負壓吸塵技術在選煤廠除塵系統中的應用

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(1.中國礦業大學(北京) 北京 100083；2.神華寶日希勒能源有限公司 內蒙古 呼倫貝爾 021000)

負壓吸塵技術在選煤廠除塵系統中的應用

劉金鋒1王亞萌1楊雪松1朱瑩瑩1,2陳占國2

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

針對常規清塵除塵方法勞動強度大、易造成二次污染、部分區域存在積塵盲區等問題，采用負壓吸塵技術對地面及設備表面積塵進行處理并進行現場實驗，掃灰系統安裝1臺真空泵可多點同時吸塵掃灰，最多可以6人同時清掃，無二次污染，清掃能力大，吸送粒度8mm。該技術降低了工人勞動強度，凈化了工作環境、消除了事故隱患，實現高效安全生產。

二次污染；負壓吸塵；積塵；安全生產

神寶能源公司選煤廠的篩分廠、緩沖倉等子系統的地面及機械設備表面會堆積大量的煤塵，局部地面積塵厚度達幾十毫米，棧橋平臺、轉載點等處堆積煤塵常規掃塵無法清除干凈，這些堆積的煤塵在人員走動、風速干擾的情況極易產生二次揚塵。大量堆積的煤塵嚴重影響作業空間環境及設備設施正常運行。常規人工掃塵除塵方法勞動強度大，且易造成嚴重的二次揚塵污染，必須提出新的除塵技術對地面、設備的積塵進行處理[1]。本文采用負壓吸塵技術對神寶能源公司地面生產系統的篩分廠裝車站、配倉，穹頂倉，緩沖倉等地面及設備表面積塵進行治理。

一、選煤廠地面生產系統產塵原因及除塵現狀分析

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

大量產塵對周圍的生產生活環境、地面及設備設施造成嚴重污染，設備表面堆積的煤粉需及時進行清理，現主要使用水管沖洗、掃帚等工具進行清掃，勞動強度大且造成嚴重的二次污染。運輸系統室內(主要指轉載點、平臺、配電室、除塵間)地面、屋面、墻面等區域以及設備本身仍存在諸多煤塵積聚的盲區，不便于用傳統方式進行清理。

二、負壓吸塵除塵技術研究

(一)負壓吸塵除塵裝置的組成及工作原理。負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構可以安全便捷的對積塵盲區進行有效清理[2,3]。其基本工作原理為真空負壓吸塵清掃，工作過程：高負壓離心式真空泵作為吸塵動力源，使吸灰管路內產生高負壓，進而在吸頭吸口處產生高負壓的抽吸高速氣流場；地面及設備表面積塵由吸頭吸入后經吸塵軟管匯入吸塵管網，含塵氣流首先經過旋風分離器將較大顆粒及纖維狀雜物等除掉后落入緩沖倉，較細粉塵經離心式真空泵送入機頭除塵器料斗，再由旋轉卸灰閥卸入儲灰罐。

圖1 負壓吸塵除塵裝置

(二)真空泵選型。神寶能源公司地處呼倫貝爾草原嚴寒地區，煤質為褐煤，煤塵含水分較大，煤粉粘結性較強(尤其嚴寒的天氣條件下)，容易凍粘或板結在地面、濾袋等表面，使吸塵運行阻力增大，嚴重影響除塵的效果。此外，除塵器灰斗因黏附煤粉等影響吸塵清灰效率，嚴重時會導致除塵器失效而使系統無法正常工作。

通過相關參數和性能對比，神寶能源公司選擇切合自身實際的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、噪音低、運行平穩、體積小、耐磨損、性能可靠、節能等優點，特別適應上述惡劣條件。真空泵串聯在吸塵管網系統中產生高負壓，由于真空泵的壓縮作用，其出口氣體溫度較高(冬季約30℃)；進入除塵器灰斗的高溫氣體對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，這是該負壓吸塵技術優于其他除塵系統的地方。為實現多人高效率完成吸塵清灰工作，設計均勻性吸風管道。

三、現場試驗及效果分析

根據對除塵系統的要求(效率不低于95%、主管路直徑Ф159、風速22m/s；支管管路直徑Ф108、風速26m/s；單個吸頭風量：300m3/h)，以及神寶能源公司膠帶運輸系統(輸煤機帶寬1600mm、帶速4m/s、出力3000t/h、煤密度0.96t/m3)的特點、負壓吸塵設備特點和現場粉塵堆積情況，對負壓吸塵系統附屬設備部件進行參數確定、選型與安裝，并在穹頂倉、緩沖倉、篩分廠裝車站及其配倉等積塵比較嚴重的區域進行現場試驗。

在原除塵器一側將BZKB-3500/40型高負壓吸塵真空泵安裝在+30m的平臺上；地面負壓吸塵管網走向和布局，沿廠房邊柱敷設，主管路沿樓層從上至下敷設，層間管路沿下水管一側敷設，不另占空間，其他設備盡可能用原有的以節省設備成本。3條吸塵管路各沿兩條皮帶機兩側敷設，用管架固定于給煤機平臺立柱側面上，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平臺立柱的側面上。每個給煤機平臺上安裝四個吸塵支管、自閉閥，用以清掃給煤機平臺地面及設備表面的粉塵。煤倉落料口用廢膠帶覆蓋，留出相應的落料口用于卸料小車卸料，減少煤倉落料逸塵。

應用BZKB-2000/35型高負壓真空泵，在吸塵過程中主管路流速平穩、物料懸浮速度高，未發生堵管現象。單臺真空泵配套電機功率較小、啟動電流也小，對電力系統沖擊小。吸塵系統所吸物料經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上，這一過程無需卸料設備，物料直接落在皮帶表面，物料下落引起的揚塵集附于除塵布袋表面，在風機高負壓作用下成餅狀經振打器振動下落到皮帶表面。掃灰系統安裝1臺真空泵可多點同時吸塵掃灰，最多可以6人同時清掃，無二次污染，清掃能力大，吸送粒度8mm。各層平臺地面及設備表面堆積的大量煤粉被及時、干凈的清掃，減輕了員工勞動強度，避免二次清掃揚塵，凈化了環境、消除事故隱患。

四、結論

采用地面高負壓吸塵除塵技術處理篩分廠、緩沖倉等處的地面及設備表面堆積煤塵，克服了常規人工掃塵除塵方法勞動強度大、易造成嚴重的二次揚塵污染以及存在清掃盲區等弊端。在穹頂倉、緩沖倉、篩分廠裝車站及其配倉等子系統進行現場試驗應用，1臺真空泵可實現多點同時吸塵掃灰(最多可6人同時清掃)，無二次污染，清掃能力大，吸送粒度8mm；從而凈化了工作環境、消除了事故隱患，可實現高效安全生產。

[1]何濤.儲煤倉下輸煤系統粉塵治理的技術改進[J].露天采礦技術，2015(01)：81-83.

[2]梅林.工業負壓吸塵裝置施工安全對策探討[M].中國四川成都，2012：4.

[3]呂太，關多嬌，國文學等.輸煤皮帶負壓吸塵設備及系統的改進研究[J].環境污染治理技術與設備，2002(07)：75-77.

礦山熱動力災害與防治教育部重點實驗室基金資助課題(JSK200203)

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