火電廠輸煤系統(tǒng)粉塵治理現(xiàn)狀及改進(jìn)的研究

張鵬宇

摘要：火電廠輸煤系統(tǒng)粉塵治理是一項長期的綜合治理過程，需要從燃煤進(jìn)場到燃燒的整個過程中都進(jìn)行治理，這樣才能達(dá)到有效的治理效果。隨著國家對電廠作業(yè)環(huán)境新標(biāo)準(zhǔn)的制定，各大火電廠需要創(chuàng)新輸煤系統(tǒng)的粉塵治理，采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，提高治理效果和效率，不斷改善作業(yè)環(huán)境條件，減少環(huán)境污染的同時也減少職業(yè)病的發(fā)生，促進(jìn)電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：火電廠；輸煤系統(tǒng)；轉(zhuǎn)運(yùn)站；粉塵治理

一、輸煤系統(tǒng)粉塵的來源擴(kuò)散途徑及治理現(xiàn)狀

1.1粉塵來源

粉塵的來源有多種：原始煤塵，是在煤炭開采和儲存過程中產(chǎn)生的粉塵；轉(zhuǎn)運(yùn)煤塵，燃煤進(jìn)入火電廠在燃燒前要進(jìn)行裝卸轉(zhuǎn)載處理，在此過程中會產(chǎn)生大量粉塵；儲存煤塵，火電廠為了保證燃煤的及時供應(yīng)和不同種煤的混合燃燒，一般都會在儲煤場儲存大量的燃煤，受車輛碾壓、風(fēng)化、煤自燃等因素的影響產(chǎn)生一定的粉塵；加工煤塵，燃煤在燃燒前要先制備成煤粉，使用的碎煤機(jī)、破碎設(shè)備等處理燃煤時產(chǎn)生大量粉塵；其他煤塵；輸煤時燃煤散落、掉落到回程膠帶，在膠帶與改向滾筒之間被碾壓形成的煤塵，散落在地上經(jīng)長期風(fēng)化形成的煤塵等等。

1.2粉塵擴(kuò)散

輸煤系統(tǒng)上的粉塵擴(kuò)散途徑有多種，包括落煤管誘導(dǎo)風(fēng)攜帶粉塵擴(kuò)散，膠帶輸送時產(chǎn)生的相對運(yùn)動風(fēng)攜帶粉塵擴(kuò)散，燃煤轉(zhuǎn)載時清掃不干凈使粉塵撒落飛揚(yáng)，碎煤機(jī)運(yùn)行時的鼓風(fēng)攜帶粉塵擴(kuò)散，以及輸煤設(shè)備停止運(yùn)行時粉塵回落到設(shè)備上，再次啟動時產(chǎn)生擴(kuò)散。

1.3粉塵治理現(xiàn)狀

隨著國家對環(huán)境污染問題的愈加重視，以及火電廠管理人員的觀念的提升，火電廠高層逐漸開始對輸煤系統(tǒng)進(jìn)行粉塵治理工作，并取得了一定成效。現(xiàn)階段，多數(shù)火電廠選擇水力清掃和污水凈化措施來治理粉塵。具體包括：為了降低粉塵濃度，火電廠在轉(zhuǎn)運(yùn)站安裝除塵器，對輸煤系統(tǒng)的粉塵源進(jìn)行治理，在輸煤導(dǎo)料槽出口安裝水噴霧裝置，擋煤簾等措施。使用的除塵器多是噴水防塵器、旋風(fēng)除塵器等，但除塵效果并不理想，運(yùn)行率也較低。

二、火電廠輸煤作業(yè)場所煤塵治理新技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用

通過對火電廠輸煤系統(tǒng)除塵裝置應(yīng)用經(jīng)驗的研究，結(jié)合電廠輸煤系統(tǒng)已安裝運(yùn)行的水沖洗系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng)，輸煤系統(tǒng)的除塵裝置采用濕式除塵技術(shù)在設(shè)計及應(yīng)用中已形成共識。山東電力科學(xué)研究院根據(jù)在火電廠粉塵治理的經(jīng)驗，并結(jié)合火電廠現(xiàn)場情況，研制開發(fā)了新型的輸煤系統(tǒng)用除塵器和皮帶自動水噴淋裝置及粉塵濃度在線監(jiān)測裝置合為一體的自動控制的輸煤除塵系統(tǒng)。整套系統(tǒng)具有通用性，可適應(yīng)輸煤系統(tǒng)不同位置的除塵要求。

2.1新型輸煤除塵系統(tǒng)工作原理

輸煤系統(tǒng)除塵器除了要滿足粉塵排放濃度合格和較低的運(yùn)行阻力外，更重要的是在輸煤系統(tǒng)盡可能地密封的條件下，除塵器能夠處理足夠的風(fēng)量，使封閉的輸煤系統(tǒng)內(nèi)達(dá)到一定的負(fù)壓，以防系統(tǒng)內(nèi)粉塵外逸。以往設(shè)計的除塵器實際運(yùn)行風(fēng)量往往遠(yuǎn)低于保證系統(tǒng)內(nèi)負(fù)壓所需要的風(fēng)量。新型輸煤除塵系統(tǒng)中的高效湍流濕式除塵器采用填料設(shè)計，增大了氣、液、固三相接觸面積，通過限位裝置，防止局部氣流過大時填料湍動劇烈使得氣流“短路”，影響除塵效率。它的工作原理是：輸煤系統(tǒng)的粉塵通過集塵罩和風(fēng)道從除塵器下部進(jìn)入除塵塔內(nèi)，通過特殊的氣流分布裝置與噴淋液在填料表面進(jìn)行充分接觸，除塵器內(nèi)填料層分成若干個單元格，使得填料分布均勻。單元格上設(shè)有限位裝置，填料在塔內(nèi)的篩板上湍動旋轉(zhuǎn)，相互碰撞，并且填料表面的液膜不斷更新，這樣既增加了氣、液、固三相的接觸時間和接觸面積，以達(dá)到高效除塵的目的，又由于填料在噴淋水下的湍動而具有自凈的作用，徹底解決了除塵器的堵塞問題。除塵后的氣體通過除霧裝置脫水后由風(fēng)機(jī)排到室外，除塵器的啟停及供水等全部自動控制，并且根據(jù)粉塵在線監(jiān)測的濃度值實現(xiàn)了控制啟停。在自動設(shè)計中充分考慮了除塵器運(yùn)行維護(hù)和檢修的便利，除塵器本體及內(nèi)部結(jié)構(gòu)全部采用不銹鋼結(jié)構(gòu)，所有風(fēng)道內(nèi)部都進(jìn)行防腐處理。為便于風(fēng)量調(diào)節(jié)，在風(fēng)機(jī)入口設(shè)計有風(fēng)量調(diào)節(jié)擋板，根據(jù)不同運(yùn)行工況可方便地進(jìn)行除塵器風(fēng)量的調(diào)節(jié)。

粉塵濃度在線監(jiān)測和自動皮帶水噴淋裝置的工作原理是：當(dāng)輸煤系統(tǒng)皮帶煤流儀檢測到皮帶來煤以后系統(tǒng)開始工作，皮帶水噴淋裝置自動啟動運(yùn)行一定時間后，自動啟動現(xiàn)場的激光粉塵濃度在線檢測設(shè)備，當(dāng)空氣中粉塵濃度超過某一設(shè)定值（例如設(shè)定為6mg/m3）時，系統(tǒng)自動啟動湍流除塵器和皮帶水噴淋設(shè)備進(jìn)行除塵，一定時間后，再測定空氣環(huán)境中的粉塵濃度，低于設(shè)定值時停止除塵系統(tǒng)運(yùn)行。整套輸煤除塵系統(tǒng)根據(jù)邏輯程序循環(huán)運(yùn)行，直至皮帶停止運(yùn)行。整套系統(tǒng)設(shè)計采用手動、聯(lián)動和自動三種控制方式，以方便現(xiàn)場運(yùn)行人員根據(jù)不同情況進(jìn)行運(yùn)行調(diào)整。

上述兩項研究開發(fā)內(nèi)容組成了一套完整的高效輸煤粉塵治理系統(tǒng)，并且可將其嵌入輸煤程控中，以實現(xiàn)集中操作。通過在線監(jiān)測不同位置的環(huán)境粉塵濃度，來控制除塵裝置的運(yùn)行調(diào)整，實現(xiàn)整套輸煤粉塵治理系統(tǒng)的自動監(jiān)控，使作業(yè)環(huán)境粉塵濃度不但滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，提高了自動化程度，而且達(dá)到節(jié)能節(jié)水的目的，使輸煤系統(tǒng)粉塵治理組成一個完整的綜合治理體系。

2.2新型輸煤除塵系統(tǒng)的應(yīng)用

研制開發(fā)的新型輸煤除塵系統(tǒng)在山東某電廠投入使用，應(yīng)用一年后由國家電力勞動環(huán)境檢測監(jiān)督總站對整套系統(tǒng)進(jìn)行了性能測試，系統(tǒng)的各項指標(biāo)完全滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，并且達(dá)到了節(jié)能的效果。各項指標(biāo)綜合如下。

（1）轉(zhuǎn)運(yùn)點作業(yè)環(huán)境車間平均煤塵濃度：未投運(yùn)新型輸煤除塵系統(tǒng)時為11.2mg/m3，系統(tǒng)投運(yùn)后此轉(zhuǎn)運(yùn)點作業(yè)環(huán)境車間平均煤塵濃度為3.5mg/m3，降低了7.5mg/m3，完全滿足國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)場所有害因素職業(yè)接觸限值》（GBZ2—2002）中規(guī)定的6mg/m3的要求。

（2）除塵器向室外排放濃度23mg/m3，完全滿足電力標(biāo)準(zhǔn)《火力發(fā)電廠勞動安全和工業(yè)衛(wèi)生設(shè)計規(guī)程》輸煤系統(tǒng)除塵器向室外排放濃度小于150mg/m3的要求。

（3）除塵效率高，達(dá)到99.04%，其中作業(yè)環(huán)境中直徑小于5μm的塵粒在新除塵系統(tǒng)中被除去67%。

（4）耗水量低。新型輸煤除塵系統(tǒng)的研制成功，標(biāo)志著電廠輸煤系統(tǒng)粉塵治理的技術(shù)有了新的突破。整套系統(tǒng)操作簡便，能耗低，故障率低，自動化程度高，通過粉塵在線檢測裝置在線控制新型輸煤除塵系統(tǒng)的運(yùn)行，大大節(jié)約了電廠的運(yùn)行成本和設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，在電力行業(yè)中顯示了十分廣闊的應(yīng)用前景。

三、結(jié)束語

隨著國家對環(huán)保的要求越來越高，做好輸煤系統(tǒng)的粉塵治理工作已刻不容緩。對輸煤設(shè)備進(jìn)行抑塵控塵技術(shù)改造，使火電廠輸煤系統(tǒng)粉塵治理狀況得到根本性轉(zhuǎn)變，可保證人身和設(shè)備健康，降低運(yùn)行和維護(hù)成本，進(jìn)而取得良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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（作者單位：大唐寶雞熱電廠）