1、選煤廠簡介

新巨龍公司選煤廠位于山東省巨野縣龍固鎮(zhèn)境內(nèi)，是新礦集團龍固礦井的配套工程。選煤廠的煤源全部來自龍固礦井，為礦井型煉焦煤選煤廠，由北京華宇工程有限公司設(shè)計，設(shè)計入洗能力為600萬噸/年，系統(tǒng)配置能夠滿足1000萬噸/年的生產(chǎn)需要。選煤廠于2006年3月開工建設(shè)，2008年2月開始帶煤試生產(chǎn)，2009年11月與礦井一起正式投產(chǎn)。

2、選煤工藝與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

龍固礦井煤種以肥煤為主，是目前國內(nèi)寶貴的煉焦煤資源。選煤廠在工藝選擇時以精煤最大回收率原則為出發(fā)點和立足點，選煤工藝為+50mm動篩排矸、50-0mm原煤預(yù)先脫泥、50-0.5mm有壓兩產(chǎn)品重介旋流器主再選分選、-0.5mm煤泥浮選、尾煤濃縮壓濾、煤泥干燥的聯(lián)合工藝流程。該工藝具有分選精度高、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整靈活、技術(shù)先進、系統(tǒng)可靠、管理方便、效益優(yōu)先的特點。選煤廠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為灰分小于8.00%、小于8.5%、硫分小于0.80%的六級、七級冶煉精煤；發(fā)熱量5000kcal/kg、硫分小于1.00%的中煤；發(fā)熱量3300cal/kg，硫分小于1.50%的干燥煤球。

3、主要設(shè)備配置情況

全廠生產(chǎn)設(shè)備共565臺（套），其中10kV設(shè)備24臺，設(shè)備裝機容量28146kW。選煤廠主要工藝設(shè)備如動篩跳汰機、重介旋流器、浮選機、離心機、濃縮機、磁選機等均為進口設(shè)備，進口設(shè)備共計87臺（套），分別引自美國、德國、澳大利亞、南非、英國等國際知名的選煤設(shè)備制造廠家，為選煤廠的高產(chǎn)高效運行奠定了基礎(chǔ)。

4、選煤廠榮譽

選煤廠建成投產(chǎn)以來在全體員工的共同努力下，取得了一定的成績，得到了上級領(lǐng)導(dǎo)和同行的認(rèn)可，先后榮獲：建筑工程質(zhì)量“魯班獎”、煤炭工業(yè)優(yōu)質(zhì)高效選煤廠、行業(yè)級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化選煤廠、全國十佳選煤廠、全國十佳選煤廠廠長等榮譽稱號。

1、是對現(xiàn)有選煤廠設(shè)計規(guī)范的補充與完善。

目前，各選煤廠的除塵工藝和設(shè)備種類多樣，除塵效果參差不齊，對選煤廠煤塵治理進行研究和規(guī)范是對現(xiàn)有選煤廠設(shè)計規(guī)范的補充完善，研究煤炭運輸及轉(zhuǎn)載過程中粉塵的運動規(guī)律、擴散機理和濃度分布，采取綜合防治措施，探索防塵、控塵、除塵的新工藝、新設(shè)備、新方法，并積極地加以應(yīng)用和推廣，對降低生產(chǎn)現(xiàn)場粉塵濃度，改善工人的作業(yè)環(huán)境，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

2、職業(yè)健康的需要。

新巨龍公司選煤廠原煤車間主要負(fù)責(zé)將主井生產(chǎn)的原煤進行篩分和破碎，生產(chǎn)過程中煤炭經(jīng)過多次分配、分級、破碎和轉(zhuǎn)移，各環(huán)節(jié)均有大量粉塵產(chǎn)生，給現(xiàn)場安全生產(chǎn)及崗位工人身體健康造成了較大的影響。經(jīng)現(xiàn)場測量，選煤廠原煤車間皮帶運輸及轉(zhuǎn)載主要產(chǎn)塵點粉塵濃度高達90mg/m3，亟待采取有效的防降塵措施。

1、原煤車間概況

選煤廠原煤車間長為35m，寬度25m，高度37m，共分7層。車間內(nèi)主要設(shè)備有3臺毛煤分級篩、4臺破碎機、3臺動篩跳汰機、10部皮帶運輸機等。原煤車間工藝流程為：上井毛煤經(jīng)分級篩分級0-50mm粒級進入原煤倉；50-300mm粒級進入動篩跳汰機排矸，跳汰精煤經(jīng)破碎機破碎后進入原煤倉；+300mm粒級經(jīng)反手選，手選精煤破碎后進入原煤倉。工藝流程見圖3-1

2、產(chǎn)塵原因分析

通過調(diào)查分析造成選煤廠原煤車間粉塵污染嚴(yán)重的原因主要有以下幾個方面：

（1）礦井毛煤水分低

在礦井正常生產(chǎn)情冴下入廠毛煤水分較低，實測毛煤全水分在5%以下，這是造成篩分、破碎、轉(zhuǎn)載等各環(huán)節(jié)產(chǎn)塵量大的主要原因。

（2）工藝環(huán)節(jié)多

原煤車間工藝是采用分級、排矸、破碎聯(lián)合生產(chǎn)工藝，入廠毛煤首先通過毛煤分級篩按50mm、300mm進行分級。由于毛煤在分級篩暴露面積大，停留時間長，并且緩沖倉回風(fēng)等原因，造成篩子處粉塵污染嚴(yán)重。破碎機處塊煤在破碎、沖擊、卸料等機械力的作用下，也產(chǎn)生大量的揚塵。

（3）轉(zhuǎn)載點高度落差大

原煤車間各轉(zhuǎn)載點落差較大，其中最大落差7.5m，平均落差4m，在皮帶輸送機各轉(zhuǎn)載點由于受溜槽傾角和高度落差的影響，高速下落的煤流使溜槽內(nèi)的空氣被壓縮產(chǎn)生氣流，加劇了導(dǎo)料槽出口噴粉，產(chǎn)生大量的揚塵。

3、產(chǎn)塵點煤塵檢測數(shù)據(jù)

毛煤在進入原煤車間后經(jīng)過一次分流、一次篩分、一次破碎、6次轉(zhuǎn)運、其間產(chǎn)生塵源點20余個，工藝設(shè)計的客觀實際使煤塵的產(chǎn)生成為必然。經(jīng)現(xiàn)場測量19個產(chǎn)塵點煤塵平均濃度56.2mg/m3，最高達90mg/m3，煤塵治理亟需進行。各產(chǎn)塵點煤塵檢測數(shù)據(jù)見表3-1。

1、除塵方案的設(shè)計原則

綜合考慮選煤廠原煤車間的工藝過程、各類設(shè)備的配置及現(xiàn)有粉塵防治措施的應(yīng)用情況，決定采取密封塵源、加強污風(fēng)風(fēng)流引導(dǎo)、利用除塵器除塵來解決原煤車間粉塵污染問題。對除塵系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)遵循以下幾點基本原則：(效率、簡單、實用、可靠）

■根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，因地制宜，多種除塵措施綜合使用，使除塵效果達到最優(yōu)；

■選擇技術(shù)先進、運行穩(wěn)定、高效節(jié)能的除塵設(shè)備，并優(yōu)化現(xiàn)場塵源的控制管網(wǎng)，盡量做到不妨礙生產(chǎn)操作和設(shè)備檢修；

■在技術(shù)方案設(shè)計時要考慮到現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備振動、沖擊以及粉塵堆積等因素帶來的影響，保證除塵系統(tǒng)可以在一個較長的生產(chǎn)周期內(nèi)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，并易于維護；

■遵循投資少、運營費用低、易于現(xiàn)場實施的原則；

■突出重點，分步實施，優(yōu)先治理污染最為嚴(yán)重的作業(yè)崗位；

■合理安排，統(tǒng)籌設(shè)計，協(xié)調(diào)施工，盡可能使改造工程對生產(chǎn)的影響程度降至最低。

2、除塵方案的制定

本項目主要側(cè)重于對粉塵產(chǎn)生點分散、污染嚴(yán)重的工作崗位進行除塵改造?；趯ΜF(xiàn)場的調(diào)查研究，對多種技術(shù)方案進行分析和比較后，最終確定技術(shù)方案如下：1、三臺分級篩篩上用三套除塵系統(tǒng)，即一套除塵系統(tǒng)控制一臺分級篩的篩上，通過加密封罩利用負(fù)壓抽風(fēng)的方式，將粉塵收集后進行處理。2、四臺破碎機上用四套除塵系統(tǒng)，即一套除塵系統(tǒng)控制一臺破碎機，通過加密封罩利用負(fù)壓抽風(fēng)的方式，將粉塵收集后進行處理。分級篩除塵器安裝在廠房外，破碎機高效濕式除塵器安裝在廠房內(nèi)。3、皮帶運輸系統(tǒng)10條。方案示意圖見圖4-1。

3、除塵器的選擇

考慮到廠房內(nèi)煤塵較為潮濕，不宜采用袋式除塵器；同時由于靜電除塵器對粉塵性質(zhì)要求較高，也不宜采用；旋風(fēng)除塵效率較低，通常除塵效率只有75%，無法有效改善廠房的作業(yè)環(huán)境；文丘里除塵器由于除塵效率較高，一般能達到90%以上，基本滿足排放要求，且其投資低、維護簡單，但其除塵效果受供水壓力影響大；沖擊式除塵器既有文丘里除塵器的優(yōu)點同時又不受供水條件影響，綜合考慮，決定采用沖擊式除塵器作為通風(fēng)除塵系統(tǒng)的除塵器進行施工。

4 、分級篩、破碎機除塵方案設(shè)計

1）分級篩除塵技術(shù)方案

每臺分級篩篩上確定為密閉收塵控制點，每臺篩機采用一套除塵系統(tǒng)進行粉塵污染控制。除塵系統(tǒng)采用“一點、一控制、一處理”的技術(shù)工藝，即密閉收塵—除塵器凈化—引風(fēng)機對空排放。

2）破碎機除塵技術(shù)方案

破碎機是選煤廠破碎大塊煤的主要設(shè)備，共有破碎機4臺。破碎機工作時產(chǎn)生大量粉塵，是選煤廠粉塵綜合治理的重要對象和組成部分，在治理實施中，采取對破碎機進行全封閉措施控制塵源，同時在其上分別安裝一套除塵系統(tǒng)，利用集風(fēng)罩和風(fēng)管將粉塵引至除塵器，經(jīng)除塵器處理后的清潔空氣通過風(fēng)機排至室外。

具體除塵系統(tǒng)技術(shù)改造工藝示意圖4-2所示。

首先對分級篩、破碎機塵源進行密閉，作業(yè)產(chǎn)生的粉塵在風(fēng)機的負(fù)壓作用下，通過集氣罩以及風(fēng)管，進入自激式濕式除塵器，凈化后的氣流經(jīng)風(fēng)機對空排放，除塵器的供水采用自動補給的方式，用于洗滌粉塵的含塵廢水由排污蝶閥進入選煤廠煤泥水系統(tǒng)。

5 、皮帶機除塵方案設(shè)計

原煤車間共有皮帶機10條，均在室內(nèi)布置，帶速最低0.8m/s，最高3.15m/s。輸煤皮帶系統(tǒng)的粉塵污染較為嚴(yán)重，是原煤車間粉塵綜合治理的重要對象和組成部分。皮帶系統(tǒng)粉塵治理的方案設(shè)計為：塵源點密閉、消除正壓、負(fù)壓引導(dǎo)。

以皮帶機2008為例來說明粉塵治理措施，該皮帶機全長18.65m，上方有下料溜槽3處。具體治理方法是：在皮帶機上設(shè)計45#碳素鋼矩形導(dǎo)料槽約15m。為提高密封效果、配合擋簾箱輔助密封，在矩形導(dǎo)料槽的頭、尾兩端裝設(shè)噴霧裝置。合理設(shè)計導(dǎo)料槽的長度，使得絕大部分大粒徑粉塵通過自然沉降回落到輸送膠帶上，細(xì)微粒徑的粉塵通過除塵器過濾，減輕除塵器的工作壓力。同時增加3處集塵罩，通過風(fēng)管利用自激式除塵器對粉塵進行處理，利用風(fēng)機將處理合格的空氣排出室外。

在所有轉(zhuǎn)載點處,加裝特殊設(shè)計的密封導(dǎo)料槽,如圖4-3所示。通過特殊設(shè)計的擋塵簾所形成的密閉空間，將在皮帶轉(zhuǎn)運時激起的煤塵和由于快速落煤而形成的正壓吸附風(fēng)所造成的逸出煤塵完全控制，使正壓含塵空氣得到有效的收集。通過合理布置導(dǎo)料槽的長度，使得絕大部分大粒徑粉塵通過自然沉降而落回到物料表面，其余粉塵利用集塵罩收集，通過風(fēng)管引至自激式除塵器進行處理。

6、除塵系統(tǒng)工藝參數(shù)數(shù)值模擬優(yōu)化

為了提高除塵系統(tǒng)除塵效率，委托北京科技大學(xué)利用CFD軟件對各皮帶機上部及轉(zhuǎn)載點處煤塵運動規(guī)律、擴散機理和濃度分布狀態(tài)進行了模擬研究。通過建立數(shù)學(xué)、幾何模型，對不同落差高度及不同膠帶運行速度的溜槽及倒料槽內(nèi)氣流、粉塵運動規(guī)律進行模擬，優(yōu)化了倒料槽及集塵罩設(shè)計參數(shù)，使系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計最優(yōu)化、除塵效率最大化。

在幾何模型的基礎(chǔ)上分別在距離下料口0.5m、1.5m、2.5m處加裝上口邊長為0.45m、下口邊長為1.0m、高為0.52m的正四棱臺型集塵罩，利用CFD軟件對密閉通風(fēng)除塵風(fēng)流、粉塵運動過程進行數(shù)值模擬。通過模擬發(fā)現(xiàn)集塵罩位置過于靠近落料口時，氣流正處于轉(zhuǎn)折刷底階段，此處氣流速度極低，粉塵起塵點正對著吸塵罩下方，沒有預(yù)留出粉塵的運動距離，影響了粉塵的收集效果。吸塵罩位置遠(yuǎn)離落料口時，氣流高速區(qū)處于下降階段，粉塵脫離集塵罩的概率增加，降低了除塵效率。通過分析，集塵罩加裝在距下料口1.0～1.5m范圍內(nèi)附近時風(fēng)流流動順暢，能實現(xiàn)最佳通風(fēng)除塵效果，系統(tǒng)工作效率最高。

7 、除塵設(shè)備選型

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計計算要求，共需19套除塵風(fēng)機，除塵器選型如下：ZTC-4-1自激式濕式除塵器11臺，除塵器的處理風(fēng)量為5000m3/h，除塵器的阻力為1000Pa；ZTC-4-2自激式濕式除塵器5臺，除塵器的處理風(fēng)量為8000m3/h，除塵器的阻力為1200Pa；ZTC-4-4自激式濕式除塵器3臺，除塵器的處理風(fēng)量為15000m3/h，除塵器的阻力為1500Pa。

根據(jù)除塵系統(tǒng)總風(fēng)量及總阻力損失的要求，選用4-72№4A 型離心風(fēng)機11臺，處理風(fēng)量為4012-7419m3/h，風(fēng)壓為1320～2014Pa，配套電機為Y132S-2 N＝7.5KW、380V；選用4-73№4.5C型離心風(fēng)機5臺，處理風(fēng)量為5800-10500m3/h，風(fēng)壓為1421～2450Pa，配套電機為Y160M-4 N＝11KW、380V；選用4-72№6C型離心風(fēng)機3臺，處理風(fēng)量為10314-20628m3/h，風(fēng)壓為1733～2734Pa，配套電機為Y160L-4 N＝15KW、380V。