帶式輸送機的除塵系統(tǒng)設(shè)計

成穎 豈春強 范俊杰

摘 要 火力電廠以燃煤為主，其煙塵排放量大、廢棄物多、污染大而成為煙塵污染的最主要來源。帶式輸送機是電廠輸煤系統(tǒng)廣泛使用的運輸設(shè)備，在輸煤皮帶轉(zhuǎn)載處，粉塵會向工作區(qū)逸散。文章就此探討了帶式輸送機的除塵系統(tǒng)設(shè)計。

關(guān)鍵詞 粉塵 帶式輸送機 除塵系統(tǒng)

中圖分類號：TH132 文獻標(biāo)識碼：A

環(huán)境中有害物質(zhì)的產(chǎn)生主要有兩個來源，其一：自然過程產(chǎn)生的有害物質(zhì)。一般通過大氣的自凈作用可以消除；其二：人類活動過程產(chǎn)生的有害物質(zhì)。不但直接危害人類的健康，也影響到自然過程的進化，成為可持續(xù)發(fā)展的絆腳石。因此，對于后者，必須采取強制手段加以控制，并采取有效的除塵技術(shù)。

人類活動過程產(chǎn)生的有害物質(zhì)主要有三個方面：工藝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)，生活過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)及交通運輸過程中產(chǎn)生的有害物?；鹆﹄姀S以燃煤為主，其煙塵排放量大、廢棄物多、污染大而成為煙塵污染的最主要來源。

1 輸煤系統(tǒng)粉塵產(chǎn)生機理和治理現(xiàn)狀

1.1 粉塵的產(chǎn)生機理

帶式輸送機是電廠輸煤系統(tǒng)廣泛使用的運輸設(shè)備，多用于輸送松散密度為0.8t/m3～2.5 t/m3的各種粒狀、粉狀的散體物料。在輸煤皮帶轉(zhuǎn)載處，物料在下降過程中，受到重力勢能以及輸煤皮帶等運動部件傳遞的動能，空氣同物料一起流動，這幾方面的作用造成了罩內(nèi)的正壓，在這一壓力的作用下，粉塵會向工作區(qū)逸散。另外，輸煤皮帶本身也是一個不可忽略的塵源，因為它在輸煤過程中，不可避免的會發(fā)生皮帶的振動，從而產(chǎn)生揚塵現(xiàn)象。并且揚塵分散度比較高，5 m以下的占到了70%以上。整個輸煤過程多在戶外進行，因此會使粉塵產(chǎn)生飛揚甚至擴散到整個操作區(qū)。同時，已經(jīng)降落的粉塵在設(shè)備運轉(zhuǎn)、人員走動時有可能會產(chǎn)生二次揚塵。

1.2 粉塵的危害

粉塵是指懸浮于氣體介質(zhì)中的微小固體顆粒，在重力作用下會發(fā)生沉降，但是可以在一段時間內(nèi)保持懸浮的狀態(tài)。工業(yè)生產(chǎn)過程中的粉塵通常是由于固體物質(zhì)受到破碎、碾磨、篩分以及輸送等機械作用而形成的，形狀不規(guī)則，粒徑分布廣（1～200 m）。

輸煤皮帶及轉(zhuǎn)載處的粉塵屬于生產(chǎn)性粉塵，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生和形成、能較長時間在空氣中保持懸浮狀態(tài)。這是主要需要除塵系統(tǒng)處理的對象。這一氣溶膠形式的含塵空氣對人體及環(huán)境危害極大。

粉塵的危害除了對大氣環(huán)境的污染外，還有以下一系列的危害。

（1）粉塵對人體健康造成危害。粉塵易引起呼吸系統(tǒng)疾病。常見的有塵肺、慢性阻塞性肺病、上呼吸道肺病。

（2）粉塵爆炸危害。分散在空氣（或可燃氣）中的某些粉塵，在同時具備氧氣、高溫?zé)嵩?、可燃粉塵、容積條件下，會發(fā)生燃燒、爆炸。粉塵的爆炸在瞬間產(chǎn)生，伴隨著高溫、高壓、使空氣膨脹形成的沖擊波，具有很大的摧毀力和破壞性。

（3）粉塵對能見度的影響。當(dāng)光線通過含塵介質(zhì)時，由于塵粉對光的吸收、散射等作用，光強會減弱，出現(xiàn)能見度降低的情況，這給工人的操作和檢修帶來極大的不便，同時也會給安全帶來隱患。

2除塵方式的確定

帶式輸送機參數(shù)選擇如下：B = 1200mm，V = 2.5m/s，Q = 1200t/h。通過調(diào)查研究，輸煤皮帶作為輸煤系統(tǒng)主要的運輸設(shè)備，是散塵量很大的設(shè)備，輸煤系統(tǒng)的主要塵源為輸送機的轉(zhuǎn)載點，皮帶整體本身也作為一個散塵點。在本次設(shè)計中，把輸煤皮帶及轉(zhuǎn)載處作為一個整體的塵源點進行處理。

濕式除塵器在結(jié)構(gòu)設(shè)計上采用碰撞、擴散等作用，塵粒在除塵器中由于氣流通道的突然縮小、擴大、變向，發(fā)生凝聚、附著、重力沉降、離心分離等復(fù)雜的過程，以便可以與氣體分離。其壓力損失在250～1500Pa（低能耗）和2500～9000Pa（高能耗）之間。用于不同工況的濕式除塵器按照其結(jié)構(gòu)和除塵機理可以分為以下幾類：（1） 重力噴霧濕式除塵器：比如，噴淋洗滌塔；（2） 旋風(fēng)式濕式除塵器：比如旋風(fēng)水膜式除塵器、水膜式除塵器；（3） 自激式濕式除塵器：比如沖激式除塵器、水浴式除塵器；（4） 填料式濕式除塵器：比如填料塔、湍球塔；（5） 泡沫式濕式除塵器：比如泡沫式除塵器、旋流式除塵器、漏板塔；（6） 文丘里濕式除塵器：比如文氏管除塵器；（7） 機械誘導(dǎo)式濕式除塵器：比如撥水輪除塵器。

旋風(fēng)式濕式除塵器與干式除塵器相比，由于附加了水滴的捕集作用，除塵效率明顯提高。此外，由于在旋風(fēng)式濕式除塵器中，帶水現(xiàn)象比較少，則可以采用比噴霧塔中更細的噴霧。氣體在螺旋運動的過程中，受到離心力的作用，把水滴甩向外壁，形成壁流而流到底部出口，因此水滴的有效壽命較短。為了增強水滴的捕集效果，需要采用較高的入口氣流速度，使氣液間的相對速度增大。水滴越細，它在氣流中保持自身速度和有效捕集能力的時間越短，理論上的最佳水滴直徑為100 m左右，實際中常采用的水滴直徑在100 m～200 m。旋風(fēng)除塵器適于凈化5 m以上的粉塵，除塵效率一般可達到90%以上，壓損為250～1000Pa，尤其適合于氣量大和含塵濃度高的除塵。

3除塵系統(tǒng)方案的確定

除塵系統(tǒng)設(shè)計關(guān)系到除塵效果的好壞、運行費用的高低、管理方便與否、排放能否合格。本章介紹除塵系統(tǒng)的設(shè)計要點、除塵系統(tǒng)的材料與配件、除塵系統(tǒng)的設(shè)計計算及除塵系統(tǒng)的安全與維護。

4 除塵器的選型

影響臥式水膜除塵器性能的關(guān)鍵因素是除塵器內(nèi)的水位。由于氣流通過由水面到內(nèi)管的底面之間形成的通道，所以當(dāng)水位過高時，所形成的水膜過分強烈，除塵器阻力過大，風(fēng)量降低；反之若水位過低時，水膜不能形成或形成不全，除塵器 達不到應(yīng)有的除塵效率。為了保證一定的水位，可設(shè)置溢流管及其水封裝置。當(dāng)水位過高時，由溢流管將水溢出，溢流管的下端接入水封中。臥式旋風(fēng)水膜除塵器按照不同的脫水方式可以分為檐板脫水和旋風(fēng)脫水兩種；按照導(dǎo)流板旋轉(zhuǎn)的方向可以分為右旋和左旋；按照進口方式可以分為上進的A式和水平的B式。臥式旋風(fēng)水膜除塵器的除塵效率一般不大于95%，除塵風(fēng)量變化在20%以內(nèi)，除塵效率幾乎不變。

5 結(jié)論

在設(shè)計過程中，考慮到了粉塵的物理性質(zhì)，包括粒徑、密度、粘附性、潤濕性、電性、爆炸性以及安息角。對現(xiàn)有的除塵方法和除塵設(shè)備的除塵機理進行了分類研究和綜合比較，在此基礎(chǔ)上，最終確定了采用臥式旋風(fēng)水膜除塵器最為系統(tǒng)中的除塵設(shè)備。

通過資料的搜集與整理，設(shè)計出了采用局部密閉罩的除塵系統(tǒng)。設(shè)計中采用了計算機進行輔助計算和圖表繪制。

經(jīng)過塵源點的確定，塵源抽風(fēng)量的計算，除塵系統(tǒng)管道的布置和壓力損失的計算，確定了管網(wǎng)尺寸、除塵器型號為CT531、通風(fēng)機選用4-72系列離心式通風(fēng)機。此外，對污水的處理進行設(shè)計計算，確定污水池的尺寸。最后，對設(shè)備進行了經(jīng)濟性分析。