淺談輸煤系統粉塵治理

李靖宇　侯世紅　王明浩

【摘 要】 生態環保是現代化生活的一種理念，然而燃煤鍋爐房輸煤系統的環保問題卻是供熱企業的一塊心病。本文主要對130t/h燃煤鍋爐房輸煤系統粉塵治理的方法進行分析，通過對現有除塵設備的改進，降低了鍋爐房輸煤系統的粉塵污染，給職工創造一個健康、舒適的工作環境。

【關鍵詞】 粉塵治理；除塵器；除塵系統

130t/h燃煤鍋爐房始建于2005年，擔負著蘇家屯地區160萬平方米的供暖任務。該鍋爐房經過多年運行改造，已逐步向科技化、節能化、環保化鍋爐房邁進。

一、現狀

隨著蘇家屯燃煤鍋爐房設備的運行改造和標準化水平的提高，輸煤系統落煤點粉塵外逸超標問題已逐漸引起多方面的關注。幾年來，公司技術人員及鍋爐房職工對此問題進行過研究，并相繼設計、安裝了一些落煤點除塵的系統和設備。經實際運行，除塵效果雖有改善但并不十分理想，運行中可靠性也較差。目前，有的除塵系統被閑置不用，也有的設備已經被拆除，這不僅在資金上造成浪費，而且也影響了運行人員身體健康。

二、幾種常用的除塵方法及其在用系統存在的問題

為防止輸煤系統粉塵外逸和飛揚，一般常用的除塵方法有如下幾種：

1、噴水除塵：

它是應用較多的一種方法，130t/h燃煤鍋爐房輸煤廊也采用此技術。噴水管是使用Φ20mm的塑管鉆孔制成的，噴水孔徑為Φ1.5-2.5mm。噴水距煤流表面距離300mm，為了保證噴水孔噴出水滴的良好霧化，噴水管前水的壓力大于2×103Pa。噴水除塵法比較簡單，也有一定的除塵效果。但從安全經濟運行的角度考慮是非常不利的，因為煤中含水過多會影響制粉系統的干燥出力和導致原煤倉起拱、蓬煤等現象的出現。噴入煤中的水分最終都要進入爐膛，最后隨煙氣排出鍋爐。若按入爐水的溫度30℃和排煙溫度150℃計算，每噴入1kg水，鍋爐就需損失將近2900kJ（熱水熱+蒸汽熱+過熱熱）左右的熱量。更為不利的是，煙氣濕度增加還會影響煙氣露點，使空氣預熱器發生低溫腐蝕和堵灰以致于影響鍋爐的正常生產。

2、密閉罩吸風除塵

密閉罩（現場稱為皮帶罩）吸風除塵是130t/h燃煤鍋爐房輸煤系統防止煤塵飛揚的主要方法。這種方案使用薄鐵皮制成密閉罩把落煤管兩端的皮帶全部密封起來，然后在落煤點產生粉塵處裝設吸塵罩（吸塵管路入口）。吸出后的含塵氣流經除塵器分離粉塵后，通過負壓風機排出系統。這是一種設計合理的輸煤系統除塵方法，該方法既不會給鍋爐運行帶來任何不利的影響，又可以滿足工作環境對粉塵濃度的要求。可130t/h燃煤鍋爐輸煤廊設計時，卻忽略了其中一項重要環節，雖然將落煤管兩端的皮帶全部密封起來，卻沒有除塵裝置。也就是說，粉塵在密閉罩內流動，沒有地方排出，最后只能從檢修口、縫隙溢出。

為了使密閉罩吸風除塵系統能長期穩定運行。不但要加除塵器。還要注意以下幾點要素：一是除塵要符合要求。盡量避免使用布袋除塵器。因為布袋除塵器在潮濕環境下難以正常工作，而由于雨、雪天氣和卸煤時為防塵噴入水霧等原因，輸煤經常會在比較潮濕環境下運行，導致整個吸塵系統不能正常工作。二是吸塵管路流量設計不要過大。在許多落煤點吸塵系統中，負壓風機流量往往選擇在8000-10000m3/h之間，有時甚至更高。有些設計者誤認為風機流量越大越好，其實則不然。首先吸口流量太大會將小煤粒吸走，關小閥門，會使負壓按流量的平方關系下降。其次按大流量設計的管路直徑較大，調節風機流量時會發生水平管大量積灰。實際有的管路竟有一半的流通面積被積灰堵塞。三是輸煤皮帶和除塵系統單獨啟動和停機。運行時經常是先啟動輸煤皮帶而后啟動除塵系統，從而造成粉塵飛揚。四是皮帶罩設計嚴密性差。大部分皮帶密封罩是單層薄鐵皮，在縫隙和動、靜部分連接處會有大量空氣漏入影響罩內負壓。

3、噴蒸汽除塵：

它是采用低壓抽汽作為氣源。噴蒸汽笛型管大多使用Φ25mm左右鋼管制作，管表面噴孔距煤流表面約150-200mm。噴氣孔徑為2-3mm，孔的中心距離約30-50mm，由于該方法除塵效果較差，且蒸汽引出管較長，我單位所屬北方地區，冬季氣溫寒冷，管路內蒸汽易出現凝華問題，故目前輸煤系統沒有采用噴蒸汽除塵。

三、落煤點處除塵裝置的改造

為減少外逸粉塵對環境的污染，輸煤廊應進行改造，具體改進措施如下：

1、添加除塵器

現在燃煤鍋爐房輸煤系統密閉罩吸風除塵系統通常采用布袋除塵器，因為普通干式旋風除塵器不能滿足該系統對除塵效率的要求。考慮除塵器可能在潮濕環境工作，并且又必須有較高除塵效果兩方面的因素。

建議引用雙水膜式旋風除塵器。此除塵器的上部為氣、水分離裝置，其結構類似于工業鍋爐爐筒內的鋼絲網分離器，具有很高的氣、水分離效果。下部為除塵部分，主要除塵過程是通過內外筒之間的一級水膜和內筒中的二級水膜完成的。該除塵器在安裝時需要高位布置（要求含塵水出口高度大于所配套使用的風機壓頭），因此可以由水封代替機械式鎖氣器，簡化了設備。該設備的除塵效率高達99.5%以上，接近布袋除塵器的效率，阻力低于1.5kPa，價格也比較便宜，在處理相同氣體量的情況下，高于普通旋風除塵器50%左右，價格相當于布袋式除塵器的三分之一，運行可靠性也非常高，是一種很有前途的新型除塵裝置。

2、除塵系統的改進

對于除塵系統我們可從三點進行改進：

首先對落煤管的壓力變化進行了分析，我們可以把原煤下落過程想象成無數小型活塞自上而下的運動。正是這種運動導致落煤管的下部壓力高于環境壓力而上部壓力低于環境壓力，其最終結果是上部吸入環境氣體而下部會有大量含塵氣體逸出。為降低落煤點處產生的剩余壓力，我們在導煤槽上接近落煤管處設置了再循環風管，把導煤槽中剩余壓力最大的地方與落煤管中空氣最稀薄的地方連接起來。根據經驗循環風管的截面積可以根據輸煤系統的小時輸煤量計算確定，計算時每100t/h輸煤量一般取0.06m3左右。

其次在導煤槽的密封上采用了雙層結構，負壓風機吸塵口布置在內外層之間，吸塵過程類似于汽輪機軸封抽氣過程，把內層逸出的含塵氣流和外層漏入的環境氣體一起抽出。一般來講內層密封要求較高，我們在設計內側密封時采用兩邊側板形式，其中內側板由鋼板制成，其下部都裝有工業橡膠密封條（也可切取適當尺寸的輸煤膠帶）直接與輸送帶接觸，使導煤槽內側板密封可靠。為了不讓含塵空氣通過導煤槽出口自由排出，在導煤槽末端裝雙層擋簾。經實際測試表明：采用循環風管和雙層密封結構，可使罩殼少冒粉塵20%～30%，吸塵風量可減小50%。收到了良好效果。

第三，取締原有的水霧噴灑降低煤斗落煤時產生的粉塵。采用氣封的方法控制粉塵，在煤斗上部盤上20mm管子并預留氣孔，管子終端于風機相連，運行時讓煤斗上部形成一個漩渦氣流將上揚的粉塵強制帶到煤斗。從而達到將粉塵根治的效果。

3、電氣控制系統的改進

為了防止運行時啟動輸煤皮帶在先，而除塵系統運行在后所造成風塵飛揚，我們還對輸煤皮帶和負壓風機電氣控制系統進行了改進。

四、結論

整個裝置自動化程度高，除塵效率好，結構簡單，安裝容易，維護量小。室內粉塵濃度符合國家環保要求（小于10小于10mg/m3）。

本文只是對130t/h燃煤鍋爐房輸煤系統粉塵處理的一點研究和體會，有不當之處請同行指正。