電廠灰庫揚塵治理中紅外自動噴霧系統的應用研究

王曉光

（開封京宇電力有限公司，河南 開封 475000）

引言

我國的電力行業經過不斷發展，取得了跨越式的成就。與此同時，電力企業在生態環境的改善方面也在不斷探索，力爭達成邊環保邊發展的目標。就目前國內的電廠發展趨勢而言，燃煤式發電仍然是主力，其次是水電，核電只占了4%，風力發電占比更少。在燃煤的運輸、投爐、燃燒發電的過程中，難免產生許多粉塵，對工人的身體和周圍環境的空氣質量都是難免會有影響。因此，如何采取有效措施可遏制粉塵源、降低粉塵濃度是行業普遍關注的話題。

灰庫作為發電廠的重要一項內容，在工作期間會有大量的揚塵產生，不僅破壞工作環境，對人體健康也有嚴重的影響。因此，在電廠灰庫揚塵治理中應用紅外自動噴霧系統討論具有積極現實意義。

一、灰庫灰塵大的主要原因

灰庫作為除灰系統的末端，主要設備有庫體（混凝土結構或鋼結構）、脈沖袋式除塵器、壓力真空釋放閥、庫底卸料器、雙軸加濕攪拌機、干灰散裝機、空氣電加熱器、氣化風機、氣化槽等。其中，干灰散裝機是否穩定連續工作，直接影響了發電機組安全生產，因此建立安全、可靠、先進的控制系統，將可以提高電廠自動化水平和管理水平。結合日常工作實踐，灰庫灰塵大的主要原因分析如下：

一是散裝機負壓布袋除塵器容積過小。其中，升降機構、落灰管、收塵套管、散裝頭、除塵器（排塵風機）是干灰散裝機的主要組成部分。在進行干灰散裝作業過程中，粉煤灰罐車進入作業區，散裝頭下方是貯料罐的進料口。在散裝頭下部的收塵套管和落灰管的軟管都可以進行收縮，這樣可以借助升降機械來進行散裝頭的上升或者下降，這樣可以滿足不同高度的運灰車裝卸。通常情況下，散裝機都有自動控制的作用，能夠按照規定的程序進行卸灰。電廠散裝機主要技術參數見表1。例如某廠灰庫每臺散裝機設計要求100 噸/h，應配置不小于20m3/h 負壓除塵器，而目前該廠僅配11m3/h負壓除塵器，這樣不能保證散裝機運行工況下產生的正壓氣流，造成揚塵。

表1 電廠散裝機主要技術參數

二是散裝機密封性差。有的電廠選用的散裝機由于設計不合理，造成一定的缺陷，在卸料過程中，粉煤灰物料下行時隨著由小到大卸料直管段的直徑放大，會出現空間越來越大的現象，極易造成松散的粉煤灰，裝車時造成揚塵過大。同時由于負壓回流通道粉塵含量較大，在裝車過程中除塵器灰斗積灰不能徹底排空，這就造成一定的人工運維成本。

三是散裝機傳動鋼絲繩無秩序。由于散裝機本身的設計存在不足，這就導致在運行中難以保持平衡，會出現一些卡頓，伸縮節的鋼絲繩一旦受力不均，則會導致傳動鋼絲繩運行時候無秩序。

四是下灰管極易出現堵塞。一旦散裝機內膽設計不合理、灰塵過濾面積腳下，很容易在運行中在負壓風道出現較大的灰塵，負壓通道一旦氣流受到擁堵，則會出現負壓通道真空的現象。當外部氣流出現中斷后，散裝機下料通道則會在真空狀態中出現堵塞。

五是熱控自動裝置失靈。當散裝機整體設計存在不足、裝車料滿信號可靠系數有偏差、機械運行設備不暢等問題出現后，熱控自動裝置會出現失靈。

六是散裝機伸縮節活動空間狹窄，導致橫向移動的空間過小，但車輛人孔門與卸灰口要求非常精確，現場裝車難以實現精準的對接。

二、紅外自動噴霧系統運行原理

紅外自動噴霧系統由變頻恒壓主機、可編程控制系統、人機界面、水處理系統、分區控制電動閥門、空氣質量數據采集儀表、管道、噴嘴等部件組成?？蓪崿F料棚內水霧無縫覆蓋，水霧從車間頂部飄落，將粉塵快速沉降到地面，粉塵濃度數據實時顯示，降塵效果十分明顯，主要應用在煤場、煤棚、料倉、料場、車間、工廠、廠房、卸料點、裝卸車、原料儲存、物料堆場、裝卸料、鋼鐵廠、選礦廠、干煤棚、網架煤棚、全封閉煤場、儲煤棚、水泥廠、電廠、火電廠，等各種粉塵量大、揚塵嚴重的顆粒物無組織排放場所。應用智能噴霧降塵系統后可明顯提高工作場所能見度，顯著改善場所內的作業環境，促進環保達標。

通常，自動噴霧降塵裝置的主機設計是采用模塊化的方式，配有液晶顯示屏幕，具有人機交互的良好功能，在作業過程中，通過與紅外線傳感器、觸控傳感器、紅外熱釋傳感器、循環定時控制模塊的配套裝置配合使用，一機多能，這樣構成了自動噴霧降塵裝置。

紅外自動噴霧系統主要有紅外線探頭、霧化噴嘴、控制器和電磁閥及管路構成，見圖1.電磁閥對架前噴霧組和架后噴霧組進行控制，同時設置了手動的旁路開關，當出現故障，就可以手動對噴霧張志進行控制。在架前噴霧組管路上單獨設置了手動開關，連接噴霧組和水的管路通用性好，能夠隨時補充和更換。

圖1 紅外自動噴霧系統主要構成

三、紅外自動噴霧系統的特點

紅外傳感器在當前工業生產中應用比較廣泛，尤其是安全監控方面的應用率占到了比較高的級別。紅外傳感器收到遮擋物遮擋后，形成感應信號，傳送給控制主機進行開啟或關閉噴霧。可實現人過停噴車過停噴等功能。這種系統裝置適合在光纖較差的環境下使用，不受其他信號干擾，同時安裝較為經濟，結構簡單，安裝方便無需專業施工即可實現安裝，同時性價比比較高，較為耐用。結合具體的應用與實踐，總結紅外自動噴霧降塵系統如下：

一是節省資源。紅外自動噴霧降塵系統將水霧化后，不但可對灰庫較大的范圍進行噴灑，且水霧的懸停時間延長，使空氣濕度加大，可有效減少浮塵的增加，不再作業過程中進行灑水，因此可以節省大量的人力、物力和水資源；可有效解決空氣中浮塵的問題：在對空氣質量進行測評時，其中的一項便是粉塵含量，

二易施工、易安裝。紅外自動噴霧降塵系統可利用灰庫已有的設施進行施工，例如管網建設時可利用現有的管網進行延伸布置，投資小，綜合成本低，因此利用率高，耗水量少，而且維護費用低；

三是紅外自動噴霧降塵系統因采用紅外控制噴霧方式，霧化的水不會產生聚集，因此不會發生二次污染，可實現智能化控制。

紅外自動噴霧降塵裝置是指通過紅外感應傳感器布置的自動化噴霧降塵裝置，一般由紅外傳感器、降塵控制主機（KXH12 控制箱）和噴霧水幕及水氣管線等。

四、電廠灰庫揚塵治理中紅外自動噴霧系統的應用

（一）控制系統功能設計

根據灰庫控制工藝設計控制系統功能，確定該控制系統能夠完成的任務和可以執行的操作。在執行操作時，遇到一些具體的情況，是否可以采取及時的應對措施。之后，整個控制系統按照功能、操作頻率進行設計，設計過程中考慮連貫性，確定某一個功能板塊能夠執行的任務，重點把握灰庫各個功能板塊的聯系性。

圖2 灰庫噴霧裝置的示意圖

（二）控制系統組建與具體應用

完成控制系統功能基礎上選擇性價比較高的紅外控制設備，使得組建好的控制系統既能夠滿足控制要求，也能根據實際情況進行優化和升級，規劃在單一功能塊內部具體可以執行的操作，實現的功能，即某些相關流程，設備集中在某一功能塊中顯示或操作。

具體應用如下：

車輛進入裝車庫位，紅外光電反射式傳感器捕捉到車輛信號，將車輛入庫占位信號傳達給控制模塊，模塊設置有延時程序，在裝車對接規程中不會啟動噴霧，保證駕駛員視線清晰安全對接。延時程序過后控制模塊將驅動電磁閥打開噴霧水源和增壓水泵，水霧從噴嘴霧化噴出，對裝車過程中產生的揚塵進行壓制。當卸灰裝車作業完畢后，車輛與灰庫散裝設備斷開連接，車輛駛出裝車庫位，紅外光電反射式傳感器接收不到車輛占位信號，控制模塊再次啟動延時程序，對庫內殘留的揚塵進行持續壓制降塵，延時程序結束后，控制模塊進行系統關閉程序，依次關閉增壓水泵，電磁閥，水源關閉，噴霧裝置則停止運行，全工作流程無需人員接入控制，實現全自動無人值守的運行狀態。

五、結語

通過利用紅外自動噴霧系統，灰庫區域環保設備設施得到全面優化，并能有效防止干灰裝車揚塵外溢。減輕了其他環保設備實施的工作壓力，能達到節約檢修費用，減少維護量和工人的勞動強度，提高灰庫連續、穩定、經濟運行，能取得較好的生產經濟效益及社會環保效益。總而言之，紅外自動噴霧系統信號控制系統靈敏度高，且故障率極低，實現了自動噴霧裝置，避免了人工打開噴霧，消除了人為操作的隱患，因而避免了噴霧酒水裝置的提前打開或關閉，與人工開啟噴霧酒水裝置相比，節約了用水量、降低了粉塵污染，有效地控制了塵源，減輕了粉塵飛揚，具有較高的推廣價值。