兖州矿区传新技术 加快环境保护与污染治理治理步伐

 

      近几年来，兖州矿业（集团）有限责任公司及其下属厂矿对水污染、烟尘排放、固体废弃物和噪声污染等多个方面进行综合治理，依靠科技进步加快治理步伐，取得了明显的效果。

 

1 依靠科技进步加快污染治理

 

      兖州矿业（集团）有限责任公司认真贯彻执行国务院《淮河流域水污染防治条例》，结合济宁市“碧水工程”、“蓝天工程”的实施，狠抓工业废物的达标排放工作。

 

      ①狠抓水污染治理。他们通过强化检查和监督，保证了已投运污水处理设施的正常运转，并新建了北宿矿生活污水处理工程和南屯矿生活污水处理站，扩建了鲍店矿矿井水处理厂，改造了焦化厂生产废水处理工艺，完成了兴隆庄矿矿井水深度处理工程、公司机修厂电镀废水处理工程及北宿矿矿井水处理工程。该矿区全年排放矿井水、医院污水、生活污水及其它废水21.4Mt，处理13.38Mt，处理率62.54%。矿井水经处理后复用率达50.63%，济二矿、南屯矿和北宿矿分别达到100%、98%和75%，4个选煤厂的洗煤废水继续保持一级闭路循环。生活污水全年处理4Mt，处理能力占排放总量的33.23%。

 

      ②严格控制烟尘排放。他们结合矿区特点引进4种烟尘治理专利技术，矿区156台在用工业锅炉全部完成烟尘治理，3.5Gm3烟气全部经处理后排放，其中有5家单位的工业锅炉烟尘林格曼黑度在1级以下、41座工业窑炉烟气全部达标排放。

 

      ③开展固体废弃物综合利用。继兴隆庄煤泥热电厂之后，又在东滩矿、鲍店矿建成2座煤泥热电厂，年利用低热值煤泥0.19Mt，发电240MkW·h，可供集中采暖面积1Mm2。南屯矿矸石电厂三期工程、济二矿矸石电厂、济东新村三联供工程年利用矸石8000t，供暖面积1.04Mm2,可替代采暖工业锅炉20台，每年还可取得4400万元的经济效益。南屯矿利用灰渣做生产、建筑、复垦材料，年利用灰渣0.16Mt。鲍店矿利用煤矸石回填塌陷区示范工程也取得一定成效。

 

2 污水治理

 

    1）鲍店选煤厂煤泥水闭路循环有经验

 

      兖州矿业（集团）公司鲍店煤矿选煤厂的生产能力已经达到设计的300万t，杜绝了跑黑水和外排水，保持并巩固了一级闭路循环，洗水浓度始终控制在80g/L以下，实践证明其近十年来的煤泥水管理是成功的。他们的管理特点如下：①Φ24m细煤泥浓缩机溢流连续出清水。控制入料量和入料浓度超过时用循环水或压滤机的滤液水、事故池的溢流水去稀释；形成科学合理的药剂添加和质量保证制度；坚持底流连续排放制度。②实现压滤机工作效果最佳。由原来1台入料泵对3台压滤机改为对2台，保证入料压力；滤布定期冲洗与更换，保证其透水效果，减少单循环时间。③加强沉降机管理，保证粗煤泥的充分回收。0.5～1mm的粗煤泥完全靠沉降机回收，如何最大限度发挥沉降机作用是搞好粗煤泥回收的关键。一是形成定期冲洗制度，减少细煤泥对筛网的堵塞；二是通过现场试验，保证既不切保险销又能处理量最大，将电流设在一定范围；三是加强维护，保证5台设备全部完好。④杜绝捞坑跑粗。捞坑的分级效果如何，对煤泥水管理有着举足轻重的作用。他们在跳汰机溢流堰到精煤分级筛之间增设了弧形筛泄水，捞坑增加了稳流罩，对跳汰机的用水量作了上限规定，解决了捞坑跑粗问题。⑤搞好洗水平衡。除设备冷却使用生活水外，打扫卫生一律用生产清水；事故池专门用作事故放水，不再作为煤泥水内部循环的一个环节。⑥检查科学完整的考核制度。对煤泥水系统的各环节制定了详细的指标，象浓缩机底溢流浓度、细煤泥浓缩机入料量与入料浓度、压滤机工作状况、捞坑溢流粒度等，使煤泥水始终处于稳定受控和良性循环状态。

 

    2）东滩选煤厂洗水闭路循环效果好

 

      兖州矿业（集团）公司东滩煤矿选煤厂投产初期，由于设备、工艺环节等方面的原因，致使洗水浓度高达500g/L，不得不利用事故沉淀池及外排水的方式组织生产，既破坏了环境，又制约着生产。后来，他们对工艺设备及环节进行了改造与调整，洗水浓度有了极大降低，实现了洗水闭路循环。这个厂的煤泥水处理系统采用三段浓缩分级、三段回收的工艺本着“该在哪一环节回收的一定在哪一环节回收”的原则，对工艺环节采取了以下措施：

 

      （1）絮凝剂的添加。原设计仅添加一种有机PAM絮凝剂，但是细煤泥浓缩机溢流中粘土多，浓度达到20～30g/L。经过大量的絮凝剂优化试验，最终选定聚合铝铁与PAM共用，使得细煤泥浓缩机的溢流得到了清水，并且保证浓缩机的工艺效果为较佳状态。

 

      （2）水环节的调整。①循环水用量调整。设计为3台500S-59清水泵，每个系统开1台，每台最大流量为2200m3/h。生产初期，跳汰机大风大水，用水量达到4.5m3/t原煤。后来对跳汰机作了调整，1台循环泵就能够满足2台跳汰机的用水，用水量降为2.7m3/t原煤，保证了分级设备的工艺效果。②粗煤泥浓缩机的入料方式。初期生产的时候，粗煤泥浓缩机的煤泥水在池内呈波浪式运动，加了稳流罩以后效果仍然不明显，经过分析以后认为原因在入浓缩机的煤泥水本身。将沉降离心机的溢流管和循环水的溢流管进入永田槽的溢流槽，由于均为明槽流动，解决了浓缩机池内“喷气”、水面不稳的问题。③离心机离心液去向调整。原先设计离心掖直接至粗煤泥浓缩机，若离心机筛网破损出现跑粗，势必造成下道回收工序的沉降离心机筛网破损。后将离心液改至永田沉淀槽，保证了浓缩机中不进粗粒。

 

    3）电厂输灰管不停运清洗

 

      兖州矿业（集团）公司南屯煤矿矸石热电厂通过对管道结垢的成分分析，采取了添加除垢剂、缓蚀剂来调节酸量的不停运酸洗除灰管道实践，并且获得了成功。我国绝大多数燃煤电厂采用的湿式除灰系统存在着严重的结垢问题，不仅给电厂的安全和经济运行带来危害，而且灰浆外排还严重污染环境，因此必须对除灰系统进行除垢清洗。目前，管道除垢常用方法主要有重力敲打或停运酸洗。重力敲打法耗费人力且效果不佳；酸洗方法虽费用较高，只要运用得当，效果较为明显。

 

      该厂原采用水力输灰系统，输送灰水的灰管Φ219mm，总长1250m，存在着严重的结垢问题。经测定，管线底部平均垢厚80mm，顶部平均厚度为40mm，总垢量约为70t。由于管道的通容量大为减少，导致系统出力下降。灰渣泵电动机的额定电流由84A降低为45A左右，泵的效率明显下降，严重影响系统的正常运行。为此，他们对灰垢的成分进行了分析，结果发现SiO2含量占灰垢总量近50%。这些硅酸盐灰垢及混合灰垢比较致密、坚硬，盐酸对其难以有效溶解。

 

      为了彻底去除输灰管中的灰垢，保证电厂的正常运行，他们在酸洗的过程中添加了高效的灰垢清洗剂和缓蚀剂，实施不停运清洗除垢。根据垢层厚度、管径、流量和长度等实际情况，清洗时可采取调节吸水井水位和灰浆出口阀门等措施来控制灰水的pH值大小，使之达到最佳效果。一般情况下，pH值保持在3左右时除垢效率可达到95%以上。若采用常规的停运换管路方法，费用为1.8万元，需7天才能完成，电厂少发电而损失20.16万元；现采用不停运酸洗管道，3天就完成，总费用9万元，直接经济效益十分可观。

 

3 烟尘治理

 

    1）矸石电厂复合湿式除尘

 

      兖州矿业（集团）公司南屯煤矿矸石热电厂对机组增容改造后，原先配置的除尘器不适应锅炉增容后的环保要求，烟尘排放浓度超标，以致机组时常压负荷运行。为此，该厂将原有的文丘里水膜除尘器改造为复合湿式除尘器，锅炉运行低、中、高负荷时的除尘效率为98.5%～98.8%，林格曼黑度为一级，脱硫率为25%，显著提高了除尘效率。该除尘器是集水膜喷淋和泡沫除尘于一体的高效脱硫除尘器，外形为圆筒体，采用新型的复合材料做成。圆筒的底部为集灰水区，下部为水膜喷淋段，中部为泡沫段。为了保证塔内的气流分布均匀，其间在水平设置了多层筛板，筛板的上部为气水分离区并且安装有脱水器。

 

      针对使用中出现的问题，他们进行了几项改进：拆除现有除尘器和副筒内的2个脱水装置，降低了筛板段的高度，在除尘器的上部重新设计安装高效脱水除雾装置，增加脱水以后的干段高度，提高脱水效果；缩短喷淋段的高度，减少在喷淋段的降温，有利于克服尾部结露带水；减少晒板的面积，既有利于泡沫的形成，又减少烟气与水的热交换时间，可以提高尾部的烟气温度，消除结露现象；改革布水方式，增加调节弹性，保证筛板上布水均匀，改善了筛板段的工作状态；对于进口处的烟道底部和风机的外壳进行保温，防止水蒸气因为温度过低而结露，对副筒的表面抹灰，提高其密封性，减少烟气的带水率，使得风机叶轮的积灰和腐蚀减轻，风机的异常振动现象基本消除；在除尘器与烟道水平部分的交接处增设挡水沿，减少水平烟道因沾水受潮而积灰结块；在对除尘效率影响不大的情况下，将筛板的孔径加大2mm，减少系统的压力，除尘水改用水质比较好的循环冷却水，并且用管道泵增加水压，防止筛板的孔堵塞。 

 

    2）静电除尘器在煤泥锅炉的首次使用

 

      兖州矿业（集团）公司东滩煤矿煤泥热电厂的锅炉是国内首台75t/h煤泥循环流化床锅炉，由全封闭式称重给煤机为其输送煤泥。称重给煤机满足环保的要求，在国内第一个为煤泥锅炉选配了静电除尘器。经过几年的使用和摸索，取得了满意的效果，烟尘排放浓度不大于150mg/m3，除尘效率在99%以上。

 

      为确保首台静电除尘器的除尘效果，针对煤泥及煤泥锅炉的特点在电除尘设计上采取了以下措施，如阳极板采用C型收尘板和BS管型芒刺电晕线，在高含尘量情况下不会产生电晕封闭，可保持运行电压不低于60kV，保证电除尘器高效运行；设置阻流加导流型气流分布装置，确保在强烈涡流作用下不会象一般平板那样撕裂；增设迷宫型槽形板，既有利于气流分布，还能对逸出电场的荷电粉尘再捕集；采取防止阳极板和阴极线粘灰的技术措施，确保极板和极线表面的灰尘以片状下滑并剥离极板；采用户外高压供电，变压器在户外近距离向阴极供电，减少高压电缆造成的故障。

 

      影响除尘效率的因素很多，对一些重要因素需要重视。①振打装置。要根据实际运行效果适当调整振打时间，振打减速机和电晕极振打装置的电瓷轴间要安装保险片，防止电瓷轴断裂。②锅炉。要考虑锅炉负荷变化、锅炉健康状态不良、燃烧工况不好使烟尘含碳量高、锅炉投柴油助燃的影响。③保温。最大限度减少在电除尘器内烟气的温降，以确保烟气温度高于露点温度，防止局部结露造成粘灰或钢结构腐蚀。④除灰系统。灰斗加热、保温不良、插板门漏风或采用水力冲灰时潮气沿落灰管上升都会使积灰吸潮结块，引发排灰不畅等故障。⑤运行、维护不当。除尘器投用前4h对绝缘套管加热，确保升压正常；投用半小时前打开放灰阀，启动振打装置，确保无积灰；停机后继续开动振打和排灰装置30min。

 

    3）PLC在焦炉除尘控制系统中的应用

 

      焦炉出焦除尘是焦化厂生产必备的环保设施，直接影响到炼焦工艺的生产和焦化厂存亡的关键环节。由于此除尘系统具有爆炸的危险，兖州矿业（集团）公司焦化厂采用PLC控制技术实现了除尘系统在7.63m焦炉无人值守的自动运行。

 

      ⑴控制功能的实现。①硬件部分。远程监控对生产过程相关静态或动态数据由主控室集中操作、集中监控。运输设备既可在自动控制方式下任意组合联锁，也可以在手动方式下独立操作。主控室PC监控机同样具有此功能，且互为热备。联锁控制系统设备运行状态、位置等所有相关信息，如除尘器进口温度、除尘仓料位、四大车除尘运行状况等都可通过自动化网络自动识别，并将联锁信息传递至电气系统，实现设备联锁控制。主要工艺参数变化趋势可根据生产条件自动调节和整定，以满足控制要求。故障诊断与报警处理系统硬件、应用软件及网络软件都具有强大的故障自诊断报警功能。当设备发生故障或参数异常时，控制中心监控画面立即报警闪烁，操作人员即可根据报警点分析和维护。自动模式时，系统还可在线分析报警的设备，自动处理故障并在上位机显示。权限管理网络系统设置了操作人员或系统管理员在不同安全应用层操作权限和管理权限，进入网络时必须登录，从而保证系统安全正常运行和防止越权。②软件部分。上位机监控编程软件采用BSView32，下位机控制编程软件采用RSLogix5000。

 

      ⑵关键问题设计。①除尘控制系统以摘炉门和推焦信号作为整个系统的起停标志。通过在推焦车和拦焦车的无线以太网发射接收装置同地面建立的四大车协调站实现通讯来处理每个车发出的数据，地面协调站通过分析数据分别将每个设备所需信号送至现场。这两个信号是从协调站发送给除尘控制系统的。②采用阻力清灰工艺，确定一个阻力的上限和下限。阻力大于上限时开始清灰，直到阻力小于下限时停止；系统阻力恒定不变时采用定时清灰，同时系统发出报警信号。这种方式实现了阻力的简单闭环控制。

 

4 矸石治理

 

    1）煤矿矸石山污染监测方法研究

 

      兖州矿业（集团）公司环保中心在开展矸石山对周围环境空气、地表水及地下水造成污染现状研究的基础上，完成了对煤矸石及其渗透液、其附近地下水的采样、制样、样品保存和监测方法的制定。兖州矿区目前共有8个生产矿井、12座矸石山，矸石总量1.2Mm3。这些矸石山既占用了大量耕地，又对周围的环境空气、地表水与地下水造成了污染，破坏了矿区的生态环境。

 

      煤矸石污染监测分为三部分：

 

      ① 煤矸石。份样量的大小取决于矸石的粒度上限。粒度越大，均匀性越差，份样量就越多。煤矸石的粒径大小差别较大，要照顾到不同的类型和粒度。锥形矸石山按分层采样法在顶部、腰部和底部距地面1m以上分别采样。平面形矸石山按其面积均匀划分若干区域分别采样。在制样过程中应防止样品产生任何化学变化和污染。若可能对样品质量产生显著影响，则应尽量保持原态。对煤矸石浸出液分别进行腐蚀性鉴别，其中浸出毒性鉴别包括汞、铅、镉、铜、锌、砷、氟化物与硫化物。

 

      ② 煤矸石渗滤液。采样点设在排放口。为了解对污水的处理效果，也可在进水口和出水口同时采样。污水采样记录表中应有污染源名称、监测目的、监测项目、采样点位、采样时间、样品编号、污水性质、污水流量、采样人姓名及其它有关事项。凡需现场监测的项目应进行现场监测，需要固定的水样必须现场固定。测试分析时选择一般工业固体废物的特征组分作为控制项目，包括pH值等。

 

      ③ 矸石山地下水。地下水监测常以浅层为主，应尽可能利用各水文地质部门的原有水井。污染监控井沿地下水流向设在贮存场下游。当地质和水文地质资料表明含水层埋藏较深，经论证认定地下水不会被污染时可不设监控井。每年按枯水期和丰水期分别采样，对有异常情况的监测井适当增加采样次数。

 

    2）地面排矸系统的技术改造

 

      兖州矿业（集团）公司南屯煤矿在山东科技大学的支持下，研究设计出一种新型的“矿内胶带运输矸石排放系统”，使该矿的矸石车辆不用再出矿井即可通过汽车直接运往矿外的塌陷区排放，而且还便于对塌陷区进行综合治理。新研制的“矿内胶带运输矸石排放系统”工艺流程如下：副井、混合井的升井矸石车→左侧式3t翻车机→K-4型往复式给煤机→胶带输送机（配备电子皮带秤）→拣杂→储矸仓→汽车→塌陷区。

 

      与过去的矸石山排放矸石系统相比，新的地面排矸系统具有以下优点：彻底消除矸石山因堆积煤矸石太多而出现自燃、塌方和环境污染现象意见因灭火而造成的大量水资源浪费，避免了因易出现山体滑坡、塌方而对施工人员和周围群众造成人身伤害；矸石回填塌陷区，使塌陷区得到了有效的治理，大部分可以恢复为良田耕种作物，弥补了因矸石山堆放矸石太多而占用大量耕地的损失；自从该新系统投入使用以来，省下了矸石山2m双筒提升绞车与电气控制系统的维修费用、每两个月更换一次2000mΦ21.5mm钢丝绳的费用，为矿井节约了大量的资金，同时还取消了原矸石山绞车司机9人、机电设备专职维修工6人，实现了减人提效；由于在新排矸系统的皮带走廊中安设6个拣杂口，使得混在矸石中的大量块煤、废铁、旧锚杆、旧钢丝绳及其它可回收物资能得到全面回收，经济效益非常显著；在新的排矸系统中，矸石车辆上井后，电机车拉运距离仅为150m就可进行翻罐，运输距离的大大缩短使得矿车周转更加快捷方便，扭转了矿车使用紧张的被动局面。

 

5 噪声治理

 

    1）选煤厂主洗车间噪声控制

 

      南京煤矿设计研究院和兖州矿业（集团）公司济宁二号煤矿对选煤厂主洗车间噪声采取集气消声、隔声屏、隔声罩、阻尼减振以及墙面吸声处理等方法，显著地降低了作业场所噪声及厂区环境噪声。该车间共有5层安装设备，各层噪声均严重超标，主要噪声源是振动筛、破碎机、跳汰机鼓风机、溜槽、离心脱水机、输送机等设备。设备附近的噪声呈宽频带和以中低频为主的特征，各层混响严重，不仅对操作人员产生很大危害，而且高噪声透过门、窗、墙体向外辐射，使附近的矿井办公区域也受到严重影响。由于主洗车间二至四层设备多、作业人员多、噪声级高、污染严重，因此治理重点为二至四层。噪声控制措施以不妨碍生产设备操作、观察、检修及满足通风散热为原则，既要开启灵活、施工方便，又要有明显的降噪效果。

 

      根据主洗车间设备布置的特点、噪声状况以及对车间内外的影响程度，对各种胶带输送机机头、离心机、破碎机、振动筛、给煤机、刮板机等机械性噪声为主的设备设置了不同型号的隔声屏、隔声罩，对跳汰机、鼓风机等空气动力性噪声为主的设备设置了气流汇总系统及消声器，对以撞击振动噪声为主的矸石、块煤溜槽等采取阻尼减振处理，以有效降低声源噪声；在适当的层面几车间办公室等功能性房间作吸声处理，以降低混响噪声；在个别高噪声作业点设置隔声值班间；在车间的适当位置设置隔声门、窗，以减少噪声对外部环境的影响。各种隔声罩整体结构均设计成组合开启式，以利设备检修；有散热要求的隔声罩设有进、出风口，便于通风散热；为了满足加油、观察、日常维护和使用的要求，在适当的位置均设有门、窗、洞等。

 

    2）离心风机噪声控制研究

 

      山东科技大学和兖州矿业（集团）公司职工大学从如何改进风机本身的结构参数，而不是采用消音器来降低风机噪声的角度开展了离心风机噪声控制的研究。他们提出的降噪方法如下：①增加风舌与叶轮之间的间隙。风舌与叶轮之间的距离愈近，噪声愈大。但是，根据有关资料进行试验，当间隙大到一定程度后，噪声不再降低，却使风机气动性能变坏。实验表明，风舌间隙δt/R=0.25和风舌半径r/R=0.2时,具有最大风机效率和最小噪声（R为叶轮半径）。②倾斜风舌。研究表明，对于恒定转速、前后倾斜的叶片可以使基频降低12dB；风舌倾斜角大小依赖于叶轮叶片多少，叶片愈多则包围叶片间隙所需风舌倾斜角愈小。③风机和管道系统声阻抗匹配。改变出口管道长度可使进口辐射的噪声降低17dB；反之，改变风机进口形状可使出口声级减少。④转子叶片前后缘家网格（金属网）。网格改进了平均气流，减少了管道内与转子外的湍流，使出口有一个平滑的速度场，从而降低宽频噪声。对于空气动力性能不好的风机，即效率低噪声大的风机，使用网格可收到最好的效果，不但对基频而且在整个宽频范围内都能明显降低噪声；但对空气动力性能较好的风机，网格降低噪声效果减低，然而可使频谱往高频方向变动，以便采用其它控制噪声措施。当叶轮管道中的平均气流条件不好时，使用网格降低噪声是最有效的。但是，由于网格引起附加阻力，导致风机效率略有降低。⑤修改风壳。研究表明，宽频噪声主要声源不是来自旋转叶轮，而是来自风机的机壳，机壳取对数螺旋或蜗壳效率高、噪声低的螺旋角α=65°，在机壳内贴一定厚度的吸声材料可降低宽带噪声。

 

    3）噪声综合治理工艺

 

      兖州矿业（集团）公司济宁三号煤矿家属区的锅炉房噪声污染严重，一直未能达标。他们在原先单项治理的基础上，采取了吸、隔、消、降于一体的综合噪声治理工艺，取得了较好的结果。该矿家属区有2座锅炉房。东锅炉房有2台6t换态t冬季取暖锅炉；西锅炉房有2台2t蒸汽锅炉，其中1台工作1台备用，常年运转。作为锅炉的辅助设备，引风机、鼓风机在运转时产生强烈的噪声。经过测试，东锅炉房的风机噪声高达102dB（A），西锅炉房约为95～98dB（A）。而且住宅楼内的噪声达到69～71dB（A），超过了国家有关标准，影响了职工的生活。

 

      他们对噪声源进行分析并制定了治理原则：不破坏机房主要结构；不影响锅炉正常运转；不涉及风机气流系统，即不改变风机运转工况参数；消声设备安装简单、阻燃、防腐、无污染。据此，东锅炉房白天达到60dB（A）的治理方案为：将现有风机房改造成隔声间，不改变主体结构；现有门窗部分设计安装隔声门和隔声窗，部分封堵；机房内设50mm的吸声结构；机房设计安装通风系统，并设计通风换气消声器。在此基础上，夜间达到50dB（A）的治理方案为：鼓风机、引风机进行检修，最大限度地减少噪声，或者将机房的结构适当加厚。西锅炉房的治理方案为：将现有的风机房改造为隔声间，不改变原主体结构；拆检引风机、鼓风机，最大限度降低噪声；现有门窗设计安装隔声门和隔声窗；机房内增设厚50mm吸声结构；机房设计通风系统且进行强制通风。工程竣工后经现场监测，厂界噪声白天52.6～58.3dB（A）、夜间43.4～46.2dB（A），达到了排放标准。工程总投资15万元。

 

 

 

 

文章来源：中国传动网

原文网址：http://www.chuandong.com/publish/news/2009/8/news_1_23_118502.html