煤矿新型除尘系统的应用及效益分析

煤矿新型除尘系统的应用及效益分析

李文学1赵慧杰2王帅3

1.兖矿集团鲍店煤矿选煤厂；2.兖州煤业股份有限公司生产技术部；3.兖矿集团东滩煤矿生产准备工区273500

摘要：随着对于环保理念的愈加重视，大气污染排放标准也逐渐提高，煤矿的粉尘排放规模相对较大，因此对煤矿除尘系统的更新，有利于减少粉尘排放污染，保护自然环境。本文据新型除尘系统研发，对其应用及效益进行分析，以期为煤矿行业的粉尘排放提供效果更好的解决办法。

关键词：煤矿；新型除尘系统；应用效益

煤矿是能源开发行业中的重要部分，是火力发电厂的重要资源供应者。煤矿再生产过程中，有较多的污染条件，随着现代技术的应用，污染条件逐步均得到一定程度的改善[1]。大气排放中的粉尘排放是较为关键的部分，由于粉尘分子过大造成空气污染的情况，对于环境影响极大。较多年代久远的煤矿中，所应用的除尘设备无法达成现代气体排放标准，因此对除尘系统进行全面的改善，是现代煤矿行业发展的重要基础条件[2]。

一、新型煤矿除尘系统研发背景

本文主要对兖州煤业股份有限公司鲍店煤矿选煤中心改造中的除尘系统改造进行分析。该选煤中心的231及356带式输送机在进行工作的过程中，存在落料点极多、粉尘量大、空间狭小、管道纵横交错、车间顶板距离和皮带机距离或短等问题，由于带间落差及设备振动和机械作用等，造成大量粉尘出现。在此次进行除尘系统改善之前，该中心曾选用文丘里除尘器及喷雾降尘、无动力除尘装置等除尘方式，对皮带机和其他扬尘点进行除尘治理，但因为场内多条皮带因为空间限制及复杂的环境，使得粉尘排放问题仍然存在。大量粉尘的出现造成了工作的环境污染，同时对于职工身心造成了危害，职业病出现的概率激增。尘肺病是我国最为严重的职业病。选煤中心皮带机的生产中，职业卫生及劳动安全中的问题急需得到改善。由此便需要提升除尘系统的除尘效率、为职工提供安全卫生的工作环境。

二、新型除尘系统介绍

根据选煤中心的现场工况，研发出能够实现沉降除尘、惯性除尘、密封除尘等除尘功能的综合性除尘系统，并对其与工况环境的契合度进行分析，最大化保证与实际工况贴合，同时对除尘系统的安全及维护、投资成本等进行控制，在满足前提的情况下，达到保护环境、节能减排作用。该除尘系统的主要作用目标为降低操作岗位含尘浓度、提升综合防尘的效率，使得工作环境得到改善，对职工健康提供保障。

1、除尘系统技术内容

输送装置进行密封处理，产尘点粉尘浓度不大于2000mg/m³，设备在长常压及常温状态时，迷方向使用钢焊接件，设备和设备间密封使用橡胶板，输送带仍使用皮带运输机，头部及尾部的密封使用弧形导料槽和边缘密封装置。进行除尘处理的过程中，沉降室截面积是落料管截面积8~12倍，气流的速度作0.6~1.0m/s，粉尘气体回流罐截面积是落料管截面积0.5~0.8倍，回流管中的气流速度大于3.5m/s。粉尘循环降尘及尘气分离的处理过程中，气流速度不大于皮带运行速度。

2、关键技术

建立了三维实体物理模型及模型网络，能够对数据参数进行分析。使用流体力学及空气动力学使用闭环流通及压力平衡的方式，对现场实际空间狭小、其他设备纵横交错的复杂环境除尘问题进行解决；双密封弧形导料槽、边缘密封、降尘室、气体回流通道、文氏环等装置研发；使用低速空气动力学理论，进行回流风洞制造，风量除尘及抑尘得到控制、引导。

3、技术创新点

使用压力平衡及闭环流通的方式，实现了连续的沉降，拥有独创性压差平衡除尘系统，对各个除尘点进行分散除尘；选用高分子密封材料对传统挡煤板摩擦阻力大的情况进行解决，并使得皮带容易跑偏得到解决。在皮带发生变形或者皮带跳动时，密封胶带都会和输煤皮带完全贴合，自动进行密封间隙的调节；空间狭小的部分使用特殊设计方法，使得设备的占地面积得到缩减，对顶板和皮带机间距过小除尘设备难以安装的问题进行解决；对势能旋袋沉降技术的研发，达成了除尘系统管内气流有序运动的要求。

三、应用分析

双密封弧形导料槽及边缘密封系统的应用，主要在皮带上方安装可调双密封弧形导料槽，应用弹性相对更好，强度更高，耐磨损的柔性胶带双层密封系统进行密封处理，不论在输煤皮带跳动亦或者弯曲变形，密封胶带都能于输煤皮带贴合，密封性能够得到保障，从而使得导料槽内部和外界的空间完全隔离，从而在完成导料工作的基础上，增加密封效果。连续沉降系统在密封导流槽中进行安装，沉降室中设置有阻尼挡尘帘，导流槽中含尘气体抵达沉降室以后，向上运动会受到挡尘帘阻截，从而变为紊流，气体在方向及速度上发生变化，大颗粒粉尘由此也会发生沉降。应用连续沉降系统中的气流回流管、挡尘帘及沉降室能够保证气流在导流槽内部实现循环，完成除尘系统内闭环流通，能够保证粉尘的连续沉降。空气经过滤袋及回风管后，能够返回皮带罩内部。

气体回流管整流器主要用于预防气流发生倒流情况，或者气体回流管堵塞问题。根据气体运动的规律性，在气体回流管进行整流器的安装，整流器要求设计成旋转环形，从而使得气流进入到气流回流管之后，产生旋转，使得气体回流管内部的压力增加，气流能够有序进行移动，达成整流效果。因为皮带机产生的粉尘被边缘密封系统及双密封弧形导料槽控制在皮带罩内部，势能旋袋降尘装置下方含尘气流通过时，会受到压差的影响，含尘气流进入到势能旋袋降尘装置中，粉尘会被拦截并附着在滤袋表面，在粉尘积累到一定程度时，会自然脱落大皮带罩内部。

四、效益分析

该新型除尘系统投入使用后，经过检测对比发现：231皮带机尾部及头部除尘效率分别达到了95.57％、94.91％；356皮带机尾部及中部除尘效率达到了95.67％、94％；231皮带机尾部及头部呼吸性粉尘的除尘效率分别达到75.47％、78.79％；356皮带机尾部及中部呼吸性粉尘的除尘效率分别达到73.39％、79.79％。经济效益上该除尘技术对动力没有消耗，如果和22kw电动除尘风机进行对比就会发现，每台风机的使用年耗费11.8万元，该选煤中心需要五台风机才能达成除尘需要，所以仅耗能年耗费59万元，这也是与风机对比的新型除尘系统的经济效益。该系统的除尘效率较高，同时无需动力装置，所以出现设备事故的风险得到控制。同时能够减轻工人的劳动强度，工作效率也能得到提升。最为重要的在于能够保护职工身体健康，较少职业病发生，社会效益显著。

结束语

通过本篇叙述，能够明确本文介绍的新型除尘系统，对于煤矿效益有极大的提升。该除尘系统无动力装置，但在除尘效果上较之动力设备相仿，甚至超过动力设备的除尘效率。因此该新型除尘系统在未来的发展及应用上，拥有极为广阔的前景，能够为煤矿的气体排放带来新的解决方案。

参考文献：

[1]赵飞.现代煤矿矿用除尘风机的应用实例研究及仿真分析[J].煤，2019，28（01）：79-80.

[2]杨阳.旋转电极式电除尘器技术研究、应用及效益分析[J].安徽电子信息职业技术学院学报，2012，11（5）：5-8.