碎矿常规流程通风除尘系统设计改造

黄小云

(江西铜业集团公司德兴铜矿，江西德兴 334224)

1 引言

德兴铜矿大山选矿厂原设计日处理矿石6万吨，分前、后3.0万t/d两个系统。其中前3.0万t/d系统于1991年建成投产，后3.0万t/d于1993年建成投产，其碎矿系统设计采用三段一闭路生产工艺流程，由于因为大山厂扩产了的原因导致除尘效果下降，日处理矿石量大，选矿工艺实施多碎少磨特点，致使碎矿系统产品粒度小，循环负荷量大，矿石在破碎、筛分、转卸、运输等生产过程中产生大量粉尘。该厂前3.0万t/d碎矿通风除尘采用低压文丘里除尘器配置离心风机的除尘技术［1］，后3.0万t/d碎矿因大山选矿厂技术人员于1992年对前3.0万t/d系统国外引进的UW型通风除尘机组除尘效率，进行检测、比较，得出的效果远优于低压文丘里除尘器，于是向北京有色设计院提出对后3.0万t/d碎矿通风除尘系统进行全部设计变更，并一起测绘该进口除尘机组实施国产化，经碎矿后3.0万t/d十几年的运行，效果明显。该厂又鉴于前3.0万t/d通风除尘系统存在大量缺陷，提出对前3.0万t/d碎矿通风除尘系统进行初步设计，并加以改造实施。

2 碎矿前3.0万t/d通风除尘系统存在的问题

(1)原设计采用WC型低压文丘里除尘器始终存在除尘效率低［2］，排风含尘浓度高(远超出150mg/m3的工业企业大气污染排放标准)，运行耗水量大，除尘器内风道频繁堵塞;经运行十几年后，除尘器的旋风桶、喉管、除尘箱等主要部件及外箱体出现严重腐烂现象。

(2)配套的十八台离心风机属前弯曲叶片，容易磨损和粘结矿浆，经常产生风机叶轮偏心［3］导致风机振动大，稍有不慎，整个风机基础振裂，恢复周期长;现场使用离心风机种类多，故障频繁、维修任务重、备品配件管理难度大。

(3)所有单、重筛筛上部密闭罩都采用钢板平罩，圆锥及振动筛给料到所有皮带爱料处的密闭罩边是采用平罩措施，吸尘罩采用天园地方与密闭罩和风管联结，置于两台卸料斗中间，致使吸风口处风速过大，落料点及产尘点风速及负压偏低［4］，实际中出现吸风口处有大颗粒粉矿吸走，而落料点负压不足，导致粉尘外溢，抽尘效果差。

(4)随着圆锥破碎机实施挤满给矿，设置于其给矿头部的吸风点已没有必要;所有振动筛给矿头部的吸风点大靠近外部开放空间，出现抽风短路现象，其吸风点也没必要，应改进密闭方式。同时，所有密闭罩、吸尘罩及风管采用δ=3mm铁板制作［5］，运行中非常容易磨损和腐烂。

3 改造方案设计及实施

(1)根据现场实际，现场经验及适应我厂的国内先进的通风除尘技术，经综合研究，本次设计决定选用SX－Ⅱ型高效除尘机组，利用旋转气流所产生的离心力将尘粒从合尘气流中分离出来的除尘装置。其配套的CF－19.5型风机为直叶片带水运行，不易粘矿泥，叶片采用空心钢板焊接成形，耐磨损。其除尘器采用高效除尘器，风机与除尘器采用喷水除尘设置于自制式中间箱，含尘空气经下旋风筒，中间箱和上旋风筒三次湿式除尘，除尘效率达99%以上，排风含尘浓度低于150mg/m3，耗水量单台比低压文丘里除尘器减少30%［6］。实施方案分成两个阶段:

第一阶段针对碎矿前3.0万t/d圆锥破碎车间拆除如表一所示的七套低压文丘里通风除尘系统，保留并改进一套从国外引进的UW－4.96＇＇型高效除尘机组，重新设计选用两套SX－Ⅱ型高效除尘机组，设计风量为180000m3/h，主要抽风吸尘点有:两台中碎和四台细碎圆锥卸料到7#皮带产尘点8个，中碎受料矿产尘点2个，细碎受料矿仓集中抽风点2个及5#皮带头部卸料封闭吸尘点1个，该项改造于2006年实施。

表1 设计除尘系统组成

第二阶段针对碎矿前3.0万t/d筛分车间十套低压文丘里通风除尘系统全部进行拆除，重新设计选用五套SX－Ⅱ型高效通风除尘机组［7］，设计风量为350000 m3/h，主要抽风吸尘点有:八台单筛、三个重筛的筛上吸尘点11个，所振动筛卸料到皮带上的吸尘点28个。该阶段改造于2012年实施。

该项目通风除尘设计系统图见图一(以1#、3#中碎圆锥破碎机为吸尘范围)其它通风除尘根据各套通风除尘机组设计计算并设置吸尘点。

图1 通风除尘设计系统图

(2)逐步改造产尘源的密闭罩和吸尘罩:针对11台单。重筛原设计使用的筛上直铺的钢板平罩，设计改为单体密闭吸尘罩，将密闭与吸尘罩改造为一个整体罩;针对所有皮带受料段的栏矿板上部的平钢板密闭全改为半弧形玻璃材料制作的拱形罩，并将吸尘罩与密闭罩融为一体。

(3)收尘风管的耐磨和防腐处理:针对原设计使用δ=3mm的铁皮风管，一次性设计全部选用δ=8mm的玻璃钢材料，并在风管制作中加耐磨材料做耐磨处理，且玻璃钢材料具体强耐磨蚀性［8］，在设计中所有主、干管路都设置了人孔清扫口和观察口，为日常维护提供便利。

4 结论

前三万除尘系统改造前除尘效率不高，只有80%;除尘器阻力为127mmH2O，动力消耗大;入口含尘浓度不高，适应性不太强;改造后的各产尘源点得到有效密闭和有效抽风，在生产过程中监测改造的产尘点空气含尘浓度达到2mg/m3工业卫生标准;通风除尘系统达到设计工艺要求，除尘器除尘效率达标，所有高效除尘机组在正常运行中排风含尘浓度远低于150mg/m3排放标准;除尘器日常运行耗水得到明显减少;两个生产车间的通风除尘机组实现了自动远程控制;除尘器、风机及通风设施的完好率和运转率达到95%以上，现场设备整齐干净，维修维护方便，工作任务大大减轻，在生产设备增加和生产任务增产的情况下，整个通风除尘系统装机容量较原设计减少近200kwh，取得了较好社会效益和经济效益。

［1］ 陈帅，蔡颖玲，姜小敏.几种不同情况下的自然通风量的计算［J］.四川建筑科学研究，2010(12):6 －27.

［2］ 马超.作业环境中粉尘的危害、传播机理和防治措施［J］.安防科技，2011(02):7－19.

［3］ 赵丹.基于网络分析的矿井通风系统故障源诊断技术研究［D］.辽宁工程技术大学，2011(04):8－25.

［4］ 庞大芳.通风系统优化改造技术及其在屯兰矿的应用研究［D］.辽宁工程技术大学，2008(03):5－23.

［5］ 郑玉卿.电除尘器节能减排控制系统的实现［D］.河北工程大学，2010(05):6－20.

［6］ 谢卫群.新桥矿业有限公司矿井通风系统优化设计研究［D］.江西理工大学，2010(07):7－23.

［7］ 姚金蕊.马路坪矿井通风控制新技术的应用研究［D］.江西理工大学，2010(03):8－13.

［8］ 郑宝鑫.矿井风机监测系统的研究与设计［D］.辽宁工程技术大学，2009(10):20－23.