東歡坨選煤廠干選系統(tǒng)及配套設(shè)施粉塵綜合治理實(shí)踐

柯 健

(開灤(集團(tuán))有限責(zé)任公司 東歡坨礦業(yè)分公司選煤廠，河北 唐山 064002)

東歡坨選煤廠隸屬于開灤(集團(tuán))有限責(zé)任公司，是一座原設(shè)計(jì)能力為1.5 Mt/a的礦井型動(dòng)力煤選煤廠，后經(jīng)改擴(kuò)建，礦井生產(chǎn)能力達(dá)到4.5 Mt/a，現(xiàn)有選煤工藝為：50～30 mm粒級(jí)采用ZM600礦物高效分離機(jī)干法分選；30～8 mm粒級(jí)采用兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器分選[1-3]。東歡坨選煤廠干選系統(tǒng)是由FGX干選系統(tǒng)升級(jí)為ZM600礦物高效分離機(jī)的，在處理能力提升的同時(shí)對(duì)配套的原煤倉(cāng)下給煤機(jī)和相關(guān)轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)也進(jìn)行了同步升級(jí)，改造后干選系統(tǒng)除可入選>30 mm粒級(jí)分級(jí)篩篩上產(chǎn)品，還可根據(jù)生產(chǎn)需求調(diào)整入選物料的粒級(jí)配比。此外，為保證ZM600礦物高效分離機(jī)入選原煤在最佳粒度范圍，在原煤倉(cāng)上還加裝一臺(tái)反擊式破碎機(jī)。因入選原煤粒度降低，系統(tǒng)產(chǎn)生的粉塵量相應(yīng)增加，加之干選車間增加了轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)，也增加了粉塵產(chǎn)生點(diǎn)。選煤廠干選系統(tǒng)及配套設(shè)施粉塵產(chǎn)生量大，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境惡劣，隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格和停產(chǎn)限產(chǎn)等環(huán)保措施的落實(shí)，企業(yè)環(huán)保壓力倍增，粉塵問(wèn)題已經(jīng)關(guān)系到生產(chǎn)能否正常有序進(jìn)行，為此選煤廠必須解決粉塵問(wèn)題。[4-5]。

1 存在問(wèn)題

(1)ZM600礦物高效分離機(jī)控制粉塵的關(guān)鍵在于機(jī)體內(nèi)形成的負(fù)壓，負(fù)壓形成源于布袋除塵器啟動(dòng)后的外排風(fēng)。而現(xiàn)有外排風(fēng)系統(tǒng)的吸風(fēng)口只在篩床上部，對(duì)距離外排風(fēng)口較遠(yuǎn)的帶式輸送機(jī)導(dǎo)料槽處的粉塵抽吸作用較差，導(dǎo)致帶式輸送機(jī)導(dǎo)料槽處的粉塵外溢。此外，因布袋除塵器在系統(tǒng)開車進(jìn)行前清灰作業(yè)，也造成了帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)產(chǎn)生大量粉塵[6-8]。

(2)改造前，系統(tǒng)只能入選1#、2#原煤倉(cāng)上振動(dòng)篩分級(jí)之后的篩上產(chǎn)品，通過(guò)對(duì)217#帶式輸送機(jī)進(jìn)行改造，可將振動(dòng)篩分級(jí)后的<30 mm粒級(jí)篩下產(chǎn)品給入ZM600礦物高效分離機(jī)進(jìn)行分選，因進(jìn)入干選系統(tǒng)的原煤粒度降低，粉煤量增加，倉(cāng)下帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載產(chǎn)生的粉塵隨之增加，而倉(cāng)下無(wú)除塵設(shè)施，因此造成粉塵量過(guò)大。

(3)為保證干選系統(tǒng)入料粒度，在原煤倉(cāng)上增加了反擊式破碎機(jī)，從而增加了粉塵產(chǎn)生點(diǎn)，受制于有限的廠房空間，配套的除塵設(shè)施無(wú)法安裝，造成粉塵污染嚴(yán)重。

2 改造措施

(1)干選車間內(nèi)增設(shè)除塵設(shè)備，提升除塵能力。ZM600礦物高效分離機(jī)有2個(gè)工作單元，為增加每個(gè)單元的除塵能力，在每個(gè)單元的布袋除塵器前增設(shè)重力沉降室進(jìn)行預(yù)先除塵，重力沉降室預(yù)除塵效率可達(dá)60%，減輕了布袋除塵器的處理負(fù)荷。此外，將每個(gè)單元的單布袋除塵器改為雙布袋除塵器，布袋除塵器外形尺寸為3.55 m×10.5 m，處理風(fēng)量為75 000 m3/h。雙布袋除塵器可實(shí)現(xiàn)循環(huán)卸料，解決了單布袋除塵器因反吹卸料時(shí)造成的系統(tǒng)失壓?jiǎn)栴}，可保證ZM600礦物高效分離機(jī)機(jī)體內(nèi)維持穩(wěn)定的負(fù)壓[9-10]。

(2)在干選車間內(nèi)的矸石帶式輸送機(jī)機(jī)尾導(dǎo)向溜槽加裝負(fù)壓風(fēng)直引管路，利用改進(jìn)后ZM600礦物高效分離機(jī)機(jī)體除塵系統(tǒng)的富余能力，將轉(zhuǎn)載點(diǎn)粉塵收集至外排風(fēng)沉降室進(jìn)行沉降，以降低干選車間粉塵濃度，充分發(fā)揮布袋除塵器處理能力，提高車間環(huán)境質(zhì)量，消除粉塵爆炸的危險(xiǎn)性。

(3)為外圍配套設(shè)備增設(shè)除塵設(shè)備。為控制入選原煤粒度，在原煤倉(cāng)上安裝1臺(tái)破碎機(jī)，為控制破碎機(jī)處的粉塵濃度，安裝了1臺(tái)布袋除塵器，因倉(cāng)上安裝布袋除塵器不僅場(chǎng)地受限且無(wú)法處理布袋除塵器富集的粉塵，所以只能將布袋除塵器安裝于倉(cāng)下室外。為此延長(zhǎng)布袋除塵器的入料管，將入料管從倉(cāng)上破碎機(jī)吸風(fēng)口延長(zhǎng)到倉(cāng)下布袋除塵器，并設(shè)置布袋除塵器的粉塵收集箱，待清灰作業(yè)結(jié)束后，富集的粉塵由鏟運(yùn)車輛統(tǒng)一清理。此外，在原煤倉(cāng)下增設(shè)5臺(tái)布袋除塵器，為每臺(tái)給煤機(jī)落料點(diǎn)、帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)增加布袋除塵器直引裝置，為粉塵多的矸石帶式輸送機(jī)入料溜槽至卸料轉(zhuǎn)載點(diǎn)加裝負(fù)壓風(fēng)直引管路，通過(guò)引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓風(fēng)，將轉(zhuǎn)載點(diǎn)的次生粉塵直接引入布袋除塵器集中處理。布袋除塵器能捕獲的粉塵微粒最小可達(dá)0.1 μm，可有效降低干選車間粉塵濃度，提高車間環(huán)境質(zhì)量，消除車間粉塵爆炸的危險(xiǎn)性[11-13]。破碎機(jī)處和新增的5臺(tái)布袋除塵器的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 破碎機(jī)處和倉(cāng)下新增5臺(tái)布袋除塵器的技術(shù)參數(shù)

(4)優(yōu)化控制程序，使所有除塵器通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制。由于原系統(tǒng)啟車前布袋除塵器需要進(jìn)行清灰操作，導(dǎo)致在系統(tǒng)帶料前，產(chǎn)品輸送帶上只有煤粉，設(shè)備啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)載點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生大量粉塵。通過(guò)程序優(yōu)化，延時(shí)啟動(dòng)清灰操作，在干選系統(tǒng)帶料之后啟動(dòng)清灰系統(tǒng)，使精煤在轉(zhuǎn)載過(guò)程中會(huì)覆蓋部分粉塵，同時(shí)開啟的轉(zhuǎn)載點(diǎn)自動(dòng)噴霧系統(tǒng)，即可有效降低次生粉塵濃度。

(5)在帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)加裝自動(dòng)噴水滅塵裝置。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)帶式輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和輸送帶上堆煤厚度變化進(jìn)行觀察分析，設(shè)計(jì)出一套通過(guò)監(jiān)測(cè)輸送帶上煤量變化，對(duì)轉(zhuǎn)載點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)噴水的裝置。整套裝置由支撐架、監(jiān)測(cè)臂、接近開關(guān)、電磁閥及流量控制閥等部件組成。當(dāng)帶式輸送機(jī)帶物料運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，物料會(huì)推動(dòng)監(jiān)測(cè)臂動(dòng)作，接近開關(guān)控制電磁閥門及流量控制閥門打開，完成自動(dòng)噴水，有效抑制了轉(zhuǎn)載點(diǎn)粉塵的產(chǎn)生[14-15]。

3 改造效果

為評(píng)定除塵效果，在車間內(nèi)不同位置設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)粉塵濃度，治理前后各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的粉塵濃度見(jiàn)表2。由表2可知：引風(fēng)機(jī)排風(fēng)口粉塵濃度為由改造前的15.6 mg/m3降低到4.5 mg/m3；干選車間粉塵濃度降至4.0 mg/m3，約為改造前濃度的25%；干選車間內(nèi)矸石帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)粉塵濃度降至20.0 mg/m3，粉塵濃度約為改造前的13.3%；倉(cāng)上破碎機(jī)為后期改造加裝設(shè)備，倉(cāng)上無(wú)專用廠房，為露天設(shè)備，后對(duì)破碎機(jī)封閉，加裝布袋除塵器于倉(cāng)下，延長(zhǎng)吸風(fēng)管路至破碎機(jī)處，破碎機(jī)現(xiàn)場(chǎng)粉塵濃度測(cè)定為9.5 mg/m3。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明：除塵設(shè)備加裝后，生產(chǎn)中粉塵濃度滿足現(xiàn)有環(huán)保法規(guī)要求。目前相關(guān)除塵設(shè)備已加入企業(yè)環(huán)保通APP，政府監(jiān)管部門隨時(shí)監(jiān)察設(shè)備運(yùn)行情況。

表2 治理前后的粉塵濃度實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比

4 優(yōu)化建議

東歡坨選煤廠除塵改造取得了良好效果，但仍存在一些問(wèn)題，例如：倉(cāng)上破碎機(jī)除塵器吸風(fēng)口至布袋除塵器主機(jī)管路太長(zhǎng)，造成系統(tǒng)阻力增大，功耗損失；倉(cāng)上、倉(cāng)下除塵器富集粉塵為干粉，在生產(chǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中仍有爆炸的危險(xiǎn)；ZM600礦物高效分離機(jī)的除塵系統(tǒng)沒(méi)有粉塵檢測(cè)裝置，無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)除塵效果；自動(dòng)噴水除塵裝置噴頭為低壓噴頭，用水量大，導(dǎo)致帶式輸送機(jī)機(jī)頭和機(jī)尾的衛(wèi)生工作量大，當(dāng)煤量小時(shí)，接近開關(guān)頻繁動(dòng)作易造成噴霧間斷工作，對(duì)管路沖擊大。因此提出以下優(yōu)化建議：

(1)采用除塵洗氣機(jī)替換布袋除塵器。倉(cāng)上、倉(cāng)下為布袋除塵器，布袋除塵器存在需定期更換布袋，維護(hù)量大，對(duì)煤塵的含水量敏感等劣勢(shì)，粉塵富集在收集箱，通過(guò)鏟車集中處理，在清理過(guò)程中仍然會(huì)產(chǎn)生粉塵，存在爆炸危險(xiǎn)，因此可考慮采用AB-S-7.5#除塵洗氣機(jī)替換現(xiàn)有倉(cāng)上、倉(cāng)下布袋除塵器。除塵洗氣機(jī)相較于布袋除塵器占地面積小，功耗更低，倉(cāng)上安裝時(shí)主機(jī)可直接布置在破碎機(jī)附近，降低系統(tǒng)阻力，使布置更合理；除塵洗氣機(jī)通過(guò)葉輪旋轉(zhuǎn)使粉塵與洗滌液混合，實(shí)現(xiàn)空氣中的有害粒子與洗滌液結(jié)合，凈化后的空氣可直接排入大氣，分離后的洗滌液經(jīng)過(guò)管路輸送到礦井沉淀池，通過(guò)污水處理中心集中處理，在消除爆炸危險(xiǎn)的同時(shí)也解決了富集煤塵處理的問(wèn)題。

(2)完善粉塵檢測(cè)和除塵控制系統(tǒng)。ZM600礦物高效分離機(jī)布袋除塵器的入料端和排料端的風(fēng)壓、風(fēng)速、粉塵濃度等參數(shù)和ZM600礦物高效分離機(jī)系統(tǒng)內(nèi)與外界大氣的負(fù)壓差需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，因此需在適當(dāng)?shù)奈恢眉友b風(fēng)壓、風(fēng)速、粉塵濃度等傳感器，并完善除塵控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能控制除塵系統(tǒng)啟停車、實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)風(fēng)壓等操作，保證除塵系統(tǒng)工況穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)設(shè)備在線監(jiān)測(cè)，并建立自己的粉塵治理數(shù)據(jù)庫(kù)。

(3)安裝干霧抑塵裝置。將物料轉(zhuǎn)載點(diǎn)的自動(dòng)水霧除塵裝置改為微米級(jí)干霧抑塵裝置，并且對(duì)矸石帶式輸送機(jī)尾部受料點(diǎn)進(jìn)行密封。微米級(jí)干霧抑塵裝置的耗水量小，可有效減少粉塵外溢，同時(shí)還可減少因水量過(guò)大而造成的衛(wèi)生問(wèn)題，并且還可將皮帶秤上的物料數(shù)據(jù)作為控制自動(dòng)噴水滅塵裝置的電磁閥開度信號(hào)，增加噴霧精度。

5 結(jié)語(yǔ)

東歡坨選煤廠塵源較多，通過(guò)噴水降塵、布袋除塵器將塵、工藝流程優(yōu)化降塵等措施，使現(xiàn)場(chǎng)粉塵濃度降低，符合環(huán)保要求，但是還存在著富集煤塵的轉(zhuǎn)運(yùn)，噴水降塵裝置使用壽命、用水量較大，除塵設(shè)備的除塵能力和功率不能調(diào)節(jié)等問(wèn)題。隨著技術(shù)的進(jìn)步，選煤廠粉塵治理的選擇性越來(lái)越多，各廠可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇合適的除塵設(shè)備，以提高除塵效率，降低粉塵爆炸危險(xiǎn)性，滿足環(huán)保要求，大力推動(dòng)選煤企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。