负压吸尘技术在选煤厂除尘系统中的应用

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(1.中国矿业大学(北京) 北京 100083；2.神华宝日希勒能源有限公司 内蒙古 呼伦贝尔 021000)

负压吸尘技术在选煤厂除尘系统中的应用

刘金锋1王亚萌1杨雪松1朱莹莹1,2陈占国2

(1.中国矿业大学(北京)北京100083；2.神华宝日希勒能源有限公司内蒙古呼伦贝尔021000)

针对常规清尘除尘方法劳动强度大、易造成二次污染、部分区域存在积尘盲区等问题，采用负压吸尘技术对地面及设备表面积尘进行处理并进行现场实验，扫灰系统安装1台真空泵可多点同时吸尘扫灰，最多可以6人同时清扫，无二次污染，清扫能力大，吸送粒度8mm。该技术降低了工人劳动强度，净化了工作环境、消除了事故隐患，实现高效安全生产。

二次污染；负压吸尘；积尘；安全生产

神宝能源公司选煤厂的筛分厂、缓冲仓等子系统的地面及机械设备表面会堆积大量的煤尘，局部地面积尘厚度达几十毫米，栈桥平台、转载点等处堆积煤尘常规扫尘无法清除干净，这些堆积的煤尘在人员走动、风速干扰的情况极易产生二次扬尘。大量堆积的煤尘严重影响作业空间环境及设备设施正常运行。常规人工扫尘除尘方法劳动强度大，且易造成严重的二次扬尘污染，必须提出新的除尘技术对地面、设备的积尘进行处理[1]。本文采用负压吸尘技术对神宝能源公司地面生产系统的筛分厂装车站、配仓，穹顶仓，缓冲仓等地面及设备表面积尘进行治理。

一、选煤厂地面生产系统产尘原因及除尘现状分析

地面生产系统装车站、缓冲仓等处的皮带机头部物料流下落过程中，由于煤流的诱导作用和煤流空隙裹挟作用，大量气流随物料流下落，物料落到煤仓底部的瞬间会产生冲击挤压作用，使大量气体从物料中喷射出来，含尘气流从煤仓反冲出来，造成煤尘大量产生并从过渡段缝隙逸出。选煤厂配仓卸料车卸料过程中，下落煤流与篦子等障碍物发生冲击和气流的扰动作用而产生大量煤尘从煤仓落料口喷出。溜煤管落煤时下落煤流与卸料小车皮带表面产生冲击和气流的扰动作用，产生大量煤尘从导料槽两端喷出。穹顶仓下给煤机下落煤流与高速运行的皮带产生冲击和气流的扰动作用，产生大量煤尘从过渡段缝隙逸出。

大量产尘对周围的生产生活环境、地面及设备设施造成严重污染，设备表面堆积的煤粉需及时进行清理，现主要使用水管冲洗、扫帚等工具进行清扫，劳动强度大且造成严重的二次污染。运输系统室内(主要指转载点、平台、配电室、除尘间)地面、屋面、墙面等区域以及设备本身仍存在诸多煤尘积聚的盲区，不便于用传统方式进行清理。

二、负压吸尘除尘技术研究

(一)负压吸尘除尘装置的组成及工作原理。负压吸尘除尘装置主要由离心式真空泵、吸尘管路、电器控制箱、用于连接吸尘软管的快捷接头和排尘管等部件组成(图1)，该吸尘装置特有的结构可以安全便捷的对积尘盲区进行有效清理[2,3]。其基本工作原理为真空负压吸尘清扫，工作过程：高负压离心式真空泵作为吸尘动力源，使吸灰管路内产生高负压，进而在吸头吸口处产生高负压的抽吸高速气流场；地面及设备表面积尘由吸头吸入后经吸尘软管汇入吸尘管网，含尘气流首先经过旋风分离器将较大颗粒及纤维状杂物等除掉后落入缓冲仓，较细粉尘经离心式真空泵送入机头除尘器料斗，再由旋转卸灰阀卸入储灰罐。

图1 负压吸尘除尘装置

(二)真空泵选型。神宝能源公司地处呼伦贝尔草原严寒地区，煤质为褐煤，煤尘含水分较大，煤粉粘结性较强(尤其严寒的天气条件下)，容易冻粘或板结在地面、滤袋等表面，使吸尘运行阻力增大，严重影响除尘的效果。此外，除尘器灰斗因黏附煤粉等影响吸尘清灰效率，严重时会导致除尘器失效而使系统无法正常工作。

通过相关参数和性能对比，神宝能源公司选择切合自身实际的BZKB-3500/40型离心式真空泵(功率37kw，真空度≤-32KPa)，其具有使用寿命长、噪音低、运行平稳、体积小、耐磨损、性能可靠、节能等优点，特别适应上述恶劣条件。真空泵串联在吸尘管网系统中产生高负压，由于真空泵的压缩作用，其出口气体温度较高(冬季约30℃)；进入除尘器灰斗的高温气体对滤袋等表面煤粉层和除尘器壳体有加热干燥作用，使滤袋和灰斗易于清灰，这是该负压吸尘技术优于其他除尘系统的地方。为实现多人高效率完成吸尘清灰工作，设计均匀性吸风管道。

三、现场试验及效果分析

根据对除尘系统的要求(效率不低于95%、主管路直径Ф159、风速22m/s；支管管路直径Ф108、风速26m/s；单个吸头风量：300m3/h)，以及神宝能源公司胶带运输系统(输煤机带宽1600mm、带速4m/s、出力3000t/h、煤密度0.96t/m3)的特点、负压吸尘设备特点和现场粉尘堆积情况，对负压吸尘系统附属设备部件进行参数确定、选型与安装，并在穹顶仓、缓冲仓、筛分厂装车站及其配仓等积尘比较严重的区域进行现场试验。

在原除尘器一侧将BZKB-3500/40型高负压吸尘真空泵安装在+30m的平台上；地面负压吸尘管网走向和布局，沿厂房边柱敷设，主管路沿楼层从上至下敷设，层间管路沿下水管一侧敷设，不另占空间，其他设备尽可能用原有的以节省设备成本。3条吸尘管路各沿两条皮带机两侧敷设，用管架固定于给煤机平台立柱侧面上，间隔8-10m安装吸尘支管和自闭阀。吸尘支管用支管接头沿主管轴线水平夹角15°引出，用吸尘支管弯头连接吸尘支管由管架U型卡子固定于给煤机平台立柱的侧面上。每个给煤机平台上安装四个吸尘支管、自闭阀，用以清扫给煤机平台地面及设备表面的粉尘。煤仓落料口用废胶带覆盖，留出相应的落料口用于卸料小车卸料，减少煤仓落料逸尘。

应用BZKB-2000/35型高负压真空泵，在吸尘过程中主管路流速平稳、物料悬浮速度高，未发生堵管现象。单台真空泵配套电机功率较小、启动电流也小，对电力系统冲击小。吸尘系统所吸物料经真空泵工作轮加速后由主吸尘管路送到除尘器卸灰斗沉降于皮带机上，这一过程无需卸料设备，物料直接落在皮带表面，物料下落引起的扬尘集附于除尘布袋表面，在风机高负压作用下成饼状经振打器振动下落到皮带表面。扫灰系统安装1台真空泵可多点同时吸尘扫灰，最多可以6人同时清扫，无二次污染，清扫能力大，吸送粒度8mm。各层平台地面及设备表面堆积的大量煤粉被及时、干净的清扫，减轻了员工劳动强度，避免二次清扫扬尘，净化了环境、消除事故隐患。

四、结论

采用地面高负压吸尘除尘技术处理筛分厂、缓冲仓等处的地面及设备表面堆积煤尘，克服了常规人工扫尘除尘方法劳动强度大、易造成严重的二次扬尘污染以及存在清扫盲区等弊端。在穹顶仓、缓冲仓、筛分厂装车站及其配仓等子系统进行现场试验应用，1台真空泵可实现多点同时吸尘扫灰(最多可6人同时清扫)，无二次污染，清扫能力大，吸送粒度8mm；从而净化了工作环境、消除了事故隐患，可实现高效安全生产。

[1]何涛.储煤仓下输煤系统粉尘治理的技术改进[J].露天采矿技术，2015(01)：81-83.

[2]梅林.工业负压吸尘装置施工安全对策探讨[M].中国四川成都，2012：4.

[3]吕太，关多娇，国文学等.输煤皮带负压吸尘设备及系统的改进研究[J].环境污染治理技术与设备，2002(07)：75-77.

矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室基金资助课题(JSK200203)

刘金锋(1989-)，男，汉族，河南许昌人，中国矿业大学(北京)2015级硕士研究生，研究方向：安全管理及粉尘防治。