負(fù)壓吸塵技術(shù)在選煤廠除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用

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(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 北京 100083；2.神華寶日希勒能源有限公司 內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021000)

負(fù)壓吸塵技術(shù)在選煤廠除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉金鋒1王亞萌1楊雪松1朱瑩瑩1,2陳占國(guó)2

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)北京100083；2.神華寶日希勒能源有限公司內(nèi)蒙古呼倫貝爾021000)

針對(duì)常規(guī)清塵除塵方法勞動(dòng)強(qiáng)度大、易造成二次污染、部分區(qū)域存在積塵盲區(qū)等問(wèn)題，采用負(fù)壓吸塵技術(shù)對(duì)地面及設(shè)備表面積塵進(jìn)行處理并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，掃灰系統(tǒng)安裝1臺(tái)真空泵可多點(diǎn)同時(shí)吸塵掃灰，最多可以6人同時(shí)清掃，無(wú)二次污染，清掃能力大，吸送粒度8mm。該技術(shù)降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，凈化了工作環(huán)境、消除了事故隱患，實(shí)現(xiàn)高效安全生產(chǎn)。

二次污染；負(fù)壓吸塵；積塵；安全生產(chǎn)

神寶能源公司選煤廠的篩分廠、緩沖倉(cāng)等子系統(tǒng)的地面及機(jī)械設(shè)備表面會(huì)堆積大量的煤塵，局部地面積塵厚度達(dá)幾十毫米，棧橋平臺(tái)、轉(zhuǎn)載點(diǎn)等處堆積煤塵常規(guī)掃塵無(wú)法清除干凈，這些堆積的煤塵在人員走動(dòng)、風(fēng)速干擾的情況極易產(chǎn)生二次揚(yáng)塵。大量堆積的煤塵嚴(yán)重影響作業(yè)空間環(huán)境及設(shè)備設(shè)施正常運(yùn)行。常規(guī)人工掃塵除塵方法勞動(dòng)強(qiáng)度大，且易造成嚴(yán)重的二次揚(yáng)塵污染，必須提出新的除塵技術(shù)對(duì)地面、設(shè)備的積塵進(jìn)行處理[1]。本文采用負(fù)壓吸塵技術(shù)對(duì)神寶能源公司地面生產(chǎn)系統(tǒng)的篩分廠裝車站、配倉(cāng)，穹頂倉(cāng)，緩沖倉(cāng)等地面及設(shè)備表面積塵進(jìn)行治理。

一、選煤廠地面生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)塵原因及除塵現(xiàn)狀分析

地面生產(chǎn)系統(tǒng)裝車站、緩沖倉(cāng)等處的皮帶機(jī)頭部物料流下落過(guò)程中，由于煤流的誘導(dǎo)作用和煤流空隙裹挾作用，大量氣流隨物料流下落，物料落到煤倉(cāng)底部的瞬間會(huì)產(chǎn)生沖擊擠壓作用，使大量氣體從物料中噴射出來(lái)，含塵氣流從煤倉(cāng)反沖出來(lái)，造成煤塵大量產(chǎn)生并從過(guò)渡段縫隙逸出。選煤廠配倉(cāng)卸料車卸料過(guò)程中，下落煤流與篦子等障礙物發(fā)生沖擊和氣流的擾動(dòng)作用而產(chǎn)生大量煤塵從煤倉(cāng)落料口噴出。溜煤管落煤時(shí)下落煤流與卸料小車皮帶表面產(chǎn)生沖擊和氣流的擾動(dòng)作用，產(chǎn)生大量煤塵從導(dǎo)料槽兩端噴出。穹頂倉(cāng)下給煤機(jī)下落煤流與高速運(yùn)行的皮帶產(chǎn)生沖擊和氣流的擾動(dòng)作用，產(chǎn)生大量煤塵從過(guò)渡段縫隙逸出。

大量產(chǎn)塵對(duì)周圍的生產(chǎn)生活環(huán)境、地面及設(shè)備設(shè)施造成嚴(yán)重污染，設(shè)備表面堆積的煤粉需及時(shí)進(jìn)行清理，現(xiàn)主要使用水管沖洗、掃帚等工具進(jìn)行清掃，勞動(dòng)強(qiáng)度大且造成嚴(yán)重的二次污染。運(yùn)輸系統(tǒng)室內(nèi)(主要指轉(zhuǎn)載點(diǎn)、平臺(tái)、配電室、除塵間)地面、屋面、墻面等區(qū)域以及設(shè)備本身仍存在諸多煤塵積聚的盲區(qū)，不便于用傳統(tǒng)方式進(jìn)行清理。

二、負(fù)壓吸塵除塵技術(shù)研究

(一)負(fù)壓吸塵除塵裝置的組成及工作原理。負(fù)壓吸塵除塵裝置主要由離心式真空泵、吸塵管路、電器控制箱、用于連接吸塵軟管的快捷接頭和排塵管等部件組成(圖1)，該吸塵裝置特有的結(jié)構(gòu)可以安全便捷的對(duì)積塵盲區(qū)進(jìn)行有效清理[2,3]。其基本工作原理為真空負(fù)壓吸塵清掃，工作過(guò)程：高負(fù)壓離心式真空泵作為吸塵動(dòng)力源，使吸灰管路內(nèi)產(chǎn)生高負(fù)壓，進(jìn)而在吸頭吸口處產(chǎn)生高負(fù)壓的抽吸高速氣流場(chǎng)；地面及設(shè)備表面積塵由吸頭吸入后經(jīng)吸塵軟管匯入吸塵管網(wǎng)，含塵氣流首先經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器將較大顆粒及纖維狀雜物等除掉后落入緩沖倉(cāng)，較細(xì)粉塵經(jīng)離心式真空泵送入機(jī)頭除塵器料斗，再由旋轉(zhuǎn)卸灰閥卸入儲(chǔ)灰罐。

圖1 負(fù)壓吸塵除塵裝置

(二)真空泵選型。神寶能源公司地處呼倫貝爾草原嚴(yán)寒地區(qū)，煤質(zhì)為褐煤，煤塵含水分較大，煤粉粘結(jié)性較強(qiáng)(尤其嚴(yán)寒的天氣條件下)，容易凍粘或板結(jié)在地面、濾袋等表面，使吸塵運(yùn)行阻力增大，嚴(yán)重影響除塵的效果。此外，除塵器灰斗因黏附煤粉等影響吸塵清灰效率，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致除塵器失效而使系統(tǒng)無(wú)法正常工作。

通過(guò)相關(guān)參數(shù)和性能對(duì)比，神寶能源公司選擇切合自身實(shí)際的BZKB-3500/40型離心式真空泵(功率37kw，真空度≤-32KPa)，其具有使用壽命長(zhǎng)、噪音低、運(yùn)行平穩(wěn)、體積小、耐磨損、性能可靠、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，特別適應(yīng)上述惡劣條件。真空泵串聯(lián)在吸塵管網(wǎng)系統(tǒng)中產(chǎn)生高負(fù)壓，由于真空泵的壓縮作用，其出口氣體溫度較高(冬季約30℃)；進(jìn)入除塵器灰斗的高溫氣體對(duì)濾袋等表面煤粉層和除塵器殼體有加熱干燥作用，使濾袋和灰斗易于清灰，這是該負(fù)壓吸塵技術(shù)優(yōu)于其他除塵系統(tǒng)的地方。為實(shí)現(xiàn)多人高效率完成吸塵清灰工作，設(shè)計(jì)均勻性吸風(fēng)管道。

三、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及效果分析

根據(jù)對(duì)除塵系統(tǒng)的要求(效率不低于95%、主管路直徑Ф159、風(fēng)速22m/s；支管管路直徑Ф108、風(fēng)速26m/s；單個(gè)吸頭風(fēng)量：300m3/h)，以及神寶能源公司膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)(輸煤機(jī)帶寬1600mm、帶速4m/s、出力3000t/h、煤密度0.96t/m3)的特點(diǎn)、負(fù)壓吸塵設(shè)備特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)粉塵堆積情況，對(duì)負(fù)壓吸塵系統(tǒng)附屬設(shè)備部件進(jìn)行參數(shù)確定、選型與安裝，并在穹頂倉(cāng)、緩沖倉(cāng)、篩分廠裝車站及其配倉(cāng)等積塵比較嚴(yán)重的區(qū)域進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

在原除塵器一側(cè)將BZKB-3500/40型高負(fù)壓吸塵真空泵安裝在+30m的平臺(tái)上；地面負(fù)壓吸塵管網(wǎng)走向和布局，沿廠房邊柱敷設(shè)，主管路沿樓層從上至下敷設(shè)，層間管路沿下水管一側(cè)敷設(shè)，不另占空間，其他設(shè)備盡可能用原有的以節(jié)省設(shè)備成本。3條吸塵管路各沿兩條皮帶機(jī)兩側(cè)敷設(shè)，用管架固定于給煤機(jī)平臺(tái)立柱側(cè)面上，間隔8-10m安裝吸塵支管和自閉閥。吸塵支管用支管接頭沿主管軸線水平夾角15°引出，用吸塵支管彎頭連接吸塵支管由管架U型卡子固定于給煤機(jī)平臺(tái)立柱的側(cè)面上。每個(gè)給煤機(jī)平臺(tái)上安裝四個(gè)吸塵支管、自閉閥，用以清掃給煤機(jī)平臺(tái)地面及設(shè)備表面的粉塵。煤倉(cāng)落料口用廢膠帶覆蓋，留出相應(yīng)的落料口用于卸料小車卸料，減少煤倉(cāng)落料逸塵。

應(yīng)用BZKB-2000/35型高負(fù)壓真空泵，在吸塵過(guò)程中主管路流速平穩(wěn)、物料懸浮速度高，未發(fā)生堵管現(xiàn)象。單臺(tái)真空泵配套電機(jī)功率較小、啟動(dòng)電流也小，對(duì)電力系統(tǒng)沖擊小。吸塵系統(tǒng)所吸物料經(jīng)真空泵工作輪加速后由主吸塵管路送到除塵器卸灰斗沉降于皮帶機(jī)上，這一過(guò)程無(wú)需卸料設(shè)備，物料直接落在皮帶表面，物料下落引起的揚(yáng)塵集附于除塵布袋表面，在風(fēng)機(jī)高負(fù)壓作用下成餅狀經(jīng)振打器振動(dòng)下落到皮帶表面。掃灰系統(tǒng)安裝1臺(tái)真空泵可多點(diǎn)同時(shí)吸塵掃灰，最多可以6人同時(shí)清掃，無(wú)二次污染，清掃能力大，吸送粒度8mm。各層平臺(tái)地面及設(shè)備表面堆積的大量煤粉被及時(shí)、干凈的清掃，減輕了員工勞動(dòng)強(qiáng)度，避免二次清掃揚(yáng)塵，凈化了環(huán)境、消除事故隱患。

四、結(jié)論

采用地面高負(fù)壓吸塵除塵技術(shù)處理篩分廠、緩沖倉(cāng)等處的地面及設(shè)備表面堆積煤塵，克服了常規(guī)人工掃塵除塵方法勞動(dòng)強(qiáng)度大、易造成嚴(yán)重的二次揚(yáng)塵污染以及存在清掃盲區(qū)等弊端。在穹頂倉(cāng)、緩沖倉(cāng)、篩分廠裝車站及其配倉(cāng)等子系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用，1臺(tái)真空泵可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)同時(shí)吸塵掃灰(最多可6人同時(shí)清掃)，無(wú)二次污染，清掃能力大，吸送粒度8mm；從而凈化了工作環(huán)境、消除了事故隱患，可實(shí)現(xiàn)高效安全生產(chǎn)。

[1]何濤.儲(chǔ)煤倉(cāng)下輸煤系統(tǒng)粉塵治理的技術(shù)改進(jìn)[J].露天采礦技術(shù)，2015(01)：81-83.

[2]梅林.工業(yè)負(fù)壓吸塵裝置施工安全對(duì)策探討[M].中國(guó)四川成都，2012：4.

[3]呂太，關(guān)多嬌，國(guó)文學(xué)等.輸煤皮帶負(fù)壓吸塵設(shè)備及系統(tǒng)的改進(jìn)研究[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2002(07)：75-77.

礦山熱動(dòng)力災(zāi)害與防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金資助課題(JSK200203)

劉金鋒(1989-)，男，漢族，河南許昌人，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)2015級(jí)碩士研究生，研究方向：安全管理及粉塵防治。