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(1.中國礦業(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2

(1.中國礦業(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)

針對常規(guī)清塵除塵方法勞動強(qiáng)度大、易造成二次污染、部分區(qū)域存在積塵盲區(qū)等問題，采用負(fù)壓吸塵技術(shù)對地面及設(shè)備表面積塵進(jìn)行處理并進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，掃灰系統(tǒng)安裝1臺真空泵可多點(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、緩沖倉等子系統(tǒng)的地面及機(jī)械設(shè)備表面會堆積大量的煤塵，局部地面積塵厚度達(dá)幾十毫米，棧橋平臺、轉(zhuǎn)載點(diǎn)等處堆積煤塵常規(guī)掃塵無法清除干凈，這些堆積的煤塵在人員走動、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)對神寶能源公司地面生產(chǎn)系統(tǒng)的篩分廠裝車站、配倉，穹頂倉，緩沖倉等地面及設(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、緩沖倉等處的皮帶機(jī)頭部物料流下落過程中，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，物料落到煤倉底部的瞬間會產(chǎn)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(chǎn)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(fā)生沖擊和氣流的擾動作用而產(chǎn)生大量煤塵從煤倉落料口噴出。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作用，產(chǎn)生大量煤塵從導(dǎo)料槽兩端噴出。穹頂倉下給煤機(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作用，產(chǎn)生大量煤塵從過渡段縫隙逸出。

大量產(chǎn)塵對周圍的生產(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、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，工作過程：高負(fù)壓離心式真空泵作為吸塵動力源，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；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，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)會導(dǎo)致除塵器失效而使系統(tǒng)無法正常工作。

通過相關(guān)參數(shù)和性能對比，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、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)場試驗(yàn)及效果分析

根據(jù)對除塵系統(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)場粉塵堆積情況，對負(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、緩沖倉、篩分廠裝車站及其配倉等積塵比較嚴(yán)重的區(qū)域進(jìn)行現(xiàn)場試驗(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)平臺立柱的側(cè)面上。每個(gè)給煤機(jī)平臺上安裝四個(gè)吸塵支管、自閉閥，用以清掃給煤機(jī)平臺地面及設(shè)備表面的粉塵。煤倉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，減少煤倉落料逸塵。

應(yīng)用BZKB-2000/35型高負(fù)壓真空泵，在吸塵過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。單臺真空泵配套電機(jī)功率較小、啟動電流也小，對電力系統(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，這一過程無需卸料設(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)振打器振動下落到皮帶表面。掃灰系統(tǒng)安裝1臺真空泵可多點(diǎn)同時(shí)吸塵掃灰，最多可以6人同時(shí)清掃，無二次污染，清掃能力大，吸送粒度8mm。各層平臺地面及設(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、緩沖倉、篩分廠裝車站及其配倉等子系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)應(yīng)用，1臺真空泵可實(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.儲煤倉下輸煤系統(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策探討[M].中國四川成都，2012：4.

[3]呂太，關(guān)多嬌，國文學(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，中國礦業(yè)大學(xué)(北京)2015級碩士研究生，研究方向：安全管理及粉塵防治。