低壓脈沖布袋除塵系統在非煤礦山的應用

鮑萬臣，焦世平，孫園園，李 偉

（河北鋼鐵集團司家營研山鐵礦有限公司，河北 唐山 063700）

某礦山破碎系統的流程采用兩個系列。其工藝為粗破碎，中破碎與篩分形成閉路，高壓輥磨工藝。根據采礦供礦條件，確定一個系統處理原生礦，一個系統分時處理原生礦和氧化礦。破碎工藝流程分為粗碎、中碎、細碎，原生礦經原生礦粗碎機破碎后，其產品經X01-2，Q01和P2-1皮帶送至原生礦中碎破碎機前的緩沖分配礦倉，下部由皮帶給礦機給入CH870液壓中破碎機，破碎產品由S2-1皮帶送S2篩分間篩分分級，經雙層振動篩目前分兩種產品，即大于50mm粒級返回中破碎機再破碎，0-50mm粒級經Q02，G2-1皮帶送至干選間，經1218干選機拋廢石，廢石經F3皮帶送至園筒廢石倉后外運。貯礦倉拋廢后0mm～50mm粒級即可以經C2-1皮帶送至中間貯礦倉貯存，也可不進中間倉而經Q06Y2-1皮帶送至高壓輥磨間粉碎后進磨礦倉。該礦山生產過程中廠房內粉塵濃度均在30mg/m以上，現有環境不能滿足現行環保除塵標準要求。根據《鐵礦采選工業污染物排放標準》（GB28661-2012）和礦山環境深度治理要求，鐵選廠除塵器排氣筒容許排放濃度限值小于10mg/m，車間內粉塵濃度限值小于1mg/m。為了滿足現行環保政策，切實改善現場作業環境，有必要在產生粉塵的車間及部位安裝布袋除塵系統。

1 低壓脈沖布袋除塵介紹和結構部件

1.1 低壓脈沖布袋除塵介紹

低壓脈沖布袋除塵是在常規脈沖袋除塵器的基礎上發展起來的一種新型、高效袋式除塵器。它不僅綜合了分室反吹和脈沖噴吹清灰的優點，而且加長了濾袋，充分發揮低氣源壓力下壓縮空氣強力噴吹清灰的作用。低壓脈沖長袋除塵器主要由灰斗、過濾室、凈氣室、支架、提升閥、噴吹清灰裝置等部分組成。除塵器采用PLC可編程序控制器，自動控制清灰、輸灰的全過程。某礦山應用低壓脈沖布袋除塵系統，應用狀況良好。

1.2 除塵器結構部件及配置設施要求

（1）箱體：現場板式拼裝結構，箱體板厚5mm，機械沖壓筋板成型。中箱體下部的進風處設有截擋裝置，含塵氣體在進風箱內進入灰斗時，粉塵隨其速度慣性沖指擋板后，大部分即落入灰斗，其余少量細粉塵按截擋裝置導流方向隨氣流進入濾袋室過濾。

（2）灰斗：灰斗壁板要求板厚5mm，除塵器共設X個灰斗。為保證捕捉來塵自由流動，灰斗壁與水平面最小傾角大于60°。

（3）濾袋：要求除塵器濾袋采用覆膜滌綸針刺氈（針孔涂膠），濾袋口部縫有彈性漲圈，裝入花板孔內，密封、牢園、不脫落，安裝檢修換袋方便。濾袋間有十字形氣流通道。便于含塵氣體的勻速上升、擴散。達到濾袋負荷均衡，以延長布袋使用壽命。

（4）濾袋骨架：布袋支撐骨架采用φ4mm冷撥鋼絲點焊(電阻焊)而成，骨架12個立筋，支撐圈間距200mm均布，表面光滑無焊渣、無毛刺。再經有機硅噴涂處理后，耐高溫、耐腐蝕。骨架的頂部氣體出口帶文氏管。

（5）清潔氣體箱：每個袋室的上方均相應連接有個清潔氣體箱，每室裝配φ3淹沒閥，每室氣包進氣端設有截止閥，設備檢修及更換濾袋時關閉；氣包進口安裝進氣調節閥，氣室之間無竄氣現象；清潔氣體箱蓋板保證密封嚴實無泄漏，蓋板板厚4mm。

（6）人孔門、檢查門：除塵器項部和灰斗上的人孔檢查門均采用快開式結構，工人維修時無需攜帶工具，即可快捷地打開和關閉，緊定用楔鐵式結構和凸形結構，手動錘擊和擰緊后扳下即可牢固壓緊，提起后旋幾圈即可打開，方便快捷。

（7）電磁脈沖閥：脈沖閥國內知名產品，使用壽命達120萬次，保證2年以上不壞膜片:適應環境濕度：-5℃～65℃：噴吹氣源壓力：0.4Mpa～0.6Mpa；噴吹時間：（可調）；工作電源：DC 24V 20W。

（8）噴吹系統：根據工況條件，除塵器設計為離線清灰離線檢修。噴吹管要求φ89×3mm國標焊管，噴吹眼距與袋口中心一致，安裝牢固。要求清灰系統設計合理，技術成熟，使用可靠。

（9）輸灰系統：輸灰系統按除塵器結構具體配置：兩排倉室底部均安裝星形卸灰閥，下部配置FU刮板機橫向2條，末端豎向配置FU刮板機1條，將兩條橫向FU輸送粉塵集中后輸送一個地點。

2 低壓脈沖布袋除塵工藝流程和實施內容

2.1 除塵系統工藝流程

每套除塵系統主要由各塵源點捕集罩、脈沖袋式除塵器、風機、管網及排氣煙囪、脈沖清灰處理系統、卸灰系統、電氣及自動控制系統、土建及鋼結構、避雷及照明等組成。其工藝流程圖如下。

圖1 系統工藝原理圖

2.2 實施位置和實施內容

本次除塵系統的實施范圍是在該礦山粗碎車間、S2篩分車間、S4篩分車間、干選車間、磨礦倉和濕式預選車間共計五個部位。主要內容包括：

（1）各除塵系統工藝布置；

（2）各除塵系統中揚塵點的捕集罩；

（3）脈沖袋式除塵器及脈沖氣源處理系統；

（4）輸灰系統；

（5）系統管道及排氣筒；

（6）鋼結構(包括管道支架、梯子、平臺及欄桿)；

（7）設備選型及非標設備設計；

（8）電氣及自動控制；

（9）照明及避雷接地；

（10）土建(風機站、電氣控制室、設備及支架砼基礎等)。

工作過程：

（1）2018年12月經過技術論證完成碎礦系統除塵技術方案。

（2）2019年2月除塵項目完成立項。

（3）2019年7月確定技術方案，并起草技術標準及施工圖紙。

（4）2019年8月至10月根據設計圖紙進行設備、材料的招標采購工作，并做好施工前準備工作。

（5）2019年10月到2020年1月進行除塵系統的安裝調試工作。

（6）2020年2月至今完成除塵項目的驗收工作，對污染物排放及室內工作環境進行評估對比分析。

3 實施效果

3.1 除塵效果

低壓脈沖布袋除塵系統投入運行后除塵效果顯著，有利于協調和保護生態環境與生產之間的關系，為職工營造良好的環境，低壓脈沖布袋除塵系統投入運行后：

（1）粉塵排放濃度≤10mg/Nm3；

（2）除塵效率≥99.9%；

（3）除塵器設備阻力≤1500pa；

（4）捕集率≥98%；

（5）除塵器的漏風率≤2%；

（6）除塵設施不影響工藝設備正常工作和維修，輸灰系統不會產生揚塵。

（7）滿足國家《鐵礦采選工業污染物排放標準》（GB28661-2012）及環保部門粉塵排放要求中規定。

此項目實施后，系統合理可靠，性能優越，除塵效果好，在更新布袋除塵位置的排氣筒所排放的顆粒物濃度全部小于10mg/m3，滿足了河北省《鋼鐵工業大氣污染物排放標準》（DB13/2169-2015），《鐵礦采選工業污染物排放標準》（GB28661-2012）及唐山環保要求，本項目是礦山企業促進環保發展的重要一環，是一舉多得的控制顆粒物排放工程。

3.2 經濟效益測算

3.2.1 直接經濟效益

（1）節省環保費用測算。低壓脈沖布袋除塵系統實施后，經實際檢測排放顆粒物濃度大大減少，根據生產設備作業時間計算系統實施前后顆粒物排放量差值為20731kg/月。根據中華人民共和國生態環保部《關于發布計算污染物排放量的排污系數和物料衡算方法的公告》進行計算，一般污染物污染當量值為4，環保稅標準為4.8元/當量，年節約環保稅20731.73kg＊12（月）/4（污染當量值）＊4.8元/當量=298536.91元。

（2）生產設備運行維護費用測算。增加除塵系統后，生產設備運行環境明顯改善，電機、電氣設備故障率大大降低，大大節省維修維護費用。

經統計，廠房內各類電機合計57臺，電機容量合計4200kW,未增加除塵設備前，考慮電機運行年限較長，在惡劣環境下電機故障率較高，增加除塵設備后，故障率顯著下降，年節約維修費用4200kW＊125（元/kW）＊0.6=315000元；配電室變頻器、軟啟動器、斷路器等電氣元器件維護維修量顯著減少，此部分節約費用估算為40萬元。

3.2.2 間接經濟效益

（1）根據生產數據，2020年該礦山磁鐵礦破碎量較2019年增加196萬噸，磁鐵礦精粉產量增加40萬噸，目前精粉價格1050元/噸，創效顯著。

（2）此項目實施后，對環境以及職工身體健康產生積極影響，營造一個好的工作環境，滿足環評要求及企業自身發展需求，對推進礦山碎礦系統的安全運行和地方環境可持續發展戰略具有重要現實意義。有效遏制住了由于設備老化帶來的顆粒物超標，對當地的大氣環境起到了積極作用，抑制了顆粒物向大氣中排放，該項目帶來的隱形的經濟效益和社會效益是無法估量的。

4 應用價值推廣前景

隨著我國經濟的發展，該除塵系統能有效利用資源、減少粉塵排放、同時能減低安全事故的發生，防止發生環境事件，保障人民生命安全。低壓脈沖布袋除塵系統廣泛應用于鋼鐵、礦山、建材、電力、化工冶金等行業的粉塵治理中，對改善職工工作環境和國家大氣降塵和環境治理工作起到積極作用。