選煤廠煤炭除塵系統(tǒng)設計

梁娜

【摘 要】煤炭在運輸和原煤篩分破碎過程中，由于沖擊、下落、振動、破碎等原因，產(chǎn)生大量的粉塵。目前，由于沒有安裝有效的除塵裝置以及現(xiàn)有除塵系統(tǒng)在設計方面存在很多不足。我國大部分選煤廠粉塵排放嚴重超標。因此，如何加強選煤廠粉塵治理工作越來越受到火電廠、選煤廠等廠家的重視，本文對此展開探討。

【關鍵詞】選煤廠；除塵；煤炭

一、前言

選煤廠是煤炭生產(chǎn)企業(yè)和火電廠的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其作用是將原煤通過篩分設備、破碎設備處理后，利用皮帶轉運設備將其輸送到所需工藝位置。干燥的煤炭在轉移運輸過程中，由于沖擊、下落、振動等原因，產(chǎn)生大量的粉塵。目前，由于沒有安裝有效的除塵裝置以及現(xiàn)有除塵系統(tǒng)在設計方面存在很多不足，我國大部分選煤廠粉塵排放嚴重超標。嚴重的粉塵污染不僅給工廠的生產(chǎn)帶來安全隱患，而且危害現(xiàn)場工人的身體健康，還使電氣設備絕緣水平下降，設備磨損加劇，甚至可能發(fā)生粉塵爆炸的重大事故，影響到工廠的安全文明生產(chǎn)。

二、選煤廠粉塵治理現(xiàn)狀

1、選煤廠粉塵污染危害

粉塵污染是選煤廠各類污染中最為突出的污染，由于粉塵污染而帶來的問題極為嚴重，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：l）最為嚴重的是對處于粉塵作業(yè)環(huán)境的作業(yè)人員造成的生理危害，長期接觸煤塵對于職業(yè)健康是極大的隱患，尤其是塵肺病，目前塵肺病仍占中國九大職業(yè)病中首位，它不僅嚴重地威脅著廣大職工的身體健康。2）煤塵積落在工作崗位，影響環(huán)境衛(wèi)生和文明生產(chǎn)，不利于管理者的檢查和操作者對設備的巡視與監(jiān)控，大量的粉塵由于在重力的作用下自然沉降，加大機器磨損，降低機器設備的使用壽命；大量的細小顆粒長期漂浮于空氣中，影響職工的視力范圍，使職工不能正常操作機器，給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟損失；煤塵沉積在選煤設備上，易發(fā)生電路中斷、皮帶打滑、阻礙照明和影響設備正常運轉等機電事故。3）當產(chǎn)生的大量粉塵顆粒沉積在地面時，得進行沖洗，這樣不僅浪費了大量的水資源，而且沖洗后的沖洗水還帶來了二次污染，污染了周圍水體也給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟負擔。

2、選煤廠粉塵

近年來，國內(nèi)外在防止煤礦粉塵污染的控制措施和研究方法上都有較快發(fā)展。下面就普遍采用的幾種防塵技術的現(xiàn)狀簡要介紹如下：

（1）煤層注水

表面水份過低是原煤在輸送、轉運和篩分過程中造成粉塵飛揚并污染環(huán)境的根本原因。運行實踐表明，當原煤表面水份控制在8%～10%時基本無揚塵現(xiàn)象發(fā)生。因此，通過對原煤進行噴水加濕來抑制粉塵的方法被應用于用煤行業(yè)中。煤層注水就是利用水的壓力通過鉆孔把水注入即將回采的煤層中，使煤體得到預先濕潤，以便減少采煤時浮游煤塵的產(chǎn)生量。這種措施降塵效果較好，一般可降低粉塵濃度60%～90%左右。長鉆孔注水方式具有煤體濕潤均勻、濕潤范圍大等優(yōu)點，國內(nèi)外都作為主要的注水方式優(yōu)先選用。國外采用注水降塵的工作面數(shù)量占總工作面數(shù)量的百分比很高，而我國采用煤層注水的工作面數(shù)量則較低。這一差距不是由于注水技術或設備所致，而是由于對治理粉塵的管理不嚴，對有效的注水技術措施推廣不力造成的。

（2）噴霧降塵

噴霧降塵是向浮游于空氣中的粉塵噴射水霧，通過增加塵粒的重量，達到降塵的目的。這一技術的關鍵是噴嘴要能形成具有良好降塵效果的霧流。有些國家研制出系列噴嘴，美國和德國等國家還在確定霧流參數(shù)方面進行了大量研究，并建立了噴嘴檢驗中心，保證噴嘴的生產(chǎn)質(zhì)量和使用效果。

（3）利用除塵器除塵

采用除塵器將空氣中的粉塵分離出來，從而達到凈化空氣含量的目的。目前，國外一些主要產(chǎn)煤國家都在煤礦井下廣泛用除塵器進行除塵。美國采用了除塵風機、濕式纖維除塵器、小旋風除塵器等設備。英國在掘進巷道及掘進機上采用了濕式洗滌除塵器和濕式過濾除塵器。德國在破碎機處、轉載點、掘進機上采用了干式布袋除塵器。國外的除塵設備一般體積大、較笨重，但除塵效率高，消音效果好，處理污染風量大。

（4）泡沫除塵

泡沫除塵的效果好，一般可達90%以上，尤其對呼吸性粉塵，除塵率可達80%以上。泡沫除塵同噴霧灑水除塵相比，其耗水量減少1/2以上。這種除塵技術自20世紀50年代問世以來，一些主要產(chǎn)煤國家如美國、俄羅斯、波蘭等在生產(chǎn)中得到了廣泛應用，并己研究出定型的符合安全衛(wèi)生和使用要求的廉價發(fā)泡劑。還根據(jù)不同的塵源要求，研究出不同型號的泡沫除塵配套系列設備。雖然國內(nèi)外的煤塵控制技術不斷地在推陳出新，各種粉塵治理設備也應有盡有，但是目前我國大部分選煤廠的煤塵綜合治理情況并不令人滿意，普遍存在設計期間粉塵治理投資費用低，輸煤系統(tǒng)設計理念低下、重視程度不夠的問題，給新機組移交生產(chǎn)后粉塵污染留下隱患和治理難度。

三、選煤機工作機理與除塵方案設計

1、選煤機工作機理分析

選煤廠的選煤過程是指從受煤開始，原煤經(jīng)洗選加工，直到產(chǎn)品煤輸送至產(chǎn)品煤倉配倉儲存的整個工藝過程。按照選煤廠工藝設備原則流程圖分析，其框架式的工藝邏輯流程如圖所示。按照生產(chǎn)特點對工藝流程進行分析，可以發(fā)現(xiàn)下圖中，雙虛線框內(nèi)部的工藝環(huán)節(jié)及設備點為粉塵產(chǎn)生區(qū)域。

正如上面分析的結果，選煤廠粉塵污染產(chǎn)生的塵源點以及嚴重程度與其工藝路線和特點密切相關。只有通過認真分析選煤廠的工藝路線及其各個工藝環(huán)節(jié)的位置和物料流動順序才能夠正確把握粉塵產(chǎn)生的機理，從而有針對性地找到問題的關鍵所在，最終從源頭上徹底解決選煤廠粉塵污染。

2、選煤機除塵設計

參照上述對選煤廠粉塵發(fā)生機理及其發(fā)散規(guī)律，本設計主要針對選煤廠原煤運輸過程中各皮帶轉運點、各運輸轉運點采取局部密封的辦法，對粉塵進行治理。

（1）在所有塵源點處，加裝特殊設計的弓形導料槽。通過由導料槽，特殊設計的擋塵簾所形成的密閉空間將在皮帶轉運時激起的煤塵和由于快速落煤而形成的正壓吸附風所造成的逸塵完全控制。使正壓含塵空氣得到有效的收集。通過合理布置導料槽的長度，使得絕大部分大粒徑粉塵通過自然沉降而落回到物料表面。而導料槽的安裝不妨礙生產(chǎn)操作和設備的檢修，結構力求堅固和嚴密，通過物料的孔口裝設由彈性材料制成的擋塵簾。

（2）通過對導料槽尾部出口處一定距離安裝，科學合理計算而得到的一定抽風量的復膜扁袋除塵器。根據(jù)皮帶落差不同以及落煤溜槽布置方式的不同，分別采取不同的布置方案。復膜扁布袋除塵器上安裝通過計算確定的，一定處理風量的風機將整個密閉空間進行負壓抽風處理。煤塵在通過復膜扁布袋時被以大于99.6%的效率進行除塵處理。通過機械振動的方式將集中收集起來的煤塵在達到額定數(shù)量時被排放在皮帶上。截留在濾料上的粉塵通過定期振動，經(jīng)過噴霧加濕后回落到運輸物料系統(tǒng)。由于煤塵在收集到一定數(shù)量時才排放，在濾袋吸附過程中，由于本身重力作用下煤塵相互粘合，形成了不同與自由粉塵的物理性質(zhì)；另外在排放煤塵的同時利用安裝在導料槽出風口的自動噴霧裝置在排放的煤塵外表面均勻的包絡了一層水霧，從根本上防止了粉塵二次污染。所有除塵器的出口風滿足室內(nèi)排放標準才會就地排放在室內(nèi)，從熱動角度不會影響室內(nèi)溫度。

（3）通過對導料槽尾部出口處加裝自動噴霧裝置使得小粒徑粉塵得到有效的水霧包絡作用，增加了沉降在物料表面的粉塵的表面吸引力，使其與運輸物料緊密結合而不會造成二次飛揚。而其噴水量對物料表面的水份影響幾乎為0。為防止粘在空載皮帶上的煤粉逸散，安裝皮帶空段清掃器。按照以上設計原則，對各轉運點進行除塵器風量計算、袋式除塵器濾料的選擇、濾料過濾面積、振動電機振動間隔時間。

四、結語

總之，選煤廠的粉塵給煤礦的安全生產(chǎn)和職業(yè)健康都帶來很大困擾，合理和有效的降塵除塵措施，大大提高作業(yè)環(huán)境內(nèi)的空氣質(zhì)量，保護作業(yè)者的職業(yè)健康和作業(yè)安全，確保選煤廠得以安全高效的生產(chǎn)。

參考文獻：

[1] 張殿印，張學義.除塵技術手冊.北京：冶金工業(yè)出版社，2003.

[2] 宋頤.袋式除塵器的選型，山西.山西冶金，2002（6）.

[3] 陳若晰，發(fā)電廠輸煤控制系統(tǒng)概述，機械工程與自動化，2007（1）.