火電廠輸煤系統(tǒng)粉塵超標(biāo)原因分析與抑塵改造實踐

柳其達

【摘 要】某電廠兩臺1050MW機組投產(chǎn)后，由于落煤管設(shè)計不合理、導(dǎo)料槽不密封、抑塵設(shè)施效果差等問題造成輸煤系統(tǒng)轉(zhuǎn)運站煤塵長期超標(biāo)，不符合職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，嚴重威脅設(shè)備安全運行和作業(yè)人員健康。該廠通過專項分析，并實施綜合抑塵技改解決問題。

【關(guān)鍵詞】火電廠;輸煤系統(tǒng);揚塵成因;除塵

1設(shè)備簡介

某電廠2×1050MW機組卸煤段皮帶機帶寬B=1800mm，速度V=3.5m/s。上煤段皮帶機帶寬B=1400mm，速度V=2.5m/s。原設(shè)計主要采取以下除塵措施：一是采用傳統(tǒng)的四方型落煤管和導(dǎo)料槽;二是皮帶機頭部護罩和尾部導(dǎo)料槽安裝噴淋抑塵;三是對落差≥4m的落料點導(dǎo)料槽上部布置緩沖鎖氣器;四是各導(dǎo)料槽均設(shè)有多管沖擊式除塵器進行除塵。

2原輸煤系統(tǒng)煤塵防治效果及煤塵超標(biāo)原因分析

1）落煤管形狀、流線設(shè)計不合理。物料在內(nèi)部折角處撞擊產(chǎn)生煤塵顆粒和形成高速誘導(dǎo)風(fēng)形成正壓外泄煤塵。另由于折角易導(dǎo)致煤濕時粘煤、堵煤，落料點不正致皮帶跑偏、撒煤等故障。2）傳統(tǒng)導(dǎo)料槽整體密封性差。導(dǎo)料槽兩側(cè)及導(dǎo)料槽出口處由于皮帶的跳動、物料的運動易造成密封性不佳，以及導(dǎo)料槽出口風(fēng)速高，造成煤塵外溢。3）水沖激除塵器除塵效果差。該除塵器由于離落料點較遠及設(shè)計的抽風(fēng)量不足，無法將槽內(nèi)混合空氣完全抽走。4）水噴淋效果差。原導(dǎo)料槽尾部和頭部護罩處水噴淋顆粒大，捕捉煤塵能力差，產(chǎn)生揚塵。

3技改方案

3.2曲線落煤管改造

1）曲線落煤管主要包含頭部集流導(dǎo)流裝置、落煤管本體和給料匙等裝置。2）頭部集流導(dǎo)流裝置：取消原煤流擋板，新型頭部集流導(dǎo)流裝置導(dǎo)流擋板采用曲線下伸至皮帶機頭部漏斗內(nèi)，使物料以較小的沖擊角度與頭部集流導(dǎo)流裝置漸變接觸，以非常小沖擊角度收集并限制運動的物料流，在導(dǎo)流擋板的引導(dǎo)下逐漸改變流動方向，使物料朝輸送機系統(tǒng)下方設(shè)備平緩流動;物料在頭部集流導(dǎo)流裝置的作用下得到匯集，能夠匯聚“排隊”運動，從而有效減小誘導(dǎo)風(fēng)、抑制煤塵的產(chǎn)生，并最大程度降低物料速度的損失，避免物料在頭部漏斗位置發(fā)生堆積堵塞。3）落煤管本體：落煤管采用弧形流線型、“U”形截面結(jié)構(gòu)設(shè)計，總體設(shè)計保證物料的匯集輸送，結(jié)合落差的大小設(shè)置誘導(dǎo)風(fēng)抑制系統(tǒng)和緩沖物料沖擊系統(tǒng)，避免采用傳統(tǒng)落煤管時直接落料對受料皮帶造成直接沖擊的現(xiàn)象;落煤管的設(shè)計保證所有落料點和膠帶對中，運行期間不發(fā)生落料點不正常現(xiàn)象。4）給料匙：給料匙安裝于落煤管最底部，用于接收物料流并將其放在受料帶式輸送機上。給料匙確保物料的移動方向與受料帶式輸送機運行方向相產(chǎn)生。給料匙出口采用向前擴容設(shè)計，其兩側(cè)深入導(dǎo)料槽內(nèi)側(cè)，對一條膠帶只有一個落料點的，給料匙尾部距離膠帶不高于150mm，雙邊各留50mm距離;對后點落料點則要充分估計煤流的高度設(shè)計，給料匙具有導(dǎo)正落料的作用，從而減少對膠帶的沖擊、磨損、偏心加載、襯板磨損等問題。5）落煤管、集流導(dǎo)流裝置和給料匙沖擊面內(nèi)襯高鉻雙金屬耐磨復(fù)合鋼板，總厚度不低于24mm（12mm基材+12mm堆焊）;堆焊表面硬度（HRC）為58～60，含碳量w（C）不低于4%～5%，含鉻量w（Cr）不低于32%，耐磨性能是普通耐磨鋼6～10倍以上。磨損面內(nèi)襯采用不小于25mm厚、Al2O3含量（質(zhì)量分數(shù)）95%以上的純陶瓷耐磨材料;集料斗、中間過渡段管壁和給料匙內(nèi)耐磨陶瓷內(nèi)襯光滑順暢、耐磨損、能抗強力沖擊、易安裝且不易脫落。6）曲線落煤管總體技術(shù)采用SolidWorks三維立體設(shè)計建模技術(shù)，借助于先進的顆粒學(xué)仿真軟件EDEM，對散狀物料輸送過程中顆粒體系的行為特征進行較真實模擬，從而優(yōu)化物料通道。通過落煤管的優(yōu)化設(shè)計從源頭上解決原落煤管轉(zhuǎn)運時產(chǎn)生的煤塵大、容易堵料及膠帶跑偏等問題，確保物料轉(zhuǎn)運安全、高效順暢、清潔。

3.2沉降式導(dǎo)料槽改造

1）沉降式導(dǎo)料槽包含側(cè)板、頂板、支撐槽鋼、耐磨襯板、防溢裙板、迷蹤式擋簾及下部的托輥、支撐板（條）部分。2）導(dǎo)料槽內(nèi)部：內(nèi)側(cè)全長采用500mm×230mm×16mm螺栓連接的聚氨酯耐磨密封襯板，襯板最低距離膠帶不大于5mm，可起到一級密封，有效防止側(cè)板磨穿并保護防溢裙板。導(dǎo)料槽兩側(cè)均安裝高密度橡膠和超高分子聚氨酯防溢裙板，可起到二級密封，以上措施可確保導(dǎo)料槽兩側(cè)的完全密封。3）導(dǎo)料槽下部：該型導(dǎo)料槽膠帶下設(shè)置托輥+支撐板（條）的組合方式。支撐板（條）與皮帶機支架連接，維護人員無需進入導(dǎo)料槽即可直接在導(dǎo)料槽外更換皮帶下部的支撐板（條）。支撐板（條）表面采用大于400萬超高分子量聚乙烯材質(zhì)、表面平滑、不傷皮帶、具有良好的耐磨和防火性能，實現(xiàn)對皮帶的連續(xù)支撐，不出現(xiàn)漏煤、漏粉現(xiàn)象。4）導(dǎo)料槽降塵原理：高速誘導(dǎo)風(fēng)一部分透過阻風(fēng)簾進入循環(huán)區(qū)，另一部分過循環(huán)泄壓裝置泄壓并改變風(fēng)向，在裝置出風(fēng)口與進入循環(huán)區(qū)的誘導(dǎo)風(fēng)形成對沖，從而降低風(fēng)速，同時這部分風(fēng)可以促進循環(huán)區(qū)的煤塵局部循環(huán)起來，再經(jīng)過循環(huán)降塵區(qū)進行二級循環(huán)降速;在導(dǎo)料槽內(nèi)加裝迷蹤式天然橡膠膠條擋簾和PU阻風(fēng)簾，促使誘導(dǎo)風(fēng)走S型走道，從而有效降低風(fēng)速和吸附、控制煤塵。

3.3微米級干霧抑塵改造

1）本次改造加裝兩套微米級干霧抑塵系統(tǒng)，每套干霧抑塵系統(tǒng)主要由干霧主機、空壓機、水氣分配器、萬向節(jié)總成（含噴頭）等設(shè)備及儲氣罐、水管線、壓縮空氣管線、全自動反沖洗過濾器、增壓泵、自動控制系統(tǒng)等配套部分組成。2）干霧抑塵主機：干霧抑塵機由電控系統(tǒng)、多功能控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)組成。主機將氣、水過濾后，以設(shè)定的氣壓、水壓、氣流量、水流量按開關(guān)程序控制閥打開或關(guān)閉，經(jīng)管道輸送到萬向節(jié)中去，實現(xiàn)噴霧抑塵。3）空壓機：采用箱式結(jié)構(gòu)、螺桿式壓縮機。碎煤機樓、T6轉(zhuǎn)運站空壓機功率分別為37kW、55kW，分別可供46、68個噴頭運行。4）水氣分配器：通過水氣分配器實現(xiàn)水、氣、電主管線與萬向節(jié)總成的連接，并根據(jù)現(xiàn)場情況通過PLC控制實現(xiàn)各萬向節(jié)總成分別噴霧。5）萬向節(jié)總成：由噴頭、噴頭固定座、萬向節(jié)接頭、防護鋼管、水、氣連接管組成。單落煤點的導(dǎo)料槽按落煤點后、落煤點前、導(dǎo)料槽近出口共三組、每組兩個噴頭共六個噴頭設(shè)置，尾部滾筒設(shè)置兩個對吹噴頭，頭部護罩設(shè)置四個噴頭。6）微米級干霧抑塵系統(tǒng)通過壓力將液體供給萬向節(jié)總成，液體和壓縮氣體在萬向節(jié)噴霧器總成內(nèi)部混合，產(chǎn)生超聲波震蕩功能的微米級、漫射型噴霧。噴霧顆粒直徑1～10μm，對懸浮在空氣中尤其是5μm以下的可吸入顆粒進行有效地吸附，使皮帶機頭部護罩、導(dǎo)料槽內(nèi)部及尾部滾筒處的煤塵受重力作用沉降，從而達到整體抑塵作用。

4結(jié)語

將傳統(tǒng)方形落煤管、普通導(dǎo)料槽轉(zhuǎn)運設(shè)施和水沖激除塵器、水噴淋的抑塵設(shè)備改造成防堵抑塵曲線落煤管、沉降式導(dǎo)料槽和微米級干霧抑塵系統(tǒng)的抑塵組合，可以大幅將轉(zhuǎn)運站總粉塵允許濃度降低至《火力發(fā)電廠運煤設(shè)計技術(shù)規(guī)程》規(guī)定的4mg/m3以下，治理了安全隱患，同時解決電廠轉(zhuǎn)運濕煤時容易粘煤、堵煤，因落料點不正導(dǎo)致的跑偏、撒煤，以及直接落料沖擊、損壞皮帶等現(xiàn)象，有效提高輸煤系統(tǒng)安全、文明生產(chǎn)水平。

參考文獻：

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[2]劉偉.論火電廠輸煤系統(tǒng)揚塵成因及除塵對策分析[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2019（15）：108-110.

（作者單位：華能海南發(fā)電股份有限公司東方電廠）