火力发电厂输煤系统粉尘治理研究

火力发电厂输煤系统粉尘治理研究

黄素珍谢忠泉

山东电力工程咨询院有限公司山东济南250000

摘要：分析了电厂煤尘产生的地点和产生的机理，研究了煤尘的危害性，结合输煤系统粉尘治理以防为主，防治结合的原则，对抑尘及新型转运点技术进行了研究。

关键词：防尘治理；危害性；技术

1电厂煤尘产生的地点及产生机理

输煤系统粉尘治理是发电厂安全文明生产达标、创一流的重要课题。发电厂输煤系统粉尘来源主要是由上一级设备至本级皮带的煤流落差造成煤粉扬尘；另外皮带机运行中，由于高速波动造成二次扬尘。粉尘飞扬最严重的地点是输煤系统落煤斗导料槽出口以及煤仓间犁煤器落煤口，由于落料冲击气流影响，煤粉从导料槽出口和密封不严的缝隙冲出，造成现场空间粉尘严重超标，给现场运行人员身体产生危害，影响电厂安全文明生产。

2煤尘的危害性

煤尘具有很大的危害性，主要表现在以下几个方面：

（1）火电厂输煤系统产生的煤尘一般含有10%以下的游离二氧化硅，这种尘粒在空气中的稳定性很高，在空气中悬浮持久，对人体的危害很大。

（2）燃煤种类较杂，有些煤挥发份较大，且煤中有大量的煤粉，煤粉量约占40％左右，飞扬的粉尘沉积在隐蔽部位、不易清扫部位、电缆槽盒内部及除铁器等发热设备上，极易发生煤粉自燃事件，存在火灾隐患。

（3）输煤系统各检测点周围空气中粉尘浓度严重超标，普遍为平均每立方米含尘量几十毫克至上千毫克，远超允许含尘量，污染工作场所，降低工作场所能见度，往往会导致误操作，致使运行人员难以监控设备。

3输煤系统粉尘的治理原则

在进行输煤系统文明生产综合治理的过程中，需采取“堵”、“抑”、“疏”等多项综合治理措施来保证治理的效果，以防为主，防治结合。

“堵”是在输送机械设备中要保证管路、设备密封严密不漏风，杜绝下落过程中产生的煤尘扩散到室内。其具体措施为：

（1）所有滚筒均采用胶面滚筒，传动滚筒带沟槽，以减少滚筒粘煤；

（2）在皮带导料槽使用多道挡帘提高导料槽的气密性，有利于形成局部负压；

（3）碎煤机采用鼓风量小的环式碎煤机，减小了碎煤机煤尘的产生量，从而减小了除尘风量，减轻了除尘设备的负担；

（4）犁式卸料器的卸料头装设锁气挡板。

（5）翻车机、叶轮给煤机卸煤时，设备本体上带有喷雾装置。

（6）悬臂斗轮堆取料机设备本体的落煤点处带有喷雾装置。

（7）采用新型转运点技术。各转运点设置曲线落煤管、双密封导料槽及无动力除尘装置。

“抑”是在煤的堆储、装卸、运输过程中，设置喷水设施，增加煤的含水量，从而有效降低煤尘的产生。

“疏”是在有条件的场所设置除尘设备，通过除尘器风机使煤尘最集中的部位形成局部负压，防止煤尘飞扬到室内，而除尘器形成的含尘空气经过除尘器的处理，达到国家环保标准后排放室外。

4新型转运点（3-DEM）设计技术

3-DEM转运点技术包括头部集流导流装置、防卡塞分流装置、流线型溜槽和给料匙系统，用于集流和抑制诱导风产生的集流阻尼装置、用于落料点平衡支撑的缓冲床、用于提高密封等级的组合式模块化全密封（或双密封）导料槽、用于确保胶带对中运行的胶带跑偏诊断和控制系统、粉尘控制无动力除尘单元、胶带回程带料清洁系统、杂物清除系统以及防止物料堵塞的柔性振动控制系统，通过系统的优化解决转运点目前存在的粉尘大、堵料严重、胶带跑偏洒料以及溜槽磨损等难题，3-DEM转运点技术从根本上优化站点环境，提高物料输送安全经济运行水平。

4.1中部曲线落煤管

3-DEM曲线溜管技术基于离散元方法，采用SolidWorks三维立体设计建模技术，借助于先进的颗粒学仿真软件，对散状物料输送过程中颗粒体系的行为特征进行较真实的模拟，协助设计人员对散状物料处理设备进行设计、测试和优化。3-DEM曲线溜管机头部位设计有弧形导流装置，使料流以较小的冲击角度（理论切入角小于30°）与导流挡板渐变接触，以减小料流对挡板的冲击；溜管本体采用弧形流线型结构，截面形状多为“U”形或圆形截面；出口采用向前扩容变截面的匙形结构，并深入导料槽内部，距离皮带底部350mm左右。3-DEM曲线溜管通过汇集物料，实现不规律散状物料的可控化，从而防止溜管堵塞、减小冲击、抑制诱导风、降低粉尘浓度等。

4.2给料匙

给料匙安装于各输送转运槽底部，用于接收物料流并将其放在受料带式输送机上。给料匙的设计应确保将物料逐渐卸载到受料带式输送机上，以便物料的移动方向与受料带式输送机运行方向相同，且其速度应接近受料带的带速，以有效减少粉尘的产生。

给料匙的设计应能有效减少受料带式输送机所需的受料点胶带承载段的支撑。在正常工况下，给料匙给料速度与受料皮带速度偏差正负百分之十。

4.3导料槽

3-DEM密封导料槽包括以下设备部件：

（1）模块化组合式密封导料槽，它由可扩容的导料槽弓形顶板、无动力除尘、PU阻风帘等部分组成，双密封导料槽较传统的容腔较大（容积约为DTⅡ导料槽的1.3倍）、结构缩短，并配置双重防溢裙板、挡煤皮和夹持器系统，对胶带胶面具有良好的保护作用；

（2）皮带以下采用标准槽型托辊架和侧部托板相结合的方式，滚动摩擦和滑动摩擦相结合在保证降低皮带运行阻力的同时有效提高导料槽防溢裙板的密封性能；

（3）为提高导料槽的密封性能，在皮带机尾部导料槽进口位置安装一台3—DEM导料槽尾部密封装置，其先进的多重密封结构可确保无论导料槽内风压多大粉尘均无法从其尾部喷出。

（4）在导料槽内加装无动力惯性除尘单元，在保证降低诱导风的同时吸附粉尘。多棱胶条具有很大的吸附表面积，具有耐磨损、吸附面积大，易维护的特点，无需动力消耗。

5抑尘系统

5.1微雾抑尘系统

与传统除尘装置对比，微米级干雾抑尘是针对起尘点(产尘源头)进行治理，其原理是利用微雾喷雾器产生的10μm以下的微细水雾颗粒(直径10μm以下的雾称干雾)，使粉尘颗粒相互粘结、聚结增大，并在自身重力作用下沉降。

微米级干雾抑尘装置是由压缩空气驱动的声波震荡器，通过高频声波将水高度雾化，“爆炸”成上千上万个1-10μm大小的水雾颗粒。压缩气流通过喷头共振室将水雾颗粒以柔软低速的雾状方式喷射到粉尘发生点，粉尘聚结而坠落，达到抑尘目的。

微米级干雾抑尘系统由微米级干雾机、万向节、水管线、压缩空气管线、螺杆式空压机、储气罐、自动控制系统等组成。干雾抑尘机将气、水过滤后，以设定的气压、水压、气流量、水流量按开关程序控制阀打开或关闭，经管道输送到万向节中去，实现喷雾抑尘。

5.2水力清扫系统

为防止煤尘二次飞扬，碎煤机室、转运站及栈桥的地面清扫采用水力清扫。

6结语

煤在储存及转运过程，粉尘的飞扬将带来煤的流失损耗，根据电力行业相关的数据资料，其损耗量约占煤炭总消耗量的0.2%～0.5%左右，更加凸显了粉尘治理工作的重要性。

企业领导重视粉尘治理，加强粉尘监管力度，预防工作表面化是做好粉尘治理的关键。厂内管理人员应该首先意识到粉尘的危害及其危险性，充分重视抑尘、防尘工作，安排固定人员专门从事抑尘、防尘工作，设立抑尘、防尘岗位，同时安排固定时间进行抑尘、防尘工作，并建立员工考评机制。管理人员还应当对厂内工人进行培训和教育，以增强其对设备的保护意识和对粉尘危害的意识。

参考文献

[1]中华人民共和国电力行业标准DL/T5187.2-2004《火力发电厂运煤设计技术规程》（第2部分：煤尘防治）.

[2]微米级干雾抑尘技术在火力发电厂运煤系统的应用秦皇岛思科意达科技发展有限公司.