自降塵裝置在電廠輸煤系統粉塵綜合治理中的應用研究

潘志剛

(通遼盛發熱電有限責任公司，內蒙古 通遼 028000)

自降塵裝置在電廠輸煤系統粉塵綜合治理中的應用研究

潘志剛

(通遼盛發熱電有限責任公司，內蒙古 通遼 028000)

在燃煤電廠輸煤系統中，輸煤轉運落差，燃煤下落沖擊到皮帶上產生大量粉塵，造成環境污染，危害人身健康。為實現粉塵綜合治理，文中對全封閉滑板式自降塵裝置的基本原理、產品結構及特點、自降塵系統的控制及運行方式、系統可靠性、應用情況等進行敘述，表明全封閉滑板式自降塵裝置結構簡單、降塵效果明顯、能耗低、運行安全可靠，適合推廣應用。

輸煤系統；粉塵治理；全封閉；滑板式；自降塵

0 引 言

隨著國家經濟的迅速發展和人民生活水平的大幅度提高，環境保護的要求日益嚴格，發電廠實現現代企業安全文明生產、滿足粉塵達標要求、實施人性化管理日顯重要。發電企業挖掘內部潛力、節能降耗同時不可忽視。目前燃煤電廠粉塵危害較大是一個普遍問題。由于燃煤電廠普遍采用皮帶輸送機將燃料傳送卸載至儲煤倉的運煤方式，在輸煤系統各個轉運站的落料點處，隨輸煤轉運落差，燃煤下落沖擊到皮帶上產生大量粉塵，造成環境污染，危害人身健康。

為抑制輸煤系統的粉塵泄漏，一般采用的技術措施包括[1]：

(1)輸煤系統的結構優化，例如加裝導流板或緩沖裝置以控制煤粉的下落速度。

(2)加強對輸煤系統、尤其是轉運點、落煤管口的密封。

(3)適當增加負壓風機的流量及負壓。

(4)改進除塵器[2]，提高除塵效率。

(5)適當得給煤粉加濕，但增加過多的話，會影響鍋爐效率。

上述措施對于輸煤系統粉塵控制，均有一定的效果，但也存在明顯的缺點。現有輸煤系統粉塵控制的核心思想是利用負壓風機保證輸煤系統的負壓，防止粉煤泄漏，然而在物料下落沖擊壓力作用下，煤流管下部會形成很大的正壓，單純采用負壓風機很難保證無粉塵竄出。而一味得增加負壓及風機流量，不僅會增加電耗；而且由于流量增加、以及吸口附近大量粉煤被吸入，從而增加除塵器的負擔；此外，并未從根本上解決煤流管上、下部壓差大導致含塵空氣流動的問題。

自二十世紀九十年代末，發電廠粉塵治理開始步入了以自降塵為主導的發展階段,目前越來越被社會各界所認識和接受[3]。現已發展成熟的全封閉滑板式自降塵裝置，被證明在輸煤系統采用全封閉滑板式自降塵裝置可代替傳統的噴淋、靜電、布袋、旋風等方式除塵設備。在新建電廠工程的設計和已有電廠的改造中，在輸煤系統對應該采用各種除塵器的部位，均可采用全封閉滑板式自降塵裝置，既能產生良好的降塵效果，又可節能，并且運行維護方便。

因此，文中對全封閉滑板式自降塵裝置的原理及特點進行了研究和闡述，表明該技術是一種節能高效的輸煤系統粉塵控制技術，并將其應用在我廠，實現了很好的抑塵及節能效果。

2 全封閉滑板式自降塵裝置工作原理

2.1 基本原理

來自皮帶運輸落差點(轉運站)上游的物料在下落過程中與皮帶撞擊產生了大量的粉塵空氣，同時在物料下落沖擊壓力作用下，使降塵室的底部和上部之間產生了使粉塵空氣可以流動的壓差。在煤流管上部的氣壓為負壓(降塵室尾部)，在煤流管下部的氣壓為正壓(降塵室首部)，因此正壓粉塵空氣通過降塵室實現風粉分離后，分離的風返回到煤流導管頸部補充上部負壓氣源,而粉塵則落回皮帶上。探測器將皮帶煤料上的粉塵及煤的表面濕度轉化為數字信號，傳遞到智能控制器，控制霧化系統實現水霧覆蓋，最后使浮塵降落在物料上，傳送到下一段皮帶。

系統流程簡圖如圖1所示。產品的結構示意圖如圖2所示。

圖1 系統流程簡圖

2.2 自動化檢測控制系統

首先檢測燃煤表面水分，將傳感器安裝在輸煤皮帶運行架上，使傳感器探頭直接觸到皮帶的燃煤上，采集信號傳送自動化控制系統，經模擬表面水分數字轉換，待確定干度指數超標后控制系統發出執行信號并接通電源，電磁閥開啟給水(皮帶在運行狀態)。

圖2 產品結構示意圖

2.3 粉塵空氣循環系統

由于燃煤轉運從上而下落料時，煤流導管和封閉扣槽內產生大量沖擊粉塵空氣。運用空氣動力學原理，使燃煤下落時粉塵空氣和燃煤分流運行。因此正壓粉塵空氣通過降塵室連通返回煤流管頸部補充上部負壓氣源，從而達到了粉塵空氣在抑制、緩解、捕集裝置系統和煤流管內來復式循環降塵處理。

2.4 全封閉系統

導料槽采用滑板式(無側滾)，使輸煤皮帶兩側運行平直，在導料槽底部與運動皮帶間安裝了滑動密封裝置，它有效的阻止了粉塵在皮帶兩側外溢。在導料槽出口及導料槽中安裝了多級具有擋塵作用的軟簾，使飛濺的粉塵被擋塵簾隔阻，從而實現了對導料槽的全封閉作用 。

2.5 主要技術參數

型號：HD-JC

皮帶規格：500～2 000 mm

整機功耗：15～50 W

處理后粉塵濃度：不大于6.0 mg/m3

處理前粉塵濃度：64 mg/m3

凈化效率：>99.5%

3 全封閉滑板式自降塵裝置特點

3.1 滑板式封閉導料槽

全封閉滑板式自降塵裝置對傳統倒料槽進行改造，使其檢修周期及使用壽命長、能耗低。

將傳統的皮帶機托輥中的兩側托輥去掉，改用自潤滑超高分子PE滑板代替，實現了托板對皮帶的連續支撐，由于保留的底部水平托輥承擔了物料的大部分重量，使側面皮帶與滑板之間的壓力均勻分布，即減少了摩擦力又起到密封的作用；在封閉的導料槽里采用專用的復合式防溢裙板，即防止煤粉通過皮帶與滑板之間的縫隙外泄，又阻止皮帶跑偏，真可謂一舉兩得地解決了電廠在輸煤系統一直困擾著的安全及文明生產的難題。采用超高分子量聚乙烯耐磨滑板替代傳統導料槽的側輥和防溢裙板,不但極大地提高了運行使用壽命，又達到了除塵糾偏平穩運行的綜合效應，導料槽的側封是解決輸煤皮帶除塵的關鍵所在，由于皮帶運行中的跳動、跑偏以及相鄰托輥之間的凸凹不平，使得側封問題難以解決。改造后采用了超高分子耐磨滑板，取代了導料槽下的側面托輥，從而有效地解決了皮帶跳動的問題。在內防溢裙板和墊板的作用下，既防止了導料槽內粉塵的外泄又阻止了皮帶的跑偏。改造后的封閉導料槽如圖3所示。

滑板式封閉導料槽與傳統導料槽相比，年節省運行檢修費用很可觀。按運行三年為一個更換周期，更換老式倒料槽托輥、密封側板及撒料損失約為更換新型倒料槽滑板費用的兩倍(實際運行周期約為五年)。由于采用了滑板式全封閉導料槽，一般三年內無需更換滑板，但回程皮帶帶粉時可能會加速滑板的磨損，檢修人員應每年檢查一次，根據磨損程度確定更換周期；導料槽的后堵板在運行中應及時調整推桿保持其與皮帶的有效接觸面和壓力，當推桿調至最低時應更換膠板；防溢裙板是導料槽內阻擋粉塵進入皮帶與滑板的重要部分，檢修人員可通過導料槽兩端，觀察其磨損情況并及時更換。

圖3 改造后的封閉導料槽

3.2 控制及運行方式

自降塵系統電氣控制設置三種運行方式：

(1)調試方式，各電氣設備之間應能解除聯鎖，可獨立方便地調試。

(2)就地控制方式，在控制盤上操作降塵設備的起、停運行。

(3)程序控制方式，遠程控制降塵設備的起、停運行。

降塵設備設置整套系統的運行狀態顯示、數據記錄和報警顯示。由于采用了設備與皮帶運行的連鎖裝置，所以該自降塵裝置在相應的皮帶停運時自動停止工作，同時控制箱上面的儀表和燈光無顯示；而當皮帶恢復運行時設備及控制儀表自動進入工作狀態，控面板電壓表此時指示為220 V，電流表指示在5 MA左右。煤濕度檢測裝置的整定值已根據煤炭性質整定完畢，運行中不需要再調整。工作中紅燈亮指示為皮帶上有煤流，綠燈指示為煤濕度是否過干；當紅燈和綠燈同時亮時即為噴水霧化狀態，同時電流表指示在10～20 MA。

3.3 系統可靠性分析

(1)設計原理可靠

這是非常重要的，該設備采用的擋塵軟簾為可升降式，檢修人員可根據軟簾磨損情況，及時操動手輪將軟簾調至與皮帶接觸為準，不需經常進行更換。

設備的探測器裝設在導料槽內，它承擔探測皮帶有無煤流和煤濕度的雙重任務，探測器的探針采用螺旋式，檢修人員可根據皮帶使用率調整磨損的探針，旋至需要的長度，一年內不需更換。

特別是控制主電路，避免了電力電子器件的串并聯，控制主電路力求簡單，可控電力電子器件盡量少，最大程度的保證產品可靠性。

(2)故障兼容能力

任何控制設備都不可能有百分之百的完全可靠，提高系統可靠性的關鍵在于提高系統的兼容能力。

電磁閥傳動裝置電動與手動成為并聯關系，當自動控制裝置意外故障時，可以手動將電磁閥投入運行，不至于造成設備停止噴淋，此時，電磁閥只是不能根據煤粉濕度自動停止而已，可將降塵設備故障影響縮小到最小程度。

(3)電子器件

自動控制系統的主要電力電子器件選用了進口產品；主要電器產品采用真空斷路器和進口繼電器；電子器件采用PLC可編程邏輯控制器進行程序控制，最大限度減小繼電器數量，產品可靠性得到提高。全部集成電路芯片均采用優質器件。

(4)工藝方面

完善的電力電子器件的檢測設備；完善的生產工藝和專用設施；精確合理的結構布局等等，都使得斬波內饋調速產品的可靠性對比高壓變頻調速和串級調速都有較大的優勢。

4 應用情況及經濟性分析

我公司在2008年7月對5段甲乙帶式輸送機采用全封閉滑板式自降塵裝置進行了改造。經過多年的實踐運行，產品可靠性及性能得到檢驗，收到了顯著的環保節能效果和經濟效益。

封閉式皮帶輸送機由于采用了堅固的封閉式結構和自降塵裝置，有效控制了環境粉塵的濃度、降低了粉塵污染和維護工作量，減少了維護費用。

費用數據如下：

(1)電能損耗：原水浴除塵器電機功率為7.5 KW/臺,按每天也吞下18 h計算，每臺年耗電量為：7.5 KW×18×365=49 275 KW·H，約合人民幣16 260.75元。

改造后的降塵裝置用電功率為5 W/臺，相比可以忽略不計。

(2)水沖洗：原除塵器年耗水量約為兩萬五千噸，以每噸水成本包括水價及設備使用損耗為2元計，共需50 000元；封閉式自降塵裝置每年耗水約100噸，費用200元，每年可節省49 800元。全部改造完畢年節約費約66 060.75元。

(3)維護費用：傳統皮帶機因采用的設備復雜，維護量大，除皮帶機本身維護外，還需包括對水噴淋系統和除塵器系統進行維護。封閉式皮帶輸送機只需簡單維護，年費用更為可觀。

(4)封閉式皮帶輸送機可減少維護人員減少2/3，以每人每年費用2萬元計算，每年節省13 333元。

5 結束語

全封閉滑板式自降塵裝置是一種不需設有除塵室(節省占地)、無二次污染、免維護、微電耗、運行安全可靠的先進設備。其降塵效果達到GB16248-1996《作業場所空氣中呼吸性粉塵衛生標準》的要求。它是針對皮帶轉運站揚塵大、分布散、空間有限及傳統的帶式輸送機存在的撒料、跑偏、粉塵污染維護工作量大等問題設計的新型降塵設施。它解決了各種傳統除塵器占地面積大、消耗能量大、維修量大、投資大、運行成本高、二次污染不達標等問題，極大的提高了系統運行可靠性，改善了設備運行狀況和工作環境。同時給企業帶來巨大的經濟效益。是一項適合新建及正在運行的發電廠優先考慮的輸煤系統粉塵控制技術。

[1] 張塞上,周 軍. 燃煤電廠輸煤皮帶粉塵綜合治理[J], 科技風, 2010,3:262.

[2] 張殿印, 王 純. 除塵工程設計手冊[M]. 化學工業出版社, 2003.

[3] 盧長通. 淺談輸煤系統粉塵的綜合治理[J], 建材發展導向, 2013,1:313-314.

Study on Dust Self-removing Device in Power Plant Coal Handling System for Comprehensive Dust Control

PAN Zhi-gang

(Tongliao Shengfa Thermal Power Co., Ltd. Tongliao 028000, Inner Mongolia Province, China)

In coal handling system in coal-fired power plant, coal transport and drop impact onto the belt will generate large quantity of coal dust, causing environmental pollution and harm to human health. In order to reach the goal of comprehensive dust control, dust self-removing device can be used. This paper introduced the basic principle, product structure and characteristics, control and operation mode, system reliability, application situation of fully enclosed skateboard dust self-removing device, showing that this dust removal device has the advantages of simple structure, high dust suppression rate, low energy consumption, safe and reliable operation is suitable for popularization and application.

Coal handling system, dust control; Fully enclosed; Skateboard; Dust self-removing

2014-11-02

2014-11-10

潘志剛，男，內蒙古通遼市科爾沁區，工程師，從事電廠生產管理方面的工作。

10.3969/j.issn.1009-3230.2014.12.006

TK229.5

B

1009-3230(2014)12-0019-05