華電能源佳木斯熱電廠輸煤系統(tǒng)粉塵綜合治理綜述

1、華電能源佳木斯熱電廠輸煤系統(tǒng)粉塵綜合治理綜述摘要：燃煤電廠輸煤系統(tǒng)粉塵較大，尤其是在摻燒褐煤時(shí)候，運(yùn)行環(huán)境惡劣， 運(yùn)行檢修人員長(zhǎng)期在這種環(huán)境中工作，容易罹患職業(yè)病。因此，如何徹底解決粉 塵污染，減少職業(yè)病發(fā)生幾率、保護(hù)環(huán)境、進(jìn)行文明生產(chǎn)等各方面都有著非常重 要的現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞：輸煤；粉塵；治理；研究前言：黑龍江華電能源有限公司佳木斯熱電廠2x300MW機(jī)組燃料系統(tǒng)，是由東北 電力設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，輸煤設(shè)備選用山東山礦機(jī)械有限公司生產(chǎn)的TDII型固定式帶式 輸送機(jī)，帶寬1000mm，帶速2.0m/s，出力500t/h，托輥直徑彷133mm，槽角 35o ，最大提升高度32米，共8段14條皮帶機(jī)。設(shè)備

2、于2007年6月開始安裝， 系統(tǒng)調(diào)試于2008年10月開始，于2008年12月順利通過機(jī)組168小時(shí)試運(yùn)行。 年輸煤量約260余萬噸。和眾多燃煤電廠一樣，佳木斯熱電廠輸煤系統(tǒng)在卸煤、輸送、轉(zhuǎn)運(yùn)、篩分、 破碎、儲(chǔ)煤、上煤等環(huán)節(jié)均會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，尤其在各轉(zhuǎn)運(yùn)站和碎煤機(jī)室尤為嚴(yán) 重。由于上方物料向下掉落時(shí)產(chǎn)生的沖擊氣流將粉塵攜帶而出并向周邊空氣中彌 散而形成，在沖擊氣流的作用下，物料中夾帶的部分細(xì)微粉塵獲得逃逸動(dòng)力向周 邊空氣彌散飄移，從而造成對(duì)工作環(huán)境中一定距離和范圍內(nèi)的粉塵污染，這一定 范圍和距離內(nèi)污染的輕重，又與物料下落的高度有關(guān)，下落的高差越大，則造成 的污染就越重。在碎煤機(jī)室，由于落差高加

3、上碎煤機(jī)鼓風(fēng)量，落煤管煤流的誘導(dǎo) 風(fēng)量大，導(dǎo)致導(dǎo)料槽出口處及四周大量的煤粉外溢，加之設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)， 使大量積粉造成二次飛揚(yáng)，碎煤機(jī)室內(nèi)的粉塵濃度一度達(dá)到100mg/m3以上，超 過國(guó)家十倍，這種環(huán)境對(duì)職工的身體健康及設(shè)備安全運(yùn)行造成極大的危害。因此 對(duì)輸煤系統(tǒng)粉塵進(jìn)行綜合治理自熱電廠投運(yùn)以來一直都是各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和職工關(guān)心和 期盼的一件事情。目前在國(guó)內(nèi)外電廠輸煤系統(tǒng)中常用除塵器主要有三類：布袋過 濾式除塵器、濕式除塵器和高壓靜電除塵器。1 ）布袋除塵器根據(jù)除塵器使用的布，運(yùn)煤系統(tǒng)使用的布袋除塵器大致可分為：筒形布袋除 塵器和扁布袋除塵器。筒形布袋除塵器由一系列帶筒形骨架的濾筒組成，含塵氣體從筒

4、外經(jīng)濾料進(jìn) 入筒入，粉塵滯留在濾料表面，過濾后的潔凈氣體經(jīng)除塵風(fēng)機(jī)排出。其典型設(shè)備 是回轉(zhuǎn)反吹風(fēng)除塵器和脈沖清灰除塵器。當(dāng)濾料積塵達(dá)到一定程度時(shí)，利用氣流 的逆向反吹將粘在濾料表面的粉塵吹落，大部分粉塵依靠重力排入集灰斗，反吹 后的氣流則經(jīng)其他正常工作的筒形濾袋過濾后排出；或者利用壓縮空氣脈沖反吹 通過脈沖使濾袋產(chǎn)生振動(dòng)，提高清灰效果。在分室布置的情況下，除塵器除塵和 清灰工作可以同時(shí)進(jìn)行，配上帶鎖氣裝置的排灰裝置，完全可以實(shí)現(xiàn)除塵、清灰 和排灰同時(shí)進(jìn)行，確保系統(tǒng)的除塵效果。每個(gè)濾筒可以獨(dú)立地從本體中移出更換 濾料，便于維護(hù)管理。但體積相當(dāng)較大，需要抽袋空間。我廠建廠時(shí)為節(jié)省占地 面積，未安裝

5、。扁布袋除塵器采用彈簧骨架的扁布袋緊湊布置，在相同過濾面積下，除塵器 的體積較小。其典型設(shè)備有對(duì)拍式和機(jī)械振打式扁布袋除塵器。過濾方式與筒形 布袋除塵器基本相同，所不同的是除塵器的清灰，采用對(duì)拍清灰或機(jī)械振打清灰 此時(shí)要求除塵器在清灰時(shí)應(yīng)停止除塵運(yùn)行。它具有除塵效率高、體積小、布置靈 活等優(yōu)點(diǎn)，在輸煤系統(tǒng)間隙運(yùn)行的條件下，特別適用于除塵風(fēng)量在 5000- 10800m3/h 左右的除塵通風(fēng)系統(tǒng)，該除塵器可以直接布置在導(dǎo)料槽和原煤斗上， 省去了吸塵管道和排灰管道，使除塵系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單。但由于現(xiàn)摻燒褐煤，褐煤特 性是易自燃，為防止發(fā)生火災(zāi)，所以該除塵器未投入運(yùn)行。2 ）濕式除塵器 濕式除塵器主要是利

6、用含塵氣流與液滴或液膜的相對(duì)高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的相互作用 實(shí)現(xiàn)氣塵分離；其中粗大汗塵粒與液滴（或霧滴）的慣性碰撞、接觸阻留（即攔 截效應(yīng)）得以捕集，而較細(xì)的微塵則在擴(kuò)散、凝聚等機(jī)理的共同作用下，使塵粒 從氣流中分離。目前在工程中使用的有文丘里水膜除塵器、多管沖擊式除塵器和 CCJ 沖擊式除塵器等三種形式。文丘里水膜除塵器由凝聚器、捕滴器、水封及其附件組成。含塵氣流進(jìn)入凝 聚器漸縮管形成高速噴射氣流、與噴嘴噴射出的水滴一起進(jìn)入喉管，水滴被氣流 霧化后，與煤塵混合碰撞，結(jié)合成灰滴。含塵氣流進(jìn)入漸擴(kuò)管后，速度降低，靜 壓增加，灰滴凝聚為較大的顆粒進(jìn)入捕滴器，在離心力的作用下甩向筒壁，由筒 內(nèi)壁的水膜收集塵粒

7、流入下部的水封器中。文丘里水膜除塵器的阻力較大，需要 的除塵風(fēng)機(jī)的全壓較大，耗水量較大，導(dǎo)致設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用較高，在新建的火電 廠輸煤系統(tǒng)除塵中基本不采用。多管沖擊式除塵器主要由重力沉降室、沖擊除塵室、擋水段等組成。含塵氣 流進(jìn)入除塵器后，依靠斷面突擴(kuò)，因慣性和重力作用，較大的粉塵顆粒被擋灰板 阻擋下落后被除掉，較小的粉塵顆粒隨氣流進(jìn)入聯(lián)箱經(jīng)過送風(fēng)管，以較高的速度 從噴口內(nèi)噴出沖擊水面形成較大量的水滴，氣水充分接觸，塵粒被水滴濕潤(rùn)粘附， 一部分直接被水捕獲，另一部分細(xì)小濕潤(rùn)的塵粒粘附到擋水板并順壁流下，使含 塵氣體得到凈化。凈化氣體用的水在使用一定時(shí)間后，含有大量的煤粉需要更換， 此時(shí)除塵器停止

8、運(yùn)行，排水口打開，將含有大量粉塵的污水排出，污水排完后， 進(jìn)水控制裝置打開進(jìn)水管上的電磁閥，水流經(jīng)噴嘴噴出對(duì)箱體底部沖洗干凈后， 排水口關(guān)閉，箱體開始蓄水至正常工作的液面高度后，進(jìn)水閥關(guān)閉，除塵器進(jìn)入 正常工作狀態(tài)。CCJ 沖擊式除塵的除塵機(jī)理是：含塵氣流進(jìn)入除塵器后，氣流轉(zhuǎn)彎向下沖擊 水面，較大的粉塵落入水中。當(dāng)含塵氣流高速通過上下葉形成的S形通道時(shí)激起 大量水花，使水氣充分接觸，形成含塵水滴，在離心力的作用下，絕大部分含塵 水滴返回水中，部分細(xì)微的水滴經(jīng)凈氣分霧室擋水板流下，使含塵氣體得到凈化。 泥漿則由漏斗的排漿閥連續(xù)或定期排出。3）高壓靜電除塵器 高壓靜電除塵器的工作原理：當(dāng)含塵氣體通

9、過高壓電場(chǎng)時(shí)，由于陰極發(fā)生電 暈放電，氣體被電離，帶負(fù)電的氣體離子在電場(chǎng)的作用下向正極移動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)中 與粉塵顆粒碰撞，使塵粒荷以負(fù)電，荷電后的塵粒在電場(chǎng)的作用下，也向正極移 動(dòng)。當(dāng)?shù)竭_(dá)正極（集塵極）后，放出所帶的電子塵粒則集塵在陽極板上，而得到 凈化后的空氣排出，停滯在集塵極上的粉塵則通過清灰使其落入灰斗，由排灰系 統(tǒng)排出除塵器。高壓靜電除塵器由除塵器本體和高壓電源兩部分組成。高壓電源是將常規(guī)的 380V/50HZ的交流電源，經(jīng)升壓、整流后形成10KV左右的直流高壓，向除塵器 本體供電；除塵器本體則是由一系列的金屬集塵極（極板）與電暈極（極線）組 成，用于產(chǎn)生電暈、捕集粉塵，除此之外，除塵器本

10、體還設(shè)有電極清灰裝置，氣 流均布置和存輸灰裝置等。上述除塵設(shè)備和方式，對(duì)逃逸出的粉塵進(jìn)行捕捉，收集后再集中處理，雖然 對(duì)減輕粉塵污染有一定的效果，但仍還存在著一些局限性，主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：（1）以運(yùn)轉(zhuǎn)除塵設(shè)備的能耗方式除塵，除塵效果的取得是以消耗一定能耗為 代價(jià)的，為此，企業(yè)的生產(chǎn)成本會(huì)相應(yīng)有所增加。（2）對(duì)所收集到的粉塵進(jìn)行清理、處置，需要投入一定的人力工時(shí)，運(yùn)輸以 及水、電的消耗，還有可能產(chǎn)生二次污染。（3）有的除塵設(shè)備在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生運(yùn)行噪聲，從生新的污染種源。（4）隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，除塵設(shè)備的維護(hù)工作量會(huì)加大，除塵效果越來越 差。華電能源佳木斯熱電廠輸煤系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)站和碎煤機(jī)室原設(shè)計(jì)采用

11、多管沖擊式除 塵器，經(jīng)過五年多運(yùn)行后，除塵設(shè)備的維護(hù)工作量越來越大，除塵效果越來越差， 先后通過改造全封閉式導(dǎo)料槽、加裝水噴淋、加裝蒸汽除塵等，雖在一定程度上 緩解了碎煤機(jī)室粉塵的濃度超標(biāo)現(xiàn)象，但效果仍不理想。2014 年，通過多方調(diào)研，試用了無動(dòng)力除塵裝置，取得了前所未有的效果， 現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)、人員健康、文明生產(chǎn)均得到了徹底的改善。無動(dòng)力除塵器是一個(gè)節(jié)能除塵設(shè)備，廣泛運(yùn)用于各種皮帶機(jī)落差點(diǎn)、轉(zhuǎn)運(yùn)站 等除塵場(chǎng)所。它綜合了沉降除塵、慣性除塵、噴淋除塵及篩濾除塵等所有除塵器 功能于一身，在空氣動(dòng)力學(xué)原理的基礎(chǔ)上，利用空氣在流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力轉(zhuǎn)換 成動(dòng)力，使含塵空氣進(jìn)入分離裝置后進(jìn)行慣性、重力沉降、

12、過淲及噴淋等自動(dòng)分 離除塵，粉塵回落到皮帶上被帶走，脫塵空氣通過大氣連通孔排到外部空間，徹 底解決封閉環(huán)內(nèi)的空氣壓力問題，除塵效率可達(dá) 99%以上。它改變了傳統(tǒng)的單一 除塵設(shè)計(jì)理念，是傳統(tǒng)除塵器的升級(jí)換代產(chǎn)品，是節(jié)能與除塵相結(jié)合的全新設(shè)計(jì)。 無動(dòng)力除塵技術(shù)屬于干法除塵，主要運(yùn)用于轉(zhuǎn)運(yùn)站除塵，尤其適用于輸煤系統(tǒng)粉 塵濃度最大的碎煤機(jī)室。主要組成部分有密封室、落料管、多功能除塵室、塵料 分流裝置、濾塵室、密封簾等。設(shè)備安裝在帶式輸送機(jī)的頭部和尾部，設(shè)備大小 根據(jù)物料特性決定，一般如同帶式輸送機(jī)的頭罩、落料管和導(dǎo)料槽般大小。具有 無占地、投資少、動(dòng)力消耗小，維護(hù)量小，無須人工操作，無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。

13、無動(dòng)力除塵系統(tǒng)采用了空氣動(dòng)力學(xué)原理、能量守恒原理等，使粉塵在密閉通 道中多路有效循環(huán)，并使粉塵能量衰竭落回皮帶完成除塵。轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)除塵關(guān)鍵是首 先運(yùn)用“分散物料集流技術(shù)”對(duì)落煤管進(jìn)行設(shè)計(jì)，從源頭上減少粉塵的產(chǎn)生。通過 提高導(dǎo)料槽的密封特性并在導(dǎo)料槽中通過擴(kuò)容和設(shè)置無動(dòng)力除塵單元，保證在導(dǎo) 料槽出口誘導(dǎo)風(fēng)速降低到2 米/秒以下時(shí)，出口的粉塵就非常少了，從而達(dá)到“標(biāo) 本兼治”。落煤管設(shè)計(jì)保證物料匯集輸送，減少攜帶空氣，降低下落速度，在鎖氣 方面設(shè)置阻尼裝置，切斷物料下落時(shí)產(chǎn)生的誘導(dǎo)風(fēng)；在密封方面提高系統(tǒng)密封等 級(jí)，特別是導(dǎo)料槽的密封，擴(kuò)容降速吸塵，通過導(dǎo)料槽擴(kuò)容、設(shè)置無動(dòng)力集塵單 元降速吸塵。其除塵原

14、理示意圖如下圖所示：無動(dòng)力除塵裝置工作原理：（1）由于物料下落時(shí)會(huì)擾動(dòng)空氣，形成慣性氣流，根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，物 料經(jīng)落料管下落時(shí)產(chǎn)生沖擊氣流；在結(jié)構(gòu)條件限制下，氣流沿皮帶運(yùn)行方向擴(kuò)散；（2）含有粉塵的氣流在阻尼膠簾的前方受到阻滯而反彈，經(jīng)過、一級(jí) 循環(huán)回風(fēng)裝置，氣流因空氣改變轉(zhuǎn)向，大部分回入主循環(huán)通道，正負(fù)壓差不同而 產(chǎn)生持續(xù)循環(huán)，壓力得到一定滯緩。其余含有粉塵氣體繼續(xù)至阻尼裝置處，經(jīng) 過特制的阻尼軟簾，通過多道裝置阻滯，風(fēng)量將逐級(jí)降低，阻尼膠條上阻尼附著 大量粉塵，粘結(jié)成塊狀，到達(dá)一定厚度時(shí)，當(dāng)大量物料在皮帶機(jī)運(yùn)行時(shí)撥動(dòng)擋簾， 粘結(jié)的煤塊在簾子互相拍打過程中及重力的作用下自然成塊狀脫落，隨

15、物料被同 時(shí)運(yùn)走。剩余的含塵空氣在向前運(yùn)運(yùn)過程中，經(jīng)過二級(jí)循環(huán)卸壓裝置，阻 尼裝置時(shí)做相同運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能逐步降低，而剩余的動(dòng)能也將在后段設(shè)置的空氣阻 尼簾的阻滯作用下被逐步減弱，并最終耗盡。從輸送過程中開始到結(jié)束，上述的原理過程會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生，因而，消除粉 塵的機(jī)理亦自動(dòng)存在于這一過程中。( 5)無動(dòng)力除塵原理自物料運(yùn)送過程產(chǎn)生而形成，沒有物料，不能形成工作。改造后上煤時(shí)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境大為改觀，導(dǎo)料槽未發(fā)生噴粉現(xiàn)象，符合安健環(huán)政策， 改造效果明顯，粉塵濃度下降至10mg/m3以下，運(yùn)行環(huán)境有了較大改善，得到 領(lǐng)導(dǎo)和運(yùn)行人員的一致好評(píng)。見下圖。結(jié)束語： 和布袋過濾式除塵器、濕式除塵器和高壓靜電除塵器相比，無動(dòng)力除塵器具 有如下優(yōu)點(diǎn)：1)除塵效果好；系統(tǒng)采用了多路氣流循環(huán)，有效地使粉塵能量衰 竭，除塵效果達(dá)到了 GB16248-1996作業(yè)場(chǎng)所空氣中呼吸性粉塵衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。2) 防爆燃：通過專業(yè)的技術(shù)手段和系統(tǒng)裝置對(duì)含粉塵的風(fēng)進(jìn)行有效循環(huán)控制，防止 了粉塵濃度過高而引起爆燃。 3)電能消耗少，無除塵系統(tǒng)使粉塵自動(dòng)循環(huán)后能 量衰減，落在輸送皮帶上不需要任何用電設(shè)備，是真正的環(huán)保除塵方式。 4)初 裝費(fèi)用低：部分揚(yáng)塵不嚴(yán)重的場(chǎng)合可不需加裝除塵器，大大降低一次性投資成本。 5)運(yùn)行費(fèi)用低：維護(hù)工作量小，無需設(shè)置專門清潔人員清理沿機(jī)的灑漏物料。 6) 噪音低：噪