火電廠輸煤系統(tǒng)粉塵綜合治理
摘要:本文對(duì)火電廠翻車(chē)機(jī)房、皮帶走廊、煤場(chǎng)、斗輪機(jī)裝卸煤等幾個(gè)揚(yáng)塵部位進(jìn)行了系統(tǒng)分析，列出相關(guān)揚(yáng)塵關(guān)鍵點(diǎn)，并根據(jù)各揚(yáng)塵關(guān)鍵點(diǎn)的不同特點(diǎn)采取相應(yīng)的抑塵措施，從而達(dá)到節(jié)省有效資源和最大限度抑塵的目的。
關(guān)鍵詞:火電廠, 輸煤系統(tǒng), 揚(yáng)塵原理, 粉塵治理
前言
“十五”期間，由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，電力需求十分強(qiáng)勁。火電廠總裝機(jī)容量由2000年的2.14億千瓦增加到2005年的3.91億千瓦，增長(zhǎng)了0.83倍；火電廠機(jī)組耗煤量由2000年6.08億噸增加到2005年的11.1億噸，增長(zhǎng)了0.83倍。火電廠機(jī)組耗煤總量占全國(guó)總耗煤的比例，由2000年50.5％到2005年的53.4％，增長(zhǎng)了2.9個(gè)百分點(diǎn)。預(yù)計(jì)到“十一五”期末全國(guó)電站裝機(jī)容量達(dá)到7.8億千瓦，其中火電裝機(jī)容量達(dá)到5.6億千瓦，占全國(guó)總?cè)萘康?2.0%。
火電廠雖然是個(gè)產(chǎn)能大戶，但也是個(gè)污染大戶，其中粉塵污染的問(wèn)題較為突出；痣姀S的煤炭從進(jìn)廠到進(jìn)入鍋爐燃燒之前，要經(jīng)過(guò)一系列運(yùn)輸和加工過(guò)程， 目前，在這個(gè)過(guò)程中基本沒(méi)有采取相應(yīng)的抑塵措施，輸煤系統(tǒng)在卸煤、碎煤及運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的生產(chǎn)性粉塵，嚴(yán)重污染工作場(chǎng)所和周?chē)h(huán)境，并且使電氣設(shè)備絕緣水平下降，影響電廠的正常生產(chǎn)，同時(shí)造成煤炭資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。隨著國(guó)家環(huán)保要求和企業(yè)節(jié)能降耗需求的不斷加強(qiáng)，對(duì)火電廠輸煤系統(tǒng)粉塵進(jìn)行有效治理的呼聲日趨強(qiáng)烈。
1 輸煤系統(tǒng)流程及揚(yáng)塵原理
火電廠的燃料進(jìn)廠后，先后經(jīng)過(guò)翻卸，給煤機(jī)械，皮帶多段轉(zhuǎn)運(yùn)、破碎、篩分、犁煤等各種備煤設(shè)備進(jìn)入燃煤鍋爐原煤倉(cāng)，如圖1所示。在整個(gè)輸送工藝過(guò)程中，伴隨產(chǎn)生一次塵化氣流，轉(zhuǎn)段落差、破碎設(shè)備鼓風(fēng)量，落煤管與水平夾角、皮帶速度等參數(shù)值越高，塵化強(qiáng)度就越大。一次塵化氣流會(huì)把<200um煤塵揚(yáng)起，使局部空氣塵化而形成塵源，塵源周邊的空氣被誘導(dǎo)、擾動(dòng)而形成二次氣流。二次氣流將一次塵化氣流向四周空氣擴(kuò)散、蔓延，充斥在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。由于微塵中粒徑< 75um的占有相當(dāng)比例，它們會(huì)長(zhǎng)時(shí)間懸浮在空氣中而不能沉降，甚至造成二次揚(yáng)塵。綜上分析可知，該輸煤系統(tǒng)中的翻車(chē)機(jī)房、皮帶走廊、煤場(chǎng)、斗輪機(jī)裝卸煤等是幾個(gè)揚(yáng)塵部位。
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圖1火電廠輸煤系統(tǒng)工藝流程 |
2 除塵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及作用原理
2．1 翻車(chē)機(jī)房的粉塵治理
2．1．1 翻車(chē)機(jī)房產(chǎn)生粉塵的原因
翻車(chē)機(jī)瞬間卸煤量大，落差大，煤塵產(chǎn)生較為集中，而且翻車(chē)機(jī)外形尺寸大，考慮到檢修、運(yùn)行等諸多因素，無(wú)法也不允許將其完全封閉，故負(fù)壓除塵系統(tǒng)應(yīng)用非常困難。原有噴淋設(shè)備為左右各有一排噴嘴的配置系統(tǒng)，對(duì)粉塵抑制效果較差。翻車(chē)機(jī)是發(fā)電廠粉塵污染嚴(yán)重、治理難度比較大的重點(diǎn)場(chǎng)所。
2．1．2 翻車(chē)機(jī)房粉塵治理措施
根據(jù)翻車(chē)機(jī)房現(xiàn)場(chǎng)周?chē)h(huán)境以及翻車(chē)機(jī)工作過(guò)程及特點(diǎn)，翻車(chē)機(jī)采用立體水噴霧除塵系統(tǒng)取得了非常顯著的效果
（1）在翻車(chē)機(jī)本體頂部按一定間隔安裝兩排交錯(cuò)布置的噴嘴，隨翻車(chē)機(jī)一起旋轉(zhuǎn)，作為動(dòng)態(tài)跟蹤抑塵。該噴嘴待翻車(chē)機(jī)開(kāi)始翻轉(zhuǎn)即噴，直至車(chē)廂旋轉(zhuǎn)到一定角度后自動(dòng)停止。
（2）在翻車(chē)機(jī)左右兩側(cè)、出入口兩端按一定間隔各安裝上下兩排交錯(cuò)布置的噴嘴，抑制卸煤時(shí)升騰而上的煤塵。該噴嘴待車(chē)廂旋轉(zhuǎn)到一定角度，開(kāi)始向煤倉(cāng)卸煤時(shí)噴，卸煤結(jié)束且待翻車(chē)機(jī)回轉(zhuǎn)過(guò)到一定角度后時(shí)即停。
（3）噴嘴運(yùn)行采用PLC自動(dòng)控制和手動(dòng)控制。程序控制與翻車(chē)機(jī)運(yùn)行連鎖，采集翻車(chē)機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置傳感器、時(shí)間繼電器等信號(hào)，工作中不設(shè)操作和運(yùn)行值班人員。每臺(tái)翻車(chē)機(jī)為一個(gè)獨(dú)立控制單元，每排噴嘴可以單獨(dú)啟停。翻車(chē)機(jī)作業(yè)時(shí)，按所設(shè)定的程序可不同時(shí)間先后投入、退出每排噴嘴，也可根據(jù)來(lái)煤含水份、顆粒大小（起塵容易與否）等狀況，增減運(yùn)行的噴嘴數(shù)量，噴嘴布置如圖2所示.
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圖2翻車(chē)機(jī)水噴霧示意圖 |
2．2破碎機(jī)的粉塵治理
2．2．1破碎機(jī)產(chǎn)生粉塵的原因
（１）原煤經(jīng)破碎，顆粒變小，是粉塵產(chǎn)生的內(nèi)因。
（２）碎煤機(jī)轉(zhuǎn)子鼓風(fēng)效應(yīng)產(chǎn)生的誘導(dǎo)。
（３）落煤管落差大產(chǎn)生的誘導(dǎo)。
（４）給料機(jī)出口（碎煤機(jī)進(jìn)口）不嚴(yán)密，給碎煤機(jī)產(chǎn)生誘導(dǎo)風(fēng)提供了外因。
（５）尾部滾筒積煤產(chǎn)生的粉塵。
（６）皮帶抖動(dòng)大產(chǎn)生的粉塵。
（７）尾部緩沖托輥選型不好產(chǎn)生的噴粉。
（８）導(dǎo)料槽及擋簾密封不合理。
2．2．2破碎機(jī)粉塵治理措施
碎煤機(jī)出口產(chǎn)生粉塵的主要原因，是碎煤機(jī)轉(zhuǎn)子鼓風(fēng)效應(yīng)產(chǎn)生的誘導(dǎo)風(fēng)和落煤管落差大產(chǎn)生的誘導(dǎo)風(fēng)，其次是尾部緩沖托輥緩沖變形導(dǎo)料槽產(chǎn)生的氣隙，碎煤機(jī)和煤流產(chǎn)生的誘導(dǎo)風(fēng)使導(dǎo)料槽正壓。若僅簡(jiǎn)單地對(duì)導(dǎo)料槽進(jìn)行封堵，勢(shì)必造成導(dǎo)料槽正壓進(jìn)一步增大，最終從某一簿弱環(huán)節(jié)噴出，若僅考慮在導(dǎo)料槽出口加裝水噴霧，微小顆粒的粉塵能得到抑制，但誘導(dǎo)風(fēng)夾帶的較大顆粒無(wú)法消除。因此，在考慮粉塵治理方案時(shí)，要本著因勢(shì)利導(dǎo)的原則，多種方案并舉，進(jìn)行全方位的綜合治理。
（１）緩沖煤斗留有一定的封底煤，防止給料機(jī)和緩沖煤斗之間互相竄風(fēng)。
（２）給料機(jī)料槽密封帆布應(yīng)定期檢查，發(fā)現(xiàn)有破損應(yīng)及時(shí)更換。
（３）給料機(jī)料槽出口和碎煤機(jī)進(jìn)口結(jié)合處用帆布或膠布進(jìn)行全面密封。
（４）給料機(jī)觀察孔門(mén)做成密封型門(mén)。
（５）碎煤機(jī)進(jìn)出落煤管及其法蘭結(jié)合面進(jìn)行全面修補(bǔ)和封堵
（６）將原導(dǎo)料槽平蓋板拆除，改換成圓弧拱形蓋板，增大導(dǎo)料槽容積，緩解導(dǎo)料槽正壓，減少導(dǎo)料槽頂部積塵。
（７）延長(zhǎng)導(dǎo)料槽長(zhǎng)度，使氣流行程增長(zhǎng)，利用風(fēng)壓風(fēng)速的自然衰減，達(dá)到粉塵自然沉降的效果。本次改造的皮帶機(jī)導(dǎo)料槽原長(zhǎng)8m，現(xiàn)改造為14m。從治理實(shí)踐看，該方法效果最佳。
（8）將原彈簧板式緩沖托輥更換為固定支架的緩沖托輥。
（9）更換磨損嚴(yán)重的梳形托棍，減輕皮帶抖動(dòng)。
2．3皮帶走廊粉塵治理
2．3．1皮帶機(jī)產(chǎn)生粉塵的原因
皮帶走廊產(chǎn)生粉塵的關(guān)鍵點(diǎn)有尾部落煤管、皮帶抖動(dòng)、皮帶頭部落煤這幾個(gè)主要部位，原有噴淋設(shè)備并沒(méi)有對(duì)皮帶頭部落煤和皮帶抖動(dòng)產(chǎn)生的粉塵采取措施只是在尾部落煤管簡(jiǎn)單的加裝幾個(gè)噴嘴進(jìn)行單一的噴淋，沒(méi)有考慮到落煤時(shí)尾部落煤管由于落差大所產(chǎn)生的粉塵流，它能沖破水霧形成粉塵外溢。
2．3．2皮帶機(jī)粉塵治理措施
針對(duì)落煤管加裝擋塵簾和抑塵噴嘴，擋塵簾能隔斷粉塵流，再加裝噴嘴就能對(duì)尾部落煤管粉塵進(jìn)行有效抑制了。皮帶過(guò)長(zhǎng)中間加裝潤(rùn)濕噴嘴，皮帶頭部落煤加裝噴霧噴嘴，回程皮帶加裝清洗噴嘴。為實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，安裝噴淋自動(dòng)控制系統(tǒng)。安裝完成后，粉塵得到明顯抑制，原煤只比原來(lái)多了百分之二的水量。
（1）噴淋自動(dòng)控制系統(tǒng)概述
噴淋自動(dòng)控制系統(tǒng)主要用于輸煤皮帶的粉塵治理,本系統(tǒng)采用先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守,自動(dòng)控制噴嘴的噴淋時(shí)間,實(shí)現(xiàn)用最小水量達(dá)到粉塵處理最大化的目的,抑制粉塵的發(fā)生.
（2）控制原理
控制的核心是德國(guó)SIEMENS（西門(mén)子）PLC可編程控制器？刂葡浣邮账谄мD(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)和料流信號(hào)（開(kāi)關(guān)量），經(jīng)PLC按預(yù)先編好的程序發(fā)出開(kāi)、關(guān)相應(yīng)電磁閥的指令，來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)噴淋的工藝要求？刂葡湓O(shè)有控制方式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，通過(guò)該開(kāi)關(guān)，可以選擇“手動(dòng)”和“自動(dòng)”控制方式。
2．4斗輪機(jī)的粉塵治理
2．4．1斗輪機(jī)產(chǎn)生粉塵的原因
目前，常規(guī)斗輪機(jī)一般不設(shè)置噴淋，在斗輪機(jī)堆煤或者取煤工作中煤粉飛揚(yáng)。有的電廠對(duì)其進(jìn)行了改造，加裝了噴嘴，但由于水箱體積太小，頻繁加水操作復(fù)雜，極大的限制了噴嘴的數(shù)量。因此在斗輪機(jī)工作中，不能對(duì)起塵點(diǎn)進(jìn)行覆蓋，抑塵效果不太明顯。
2．4．2斗輪機(jī)粉塵治理措施
斗輪機(jī)粉塵治理采用供水卷盤(pán)，擺脫了水箱供水的限制，噴嘴數(shù)量不再受限。按照有效抑制所有起塵點(diǎn)設(shè)計(jì)，噴嘴布置如圖3所示，供水盤(pán)管的采用實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)加立體的噴淋，使現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境得到了明顯的改善
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圖3斗輪機(jī)水噴霧系統(tǒng)示意圖 |
2．5煤場(chǎng)的粉塵治理
2．5．1煤場(chǎng)產(chǎn)生粉塵的原因
儲(chǔ)煤場(chǎng)的粉塵主要是由于刮風(fēng)而引起的揚(yáng)塵和斗輪機(jī)裝卸煤引起的揚(yáng)塵。
2．5．2煤場(chǎng)粉塵治理措施
普遍采用的抑塵方法有以下幾種，一是全封閉室內(nèi)采用噴淋除塵，但造價(jià)最高。二是采用擋風(fēng)墻，缺點(diǎn)是造價(jià)高，夏天不能防止煤自燃。三是噴槍除塵，價(jià)格低，效果明顯，還能防止煤自燃，缺點(diǎn)就是風(fēng)比較大的時(shí)候覆蓋面受影響，如果采用擋風(fēng)墻加噴槍降塵效果會(huì)最佳。
選用噴槍降塵在設(shè)計(jì)中有一個(gè)前期投入的問(wèn)題，如果選擇大型噴槍那么它的射程遠(yuǎn)覆蓋面積大，在相同煤場(chǎng)面積的情況下它所用的噴槍數(shù)目少，成本會(huì)比選擇小型噴槍低。但對(duì)于前期的選管、設(shè)計(jì)蓄水池、選泵就比小型噴槍所用的管子粗，蓄水池體積大，泵的功率大，因此在前期投入的成本是很高的，所以在這一對(duì)矛盾中選一個(gè)平衡點(diǎn)是非常重要的。在噴槍除塵中最重要的就是設(shè)計(jì)，既要考慮到前期投入又要考慮噴槍成本的降低。噴槍和擋風(fēng)墻相比成本投入低，但噴槍受風(fēng)力干擾比較大，影響射程。目前最好的措施就是，煤場(chǎng)噴淋外部加擋風(fēng)墻，這樣的效果是最佳的。
3 治理效果
通過(guò)采取上述綜合治理，大唐盤(pán)山電廠、岱海電廠、大唐托電翻車(chē)機(jī)房和皮帶走廊內(nèi)粉塵濃度控制在10mg/m3以下，煤的含水量增加1.5-3%。煤場(chǎng)在采用了斗輪機(jī)噴淋和煤場(chǎng)噴淋后，在作業(yè)期間也沒(méi)有較大的粉塵產(chǎn)生，整體環(huán)境得到了改善。
平圩發(fā)電有限責(zé)任公司應(yīng)用抑塵技術(shù)后，碎煤機(jī)出口處治理后粉塵濃度大大降低，該處的粉塵濃度由治理前的64.1mg/m3降到2.2mg/m3，低于國(guó)家規(guī)定的10mg/m3標(biāo)準(zhǔn)。粉塵得到了抑制，而煤的含水量總共增加0.8%。對(duì)煤的水分含量基本沒(méi)有影響。達(dá)到了既節(jié)約資源又最大限度抑制粉塵的目的。
4 結(jié)論
對(duì)火電廠揚(yáng)塵部位進(jìn)行細(xì)化，分析其特征，找出揚(yáng)塵關(guān)鍵點(diǎn)，采用相對(duì)應(yīng)的綜合有效的粉塵治理措施進(jìn)行抑塵，便能達(dá)到事半功倍抑塵效果，既節(jié)約資源又能夠最大限度抑制粉塵。
參考文獻(xiàn)
[1] 能源部西北電力設(shè)計(jì)院．火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)煤塵治理設(shè)計(jì)技術(shù)暫行規(guī)定．北京：水利電力出版社，1989 15（3）：31-32
[2] 除塵器在輸煤系統(tǒng)煤塵治理中的作用．電力暖通空調(diào)．1995，33山西電力工業(yè)局．燃料設(shè)備檢修．北京：中國(guó)電力出版社，1997 5（3）：23-25
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