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        礦用收塵器的優(yōu)化設(shè)計(jì)與工藝改進(jìn)

        2021-12-28 02:29:18王中軍
        中國金屬通報(bào) 2021年15期
        關(guān)鍵詞:效果設(shè)備設(shè)計(jì)

        王中軍

        (河鋼集團(tuán)灤縣司家營鐵礦有限公司,河北 唐山 063701)

        礦石在進(jìn)行破碎時(shí),散發(fā)出的粉塵會(huì)造成很多危害,如污染車間、環(huán)境、危害健康等,所以要對其進(jìn)行合理治理。在進(jìn)行破碎過程中,礦業(yè)公司選礦廠要根據(jù)塵源的不同特點(diǎn),進(jìn)行防塵和除塵處理,使其達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

        1 碎礦工藝及塵源特點(diǎn)

        1.1 主要塵源及特點(diǎn)

        在進(jìn)行破碎過程中,當(dāng)機(jī)械發(fā)生運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)能,動(dòng)能帶動(dòng)粒子,粒子和空氣結(jié)合形成罩內(nèi)正壓,形成粉塵后發(fā)生擴(kuò)散,逐漸擴(kuò)散到工業(yè)區(qū)內(nèi)。作業(yè)點(diǎn)的不同粉塵也不同,可將塵源分為3類,機(jī)械類塵源是其中之一,機(jī)械類塵源也分為三種;①卸載類。礦石在運(yùn)輸過程中,其設(shè)備上會(huì)出現(xiàn)塵源,或在裝卸過程中,兩類不同設(shè)備之間的裝卸;②容器類。在存儲(chǔ)過程中裝礦時(shí)散發(fā)出的粉塵,如在存儲(chǔ)時(shí)的貯礦槽和礦倉;③篩分類。振動(dòng)時(shí)發(fā)生篩分產(chǎn)生的粉塵。分析選礦廠的破碎流程可知,大部分塵源來源于裝卸類,然后來源于機(jī)械類。另外選礦廠利用膠帶運(yùn)輸機(jī)輸送也會(huì)產(chǎn)生大量的塵源。運(yùn)輸過程中,皮帶會(huì)帶動(dòng)托輥,發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生粉塵。當(dāng)粉塵粘在皮帶表面時(shí),在輸送途中,粉料會(huì)發(fā)生大量的粉塵,因?yàn)榉蹓m質(zhì)量輕發(fā)生飄散。這種粉塵的懸浮速度只有0. 002m/s,只要風(fēng)速達(dá)到0. lm/s時(shí),粉塵就能很快擴(kuò)散到廠區(qū)的四處,設(shè)備上、皮帶通廊、廠房地面等各處,一旦設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)和人員發(fā)生走動(dòng)時(shí),粉塵就會(huì)再次揚(yáng)塵造成污染。礦物性粉塵顆粒和粒度會(huì)因處的位置不同,具有不規(guī)則性和分布不均勻性的特點(diǎn),因?yàn)樽鳂I(yè)地點(diǎn)的不同,粉塵分散度也會(huì)有差異。

        1.2 防塵、除塵技術(shù)現(xiàn)狀

        對礦石破碎和篩分進(jìn)行密閉處理,除塵利用抽塵、沖激式的方法,這種方法由礦山設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)提出,這種方法效果不錯(cuò),可以使崗位粉塵濃度變小,低于lOmg/m3以下。在生產(chǎn)維修時(shí)很多密閉罩被拆除,其原因很多有設(shè)計(jì)不當(dāng)、有檢修后沒有及時(shí)恢復(fù)等。沖激除塵器缺點(diǎn)較多,如清理塵泥刮板銹死導(dǎo)致設(shè)備不能正常運(yùn)轉(zhuǎn),濕式防塵措施也不起作用,如供水水質(zhì)問題導(dǎo)致噴嘴堵塞,以上都是導(dǎo)致崗位粉塵濃度超標(biāo)的原因。上世紀(jì)90年代,經(jīng)過馬鞍山礦山研究院的改造,使粉塵問題得到了控制,采用了雙旋流除塵器,使崗位粉塵和煙囪排放濃度都有很顯著的變化,如都低于國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(≤lOmg/m3)和國家排放標(biāo)準(zhǔn)(≤150mg/m3)。最近,沖激除塵器的缺點(diǎn)較明顯,如除塵波動(dòng)大、塵源密閉差,崗位粉塵濃度超準(zhǔn)等。

        2 防塵、除塵技術(shù)措施

        2.1 加強(qiáng)塵源密閉

        為了減小作業(yè)場所的粉塵,塵源密閉是較好的措施。因?yàn)槊荛]罩具有以下特點(diǎn),如不會(huì)影響生產(chǎn)和維修、堅(jiān)固、嚴(yán)密好、易拆卸、樣式多等。對膠帶運(yùn)輸機(jī)和轉(zhuǎn)載點(diǎn)進(jìn)行密閉時(shí),多數(shù)采用內(nèi)外雙層密閉罩,單層密閉罩防塵效果較差。圓錐破碎機(jī)密封性強(qiáng)但也存在缺點(diǎn),對其上、下料口進(jìn)行密封,一般選用吸風(fēng)罩,其可以控制氣流揚(yáng)起的粉塵。目前,對于移動(dòng)料車的除塵是難點(diǎn),一般采用兩種方法,一是利用高架移動(dòng)除塵車,二密閉皮帶,在移動(dòng)料車上加入高壓電暈線,可以利用電壓抑塵,或是采用噴霧降塵,這些措施可以降塵但效果都不理想。近幾年,選礦廠已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)變,變被動(dòng)為主動(dòng)進(jìn)行防塵,現(xiàn)在對于移動(dòng)料車,在其前段工藝流程中開展防塵措施,如噴霧,這樣大大控制了礦石中的粉塵,減小了后期工藝的粉塵量,這樣處理效果很好。

        2.2 充分利用濕式除塵

        濕式除塵是除塵中的一種,其簡單、經(jīng)濟(jì)、還有效果??煞譃樗?、噴霧、水沖洗等三種類型,在條件允許的情況下,加濕物料可以降低粉塵濃度。在流程的開始,通過噴霧降塵使礦石粒度變細(xì),還有部分未被水濕潤的表面和廠房內(nèi)設(shè)備,也可以通過這種方法,在使用過程中,武安-4型噴霧器容易出現(xiàn)堵塞的問題,現(xiàn)在使用角型噴嘴較多,其可以很好的解決堵塞。為了避免二次揚(yáng)塵,要建立規(guī)章制度,經(jīng)常沖洗廠房,如地坪、墻壁、設(shè)備表面等,這些都能夠避免二次揚(yáng)塵的發(fā)生。

        2.3 設(shè)置有效的除塵系統(tǒng)

        選礦廠除塵系統(tǒng)由粗碎、中碎、細(xì)碎、篩分等系統(tǒng)構(gòu)成,屬于機(jī)旁集中式,這種方式的好處是除塵設(shè)備集中、便于維修。除塵設(shè)備由兩部分構(gòu)成,既沖激除塵設(shè)備和細(xì)碎系統(tǒng),分別采用CCJ/A型XC和S型雙旋流除塵器,除塵污水排入污水系統(tǒng)中。但是中碎系統(tǒng)不同,其除塵系統(tǒng)效果較差,因?yàn)闆_激除塵器內(nèi)的清理刮板常被堵塞,發(fā)生腐銹,水位無法得到有效控制,需要進(jìn)行維修,其他除塵設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

        2.4 加強(qiáng)廠區(qū)綠化

        植被可以美化環(huán)境還能實(shí)現(xiàn)滯塵和阻塵,如榆樹葉和槐樹的滯塵量和阻塵率不同,分別為12. Og/m2和17%左右,植樹和種植草皮不僅能保護(hù)環(huán)境,還能夠減大氣中粉塵量,選礦廠附近的廠區(qū)就需要將其綠化率相應(yīng)的提高。

        2.5 加強(qiáng)職工環(huán)保意識(shí),避免粉塵危害

        在碎礦工藝流程中,為了除塵可以通過采用各種措施,使各作業(yè)區(qū)的粉塵不斷減少,使其達(dá)到國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求。但還會(huì)有剩余粉塵無法消除,會(huì)危害到工人的健康。因此,工人的自我保護(hù)意識(shí)要強(qiáng)、加強(qiáng)自身保護(hù),盡量減少工人在粉塵環(huán)境中進(jìn)行操作,可以采取個(gè)人防護(hù)措施保證職工安全與健康,如佩帶防塵口罩,礦里要開展各種形式的安全教育,盡量降低塵肺病發(fā)生的概率。

        經(jīng)過多年努力,礦業(yè)公司選礦廠在礦石破碎過程中,產(chǎn)生的粉塵基本能夠得到控制,廠區(qū)環(huán)境變化很大,但仍有一些污染源無法得到根除,經(jīng)過礦業(yè)公司的努力,一定能夠得到很好的控制,最終實(shí)現(xiàn)清潔無公害的生產(chǎn)。目前,礦業(yè)公司從社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益三方面出發(fā),堅(jiān)持實(shí)現(xiàn)規(guī)劃、利用、化害為利、堅(jiān)持的原則,實(shí)現(xiàn)污染物控制達(dá)標(biāo),把礦業(yè)公司變成花園式的企業(yè)。

        3 礦用收塵器的優(yōu)化設(shè)計(jì)改進(jìn)策略

        3.1 模塊化設(shè)計(jì)

        原有設(shè)計(jì):每個(gè)礦下作業(yè)工況不同,市場需求不同和多樣的特點(diǎn),設(shè)計(jì)出不同的產(chǎn)品,長度方向是通長的。

        改進(jìn)措施:對設(shè)備進(jìn)行模塊、標(biāo)準(zhǔn)和通用為特點(diǎn)的設(shè)計(jì)。綜合各個(gè)工況收塵點(diǎn)的具體情況,各模塊要用螺栓相連,然后對模塊組合進(jìn)行配對,以其滿足不同風(fēng)壓、風(fēng)量和空間的需要,如圖1右側(cè)所示。

        改進(jìn)效果:減少了周期,如設(shè)計(jì)和制作周期; 便于出廠保證了安裝精度;使設(shè)備配件更合理,使采購、倉儲(chǔ)環(huán)節(jié)變的簡單;庫存成本和資金積壓都減少;設(shè)備的重組與整合有利于客戶的需要,節(jié)約投入資金。

        3.2 噴吹管的改進(jìn)設(shè)計(jì)

        原有設(shè)計(jì):噴吹管上噴吹孔尺寸都為φ17。

        改進(jìn)措施:增加引流管,調(diào)整尺寸,分為φ16和φ17

        改進(jìn)效果:引流管可以起到保護(hù)濾袋的作用,當(dāng)壓縮空氣會(huì)噴吹濾袋,氣流就會(huì)向下噴射,當(dāng)開孔大小相同時(shí),會(huì)出現(xiàn)噴吹管中間氣量少,而兩端氣量多的情況,經(jīng)試驗(yàn)后,當(dāng)噴吹管徑不同時(shí),噴吹壓力和流量有差異,如上表1所示,結(jié)果與分析一致。通過調(diào)整噴吹孔的大小,使每條濾袋的壓縮氣量和氣壓一致,保護(hù)濾袋的同時(shí)提高了清灰的效率。

        表1 噴吹管孔徑變化與流量、壓力的關(guān)系

        3.3 設(shè)計(jì)更加合理的進(jìn)風(fēng)均風(fēng)裝置

        原有設(shè)計(jì):氣流穿過進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入袋室內(nèi)。

        改進(jìn)措施:通過流場模擬后增添均風(fēng)導(dǎo)流板。

        改進(jìn)效果:這樣做煙氣會(huì)充滿整個(gè)袋室空間,并較均勻,濾袋間嵌的速度變小,相應(yīng)的,收塵器的系統(tǒng)阻力降低,收塵效率提高,這樣濾袋的使用壽命得到延長。

        3.4 氣路管路系統(tǒng)元器件外置式改為內(nèi)置式

        原有設(shè)計(jì):在設(shè)計(jì)時(shí),管路系統(tǒng)上的元器件在箱體外面。如脈沖閥等

        改進(jìn)措施:整個(gè)管路系統(tǒng)都嵌陷在箱體內(nèi)。

        改進(jìn)效果:因礦下的障礙物多,并情況復(fù)雜,所以導(dǎo)致環(huán)境惡劣,當(dāng)原器件放在外面會(huì)發(fā)生磕碰和穢污,這樣元器件的精度和使用壽命都會(huì)受到影響;這樣處理過后,設(shè)備也能整潔、美觀。

        4 結(jié)論

        當(dāng)?shù)V山處于空間狹窄、工作環(huán)境惡劣時(shí), 選用優(yōu)化和改進(jìn)后的礦用收塵器最合適,其解決了礦下作業(yè)難題,如粉塵治理,現(xiàn)在,該設(shè)備收塵的效果突出,除塵和可呼塵除塵效率都很高,分別超過了99.9%和90%以上,超出國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)運(yùn)行和維護(hù)兩項(xiàng)費(fèi)用低,因此市場推廣價(jià)值很大。

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