塵風機對煤、巖巷掘進、錨噴工作面及其他產生親水性粉塵的產塵點具有高效消除氣體中的有毒有害成分的作用。產品經批量生產使用，受到用戶好評，現已進入產業化階段。

［1］劉鍇，李哲，紀之磊.小型干式除塵器在礦井粉塵治理技術中的應用與研究［D］.綿陽：西南科技大學，2009.

［2］王永寶，趙崇河，張慶國.采煤機噴霧系統噴嘴噴霧仿真分析研究［D］.太原：太原理工大學，2010.

［3］劉家偉.濕式振弦除塵風機在綜采工作面的應用［J］.礦業工程，2008（02）：54-56.

［4］周剛，程衛民，王剛，等.綜掘工作面封閉式除塵工藝［J］.煤礦安全，2009（03）：22-24.

［5］孔玉全.巖巷綜掘工作面除塵系統的改進［J］.煤礦機電，2010（06）：100-101.

［6］孔健，李國慶.協莊煤礦綜掘工作面煤塵防治技術研究［J］.科技信息（科學教研），2008（25）：36.

The Development of the Mine Wet Dust-Removal Fan

CHEN Hu1，LI Xian-bao2
（1.Jiangxi Vocational College of Industry&Engineering，Pingxiang337055，China；2.Jiangxi Anyuan Ventilating Equipment Co.，Ltd.，Pingxiang337055，China）

By Chinese coal mining mechanization level enhancing，it is increasingly serious that the pollution problem about the coal mine tunneling working surface dust.It results that the number of patients having coal dust Lung disease，who work in coal，is increasing year by year.The mining wet removal dust fan can effectively eliminate most toxic and harmful ingredients in the gas and effectively protect workers from the dust and poison damage.At the same time，it can effectively avoid the coal dust explosion.This paper introduces the structure，working principle，technology，main technical parameters and technical characteristics about a kind of the mining wet removal dust fan.The equipment now is used in some coal mine and the effect is good.

mine wet dust-removal fan；electrostatic precipitator；development

TD562

B文獻標識碼：1009-9492（2015）12-0050-03

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.12.014

陳虎，男，1980年生，甘肅張掖人，碩士，工程師/副教授。研究領域：礦山機電及礦山機械。已發表論文20篇。

（編輯：向飛）

*江西省教育廳青年科學基金項目（編號：GJJ11263）

2015-06-04