★加工转化——兖矿集团煤化公司协办★
大型露天煤矿选煤厂生产过程 粉尘综合治理的技术实践
武国平 刘蒙林 李金山
董永胜
郭建平
闫永礼
（神华准格尔能源有限公司选煤厂。内蒙古呼和浩特市薛家湾，０１０３００）
摘要分析了准格尔露走煤矿配套选煤厂生产过程的粉尘污染情况度产尘原因，介绍 了粉尘综合治理的具体方案和技术措施、除尘设备工作原理及运行工况和治理粉尘成功的关 键技术因素。 关键词选煤厂粉尘治理除尘嚣
目的。
有设备、所有尘源点及环境布局等各种因素全面分 析、综合考虑，全厂的粉尘治理要从来煤系统、仓 储、转运、筛分、破碎、给料、产品装仓、装火车 等各个工艺流程、工艺环节人手统筹安排、系统设 计，综合运用密封堵尘、负压控尘、吸风排尘、布 袋滤尘、集尘、喷雾降尘、清扫防尘等各种技术措 施，从不同技术角度、以不同形式实现最终目标。 （３）在粉尘治理思路上有了新的重大突破，将 “微负压控尘”的粉尘治理理念运用于粉尘治理实践 中，通过除尘器消除密闭空问的正压冲击并产生微 负压，从而控制粉尘的溢散和污染。除尘器的作用 主要是泄除密闭空间的正压冲击、形成并维持微负 压、对泄压抽出的含尘气流过滤处理，利用较小的 处理能力形成有效的负压降尘空间，突破了一直延 续的将所有含尘气体抽风处理的传统除尘思路，走 出了粉尘治理设计与除尘器设备选型、应用的误区。 （４）突破筛分车间原有管网式集中除尘的缺 陷，变大型为小型、变集中为分散、变管网为直 接，提高了除尘效果，避免了管网风阻，降低动力 能耗，减少除尘系统故障，缩小安装空间，将除尘 器直接安装于主体设备上和主设备成为一个整体， 简单高效实用。分散小型化的设计使除尘器的安装 延伸到了胶带机、给料机等小型设备上，填补了过 去粉尘治理的盲区，对尘源点的控制与治理更有针 对性、更有效。 （５）对选煤厂粉尘污染的工艺环节进行了全 面、系统、深入、彻底的理论分析和科学研究，探 究出粉尘的基本特性、分布规律、产尘机理、逸散 规律等，结合生产工艺实际提出了有针对性的粉尘 综合治理方案和技术措施，突破了过去研究中不系 统不全面、理论与实际脱节、治理方案措施与现场 实际不适应的弊病。 （６）吸收其他行业粉尘治理的经验与研究成 果，大胆引进粉尘治理先进的工艺技术和设备，将 粉尘治理工艺设备与主体设备、生产实际进行了有 机的融合。 ５粉尘治理效果 选煤厂粉尘综合治理工程竣工后，对治理的原 煤系统和产品煤系统进行抽样测试，结果为：原煤 系统的粉尘浓度范围为０．２５～１８．３ｍｇ／ｍａ，产品 煤系统岗位粉尘浓度范围为１．０～９．７５ｍｇ／ｍ３，实 际水分增加了０．０１％，实际运行成本为０．１３元／ｔ，
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法是：在胶带机上设计ＦＤＧ可调弓形导料槽 １２０ｍ，在胶带机的机头处及机尾前２５ｍ处各安装 ２台ＬＦＤ一４５型除尘器。为提高密封效果、配台 挡帘箱辅助密封，在可调弓形导料槽的头、尾两端 装设自控式水喷雾装置。在输送胶带的机头返程段 安装自闭式犁形清扫器，防止胶带带煤、回煤被胶 带运转产生的牵引风流形成２次扬尘。导料槽的上 盖设计成弓形，可增加导料槽的缓冲空间，有效降 低诱导风和空气冲击波的压力，避免含尘气流的反 射，促进粉尘沉降。合理设计导料槽的长度，使得 绝大部分大粒径粉尘通过自然沉降回落到输送胶带 上，细微粒径的粉尘通过除尘器过滤，减轻除尘器 的工作压力。
中国煤炭第３３卷第９期２００７年９月
万方数据
机带动叶轮高速旋转，产生强烈的抽吸气流，使已 密封的煤仓或导料槽或筛箱内产生负压，控制粉尘 向外界扩散，含尘气流被吸人除尘器过滤室，气流 透过覆膜滤袋时，实现表面过滤，粉尘被阻留、捕 集在滤袋外表面，过滤后的净空气通过风机室出风 口排出，设计过滤效率可达９９．６％以上，较大粒 径粉尘以自然沉降为主，ｌＯｔＬｍ以下粉尘基本均可 得到有效过滤。当滤袋表面集尘较多时，可通过 ＰＬＣ控制的定时清灰机构或出口风压传感实时控 制机构动作，开始振打清灰，振打清灰机构与风 机、水喷雾机构连锁，此时风机停止运行，安装在 除尘器两侧的喷头同时开始喷雾，振打下来的粉尘 被水雾包络、浸润、变尘为泥，回落到胶带上或煤 仓内，防止粉尘向外喷涌。由于除尘器直接安装于 运行的设备上或煤仓上，振打下来的粉尘直接进入 生产系统，实现了资源的回收复用。振打清灰时间 在定时状态时可根据实际需要人为设定，实时状态 时根据滤袋表面集尘厚度随时自动动作。当设备停 运时，除尘器延时运行５ｍｉｎ后停止，以保证系统 粉尘被彻底治理。除尘器还设有超温声光报警装 置，当除尘器过滤室温度超过６０℃时，即发出声 光警报。 自控式水喷雾器安装于输送胶带的反面，喷头 安装于弓形导料槽的两端，当胶带载料运行时，胶 带背面压紧喷雾器的转轮并带动其转动，转轮转动 时将喷雾器的内部阀门打开，压力为０．２～０．４ＭＰａ 的水即以雾状喷出，将弓形导料槽两端飘散的少量 余尘包络沉降，达到彻底降尘除尘的目的。胶带空 载或停止运行时，转轮停止转动，喷雾器内部阀门 自动关闭，喷头停止喷雾。自控式水喷雾器不耗电、 免维护、不需人工控制，属节能产品。 ４治理粉尘成功的关键技术因素 （１）根据尘源点分类和产尘特点。采用“分 源综合治理”的策略，不同产尘机理的产尘环节采 用不同形式的治理方案，对同一产尘机理的产尘环 节，由于其结构和工艺参数的不同，采用不同技术 参数的治理措施和设备。通过对每个产尘环节和产 尘点的“分源”治理，达到系统治理、整体治理的
２．３
筛分破碎机系统粉尘综合治理技术措施 筛分车间共安装２ＹＡＨ２４６０型圆振动分级筛
４台、ＺＤ３１９１型等厚直线筛２台、ＳＬＧ３１００８２５０ 型德国申克香蕉筛２台、英国ＭＭＤ双齿辊破碎机 ４台、４条上煤胶带机、４条筛下胶带机、２条刮板 机。筛分机是选煤的主要大型设备，他按一定振幅 和频率不断振动，松散和激活了物料表面的微小粉 尘，使这些粉尘以一定的速度和加速度向空问弥 漫。如果接缝密封不严或形不成负压，粉尘就会就 会大量向作业空间扩散，造成严重污染。破碎机工 作过程中，随着２个齿辊相对回转，咬住煤块并带 人破碎腔加以劈裂，产生破碎物料，在旋转机械的 带动和物料破碎后体积增大对空间气体的挤压ｔ造 成粉尘飞扬。在筛分机和破碎机落煤口，由于煤块 的相互挤压、摩擦作用以及对落煤点的冲击作用， 产生了大量煤尘。 筛分破碎车间粉尘综合治理方案为：筛箱与罩 盖、末煤漏斗、出料溜槽问的缝隙采用特制的伸缩 橡胶防尘带密封，防尘带通过压板压条与箱体固 定。在筛分机上设计ｌ台ＬＦＤ一７０型除尘器，负 责筛内负压形成和除尘任务。破碎机主要是对人口 溜槽、出口溜槽的缝隙进行焊接密封，溜槽与破碎 机连接处进行密封。刮板机上通过设置罩盖密封， ４条胶带机及其转运点采用“ＦＤＧ可调弓形导料 槽＋除尘器的胶带系统密封方式”密封。 ３除尘设备工作原理殛运行工况 ＬＦＤ系列除尘器属覆膜扁布袋除尘器，设计 由ＰＩ。Ｃ控制，与主体设备电气连锁，当胶带机或 振动筛等主体设备启动时，除尘器即开始运行，风
大型露天煤矿选煤厂生产过程粉尘综合治理的技术宴跬
外在水分为７％左右。岩土层剥离后露天开采、运 输煤炭的过程中，自然蒸发使煤的外在水分流失较 多，人洗前煤的全水分为９．６％，外在水分仅为 ３．８％左右。原煤失水后，煤的机械性能下降，变 脆易碎，在采掘、装运、仓储、破碎、筛分、转运 等复杂的工艺过程中，煤的流转重力高差、流转方 向、流转速度等多次发生复杂变化，煤料承受不规 则力的作用，产生了大量的粉末料。细微粉料在运 动中，不能粘附在粗颗粒上，从粗颗粒上剥落，分 离、脱离煤流，受诱导空气流、设备转动产生气 流、室内流动空气等因素的综合作用，在空气中飞 扬、扩散，最终形成了污染。原煤在进入选煤厂生 产环节转化为成品煤、装车外运的整个生产过程 中，要经过２次破碎、２次筛分、２４次转运、３次 配仓，其问会产生尘源点２００余个。毛煤仓在配仓 时，煤在５８．４３～１．４２ｍ的落差范围内跳跃、滚 动，其他输煤转运点数量达１４０个，其中最大落差 １７．３５ｍ，平均落差４．２ｍ，工艺设计的客观实际使 煤尘的产生成为必然。选煤厂年生产商品煤２５００ 万ｔ，日均处理原煤７．８３万ｔ，最高日处理原煤量 １１．４万ｔ，全年生产天数达３３０ｄ，煤尘伴随产量 的增加也在不断飙升。 ２主要生产工艺环节粉尘综合治理技术措施
２．１
号仓为
优煤仓，ｓ～９号仓为劣煤仓，均为落地筒仓，直
５７
万方数据
径２２ｍ，仓高５４ｍ，仓容１．６万ｔ，配仓时最大落 差５８．４３ｍ。煤仓顶设有２条移动式配仓带式输送 机，每个煤仓顶有８个落料口，１条胶带对应每个 煤仓４个落料口。２条胶带可同时运行配仓，也可 １条胶带单独配仓。配仓时，毛煤仓仓顶作业空间 的粉尘污染主要来自３部分：通过来煤胶带溜槽的 原煤落人移动配仓胶带转运点产生的粉尘；移动配 仓胶带机机头配仓落料过程产生的粉尘；其他敞开 的煤仓落料口溢出的粉尘。粉尘运移规律的数值模 拟表明，这３部分的粉尘浓度最大，是仓上作业空 间粉尘污染的发源点，是粉尘治理的重点，只要控 制住这３部分的粉尘污染，仓上作业空间的粉尘污 染治理就会取得根本性的突破。 具体措施为：首先将每条配仓胶带对应１个仓 位的４个落料口中的２个钢板密封（２条胶带对应 仓口错位密封），剩余的２个落料口中任１个配仓 落料时，即可将另１个作为泄压口，在泄压口上设 计一与配仓胶带机同步移动的可覆盖整个泄压口的 除尘小车（密封箱），上面安装ＬＦＤ一７０型除尘器 １台，除尘小车与导轨之间用特种橡胶密封，在配 仓胶带机两端各安装１台除尘小车及除尘器。来煤 胶带溜槽口两侧对应的配仓胶带上各设计 ４．７ｍＦＤＧ可调弓形导料槽，在距溜槽２．３ｍ的导 料槽上各安装１台ＬＦＤ一３５型除尘器。在距配仓 胶带机机头（双向式）３ｍ处再各安装１台ＬＦＤ一 ３５型除尘器，同时向里各安装７．５ｍＦＤＧ可调弓 形导料槽。这样，在１条配仓胶带上共安装６台 ＬＦＤ系列除尘器、２０ｍＦＤＧ可调弓形导料槽，既 考虑了生产实际又满足了粉尘治理的要求。 ２．２胶带机系统粉尘综合治理技术措施 胶带输送机是选煤厂输煤的主要设备，全厂共 有胶带机８１条，胶带机总长度１２０７４ｍ（胶带单 程，下同），其中最长的胶带机８８２ｍ，最短的胶带 机１３．５ｍ，带速１．６～４．５ｍ／ｓ，除来煤系统的部分 胶带外，其余胶带都在室内或皮带廊内布置。输煤 胶带系统的粉尘污染也十分严重，是选煤厂粉尘综 合治理的重要对象和组成部分，在治理实施中。我 们将给料机、胶带机受料点、机头卸料点（转运 点）归入胶带机系统一并予以研究考虑。 胶带机系统粉尘治理的方案设计为：尘源点密 闭、消除正压、负压引导。以毛煤仓下最长的胶带 机１０８为例来说明粉尘治理措施，１０８胶带机全长 １３４．６５ｍ，上方设置给料机共２０台，具体治理方