淺談輸煤系統(tǒng)粉塵治理

李靖宇　侯世紅　王明浩

【摘 要】 生態(tài)環(huán)保是現(xiàn)代化生活的一種理念，然而燃煤鍋爐房輸煤系統(tǒng)的環(huán)保問題卻是供熱企業(yè)的一塊心病。本文主要對130t/h燃煤鍋爐房輸煤系統(tǒng)粉塵治理的方法進(jìn)行分析，通過對現(xiàn)有除塵設(shè)備的改進(jìn)，降低了鍋爐房輸煤系統(tǒng)的粉塵污染，給職工創(chuàng)造一個健康、舒適的工作環(huán)境。

【關(guān)鍵詞】 粉塵治理；除塵器；除塵系統(tǒng)

130t/h燃煤鍋爐房始建于2005年，擔(dān)負(fù)著蘇家屯地區(qū)160萬平方米的供暖任務(wù)。該鍋爐房經(jīng)過多年運(yùn)行改造，已逐步向科技化、節(jié)能化、環(huán)?；仩t房邁進(jìn)。

一、現(xiàn)狀

隨著蘇家屯燃煤鍋爐房設(shè)備的運(yùn)行改造和標(biāo)準(zhǔn)化水平的提高，輸煤系統(tǒng)落煤點(diǎn)粉塵外逸超標(biāo)問題已逐漸引起多方面的關(guān)注。幾年來，公司技術(shù)人員及鍋爐房職工對此問題進(jìn)行過研究，并相繼設(shè)計、安裝了一些落煤點(diǎn)除塵的系統(tǒng)和設(shè)備。經(jīng)實(shí)際運(yùn)行，除塵效果雖有改善但并不十分理想，運(yùn)行中可靠性也較差。目前，有的除塵系統(tǒng)被閑置不用，也有的設(shè)備已經(jīng)被拆除，這不僅在資金上造成浪費(fèi)，而且也影響了運(yùn)行人員身體健康。

二、幾種常用的除塵方法及其在用系統(tǒng)存在的問題

為防止輸煤系統(tǒng)粉塵外逸和飛揚(yáng)，一般常用的除塵方法有如下幾種：

1、噴水除塵：

它是應(yīng)用較多的一種方法，130t/h燃煤鍋爐房輸煤廊也采用此技術(shù)。噴水管是使用Φ20mm的塑管鉆孔制成的，噴水孔徑為Φ1.5-2.5mm。噴水距煤流表面距離300mm，為了保證噴水孔噴出水滴的良好霧化，噴水管前水的壓力大于2×103Pa。噴水除塵法比較簡單，也有一定的除塵效果。但從安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度考慮是非常不利的，因?yàn)槊褐泻^多會影響制粉系統(tǒng)的干燥出力和導(dǎo)致原煤倉起拱、蓬煤等現(xiàn)象的出現(xiàn)。噴入煤中的水分最終都要進(jìn)入爐膛，最后隨煙氣排出鍋爐。若按入爐水的溫度30℃和排煙溫度150℃計算，每噴入1kg水，鍋爐就需損失將近2900kJ（熱水熱+蒸汽熱+過熱熱）左右的熱量。更為不利的是，煙氣濕度增加還會影響煙氣露點(diǎn)，使空氣預(yù)熱器發(fā)生低溫腐蝕和堵灰以致于影響鍋爐的正常生產(chǎn)。

2、密閉罩吸風(fēng)除塵

密閉罩（現(xiàn)場稱為皮帶罩）吸風(fēng)除塵是130t/h燃煤鍋爐房輸煤系統(tǒng)防止煤塵飛揚(yáng)的主要方法。這種方案使用薄鐵皮制成密閉罩把落煤管兩端的皮帶全部密封起來，然后在落煤點(diǎn)產(chǎn)生粉塵處裝設(shè)吸塵罩（吸塵管路入口）。吸出后的含塵氣流經(jīng)除塵器分離粉塵后，通過負(fù)壓風(fēng)機(jī)排出系統(tǒng)。這是一種設(shè)計合理的輸煤系統(tǒng)除塵方法，該方法既不會給鍋爐運(yùn)行帶來任何不利的影響，又可以滿足工作環(huán)境對粉塵濃度的要求。可130t/h燃煤鍋爐輸煤廊設(shè)計時，卻忽略了其中一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，雖然將落煤管兩端的皮帶全部密封起來，卻沒有除塵裝置。也就是說，粉塵在密閉罩內(nèi)流動，沒有地方排出，最后只能從檢修口、縫隙溢出。

為了使密閉罩吸風(fēng)除塵系統(tǒng)能長期穩(wěn)定運(yùn)行。不但要加除塵器。還要注意以下幾點(diǎn)要素：一是除塵要符合要求。盡量避免使用布袋除塵器。因?yàn)椴即龎m器在潮濕環(huán)境下難以正常工作，而由于雨、雪天氣和卸煤時為防塵噴入水霧等原因，輸煤經(jīng)常會在比較潮濕環(huán)境下運(yùn)行，導(dǎo)致整個吸塵系統(tǒng)不能正常工作。二是吸塵管路流量設(shè)計不要過大。在許多落煤點(diǎn)吸塵系統(tǒng)中，負(fù)壓風(fēng)機(jī)流量往往選擇在8000-10000m3/h之間，有時甚至更高。有些設(shè)計者誤認(rèn)為風(fēng)機(jī)流量越大越好，其實(shí)則不然。首先吸口流量太大會將小煤粒吸走，關(guān)小閥門，會使負(fù)壓按流量的平方關(guān)系下降。其次按大流量設(shè)計的管路直徑較大，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)流量時會發(fā)生水平管大量積灰。實(shí)際有的管路竟有一半的流通面積被積灰堵塞。三是輸煤皮帶和除塵系統(tǒng)單獨(dú)啟動和停機(jī)。運(yùn)行時經(jīng)常是先啟動輸煤皮帶而后啟動除塵系統(tǒng)，從而造成粉塵飛揚(yáng)。四是皮帶罩設(shè)計嚴(yán)密性差。大部分皮帶密封罩是單層薄鐵皮，在縫隙和動、靜部分連接處會有大量空氣漏入影響罩內(nèi)負(fù)壓。

3、噴蒸汽除塵：

它是采用低壓抽汽作為氣源。噴蒸汽笛型管大多使用Φ25mm左右鋼管制作，管表面噴孔距煤流表面約150-200mm。噴氣孔徑為2-3mm，孔的中心距離約30-50mm，由于該方法除塵效果較差，且蒸汽引出管較長，我單位所屬北方地區(qū)，冬季氣溫寒冷，管路內(nèi)蒸汽易出現(xiàn)凝華問題，故目前輸煤系統(tǒng)沒有采用噴蒸汽除塵。

三、落煤點(diǎn)處除塵裝置的改造

為減少外逸粉塵對環(huán)境的污染，輸煤廊應(yīng)進(jìn)行改造，具體改進(jìn)措施如下：

1、添加除塵器

現(xiàn)在燃煤鍋爐房輸煤系統(tǒng)密閉罩吸風(fēng)除塵系統(tǒng)通常采用布袋除塵器，因?yàn)槠胀ǜ墒叫L(fēng)除塵器不能滿足該系統(tǒng)對除塵效率的要求?？紤]除塵器可能在潮濕環(huán)境工作，并且又必須有較高除塵效果兩方面的因素。

建議引用雙水膜式旋風(fēng)除塵器。此除塵器的上部為氣、水分離裝置，其結(jié)構(gòu)類似于工業(yè)鍋爐爐筒內(nèi)的鋼絲網(wǎng)分離器，具有很高的氣、水分離效果。下部為除塵部分，主要除塵過程是通過內(nèi)外筒之間的一級水膜和內(nèi)筒中的二級水膜完成的。該除塵器在安裝時需要高位布置（要求含塵水出口高度大于所配套使用的風(fēng)機(jī)壓頭），因此可以由水封代替機(jī)械式鎖氣器，簡化了設(shè)備。該設(shè)備的除塵效率高達(dá)99.5%以上，接近布袋除塵器的效率，阻力低于1.5kPa，價格也比較便宜，在處理相同氣體量的情況下，高于普通旋風(fēng)除塵器50%左右，價格相當(dāng)于布袋式除塵器的三分之一，運(yùn)行可靠性也非常高，是一種很有前途的新型除塵裝置。

2、除塵系統(tǒng)的改進(jìn)

對于除塵系統(tǒng)我們可從三點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)：

首先對落煤管的壓力變化進(jìn)行了分析，我們可以把原煤下落過程想象成無數(shù)小型活塞自上而下的運(yùn)動。正是這種運(yùn)動導(dǎo)致落煤管的下部壓力高于環(huán)境壓力而上部壓力低于環(huán)境壓力，其最終結(jié)果是上部吸入環(huán)境氣體而下部會有大量含塵氣體逸出。為降低落煤點(diǎn)處產(chǎn)生的剩余壓力，我們在導(dǎo)煤槽上接近落煤管處設(shè)置了再循環(huán)風(fēng)管，把導(dǎo)煤槽中剩余壓力最大的地方與落煤管中空氣最稀薄的地方連接起來。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)循環(huán)風(fēng)管的截面積可以根據(jù)輸煤系統(tǒng)的小時輸煤量計算確定，計算時每100t/h輸煤量一般取0.06m3左右。

其次在導(dǎo)煤槽的密封上采用了雙層結(jié)構(gòu)，負(fù)壓風(fēng)機(jī)吸塵口布置在內(nèi)外層之間，吸塵過程類似于汽輪機(jī)軸封抽氣過程，把內(nèi)層逸出的含塵氣流和外層漏入的環(huán)境氣體一起抽出。一般來講內(nèi)層密封要求較高，我們在設(shè)計內(nèi)側(cè)密封時采用兩邊側(cè)板形式，其中內(nèi)側(cè)板由鋼板制成，其下部都裝有工業(yè)橡膠密封條（也可切取適當(dāng)尺寸的輸煤膠帶）直接與輸送帶接觸，使導(dǎo)煤槽內(nèi)側(cè)板密封可靠。為了不讓含塵空氣通過導(dǎo)煤槽出口自由排出，在導(dǎo)煤槽末端裝雙層擋簾。經(jīng)實(shí)際測試表明：采用循環(huán)風(fēng)管和雙層密封結(jié)構(gòu)，可使罩殼少冒粉塵20%～30%，吸塵風(fēng)量可減小50%。收到了良好效果。

第三，取締原有的水霧噴灑降低煤斗落煤時產(chǎn)生的粉塵。采用氣封的方法控制粉塵，在煤斗上部盤上20mm管子并預(yù)留氣孔，管子終端于風(fēng)機(jī)相連，運(yùn)行時讓煤斗上部形成一個漩渦氣流將上揚(yáng)的粉塵強(qiáng)制帶到煤斗。從而達(dá)到將粉塵根治的效果。

3、電氣控制系統(tǒng)的改進(jìn)

為了防止運(yùn)行時啟動輸煤皮帶在先，而除塵系統(tǒng)運(yùn)行在后所造成風(fēng)塵飛揚(yáng)，我們還對輸煤皮帶和負(fù)壓風(fēng)機(jī)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。

四、結(jié)論

整個裝置自動化程度高，除塵效率好，結(jié)構(gòu)簡單，安裝容易，維護(hù)量小。室內(nèi)粉塵濃度符合國家環(huán)保要求（小于10小于10mg/m3）。

本文只是對130t/h燃煤鍋爐房輸煤系統(tǒng)粉塵處理的一點(diǎn)研究和體會，有不當(dāng)之處請同行指正。