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粒級采用ZM600礦物高效分離機(jī)干法分選；30～8 mm粒級采用兩產(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)升級為ZM600礦物高效分離機(jī)的，在處理能力提升的同時(shí)對配套的原煤倉下給煤機(jī)和相關(guān)轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)也進(jìn)行了同步升級，改造后干選系統(tǒng)除可入選>30 mm粒級分級篩篩上產(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題。[4-5]。

1 存在問題

(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#原煤倉上振動(dòng)篩分級之后的篩上產(chǎn)品，通過對217#帶式輸送機(jī)進(jìn)行改造，可將振動(dòng)篩分級后的<30 mm粒級篩下產(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，倉下帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載產(chǎn)生的粉塵隨之增加，而倉下無除塵設(shè)施，因此造成粉塵量過大。

(3)為保證干選系統(tǒng)入料粒度，在原煤倉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)失壓問題，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，因倉上安裝布袋除塵器不僅場地受限且無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下室外。為此延長布袋除塵器的入料管，將入料管從倉上破碎機(jī)吸風(fēng)口延長到倉下布袋除塵器，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)見表1。

表1 破碎機(jī)處和倉下新增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。通過對現(xiàn)場帶式輸送機(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)出一套通過監(jiān)測輸送帶上煤量變化，對轉(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

為評定除塵效果，在車間內(nèi)不同位置設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測粉塵濃度，治理前后各監(jiān)測點(diǎn)的粉塵濃度見表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%；倉上破碎機(jī)為后期改造加裝設(shè)備，倉上無專用廠房，為露天設(shè)備，后對破碎機(jī)封閉，加裝布袋除塵器于倉下，延長吸風(fēng)管路至破碎機(jī)處，破碎機(jī)現(xiàn)場粉塵濃度測定為9.5 mg/m3。監(jiān)測數(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)測結(jié)果對比

4 優(yōu)化建議

東歡坨選煤廠除塵改造取得了良好效果，但仍存在一些問題，例如：倉上破碎機(jī)除塵器吸風(fēng)口至布袋除塵器主機(jī)管路太長，造成系統(tǒng)阻力增大，功耗損失；倉上、倉下除塵器富集粉塵為干粉，在生產(chǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)過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)沒有粉塵檢測裝置，無法實(shí)時(shí)監(jiān)測除塵效果；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。倉上、倉下為布袋除塵器，布袋除塵器存在需定期更換布袋，維護(hù)量大，對煤塵的含水量敏感等劣勢，粉塵富集在收集箱，通過鏟車集中處理，在清理過程中仍然會(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)有倉上、倉下布袋除塵器。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)過管路輸送到礦井沉淀池，通過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題。

(2)完善粉塵檢測和除塵控制系統(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，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，并建立自己的粉塵治理數(shù)據(jù)庫。

(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干霧抑塵裝置，并且對矸石帶式輸送機(jī)尾部受料點(diǎn)進(jìn)行密封。微米級干霧抑塵裝置的耗水量小，可有效減少粉塵外溢，同時(shí)還可減少因水量過大而造成的衛(wèi)生問題，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，增加噴霧精度。

5 結(jié)語

東歡坨選煤廠塵源較多，通過噴水降塵、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)等問題。隨著技術(shù)的進(jìn)步，選煤廠粉塵治理的選擇性越來越多，各廠可根據(jù)現(xiàn)場實(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。