火電廠輸煤系統粉塵治理現狀及改進的研究

張鵬宇

摘要：火電廠輸煤系統粉塵治理是一項長期的綜合治理過程，需要從燃煤進場到燃燒的整個過程中都進行治理，這樣才能達到有效的治理效果。隨著國家對電廠作業環境新標準的制定，各大火電廠需要創新輸煤系統的粉塵治理，采用先進的科學技術，提高治理效果和效率，不斷改善作業環境條件，減少環境污染的同時也減少職業病的發生，促進電力行業可持續發展。

關鍵詞：火電廠；輸煤系統；轉運站；粉塵治理

一、輸煤系統粉塵的來源擴散途徑及治理現狀

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生的粉塵；轉運煤塵，燃煤進入火電廠在燃燒前要進行裝卸轉載處理，在此過程中會產生大量粉塵；儲存煤塵，火電廠為了保證燃煤的及時供應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、風化、煤自燃等因素的影響產生一定的粉塵；加工煤塵，燃煤在燃燒前要先制備成煤粉，使用的碎煤機、破碎設備等處理燃煤時產生大量粉塵；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，散落在地上經長期風化形成的煤塵等等。

1.2粉塵擴散

輸煤系統上的粉塵擴散途徑有多種，包括落煤管誘導風攜帶粉塵擴散，膠帶輸送時產生的相對運動風攜帶粉塵擴散，燃煤轉載時清掃不干凈使粉塵撒落飛揚，碎煤機運行時的鼓風攜帶粉塵擴散，以及輸煤設備停止運行時粉塵回落到設備上，再次啟動時產生擴散。

1.3粉塵治理現狀

隨著國家對環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進行粉塵治理工作，并取得了一定成效。現階段，多數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，火電廠在轉運站安裝除塵器，對輸煤系統的粉塵源進行治理，在輸煤導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、旋風除塵器等，但除塵效果并不理想，運行率也較低。

二、火電廠輸煤作業場所煤塵治理新技術開發及應用

通過對火電廠輸煤系統除塵裝置應用經驗的研究，結合電廠輸煤系統已安裝運行的水沖洗系統和廢水處理系統，輸煤系統的除塵裝置采用濕式除塵技術在設計及應用中已形成共識。山東電力科學研究院根據在火電廠粉塵治理的經驗，并結合火電廠現場情況，研制開發了新型的輸煤系統用除塵器和皮帶自動水噴淋裝置及粉塵濃度在線監測裝置合為一體的自動控制的輸煤除塵系統。整套系統具有通用性，可適應輸煤系統不同位置的除塵要求。

2.1新型輸煤除塵系統工作原理

輸煤系統除塵器除了要滿足粉塵排放濃度合格和較低的運行阻力外，更重要的是在輸煤系統盡可能地密封的條件下，除塵器能夠處理足夠的風量，使封閉的輸煤系統內達到一定的負壓，以防系統內粉塵外逸。以往設計的除塵器實際運行風量往往遠低于保證系統內負壓所需要的風量。新型輸煤除塵系統中的高效湍流濕式除塵器采用填料設計，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：輸煤系統的粉塵通過集塵罩和風道從除塵器下部進入除塵塔內，通過特殊的氣流分布裝置與噴淋液在填料表面進行充分接觸，除塵器內填料層分成若干個單元格，使得填料分布均勻。單元格上設有限位裝置，填料在塔內的篩板上湍動旋轉，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機排到室外，除塵器的啟停及供水等全部自動控制，并且根據粉塵在線監測的濃度值實現了控制啟停。在自動設計中充分考慮了除塵器運行維護和檢修的便利，除塵器本體及內部結構全部采用不銹鋼結構，所有風道內部都進行防腐處理。為便于風量調節，在風機入口設計有風量調節擋板，根據不同運行工況可方便地進行除塵器風量的調節。

粉塵濃度在線監測和自動皮帶水噴淋裝置的工作原理是：當輸煤系統皮帶煤流儀檢測到皮帶來煤以后系統開始工作，皮帶水噴淋裝置自動啟動運行一定時間后，自動啟動現場的激光粉塵濃度在線檢測設備，當空氣中粉塵濃度超過某一設定值（例如設定為6mg/m3）時，系統自動啟動湍流除塵器和皮帶水噴淋設備進行除塵，一定時間后，再測定空氣環境中的粉塵濃度，低于設定值時停止除塵系統運行。整套輸煤除塵系統根據邏輯程序循環運行，直至皮帶停止運行。整套系統設計采用手動、聯動和自動三種控制方式，以方便現場運行人員根據不同情況進行運行調整。

上述兩項研究開發內容組成了一套完整的高效輸煤粉塵治理系統，并且可將其嵌入輸煤程控中，以實現集中操作。通過在線監測不同位置的環境粉塵濃度，來控制除塵裝置的運行調整，實現整套輸煤粉塵治理系統的自動監控，使作業環境粉塵濃度不但滿足國家標準的要求，提高了自動化程度，而且達到節能節水的目的，使輸煤系統粉塵治理組成一個完整的綜合治理體系。

2.2新型輸煤除塵系統的應用

研制開發的新型輸煤除塵系統在山東某電廠投入使用，應用一年后由國家電力勞動環境檢測監督總站對整套系統進行了性能測試，系統的各項指標完全滿足國家標準的要求，并且達到了節能的效果。各項指標綜合如下。

（1）轉運點作業環境車間平均煤塵濃度：未投運新型輸煤除塵系統時為11.2mg/m3，系統投運后此轉運點作業環境車間平均煤塵濃度為3.5mg/m3，降低了7.5mg/m3，完全滿足國家標準《工業場所有害因素職業接觸限值》（GBZ2—2002）中規定的6mg/m3的要求。

（2）除塵器向室外排放濃度23mg/m3，完全滿足電力標準《火力發電廠勞動安全和工業衛生設計規程》輸煤系統除塵器向室外排放濃度小于150mg/m3的要求。

（3）除塵效率高，達到99.04%，其中作業環境中直徑小于5μm的塵粒在新除塵系統中被除去67%。

（4）耗水量低。新型輸煤除塵系統的研制成功，標志著電廠輸煤系統粉塵治理的技術有了新的突破。整套系統操作簡便，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的運行，大大節約了電廠的運行成本和設備維護費用，在電力行業中顯示了十分廣闊的應用前景。

三、結束語

隨著國家對環保的要求越來越高，做好輸煤系統的粉塵治理工作已刻不容緩。對輸煤設備進行抑塵控塵技術改造，使火電廠輸煤系統粉塵治理狀況得到根本性轉變，可保證人身和設備健康，降低運行和維護成本，進而取得良好的社會效益和經濟效益。

參考文獻

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（作者單位：大唐寶雞熱電廠）