【一线】经此方案，选煤厂原煤车间粉尘平均下降94%
一、新巨龙公司选煤厂概况
1、选煤厂简介
新巨龙公司选煤厂位于山东省巨野县龙固镇境内，是新矿集团龙固矿井的配套工程。选煤厂的煤源全部来自龙固矿井，为矿井型炼焦煤选煤厂，由北京华宇工程有限公司设计，设计入洗能力为600万吨/年，系统配置能够满足1000万吨/年的生产需要。选煤厂于2006年3月开工建设，2008年2月开始带煤试生产，2009年11月与矿井一起正式投产。
2、选煤工艺与产品结构
龙固矿井煤种以肥煤为主，是目前国内宝贵的炼焦煤资源。选煤厂在工艺选择时以精煤最大回收率原则为出发点和立足点，选煤工艺为+50mm动筛排矸、50-0mm原煤预先脱泥、50-0.5mm有压两产品重介旋流器主再选分选、-0.5mm煤泥浮选、尾煤浓缩压滤、煤泥干燥的联合工艺流程。该工艺具有分选精度高、产品结构调整灵活、技术先进、系统可靠、管理方便、效益优先的特点。选煤厂产品结构为灰分小于8.00%、小于8.5%、硫分小于0.80%的六级、七级冶炼精煤；发热量5000kcal/kg、硫分小于1.00%的中煤；发热量3300cal/kg，硫分小于1.50%的干燥煤球。
3、主要设备配置情况
全厂生产设备共565台（套），其中10kV设备24台，设备装机容量28146kW。选煤厂主要工艺设备如动筛跳汰机、重介旋流器、浮选机、离心机、浓缩机、磁选机等均为进口设备，进口设备共计87台（套），分别引自美国、德国、澳大利亚、南非、英国等国际知名的选煤设备制造厂家，为选煤厂的高产高效运行奠定了基础。
4、选煤厂荣誉
选煤厂建成投产以来在全体员工的共同努力下，取得了一定的成绩，得到了上级领导和同行的认可，先后荣获：建筑工程质量“鲁班奖”、煤炭工业优质高效选煤厂、行业级质量标准化选煤厂、全国十佳选煤厂、全国十佳选煤厂厂长等荣誉称号。
二、原煤车间粉尘污染治理研究背景
1、是对现有选煤厂设计规范的补充与完善。
目前，各选煤厂的除尘工艺和设备种类多样，除尘效果参差不齐，对选煤厂煤尘治理进行研究和规范是对现有选煤厂设计规范的补充完善，研究煤炭运输及转载过程中粉尘的运动规律、扩散机理和浓度分布，采取综合防治措施，探索防尘、控尘、除尘的新工艺、新设备、新方法，并积极地加以应用和推广，对降低生产现场粉尘浓度，改善工人的作业环境，具有十分重要的现实意义。
2、职业健康的需要。
新巨龙公司选煤厂原煤车间主要负责将主井生产的原煤进行筛分和破碎，生产过程中煤炭经过多次分配、分级、破碎和转移，各环节均有大量粉尘产生，给现场安全生产及岗位工人身体健康造成了较大的影响。经现场测量，选煤厂原煤车间皮带运输及转载主要产尘点粉尘浓度高达90mg/m3，亟待采取有效的防降尘措施。
三、原煤车间概况及产尘原因分析
1、原煤车间概况
选煤厂原煤车间长为35m，宽度25m，高度37m，共分7层。车间内主要设备有3台毛煤分级筛、4台破碎机、3台动筛跳汰机、10部皮带运输机等。原煤车间工艺流程为：上井毛煤经分级筛分级0-50mm粒级进入原煤仓；50-300mm粒级进入动筛跳汰机排矸，跳汰精煤经破碎机破碎后进入原煤仓；+300mm粒级经反手选，手选精煤破碎后进入原煤仓。工艺流程见图3-1
2、产尘原因分析
通过调查分析造成选煤厂原煤车间粉尘污染严重的原因主要有以下几个方面：
（1）矿井毛煤水分低
在矿井正常生产情冴下入厂毛煤水分较低，实测毛煤全水分在5%以下，这是造成筛分、破碎、转载等各环节产尘量大的主要原因。
（2）工艺环节多
原煤车间工艺是采用分级、排矸、破碎联合生产工艺，入厂毛煤首先通过毛煤分级筛按50mm、300mm进行分级。由于毛煤在分级筛暴露面积大，停留时间长，并且缓冲仓回风等原因，造成筛子处粉尘污染严重。破碎机处块煤在破碎、冲击、卸料等机械力的作用下，也产生大量的扬尘。
（3）转载点高度落差大
原煤车间各转载点落差较大，其中最大落差7.5m，平均落差4m，在皮带输送机各转载点由于受溜槽倾角和高度落差的影响，高速下落的煤流使溜槽内的空气被压缩产生气流，加剧了导料槽出口喷粉，产生大量的扬尘。
3、产尘点煤尘检测数据
毛煤在进入原煤车间后经过一次分流、一次筛分、一次破碎、6次转运、其间产生尘源点20余个，工艺设计的客观实际使煤尘的产生成为必然。经现场测量19个产尘点煤尘平均浓度56.2mg/m³，最高达90mg/m³，煤尘治理亟需进行。各产尘点煤尘检测数据见表3-1。
四、除尘方案工艺设计优化
1、除尘方案的设计原则
综合考虑选煤厂原煤车间的工艺过程、各类设备的配置及现有粉尘防治措施的应用情况，决定采取密封尘源、加强污风风流引导、利用除尘器除尘来解决原煤车间粉尘污染问题。对除尘系统设计应遵循以下几点基本原则：(效率、简单、实用、可靠）
■根据现场的实际情况，因地制宜，多种除尘措施综合使用，使除尘效果达到最优；
■选择技术先进、运行稳定、高效节能的除尘设备，并优化现场尘源的控制管网，尽量做到不妨碍生产操作和设备检修；
■在技术方案设计时要考虑到现场生产设备振动、冲击以及粉尘堆积等因素带来的影响，保证除尘系统可以在一个较长的生产周期内稳定运转，并易于维护；
■遵循投资少、运营费用低、易于现场实施的原则；
■突出重点，分步实施，优先治理污染最为严重的作业岗位；
■合理安排，统筹设计，协调施工，尽可能使改造工程对生产的影响程度降至最低。
2、除尘方案的制定
本项目主要侧重于对粉尘产生点分散、污染严重的工作岗位进行除尘改造。基于对现场的调查研究，对多种技术方案进行分析和比较后，最终确定技术方案如下：1、三台分级筛筛上用三套除尘系统，即一套除尘系统控制一台分级筛的筛上，通过加密封罩利用负压抽风的方式，将粉尘收集后进行处理。2、四台破碎机上用四套除尘系统，即一套除尘系统控制一台破碎机，通过加密封罩利用负压抽风的方式，将粉尘收集后进行处理。分级筛除尘器安装在厂房外，破碎机高效湿式除尘器安装在厂房内。3、皮带运输系统10条。方案示意图见图4-1。
3、除尘器的选择
考虑到厂房内煤尘较为潮湿，不宜采用袋式除尘器；同时由于静电除尘器对粉尘性质要求较高，也不宜采用；旋风除尘效率较低，通常除尘效率只有75%，无法有效改善厂房的作业环境；文丘里除尘器由于除尘效率较高，一般能达到90%以上，基本满足排放要求，且其投资低、维护简单，但其除尘效果受供水压力影响大；冲击式除尘器既有文丘里除尘器的优点同时又不受供水条件影响，综合考虑，决定采用冲击式除尘器作为通风除尘系统的除尘器进行施工。
4 、分级筛、破碎机除尘方案设计
1）分级筛除尘技术方案
每台分级筛筛上确定为密闭收尘控制点，每台筛机采用一套除尘系统进行粉尘污染控制。除尘系统采用“一点、一控制、一处理”的技术工艺，即密闭收尘—除尘器净化—引风机对空排放。
2）破碎机除尘技术方案
破碎机是选煤厂破碎大块煤的主要设备，共有破碎机4台。破碎机工作时产生大量粉尘，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，采取对破碎机进行全封闭措施控制尘源，同时在其上分别安装一套除尘系统，利用集风罩和风管将粉尘引至除尘器，经除尘器处理后的清洁空气通过风机排至室外。
具体除尘系统技术改造工艺示意图4-2所示。
首先对分级筛、破碎机尘源进行密闭，作业产生的粉尘在风机的负压作用下，通过集气罩以及风管，进入自激式湿式除尘器，净化后的气流经风机对空排放，除尘器的供水采用自动补给的方式，用于洗涤粉尘的含尘废水由排污蝶阀进入选煤厂煤泥水系统。
5 、皮带机除尘方案设计
原煤车间共有皮带机10条，均在室内布置，带速最低0.8m/s，最高3.15m/s。输煤皮带系统的粉尘污染较为严重，是原煤车间粉尘综合治理的重要对象和组成部分。皮带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。
以皮带机2008为例来说明粉尘治理措施，该皮带机全长18.65m，上方有下料溜槽3处。具体治理方法是：在皮带机上设计45#碳素钢矩形导料槽约15m。为提高密封效果、配合挡帘箱辅助密封，在矩形导料槽的头、尾两端装设喷雾装置。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。同时增加3处集尘罩，通过风管利用自激式除尘器对粉尘进行处理，利用风机将处理合格的空气排出室外。
在所有转载点处,加装特殊设计的密封导料槽,如图4-3所示。通过特殊设计的挡尘帘所形成的密闭空间，将在皮带转运时激起的煤尘和由于快速落煤而形成的正压吸附风所造成的逸出煤尘完全控制，使正压含尘空气得到有效的收集。通过合理布置导料槽的长度，使得绝大部分大粒径粉尘通过自然沉降而落回到物料表面，其余粉尘利用集尘罩收集，通过风管引至自激式除尘器进行处理。
6、除尘系统工艺参数数值模拟优化
为了提高除尘系统除尘效率，委托北京科技大学利用CFD软件对各皮带机上部及转载点处煤尘运动规律、扩散机理和浓度分布状态进行了模拟研究。通过建立数学、几何模型，对不同落差高度及不同胶带运行速度的溜槽及倒料槽内气流、粉尘运动规律进行模拟，优化了倒料槽及集尘罩设计参数，使系统能够实现设计最优化、除尘效率最大化。
在几何模型的基础上分别在距离下料口0.5m、1.5m、2.5m处加装上口边长为0.45m、下口边长为1.0m、高为0.52m的正四棱台型集尘罩，利用CFD软件对密闭通风除尘风流、粉尘运动过程进行数值模拟。通过模拟发现集尘罩位置过于靠近落料口时，气流正处于转折刷底阶段，此处气流速度极低，粉尘起尘点正对着吸尘罩下方，没有预留出粉尘的运动距离，影响了粉尘的收集效果。吸尘罩位置远离落料口时，气流高速区处于下降阶段，粉尘脱离集尘罩的概率增加，降低了除尘效率。通过分析，集尘罩加装在距下料口1.0～1.5m范围内附近时风流流动顺畅，能实现最佳通风除尘效果，系统工作效率最高。
7 、除尘设备选型
根据系统设计计算要求，共需19套除尘风机，除尘器选型如下：ZTC-4-1自激式湿式除尘器11台，除尘器的处理风量为5000m3/h，除尘器的阻力为1000Pa；ZTC-4-2自激式湿式除尘器5台，除尘器的处理风量为8000m3/h，除尘器的阻力为1200Pa；ZTC-4-4自激式湿式除尘器3台，除尘器的处理风量为15000m3/h，除尘器的阻力为1500Pa。
根据除尘系统总风量及总阻力损失的要求，选用4-72№4A 型离心风机11台，处理风量为4012-7419m3/h，风压为1320～2014Pa，配套电机为Y132S-2 N＝7.5KW、380V；选用4-73№4.5C型离心风机5台，处理风量为5800-10500m3/h，风压为1421～2450Pa，配套电机为Y160M-4 N＝11KW、380V；选用4-72№6C型离心风机3台，处理风量为10314-20628m3/h，风压为1733～2734Pa，配套电机为Y160L-4 N＝15KW、380V。
五、方案实施及运行效果
原煤车间粉尘污染治理项目施工工期五个月，主要工程内容为安装除尘风机、除尘器及相关集气罩、风管19套。在2002、2003皮带加装密封导料槽9m、2008皮带加装导料槽15m、2015皮带加装导料槽9m、2019皮带加装导料槽15m、2030皮带加装导料槽9m、2031加装导料槽12m。主要工作量见表5-1。
改造前后对各皮带机、分级筛及破碎机工作空间的粉尘浓度进行了对比测定，测定数据见表5-2。通过工程实施后的跟踪测试结果可知，选煤厂原煤车间各生产环节作业空间的粉尘浓度较治理之前平均下降了93.9%，均达到了粉尘治理标准的要求。
六、应用前景
选煤厂原煤车间粉尘污染具有相当的广泛性和普遍性，项目的成功实施，不仅解决了原煤车间粉尘大的问题，改善了厂房内生产环境，保护了工人健康，而且有效减少了通过扩散进入矿区大气中的粉尘含量，降低了对周围环境的污染。项目的建设同时也给同类型选煤厂生产环境的改善提供了工程范本，本项目综合治理的思路和方法，可以在煤炭行业及存在相似问题厂房的其它行业推广，避免重复研究，为企业带来可观的经济效益和社会效益。
（编辑：三三）
五六专供
（点击图片即可查看）
洗选小咖
选煤知识哪里学？
专注选煤
五六啊！选煤第一平台！
好多资讯，不看后悔！