1000MW機(jī)組輸煤除塵效果研究及探索

黃雪濤

（廣東粵電靖海發(fā)電有限公司，廣東惠來(lái) 515223）

1 靜電除塵器工作原理及效果

某廠2 臺(tái)1000 MW 機(jī)組用煤經(jīng)輸煤系統(tǒng)從圓形儲(chǔ)煤場(chǎng)輸送至鍋爐煤倉(cāng)，燃煤經(jīng)輸煤皮帶逐級(jí)輸送提升，在逐級(jí)提升過(guò)程中因落差形成揚(yáng)塵，揚(yáng)塵處安裝除塵設(shè)備進(jìn)行除塵。除塵設(shè)備采用高壓靜電除塵方式（圖1），通過(guò)風(fēng)機(jī)將煤塵從落料口經(jīng)管道抽進(jìn)高壓靜電場(chǎng)。高壓靜電場(chǎng)內(nèi)布置的陽(yáng)極板和陰極棒共同作用下產(chǎn)生電場(chǎng)，煤塵形成陰陽(yáng)電荷，隨著氣流通過(guò)電極陣列吸附在不同極性電極上，煤粉被截留在電場(chǎng)中，潔凈的空氣由風(fēng)機(jī)排出大氣，完成除塵。高壓靜電除塵器主要工作部件是電極和風(fēng)機(jī)，由于生產(chǎn)中存在燃煤粉塵含量、風(fēng)管管程等諸多工況，安裝在各個(gè)落煤點(diǎn)除塵器的除塵效果不同。除塵效果差的部位環(huán)境粉塵含量達(dá)不到低于50 mg/m3的國(guó)家要求，需要對(duì)除塵設(shè)備及運(yùn)行方式進(jìn)行分析和改進(jìn)。

圖1 高壓靜電除塵器結(jié)構(gòu)

2 除塵器運(yùn)行現(xiàn)狀及問(wèn)題

2.1 除塵器運(yùn)行方式及不足

靜電除塵器隨輸煤皮帶啟動(dòng)后啟動(dòng)，皮帶停止后除塵器延時(shí)停止，皮帶運(yùn)行期間除塵器會(huì)間歇停止振打除灰，以便繼續(xù)運(yùn)行除塵。實(shí)際運(yùn)行中高壓靜電除塵器存在風(fēng)機(jī)出力不足、電場(chǎng)性能不良、與輸煤系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)匹配不好等問(wèn)題。作為抑制煤塵輔助手段的噴淋水幕，在輸煤皮帶頭部落下前噴淋燃煤降塵，但實(shí)際運(yùn)行中有水源含雜質(zhì)堵住噴頭的問(wèn)題，達(dá)不到預(yù)期噴淋效果。在燃煤含水量低時(shí)，輸煤過(guò)程中揚(yáng)塵嚴(yán)重。

除塵效果差將導(dǎo)致棧橋周圍堆積煤粉，嚴(yán)重影響工作人員的健康，而難以清理的沉積煤粉又存在自燃風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致靜電除塵器自燃現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。基于種種實(shí)際不利情況，必須對(duì)粉塵進(jìn)行有效抑制及去除，保障輸煤系統(tǒng)安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

2.2 靜電除塵器無(wú)法滿足實(shí)際除塵要求

靜電除塵器作為輸煤系統(tǒng)主要的除塵設(shè)備，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)落煤點(diǎn)的揚(yáng)塵因高度差而出現(xiàn)不同的嚴(yán)重程度，揚(yáng)塵同樣也跟燃料水分含量有關(guān)。水分低，揚(yáng)塵大，水分高揚(yáng)塵少。靜電除塵在設(shè)計(jì)之初選型關(guān)系到實(shí)際除塵效果是否良好，在經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行中，靜電除塵明顯不能完全適應(yīng)某廠輸煤除塵的要求，出現(xiàn)諸多問(wèn)題。

2.2.1 風(fēng)機(jī)噴粉。

當(dāng)靜電除塵器啟動(dòng)后，除塵器風(fēng)機(jī)先啟動(dòng)建立負(fù)壓向落煤口抽風(fēng)，隨之啟動(dòng)靜電電場(chǎng)。實(shí)際運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)除塵器靜電場(chǎng)未成功建立，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)出風(fēng)口向外噴煤粉的情況，造成環(huán)境污染。

2.2.2 抽風(fēng)不足

靜電除塵器在上下級(jí)皮帶傳送機(jī)落差大情況下，風(fēng)管管程過(guò)長(zhǎng)，加上管道內(nèi)部附著煤粉阻力大導(dǎo)致除塵器風(fēng)機(jī)出力不能滿足建立良好負(fù)壓的需求，煤粉外溢明顯。

2.2.3 與輸煤皮帶運(yùn)行方式匹配不好

當(dāng)輸煤皮帶機(jī)啟動(dòng)后，相應(yīng)的皮帶沿線除塵器隨之啟動(dòng)。但個(gè)別除塵器會(huì)出現(xiàn)未成功啟動(dòng)的情況，無(wú)法除塵。正常工作的除塵器需要間歇運(yùn)行，振打電場(chǎng)內(nèi)吸附的煤粉以便再次進(jìn)行除塵。當(dāng)輸煤皮帶長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，個(gè)別除塵器會(huì)出現(xiàn)停機(jī)后未再次啟動(dòng)的情況。各種除塵器的非正常運(yùn)行不能完全滿足輸煤系統(tǒng)除塵的需求。

3 煤塵產(chǎn)生的根源分析及新的除塵方式

煤屬于固體散料，無(wú)法像流體一樣在密封的管道中輸送，不可避免地與空氣接觸，空氣成為揚(yáng)塵媒介。燃煤從儲(chǔ)煤場(chǎng)運(yùn)送到鍋爐房需要經(jīng)過(guò)輸煤皮帶一級(jí)級(jí)地提升轉(zhuǎn)運(yùn)，轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中存在的落差產(chǎn)生沖擊形成了揚(yáng)塵，是煤塵生成的主要因素。燃煤中粉塵的顆粒物是揚(yáng)塵的主要成分，燃煤中的水分含量與形成的粉塵濃度有直接關(guān)系，含水量高粉塵不易形成，含水量低的煤粉在垂直沖擊作用下極易隨著空氣漂浮。

在經(jīng)過(guò)多年對(duì)靜電除塵設(shè)備改良、增加除塵方式、改進(jìn)運(yùn)行方式的探索后，取得的除塵效果并不理想。必須在揚(yáng)塵的根源上采取針對(duì)性措施，將抑制揚(yáng)塵和除塵兩方面結(jié)合才能最有效避免粉塵污染。

目前產(chǎn)生煤塵的主要源頭在燃煤輸送上下級(jí)皮帶的落料口處。燃煤因垂直降落，各級(jí)落煤管落差有10 m 不等，改變大距離垂直落料的運(yùn)行方式才能降低燃煤的沖擊，達(dá)到抑制煤塵產(chǎn)生的目的。為此，在儲(chǔ)煤場(chǎng)第一級(jí)皮帶落煤點(diǎn)處進(jìn)行落煤管改造，最大限度地抑制揚(yáng)塵從而達(dá)到無(wú)揚(yáng)塵目的。

在該轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)將大角度三通管道和垂直落煤管(圖2）更換為具有控制流道抑塵防堵功能的落煤管道。該新型管道分為集料裝置、落煤管、接料裝置及封閉導(dǎo)料槽等主要部件，并配有降塵部件。落煤管使用流線多邊型技術(shù)，通過(guò)改變形態(tài)從而改變煤流在管中的輸送方式，由垂直掉落變成沿管路滑行（圖3）。

在垂直方向上使用流線型落煤管確保了材料的收集和運(yùn)輸，并根據(jù)實(shí)際燃煤下落的情況，安裝了風(fēng)抑制和緩沖擊的系統(tǒng)（圖4）。在水平方向上，下降煤管的出口采用向前膨脹設(shè)計(jì)。順皮帶運(yùn)行方向，落煤管出口兩側(cè)深入導(dǎo)料槽（圖5）內(nèi)側(cè)，延長(zhǎng)導(dǎo)料槽長(zhǎng)度，充分預(yù)估煤流的高度，防止煤流流動(dòng)性差發(fā)生堵煤。為了保證導(dǎo)槽的整體密封性能，在導(dǎo)槽的兩側(cè)和尾部安裝了雙層彈性密封防溢擋板和密封裝置。多重密封結(jié)構(gòu)確保無(wú)論導(dǎo)管中有多少風(fēng)壓，都不會(huì)從兩側(cè)和尾部噴出灰塵。

改進(jìn)后的燃煤下落沖擊區(qū)導(dǎo)料槽，形成一個(gè)沿輸煤皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)方向的單向的密封室。導(dǎo)料槽內(nèi)交錯(cuò)安裝多個(gè)擋塵板，起到抑制風(fēng)速和吸附粉塵的作用。待沖擊風(fēng)速降至0 時(shí)，粉塵自然沉降，最終達(dá)到理想的除塵效果。

圖2 垂直式落煤管

圖3 滑行式落煤管

圖4 阻風(fēng)簾

4 無(wú)動(dòng)力除塵改造效果及優(yōu)勢(shì)

安裝流線型落煤管從根本上大大緩解了燃煤在高點(diǎn)落到低點(diǎn)的垂直沖擊，避免大量的揚(yáng)塵產(chǎn)生。由煤流驅(qū)動(dòng)的下降煤管中的少量粉塵會(huì)在導(dǎo)槽的粉塵抑制作用下迅速沉降，落料點(diǎn)周圍環(huán)境中無(wú)明顯可見(jiàn)粉塵，實(shí)際運(yùn)行中達(dá)到了預(yù)期除塵效果。

與高壓靜電除塵相比無(wú)動(dòng)力除塵優(yōu)勢(shì)明顯：機(jī)械降塵無(wú)電能消耗；純機(jī)械除塵設(shè)置，故障率低，無(wú)電氣故障，除塵性能可靠；除塵效果好，過(guò)濾的煤粉無(wú)需二次處理，消除了自燃風(fēng)險(xiǎn)；無(wú)需啟動(dòng)和停止，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了電除塵不隨皮帶啟動(dòng)或啟動(dòng)后不停機(jī)。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析輸煤系統(tǒng)除塵設(shè)備，采取改變落煤管設(shè)備的手段，揚(yáng)塵的主要因素得到緩解。再對(duì)水分低的燃煤噴淋加濕，基本達(dá)到低粉塵的目標(biāo)，成效顯著。一系列改進(jìn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)具有普遍推廣性，值得繼續(xù)探索。