化學抑塵劑在燃煤電廠的應用

文_高瑞霞 李敬澤

1.山西云平臺環(huán)保管家發(fā)展有限公司； 2.山西漳澤電力股份有限公司河津發(fā)電分公司

河津發(fā)電分公司為總裝機容量1300MW的一座燃煤火力發(fā)電廠，日耗煤量約1.2萬t。電廠煤源有火車來煤及汽車來煤，通過輸煤系統(tǒng)，各種來煤源源不斷送入鍋爐。輸煤系統(tǒng)主要包括儲煤場、皮帶輸送機、翻車機、斗輪機、給煤機、篩碎設備、儲煤倉和附屬設施等等。煤在轉運及篩分破碎過程中，產生大量粉塵，在過去的十幾年運行中，河津發(fā)電分公司一直沿用封閉負壓除塵器和噴淋灑水進行除塵、抑塵，對粉塵抑制雖然有一定效果，但仍有一些作業(yè)場所粉塵污染嚴重，距我國環(huán)保要求和職業(yè)健康衛(wèi)生標準還有較大差距，另外噴淋和灑水帶來的污水處理工作量加大及燃料煤中水分增加，使鍋爐燃燒效率下降，耗水成本上升，構成了制約煤塵治理效果的主要問題。

1 抑塵劑的選擇

河津發(fā)電分公司選擇的化學抑塵劑為美國MOMAR公司生產的Coaltrul65-4x抑塵劑，Coaltrul65-4x抑塵劑是由新型多功能高分子聚合物組合而成，在水中加入抑塵劑可以改變水的表面張力，提高水分子捕捉、吸附、團聚粉塵微粒的能力，起到濕潤、粘接、凝結、吸濕的作用。由于降低了水的表面張力，使煤塵能與水分子迅速結合、團聚，形成大顆粒粘附在煤塊上，起到降塵的效果。在零下30℃的環(huán)境下也不會影響其效果，同時該抑塵劑可生物降解，不損害植被，使用后不會形成二次污染。

2 煤塵治理目標及方案研究

2.1 煤塵治理目標

從職業(yè)健康保護角度出發(fā)，國家制定了相關標準。《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值 化學有害因素（GBZ 2.1-2007）》 中明確提出工作場所煤塵總塵限值為4mg/m3，因此確定此限值為河津發(fā)電分公司燃煤發(fā)電廠煤塵治理的目標。

2.2 抑塵劑應用于煤塵治理的初步方案

按照源頭治理的思路，需要選取合適的地點，進行噴灑試驗，以便從源頭控制煤在轉運和篩分破碎過程中產生的揚塵。經考察研究，認為抑塵劑噴淋頭設置在汽車來煤第一條皮帶頭部及火車來煤第一條皮帶頭部可以起到源頭控制的目的。

2.3 研究內容確定

確定了初步設計，還需要根據實際進一步確定實施細則，確定研究內容，以便了解不同方案的對比效果。主要研究內容包括：①數據獲取。針對不同煤種，試驗選取不同抑塵劑的稀釋比例（1∶400～1∶600）確認每噸煤需噴灑抑塵劑的劑量。②噴淋系統(tǒng)改造。根據設計規(guī)范，選取電磁閥、比例配藥器、閥門、壓力表、流量表、噴頭等元件型號，確定工程布設圖。③控制系統(tǒng)改造。根據運行需求，設計采用光電開關感應裝置控制，達到皮帶上有煤時進行噴灑，皮帶空轉時不噴灑。④效果分析。采集主要作業(yè)點粉塵數據，對改造前、后的數據進行對比分析，進一步優(yōu)化參數，同時做對標分析，明確結論。

3 方案試驗

河津發(fā)電分公司在輸煤系統(tǒng)1號轉運站， P0A、P0B、P1A和P1B皮帶輸送機頭部加裝了自動感應噴淋裝置，通過傳感器檢查煤流，將信號傳輸給光電開關和電磁閥，實現(xiàn)自動控制。并通過自動加藥器在噴淋水中加入一定比例的化學抑塵劑（美國MOMAR公司Coaltrul65-4X），在煤落入下一級皮帶輸送機的過程中進行噴灑，實現(xiàn)抑塵劑與煤均勻混合，達到一次噴灑即可解決后續(xù)轉運、破碎和儲煤過程的粉塵治理目的。

3.1 試驗工況及測試結果

在連續(xù)運行的120d中，進行了7次測試，具體工況和測量數據如表1、表2所示。

表1 試驗工況

表2 棧橋粉塵濃度測試結果 /（mg/m3）

3.2 試驗結果分析

試驗研究結果表明：抑塵劑投用后棧橋內的平均粉塵濃度為2.24mg/m3，滿足工作場所煤塵總塵限值4mg/m3的要求。棧橋內可見度顯著提高，特別是8#皮帶最為明顯。8#皮帶因有葉輪給煤機取煤，無法安裝除塵設施，而值班員需要一直跟蹤葉輪給煤機進行操作，長時間處在粉塵濃度較高的作業(yè)場所，給值班員身體健康造成了一定威脅。8#皮帶粉塵濃度的降低，值班員主觀感受最為明顯。

5#皮帶是位于碎煤機后的設備，粉塵濃度最高，雖然采用抑塵劑噴灑后粉塵濃度由15.7mg/m3降至了平均濃度7.65mg/m3，但仍不能滿足工作場所煤塵總塵限值要求，企業(yè)還需要進一步采取有效措施抑塵、除塵，以滿足《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》要求。

CaolTrol65-4X抑塵劑稀釋比例為1/400～1/600，噴灑比例為1.5～2.6kg/t，投用后可以保持25d左右的有效期，濃度越高，混合越均勻，抑塵效果越好，有效期更長。一箱CaolTrol65-4X抑塵劑約1.3t，可以實現(xiàn)大約40萬t煤的粉塵抑制。

4 社會經濟效益

4.1 社會效益

燃煤電廠棧橋內平均粉塵濃度的降低，一是改善了工作人員作業(yè)環(huán)境，降低了職業(yè)病危害因素的影響，有利于職工身心健康；二是棧橋內積粉明顯減少，減少了安全隱患，降低了衛(wèi)生打掃頻次，減輕了保潔人員勞動量；三是減少了粉塵無組織排放，有利于大氣環(huán)境的改善，具有良好的社會效益。

4.2 經濟效益

依據國家現(xiàn)行的環(huán)保要求，1座1200MW的火力發(fā)電廠的環(huán)保除塵設施（擋風墻、封閉式煤場、除塵器和噴淋等）投入為4000～8000萬元，而采用化學抑塵劑抑制粉塵的年投資費用為100萬元，以機組壽命約25年計算，再加檢修和維護費用，采用化學抑塵劑將比傳統(tǒng)除塵投入減少50%～70%，節(jié)約費用2000～6000萬元，而且更加環(huán)保，時效更長，效果更好，具有良好的經濟效益。

5 存在的問題及推廣應用前景

5.1 存在的問題

抑塵劑投用后需要10～30min的漸變過渡生效期，不能立即見效；皮帶機頭尾部滾筒、電機、落煤筒、清掃器等處比棧橋中部粉塵濃度高1～2倍，碎煤機出口處粉塵濃度高3～4倍；抑塵劑投用后可以有效抑制皮帶機上層輸煤過程中產生的粉塵，但對下層回程段皮帶無法起效；抑塵劑投用后，煤的濕度和粘度增大，容易發(fā)生堵煤和粘煤。因此試驗中，當來煤含水量大于6%時，采用最少藥量噴灑；當來煤含水量大于10%（雨季），停止抑塵劑投用：抑塵劑投用后，可以保持25d左右的有效期，大風和干燥天氣會加快抑塵劑揮發(fā)。

5.2 應用推廣前景

采用化學抑塵劑抑制輸煤系統(tǒng)的粉塵研究取得顯著效果，滿足我國國家標準，接近國際標準。采用化學抑塵劑抑制粉塵的方法是從源頭上主動地控制電廠卸、輸、儲煤等過程中生產的粉塵，是一種理念先進、工藝簡單、使用方便的先進粉塵治理方法，成本低，效果顯著，具有廣泛應用推廣前景，可以應用在電廠輸煤、除灰和脫硫等多個專業(yè)領域，也可以應用在其他行業(yè)粉塵治理以及道路揚塵治理中，不但效果良好，成本低廉，且具有巨大的社會效益。

6 結語

目前采用化學抑塵劑抑制輸煤系統(tǒng)粉塵在河津發(fā)電分公司已運營2年，已有多家單位到現(xiàn)場進行考察，其中平頂山姚孟電廠、內蒙古伊鼎公司和河津市環(huán)保局均已采用此項產品技術，效果顯著。