输煤皮带机转运点降尘除尘方案研究

输煤皮带机转运点降尘除尘方案研究

张钰江

阳城国际发电有限责任公司  山西  晋城  048100

摘要：火电厂输煤系统及煤矿井下带式输送机巷防尘工作重点放在机头、机尾转载点、落煤点等部位，对于长距离带式输送机巷道中间的防尘措施关注一般较少或采用局部吊挂净化水幕进行处理，特别是矿井下兼做行人和猴车运行巷道净化水幕防尘措施因影响行人而成为摆设，没有起到防尘的作用。本文主要对输煤皮带机转运点降尘除尘方案进行研究。

关键词：输煤皮带机；转运点；降尘除尘

引言

火电厂输煤运煤中由于降尘和防护措施不到位，输煤过程中将会出现大量的粉尘游离在空气中，工作人员在进行巡回检查工作时会被包围在细微粉尘颗粒中，工人大量吸入有害物质，时间过久会造成呼吸系统的损伤，更严重则会罹患尘肺病。随着工厂中粉尘颗粒在空气中的浓度上升，还有可能有发生爆炸的风险。所以，对火电厂输煤系统中的降尘技术进行研究，提出改善问题解决问题的方法是十分关键的。

1转运点粉尘特点

1）开采后的原煤的含水量较低，当低于7%后，在随之的转载、破碎等工艺中就会造成大量粉尘。2）转运点处，进行进料、卸料的过程中，物料下落及物料携带气流相互碰撞，局部压力不稳定，产生大量粉尘。3）长时间工作转运点会积聚大量的煤尘，扬起后掉落的物料会对积聚煤尘造成二次扬尘。在实际生产中，转运点降尘通常采取布袋式、多管式、湿式除尘等技术。

2输煤皮带机转运点降尘除尘方案

2.1气水射流除尘装置应用

气水射流除尘装置实质上是一种液气射流泵，泵内气液运动可以分为气水相对运动段、液滴运动段以及泡沫流运动段三个过程。气水相对运动段附近气体与射流液体的边界发生粘滞效应，具有一定压力的射流液体将气体从吸入室带入到喉管，并在喉管内气液两相持续影响，分别产生脉动和表面波。在液滴运动段液相表面波的振幅不断增加，在增大到临近射流半径时，射流体在表面波的作用下会形成尺寸均匀的液滴形态，气相捕捉液滴并促使液滴不断碰撞，吸收碰撞能量后，气相会被加速与压缩。在该运动阶段，液相不再连续，气相获得液相能量。泡沫流运动段中的不连续液滴在气相高速运动中将其粉碎成微小的气泡，失去能量的液滴再一次聚合成连续的液体，将微小气泡吸收后形成泡沫，通过扩散管时，在动能转化的压能作用下，进一步将气液泡沫压缩。含尘气体在射流经过渐缩管形成的压差作用下进入到除尘装置内，粉尘与射流在雾化作用下发生碰撞，粉尘与气水射流之间进行充分的碰撞、集聚和凝结，降低粉尘运动速度，同时气水射流在雾化作用下形成的雾化水气也会将粉尘包裹，增加粉尘颗粒的重量和粘滞作用；随着三相进入扩散管，在横截面积增大的环境下，三相的运动速度降低，且扩散管中前端三相流的运动速度大于后端，不同的速度差会使粉尘与液滴产生二次冲撞，与粉尘结合后凝合成比重更大的含尘液滴，受旋流作用影响，比重较大的粉尘在扩散管内进行部分沉降，装置除尘过程包含了重力沉降、惯性碰撞、截流、扩散等不同作用力的影响。

2.2运煤设备及煤矿掘进设备集控系统

影响设备运行的因素:由于运煤及煤矿掘进工作面的工作环境复杂多变，设备作业难度增加，各设备配合使用费时耗力，连掘进尺效率低下。胶带机运行需安排专职人员进行启停动作及监护运行;当生产移变、风机移变、馈电等跳闸时，需到配电站进行停送电，局部通风机易出现无预期停风。输煤运煤设备及矿井掘进设备集控系统的功能:工作面通过集中控制系统，实现了无人值守、远程操控胶带机、各设备移变、馈电、风机等分散设备的集中启停控制;胶带机、移变、馈电，风机等设备参数运行状态在掘进移动端集中控制系统中实时动态显示，实现实时监控设备的运行状态;减少人力资源投入，自动化控制水平提高矿井生产效率得以提升。另外，针对掘进工作面粉尘在连采机截割滚筒处浓度最高，粉尘在风流作用下沿巷道全断面不断地扩散、沉降经除尘风机完成收集降尘，因此粉尘浓度沿巷道行程不断降低。从源头上抑制煤尘扩散的改进方案，对降低粉尘浓度具有很好的实际效果。国能神东煤炭集团补连塔煤矿采用新式除尘系统改进方案的具体措施为①根据连采机不同型号匹配合适的增压泵，由连采机液压系统提供动力，对掘进工作面系统水进行增压，增强掘进工作面供水系统末端喷淋压力，再经喷头喷出在连采机截割滚筒处形成雾化面域，以此提高喷雾除尘效率。②连采机机身上部两侧安装离心式湿式除尘风机，吸风口安装位置距截割滚筒3～5m距离。离心湿式除尘风机由叶轮高速旋转产生的高强度旋转气流，使空气中的粉尘与水雾得到充分混合并形成含尘液滴，旋转气流携带的惯性力作用下将含尘液滴抛到筒壁内部，在液滴自重作用下落入积水盒达到收集粉尘、净化空气的目的。

2.3火电厂输煤系统和煤矿智能喷雾降尘装置

火电厂输煤系统和在煤矿井下原煤生产及煤流皮带运输系统中往往伴随着过量煤尘产生，煤尘悬浮在风流中并充满整个有限作业空间内，从而危及作业人员身心健康，严重时会导致煤尘爆炸等事故。目前，沉积煤尘已列入煤矿企业监管重大隐患名单，并要求在煤流运输系统中逐步采用声控、磁控、触控等自动化手段降低粉尘浓度，有效提升井下工作人员的作业环境。煤流量传感器主要功能是将工作现场的物理量信号转换为标准电信号，工作原理一般有触控型、光电型两种方式。常见的触控型信号源有平衡珠触控、弹簧振动型、滚轮测速型传感器等，光电型信号源主要有热释红外传感器、粉尘浓度监测传感器等。在分析对比的基础上，结合工作现场实际工况，拟选定以下几种煤流量传感器：皮带秤称重传感器、GUR8矿用本质安全型热释红外传感器、ZP-12C触控传感器；选取KGT9-E开停传感器为皮带运行状态监测传感器。当皮带机开始运行后，首先通过GKT5L设备开停传感器检测皮带机运行状态。当主控箱控制单元接收到皮带机开机信号且有煤流时，由皮带秤称重传感器根据监测到的皮带上煤流量的大小，通过控制智能调节电动球阀的开启角度实现不同的喷雾效果。当没有煤流后或皮带停机时通过延时停止喷雾，实现“有煤必洒，多煤多洒，少煤少洒，无煤不洒”的目标。

2.4矿井胶带转载点气动螺旋雾幕控尘技术

应用气动螺旋雾幕控尘技术，控尘装置顶端设有气动螺旋喷雾装置，其连接矿井内部高压气管与水管且垂直于两皮带交接处，气动螺旋喷雾装置由气动喷雾装置、螺旋气压后槽、固定前壳及螺旋导向器四部分构成。螺旋气流场是由高压气体从螺旋气压后槽流经螺旋导向器产生。该喷管结构包括雾化形成阶段、雾化扩散阶段、转移阶段、螺旋形成阶段、螺旋扩散阶段。在雾化形成阶段与雾化扩散阶段中，流体经过高压气体破碎形成雾滴并扩散，通过转移阶段进入螺旋形成阶段，高压螺旋气流在螺旋形成阶段通过气流压缩孔形成螺旋气流，并与雾化扩散阶段所形成的雾滴相结合进入螺旋扩散阶段，在其阶段螺旋雾幕在控尘装置内部能达到高效控尘，控尘装置外壳有效防止煤料在转载过程中的粉尘扩散，并抑制涡流处大量粉尘聚集。该技术基于螺旋气动雾化控尘原理，产生高效螺旋气雾，针对从转载点处由于煤料运移、掉落及摩擦产生的的细微粉尘，起到高效捕捉和控尘的效果。

结语

总之，应用以上措施，可以有效地降低了转运点粉尘浓度，改善了其恶劣的环境，对工人的安全有了极大的保障，为工厂稳定又高效的运行奠定了基础。

参考文献

[1]秦波涛,周刚,周群,朱同功,李广涛,侯晋,孙彪.煤矿综采工作面活性磁化水喷雾降尘技术体系与应用[J].煤炭学报,2021,46(12):3891-3901.

[2]王鹏飞,刘荣华,桂哲,苟尚旭,舒威,谭烜昊.煤矿井下气水喷雾雾化特性及降尘效率理论研究[J].煤炭学报,2016,41(09):2256-2262.