1000MW機組輸煤除塵效果研究及探索

黃雪濤

（廣東粵電靖海發(fā)電有限公司，廣東惠來 515223）

1 靜電除塵器工作原理及效果

某廠2 臺1000 MW 機組用煤經(jīng)輸煤系統(tǒng)從圓形儲煤場輸送至鍋爐煤倉，燃煤經(jīng)輸煤皮帶逐級輸送提升，在逐級提升過程中因落差形成揚塵，揚塵處安裝除塵設(shè)備進行除塵。除塵設(shè)備采用高壓靜電除塵方式（圖1），通過風(fēng)機將煤塵從落料口經(jīng)管道抽進高壓靜電場。高壓靜電場內(nèi)布置的陽極板和陰極棒共同作用下產(chǎn)生電場，煤塵形成陰陽電荷，隨著氣流通過電極陣列吸附在不同極性電極上，煤粉被截留在電場中，潔凈的空氣由風(fēng)機排出大氣，完成除塵。高壓靜電除塵器主要工作部件是電極和風(fēng)機，由于生產(chǎn)中存在燃煤粉塵含量、風(fēng)管管程等諸多工況，安裝在各個落煤點除塵器的除塵效果不同。除塵效果差的部位環(huán)境粉塵含量達不到低于50 mg/m3的國家要求，需要對除塵設(shè)備及運行方式進行分析和改進。

2 除塵器運行現(xiàn)狀及問題

2.1 除塵器運行方式及不足

靜電除塵器隨輸煤皮帶啟動后啟動，皮帶停止后除塵器延時停止，皮帶運行期間除塵器會間歇停止振打除灰，以便繼續(xù)運行除塵。實際運行中高壓靜電除塵器存在風(fēng)機出力不足、電場性能不良、與輸煤系統(tǒng)運行狀態(tài)匹配不好等問題。作為抑制煤塵輔助手段的噴淋水幕，在輸煤皮帶頭部落下前噴淋燃煤降塵，但實際運行中有水源含雜質(zhì)堵住噴頭的問題，達不到預(yù)期噴淋效果。在燃煤含水量低時，輸煤過程中揚塵嚴(yán)重。

圖1 高壓靜電除塵器結(jié)構(gòu)

除塵效果差將導(dǎo)致棧橋周圍堆積煤粉，嚴(yán)重影響工作人員的健康，而難以清理的沉積煤粉又存在自燃風(fēng)險，導(dǎo)致靜電除塵器自燃現(xiàn)象時有發(fā)生?；诜N種實際不利情況，必須對粉塵進行有效抑制及去除，保障輸煤系統(tǒng)安全穩(wěn)定可靠運行。

2.2 靜電除塵器無法滿足實際除塵要求

靜電除塵器作為輸煤系統(tǒng)主要的除塵設(shè)備，在實際生產(chǎn)過程中各個落煤點的揚塵因高度差而出現(xiàn)不同的嚴(yán)重程度，揚塵同樣也跟燃料水分含量有關(guān)。水分低，揚塵大，水分高揚塵少。靜電除塵在設(shè)計之初選型關(guān)系到實際除塵效果是否良好，在經(jīng)過多年的運行中，靜電除塵明顯不能完全適應(yīng)某廠輸煤除塵的要求，出現(xiàn)諸多問題。

2.2.1 風(fēng)機噴粉。

當(dāng)靜電除塵器啟動后，除塵器風(fēng)機先啟動建立負(fù)壓向落煤口抽風(fēng)，隨之啟動靜電電場。實際運行中會出現(xiàn)除塵器靜電場未成功建立，導(dǎo)致風(fēng)機出風(fēng)口向外噴煤粉的情況，造成環(huán)境污染。

2.2.2 抽風(fēng)不足

靜電除塵器在上下級皮帶傳送機落差大情況下，風(fēng)管管程過長，加上管道內(nèi)部附著煤粉阻力大導(dǎo)致除塵器風(fēng)機出力不能滿足建立良好負(fù)壓的需求，煤粉外溢明顯。

2.2.3 與輸煤皮帶運行方式匹配不好

當(dāng)輸煤皮帶機啟動后，相應(yīng)的皮帶沿線除塵器隨之啟動。但個別除塵器會出現(xiàn)未成功啟動的情況，無法除塵。正常工作的除塵器需要間歇運行，振打電場內(nèi)吸附的煤粉以便再次進行除塵。當(dāng)輸煤皮帶長時間運行時，個別除塵器會出現(xiàn)停機后未再次啟動的情況。各種除塵器的非正常運行不能完全滿足輸煤系統(tǒng)除塵的需求。

3 煤塵產(chǎn)生的根源分析及新的除塵方式

煤屬于固體散料，無法像流體一樣在密封的管道中輸送，不可避免地與空氣接觸，空氣成為揚塵媒介。燃煤從儲煤場運送到鍋爐房需要經(jīng)過輸煤皮帶一級級地提升轉(zhuǎn)運，轉(zhuǎn)運過程中存在的落差產(chǎn)生沖擊形成了揚塵，是煤塵生成的主要因素。燃煤中粉塵的顆粒物是揚塵的主要成分，燃煤中的水分含量與形成的粉塵濃度有直接關(guān)系，含水量高粉塵不易形成，含水量低的煤粉在垂直沖擊作用下極易隨著空氣漂浮。

在經(jīng)過多年對靜電除塵設(shè)備改良、增加除塵方式、改進運行方式的探索后，取得的除塵效果并不理想。必須在揚塵的根源上采取針對性措施，將抑制揚塵和除塵兩方面結(jié)合才能最有效避免粉塵污染。

目前產(chǎn)生煤塵的主要源頭在燃煤輸送上下級皮帶的落料口處。燃煤因垂直降落，各級落煤管落差有10 m 不等，改變大距離垂直落料的運行方式才能降低燃煤的沖擊，達到抑制煤塵產(chǎn)生的目的。為此，在儲煤場第一級皮帶落煤點處進行落煤管改造，最大限度地抑制揚塵從而達到無揚塵目的。

在該轉(zhuǎn)運點將大角度三通管道和垂直落煤管(圖2）更換為具有控制流道抑塵防堵功能的落煤管道。該新型管道分為集料裝置、落煤管、接料裝置及封閉導(dǎo)料槽等主要部件，并配有降塵部件。落煤管使用流線多邊型技術(shù)，通過改變形態(tài)從而改變煤流在管中的輸送方式，由垂直掉落變成沿管路滑行（圖3）。

在垂直方向上使用流線型落煤管確保了材料的收集和運輸，并根據(jù)實際燃煤下落的情況，安裝了風(fēng)抑制和緩沖擊的系統(tǒng)（圖4）。在水平方向上，下降煤管的出口采用向前膨脹設(shè)計。順皮帶運行方向，落煤管出口兩側(cè)深入導(dǎo)料槽（圖5）內(nèi)側(cè)，延長導(dǎo)料槽長度，充分預(yù)估煤流的高度，防止煤流流動性差發(fā)生堵煤。為了保證導(dǎo)槽的整體密封性能，在導(dǎo)槽的兩側(cè)和尾部安裝了雙層彈性密封防溢擋板和密封裝置。多重密封結(jié)構(gòu)確保無論導(dǎo)管中有多少風(fēng)壓，都不會從兩側(cè)和尾部噴出灰塵。

改進后的燃煤下落沖擊區(qū)導(dǎo)料槽，形成一個沿輸煤皮帶運轉(zhuǎn)方向的單向的密封室。導(dǎo)料槽內(nèi)交錯安裝多個擋塵板，起到抑制風(fēng)速和吸附粉塵的作用。待沖擊風(fēng)速降至0 時，粉塵自然沉降，最終達到理想的除塵效果。

圖2 垂直式落煤管

圖3 滑行式落煤管

圖4 阻風(fēng)簾

圖5 導(dǎo)料槽

4 無動力除塵改造效果及優(yōu)勢

安裝流線型落煤管從根本上大大緩解了燃煤在高點落到低點的垂直沖擊，避免大量的揚塵產(chǎn)生。由煤流驅(qū)動的下降煤管中的少量粉塵會在導(dǎo)槽的粉塵抑制作用下迅速沉降，落料點周圍環(huán)境中無明顯可見粉塵，實際運行中達到了預(yù)期除塵效果。

與高壓靜電除塵相比無動力除塵優(yōu)勢明顯：機械降塵無電能消耗；純機械除塵設(shè)置，故障率低，無電氣故障，除塵性能可靠；除塵效果好，過濾的煤粉無需二次處理，消除了自燃風(fēng)險；無需啟動和停止，減輕操作人員的勞動強度，避免了電除塵不隨皮帶啟動或啟動后不停機。

5 結(jié)語

通過分析輸煤系統(tǒng)除塵設(shè)備，采取改變落煤管設(shè)備的手段，揚塵的主要因素得到緩解。再對水分低的燃煤噴淋加濕，基本達到低粉塵的目標(biāo)，成效顯著。一系列改進對生產(chǎn)現(xiàn)場具有普遍推廣性，值得繼續(xù)探索。