火電廠輸煤系統(tǒng)粉塵超標(biāo)原因分析與抑塵改造實(shí)踐

柳其達(dá)

【摘 要】某電廠兩臺(tái)1050MW機(jī)組投產(chǎn)后，由于落煤管設(shè)計(jì)不合理、導(dǎo)料槽不密封、抑塵設(shè)施效果差等問(wèn)題造成輸煤系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)站煤塵長(zhǎng)期超標(biāo)，不符合職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重威脅設(shè)備安全運(yùn)行和作業(yè)人員健康。該廠通過(guò)專項(xiàng)分析，并實(shí)施綜合抑塵技改解決問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】火電廠;輸煤系統(tǒng);揚(yáng)塵成因;除塵

1設(shè)備簡(jiǎn)介

某電廠2×1050MW機(jī)組卸煤段皮帶機(jī)帶寬B=1800mm，速度V=3.5m/s。上煤段皮帶機(jī)帶寬B=1400mm，速度V=2.5m/s。原設(shè)計(jì)主要采取以下除塵措施：一是采用傳統(tǒng)的四方型落煤管和導(dǎo)料槽;二是皮帶機(jī)頭部護(hù)罩和尾部導(dǎo)料槽安裝噴淋抑塵;三是對(duì)落差≥4m的落料點(diǎn)導(dǎo)料槽上部布置緩沖鎖氣器;四是各導(dǎo)料槽均設(shè)有多管沖擊式除塵器進(jìn)行除塵。

2原輸煤系統(tǒng)煤塵防治效果及煤塵超標(biāo)原因分析

1）落煤管形狀、流線設(shè)計(jì)不合理。物料在內(nèi)部折角處撞擊產(chǎn)生煤塵顆粒和形成高速誘導(dǎo)風(fēng)形成正壓外泄煤塵。另由于折角易導(dǎo)致煤濕時(shí)粘煤、堵煤，落料點(diǎn)不正致皮帶跑偏、撒煤等故障。2）傳統(tǒng)導(dǎo)料槽整體密封性差。導(dǎo)料槽兩側(cè)及導(dǎo)料槽出口處由于皮帶的跳動(dòng)、物料的運(yùn)動(dòng)易造成密封性不佳，以及導(dǎo)料槽出口風(fēng)速高，造成煤塵外溢。3）水沖激除塵器除塵效果差。該除塵器由于離落料點(diǎn)較遠(yuǎn)及設(shè)計(jì)的抽風(fēng)量不足，無(wú)法將槽內(nèi)混合空氣完全抽走。4）水噴淋效果差。原導(dǎo)料槽尾部和頭部護(hù)罩處水噴淋顆粒大，捕捉煤塵能力差，產(chǎn)生揚(yáng)塵。

3技改方案

3.2曲線落煤管改造

1）曲線落煤管主要包含頭部集流導(dǎo)流裝置、落煤管本體和給料匙等裝置。2）頭部集流導(dǎo)流裝置：取消原煤流擋板，新型頭部集流導(dǎo)流裝置導(dǎo)流擋板采用曲線下伸至皮帶機(jī)頭部漏斗內(nèi)，使物料以較小的沖擊角度與頭部集流導(dǎo)流裝置漸變接觸，以非常小沖擊角度收集并限制運(yùn)動(dòng)的物料流，在導(dǎo)流擋板的引導(dǎo)下逐漸改變流動(dòng)方向，使物料朝輸送機(jī)系統(tǒng)下方設(shè)備平緩流動(dòng);物料在頭部集流導(dǎo)流裝置的作用下得到匯集，能夠匯聚“排隊(duì)”運(yùn)動(dòng)，從而有效減小誘導(dǎo)風(fēng)、抑制煤塵的產(chǎn)生，并最大程度降低物料速度的損失，避免物料在頭部漏斗位置發(fā)生堆積堵塞。3）落煤管本體：落煤管采用弧形流線型、“U”形截面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，總體設(shè)計(jì)保證物料的匯集輸送，結(jié)合落差的大小設(shè)置誘導(dǎo)風(fēng)抑制系統(tǒng)和緩沖物料沖擊系統(tǒng)，避免采用傳統(tǒng)落煤管時(shí)直接落料對(duì)受料皮帶造成直接沖擊的現(xiàn)象;落煤管的設(shè)計(jì)保證所有落料點(diǎn)和膠帶對(duì)中，運(yùn)行期間不發(fā)生落料點(diǎn)不正?，F(xiàn)象。4）給料匙：給料匙安裝于落煤管最底部，用于接收物料流并將其放在受料帶式輸送機(jī)上。給料匙確保物料的移動(dòng)方向與受料帶式輸送機(jī)運(yùn)行方向相產(chǎn)生。給料匙出口采用向前擴(kuò)容設(shè)計(jì)，其兩側(cè)深入導(dǎo)料槽內(nèi)側(cè)，對(duì)一條膠帶只有一個(gè)落料點(diǎn)的，給料匙尾部距離膠帶不高于150mm，雙邊各留50mm距離;對(duì)后點(diǎn)落料點(diǎn)則要充分估計(jì)煤流的高度設(shè)計(jì)，給料匙具有導(dǎo)正落料的作用，從而減少對(duì)膠帶的沖擊、磨損、偏心加載、襯板磨損等問(wèn)題。5）落煤管、集流導(dǎo)流裝置和給料匙沖擊面內(nèi)襯高鉻雙金屬耐磨復(fù)合鋼板，總厚度不低于24mm（12mm基材+12mm堆焊）;堆焊表面硬度（HRC）為58～60，含碳量w（C）不低于4%～5%，含鉻量w（Cr）不低于32%，耐磨性能是普通耐磨鋼6～10倍以上。磨損面內(nèi)襯采用不小于25mm厚、Al2O3含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）95%以上的純陶瓷耐磨材料;集料斗、中間過(guò)渡段管壁和給料匙內(nèi)耐磨陶瓷內(nèi)襯光滑順暢、耐磨損、能抗強(qiáng)力沖擊、易安裝且不易脫落。6）曲線落煤管總體技術(shù)采用SolidWorks三維立體設(shè)計(jì)建模技術(shù)，借助于先進(jìn)的顆粒學(xué)仿真軟件EDEM，對(duì)散狀物料輸送過(guò)程中顆粒體系的行為特征進(jìn)行較真實(shí)模擬，從而優(yōu)化物料通道。通過(guò)落煤管的優(yōu)化設(shè)計(jì)從源頭上解決原落煤管轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)產(chǎn)生的煤塵大、容易堵料及膠帶跑偏等問(wèn)題，確保物料轉(zhuǎn)運(yùn)安全、高效順暢、清潔。

3.2沉降式導(dǎo)料槽改造

1）沉降式導(dǎo)料槽包含側(cè)板、頂板、支撐槽鋼、耐磨襯板、防溢裙板、迷蹤式擋簾及下部的托輥、支撐板（條）部分。2）導(dǎo)料槽內(nèi)部：內(nèi)側(cè)全長(zhǎng)采用500mm×230mm×16mm螺栓連接的聚氨酯耐磨密封襯板，襯板最低距離膠帶不大于5mm，可起到一級(jí)密封，有效防止側(cè)板磨穿并保護(hù)防溢裙板。導(dǎo)料槽兩側(cè)均安裝高密度橡膠和超高分子聚氨酯防溢裙板，可起到二級(jí)密封，以上措施可確保導(dǎo)料槽兩側(cè)的完全密封。3）導(dǎo)料槽下部：該型導(dǎo)料槽膠帶下設(shè)置托輥+支撐板（條）的組合方式。支撐板（條）與皮帶機(jī)支架連接，維護(hù)人員無(wú)需進(jìn)入導(dǎo)料槽即可直接在導(dǎo)料槽外更換皮帶下部的支撐板（條）。支撐板（條）表面采用大于400萬(wàn)超高分子量聚乙烯材質(zhì)、表面平滑、不傷皮帶、具有良好的耐磨和防火性能，實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶的連續(xù)支撐，不出現(xiàn)漏煤、漏粉現(xiàn)象。4）導(dǎo)料槽降塵原理：高速誘導(dǎo)風(fēng)一部分透過(guò)阻風(fēng)簾進(jìn)入循環(huán)區(qū)，另一部分過(guò)循環(huán)泄壓裝置泄壓并改變風(fēng)向，在裝置出風(fēng)口與進(jìn)入循環(huán)區(qū)的誘導(dǎo)風(fēng)形成對(duì)沖，從而降低風(fēng)速，同時(shí)這部分風(fēng)可以促進(jìn)循環(huán)區(qū)的煤塵局部循環(huán)起來(lái)，再經(jīng)過(guò)循環(huán)降塵區(qū)進(jìn)行二級(jí)循環(huán)降速;在導(dǎo)料槽內(nèi)加裝迷蹤式天然橡膠膠條擋簾和PU阻風(fēng)簾，促使誘導(dǎo)風(fēng)走S型走道，從而有效降低風(fēng)速和吸附、控制煤塵。

3.3微米級(jí)干霧抑塵改造

1）本次改造加裝兩套微米級(jí)干霧抑塵系統(tǒng)，每套干霧抑塵系統(tǒng)主要由干霧主機(jī)、空壓機(jī)、水氣分配器、萬(wàn)向節(jié)總成（含噴頭）等設(shè)備及儲(chǔ)氣罐、水管線、壓縮空氣管線、全自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器、增壓泵、自動(dòng)控制系統(tǒng)等配套部分組成。2）干霧抑塵主機(jī)：干霧抑塵機(jī)由電控系統(tǒng)、多功能控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)組成。主機(jī)將氣、水過(guò)濾后，以設(shè)定的氣壓、水壓、氣流量、水流量按開(kāi)關(guān)程序控制閥打開(kāi)或關(guān)閉，經(jīng)管道輸送到萬(wàn)向節(jié)中去，實(shí)現(xiàn)噴霧抑塵。3）空壓機(jī)：采用箱式結(jié)構(gòu)、螺桿式壓縮機(jī)。碎煤機(jī)樓、T6轉(zhuǎn)運(yùn)站空壓機(jī)功率分別為37kW、55kW，分別可供46、68個(gè)噴頭運(yùn)行。4）水氣分配器：通過(guò)水氣分配器實(shí)現(xiàn)水、氣、電主管線與萬(wàn)向節(jié)總成的連接，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況通過(guò)PLC控制實(shí)現(xiàn)各萬(wàn)向節(jié)總成分別噴霧。5）萬(wàn)向節(jié)總成：由噴頭、噴頭固定座、萬(wàn)向節(jié)接頭、防護(hù)鋼管、水、氣連接管組成。單落煤點(diǎn)的導(dǎo)料槽按落煤點(diǎn)后、落煤點(diǎn)前、導(dǎo)料槽近出口共三組、每組兩個(gè)噴頭共六個(gè)噴頭設(shè)置，尾部滾筒設(shè)置兩個(gè)對(duì)吹噴頭，頭部護(hù)罩設(shè)置四個(gè)噴頭。6）微米級(jí)干霧抑塵系統(tǒng)通過(guò)壓力將液體供給萬(wàn)向節(jié)總成，液體和壓縮氣體在萬(wàn)向節(jié)噴霧器總成內(nèi)部混合，產(chǎn)生超聲波震蕩功能的微米級(jí)、漫射型噴霧。噴霧顆粒直徑1～10μm，對(duì)懸浮在空氣中尤其是5μm以下的可吸入顆粒進(jìn)行有效地吸附，使皮帶機(jī)頭部護(hù)罩、導(dǎo)料槽內(nèi)部及尾部滾筒處的煤塵受重力作用沉降，從而達(dá)到整體抑塵作用。

4結(jié)語(yǔ)

將傳統(tǒng)方形落煤管、普通導(dǎo)料槽轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施和水沖激除塵器、水噴淋的抑塵設(shè)備改造成防堵抑塵曲線落煤管、沉降式導(dǎo)料槽和微米級(jí)干霧抑塵系統(tǒng)的抑塵組合，可以大幅將轉(zhuǎn)運(yùn)站總粉塵允許濃度降低至《火力發(fā)電廠運(yùn)煤設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定的4mg/m3以下，治理了安全隱患，同時(shí)解決電廠轉(zhuǎn)運(yùn)濕煤時(shí)容易粘煤、堵煤，因落料點(diǎn)不正導(dǎo)致的跑偏、撒煤，以及直接落料沖擊、損壞皮帶等現(xiàn)象，有效提高輸煤系統(tǒng)安全、文明生產(chǎn)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳維炳.火電廠輸煤系統(tǒng)粉塵超標(biāo)原因分析與抑塵改造實(shí)踐[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2019，9（08）：130-132.

[2]劉偉.論火電廠輸煤系統(tǒng)揚(yáng)塵成因及除塵對(duì)策分析[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2019（15）：108-110.

（作者單位：華能海南發(fā)電股份有限公司東方電廠）