新型無動力除塵導(dǎo)料槽改造及應(yīng)用

鐘昱

摘要：針對湛江電力有限公司燃料系統(tǒng)帶式輸送機及除塵器存在的問題，經(jīng)過對目前燃料系統(tǒng)多種除塵器調(diào)研分析，選用新型無動力除塵導(dǎo)料槽進行改造。介紹了對選用新型無動力除塵導(dǎo)料槽的技術(shù)特點，改造實施情況，并分析了改造后的經(jīng)濟、安全效益。

關(guān)鍵詞：輸送機;無動力除塵導(dǎo)料槽;粉塵排放;效益

引言

根據(jù)我國《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，雖然到 2020 年，我國煤電裝機比重 將從 59%下降至 55%，但是煤電作為我國發(fā)電的主力電源這一基本事實不變。燃煤電廠既是產(chǎn)能大戶，也是污染大戶，其中粉塵排放污染問題十分突出。目前各燃煤電廠在整個燃料輸送過程中抑塵效果并不理想，來煤在從卸到煤倉的整個運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的大量粉塵，嚴(yán)重污染現(xiàn)場工作環(huán)境，并使沿線設(shè)備絕緣水平下降、腐蝕加速，縮短了設(shè)備的使用壽命，直接影響到電廠的安全生產(chǎn)及現(xiàn)場工作人員的身心健康。因此，對燃煤電廠輸煤系統(tǒng)粉塵進行有效治理已迫在眉睫。

湛江電力有限公司燃料系統(tǒng)帶式輸送機設(shè)備臨海布置，加上大多設(shè)備為露天布置，帶式輸送機導(dǎo)料槽已腐蝕嚴(yán)重，導(dǎo)料槽密封不好，加上帶式輸送機布袋式除塵器早在已失效，使現(xiàn)場到處粉塵飛揚。另外，導(dǎo)料槽設(shè)計不合理，煤流調(diào)節(jié)裝置常因腐蝕卡死失效，無法調(diào)節(jié)皮帶落煤流的落點，常導(dǎo)致落煤點不正引起皮帶跑偏。為了保證帶式輸送機安全正常運行和設(shè)備現(xiàn)場環(huán)境衛(wèi)生達到環(huán)保要求，故需對燃料帶式輸送機導(dǎo)料槽和除塵器進行優(yōu)化改造。

1、無動力除塵導(dǎo)料槽工作原理

無動力除塵導(dǎo)料槽是用于膠帶機輸送技術(shù)領(lǐng)域轉(zhuǎn)運系統(tǒng)的除塵裝置，具有節(jié)能、節(jié)水的優(yōu)點，目前絕大多數(shù)火電廠帶式輸送機的導(dǎo)料槽都配有靜電除塵器、水浴除塵器等輔助耗能除塵設(shè)備，隨著設(shè)備疏于維護且設(shè)備容易老化，導(dǎo)致一部分除塵器的除塵效果不理想，因此，無動力除塵的出現(xiàn)正好解決了這一問題^[1]。

無動力導(dǎo)料槽是利用密封導(dǎo)料槽、密封裙邊、緩沖床及托板在帶式輸送機尾部落煤區(qū)域形成一較為平整且密閉的空間，在落煤管與導(dǎo)料槽接口處安裝集流導(dǎo)向?qū)χ袡C構(gòu)，通過導(dǎo)向及調(diào)整，將物料匯集居中，避免皮帶運行時跑偏。在導(dǎo)料槽上方揚塵點處分別安裝有一、二級自動循環(huán)減壓裝置，含塵氣流在一、二級循環(huán)回風(fēng)裝置的收集點形成反彈，大部份誘導(dǎo)風(fēng)進入主循環(huán)通道，到達負壓區(qū)又被壓入原路徑，從而產(chǎn)生持續(xù)自動循環(huán)。循環(huán)過程中由于空氣動力原理，改變氣流方向而壓力逐漸減小，粉塵在氣流經(jīng)過阻尼簾時被動阻滯，并附著在阻尼簾上，沉積成塊，到達一定程度，在重力及阻尼簾擺動的作用下成塊狀脫落，隨物料被運走^[2]。

2、新型無動力除塵導(dǎo)料槽改造技術(shù)方案

2.1、拆除#2PAB、#3P、#6PAB、#10PAB帶式輸送機舊導(dǎo)料槽及扁布袋除塵器和排風(fēng)管道，重新調(diào)整導(dǎo)料槽下方托輥水平度及間隔。在受料點增設(shè)緩沖床代替?zhèn)鹘y(tǒng)緩沖托輥，在原導(dǎo)料槽位置安裝新型無動力除塵導(dǎo)煤槽本體及自動循環(huán)裝置。新型無動力除塵導(dǎo)料槽裝置在落煤管與導(dǎo)料槽接口處安裝裝集流導(dǎo)向?qū)χ袡C構(gòu)，通過導(dǎo)向，將物料匯集調(diào)整，可實現(xiàn)煤流對中，校正了落煤點，避免皮帶運行時跑偏;在落煤管與導(dǎo)料槽處的黃金結(jié)合處（揚塵點處）安裝一級自動循環(huán)減壓裝置，該裝置為模塊化制作，設(shè)置有觀察窗口，方便檢查及清理工作。

2.2、采用fluent-DEM耦合軟件技術(shù)設(shè)計

采用fluent-DEM耦合軟件技術(shù)重新進行導(dǎo)料槽結(jié)構(gòu)的DEM氣固兩項流仿真，分析及計算導(dǎo)料槽空間內(nèi)部流場分布（風(fēng)速、壓力、湍流）情況，并考慮顆粒在輸送過程中得碰撞與破碎，以減小空間誘導(dǎo)風(fēng)為目的，優(yōu)化布置與設(shè)計導(dǎo)料空間的幾何結(jié)構(gòu)，通過仿真結(jié)果對導(dǎo)料槽進行優(yōu)化設(shè)計。

導(dǎo)料槽內(nèi)部幾何空間的設(shè)計采用fluent-DEM耦合軟件技術(shù)，分析及計算空間內(nèi)部流場分布（風(fēng)速、壓力、湍流）情況，并考慮顆粒在輸送過程中得碰撞與破碎，以減小空間誘導(dǎo)風(fēng)為目的，優(yōu)化布置與設(shè)計導(dǎo)料空間的幾何結(jié)構(gòu)。

在顆粒轉(zhuǎn)運過程中，顆粒的運動導(dǎo)致了誘導(dǎo)風(fēng)的形成，整個落料轉(zhuǎn)運過程中，頭罩處空間最大，由于入口處氣流流速相對穩(wěn)定，因此空間大的位置，氣流流速相對較慢。隨著誘導(dǎo)氣流夾雜粉塵顆粒進入導(dǎo)料槽，流場空間變小，氣流流速開始增大。但由于擋簾的存在，流域中出現(xiàn)藍色區(qū)域，即流場速度為零的區(qū)域，在這些區(qū)域內(nèi)，粉塵顆粒沉降加快，有利于粉塵的控制。

湍流動能表征流場中紊流運動的強弱。色調(diào)越暖，表示流場中湍流動能越強。相比傳統(tǒng)導(dǎo)料槽，帶有擋簾和回轉(zhuǎn)型腔的導(dǎo)料槽能夠擴大流場中湍流區(qū)域，增加顆粒之間的相互碰撞，增加能量耗散，使粉塵沉降的效果進一步增強。

空間壓力分布表征氣壓的強度分布，色調(diào)越暖，表示流場中壓力越大。相比傳統(tǒng)導(dǎo)料槽，帶有擋簾和回轉(zhuǎn)型腔的導(dǎo)料槽能夠減小流場中的高壓區(qū)域，減小氣流得產(chǎn)生，使出口粉塵運動強度減弱。

2.3、優(yōu)化升級慣性抑塵單元

原有慣性抑塵單元為硫化一體成型，導(dǎo)料槽內(nèi)部螺栓緊固、框架安裝。安裝繁瑣，容易脫落，膠條磨損后不易于檢查和更換，不能調(diào)節(jié)高度。

新型慣性抑塵單元采用外部抑塵盒、法蘭固定安裝，抑塵單元懸掛在抑塵盒內(nèi)部，有多高度檔位可以上下調(diào)節(jié);同時抑塵盒在外部可以通過拆卸少量蝶形螺母打開，便于快速檢查和更換調(diào)節(jié)。

2.2優(yōu)化緩沖泄壓裝置

原有緩沖泄壓裝置體積龐大，占用空間多，安裝不便，緩沖泄壓效果較差。

新型一級緩沖泄壓裝置和二級緩沖泄壓裝置設(shè)計角度不低于60度角，管道內(nèi)壁光滑，保證管道內(nèi)壁不積煤、不粘煤，一級循環(huán)緩沖泄壓裝置前后設(shè)置百葉窗，同時百葉窗配置高透氣自過濾功能的專用濾布，循環(huán)緩沖泄壓裝置一方面使得導(dǎo)料槽形成了回路，且引導(dǎo)導(dǎo)料槽誘導(dǎo)風(fēng)對沖，降低了風(fēng)速，另一方面增大了導(dǎo)料槽緩存誘導(dǎo)風(fēng)的腔體，改變誘導(dǎo)風(fēng)方向，能很好的降低導(dǎo)料槽腔體粉塵。

3、經(jīng)濟、安全效益分析

燃料系統(tǒng)帶式輸送機粉塵濃度大大降低，符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定<4.0mg/m³要求，減少了環(huán)境污染，有效改善了輸煤轉(zhuǎn)運站的內(nèi)部環(huán)境和減輕設(shè)備維護的勞動強度。改造后可以省去105 kw電耗，每天上煤平均為12小時，1年可節(jié)省廠用電105×12×365=45.99（kwh）。按電價0.50元/ kwh計算，每年可節(jié)省費用0.5×45.99=22.995（萬元）。保潔沖洗工作人員可減少3人，目前本地區(qū)保潔沖洗人工費150元/天，150×3×365=16.425（萬元）。合計每年可以節(jié)省資金22.995+16.425=39.42（萬元）。

燃料系統(tǒng)帶式輸送機改為無動力導(dǎo)料槽后，減少環(huán)境污染，粉塵濃度大幅度降低。提高了電氣設(shè)備絕緣水平下，確保了電氣設(shè)備的安全運行^[3]。

4、結(jié)論

湛江電力有限公司燃料系統(tǒng)帶式輸送機導(dǎo)料槽和除塵器進行改造為新型無動力除塵導(dǎo)料槽后設(shè)備運行情況穩(wěn)定，現(xiàn)場環(huán)境大為改觀。新型無動力除塵導(dǎo)料槽能滿足在不同煤種工況下的使用要求，帶式輸送機長期存在的粉塵濃度排放超標(biāo)、跑偏、撒煤、漏粉嚴(yán)重等現(xiàn)象得到了徹底解決。新型無動力除塵導(dǎo)料槽結(jié)構(gòu)簡單，不需要提供動力，節(jié)能環(huán)保，便于維護。粉塵濃度控制在4mg/m?或以下，粉塵回收率可達95%以上，無二次污染。粉塵濃度的大幅降低，同時提高了電氣設(shè)備絕緣水平下，確保了電氣設(shè)備的安全運行。

參考文獻

[1]李春亮，盧艷峰，華歲喜.無動力除塵在電廠輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國高新科技，2017，1（06）：56-58.

[2]林澤鵬.無動力除塵導(dǎo)料槽及干霧系統(tǒng)在電廠的應(yīng)用研究[J].低碳世界，2017（25）：47-48.

[3]孔令禹.新疆米東熱電廠輸煤系統(tǒng)無動力除塵器改造[J].中外企業(yè)家，2013（25）：202-203.