張 輝
(秦皇島港股份有限公司第二港務(wù)分公司,河北秦皇島 066000)
近年來,隨著霧霾天氣的頻繁發(fā)生,國家對(duì)空氣保護(hù)日益重視,制定和出臺(tái)了各項(xiàng)措施。各大港口為了更好的保護(hù)碧海藍(lán)天,都在加大對(duì)環(huán)保設(shè)備的投入,在保證環(huán)保無污染的前提下進(jìn)行港口作業(yè)。但是環(huán)保設(shè)備的種類參差不齊,如果在選擇環(huán)保設(shè)備時(shí)出現(xiàn)選擇錯(cuò)誤,不但是對(duì)資金的一種浪費(fèi),更為重要的是不能有效的抑制粉塵,還對(duì)環(huán)境造成污染。秦皇島港從事的是煤炭港口作業(yè),存在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)臟、現(xiàn)場(chǎng)煤塵多、作業(yè)粗放的問題。為抑制現(xiàn)場(chǎng)煤塵,秦皇島港采用了多種除塵方式對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。通過多年來環(huán)保設(shè)備的管理經(jīng)驗(yàn),將幾種除塵方式進(jìn)行梳理,列出優(yōu)缺點(diǎn),以對(duì)除塵設(shè)備進(jìn)行合理選擇。當(dāng)前港口用的比較多的除塵設(shè)備有傳統(tǒng)的水噴淋式除塵設(shè)備、轉(zhuǎn)接落料點(diǎn)常用的干法除塵設(shè)備、干霧除塵設(shè)備、微霧除塵設(shè)備、新型水纜式除塵設(shè)備等諸多類型。本文針對(duì)這些除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行歸納并分析。
水噴淋式除塵設(shè)備是比較傳統(tǒng)的除塵方式,主要的工作原理就是利用水來壓制空氣的粉塵,讓彌漫在空氣中的粉塵與水霧結(jié)合,潤濕之后,粉塵得到沉降,進(jìn)而起到抑制粉塵的作用。其中設(shè)備的優(yōu)勢(shì)有以下2 個(gè)方面:
(1)傳統(tǒng)意義的除塵方式,技術(shù)成熟可靠,運(yùn)行安全穩(wěn)定,不會(huì)因煤種的不同影響除塵效果。
(2)適合堆料場(chǎng)地的大面積除塵,一般方式就是在堆場(chǎng)兩側(cè)建造若干噴槍站式的水噴淋設(shè)備,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝便捷。
這種傳統(tǒng)式的除塵方式雖然優(yōu)點(diǎn)明顯,但也存在缺點(diǎn):
(1)該除塵設(shè)備整體除塵效率不是很理想,更多的適合宏觀層次的除塵,在微觀方面效果并不顯著。例如在堆場(chǎng)兩側(cè)大面積的噴槍式水噴淋設(shè)備,經(jīng)過每天定頻次灑水,肯定會(huì)對(duì)堆場(chǎng)環(huán)境有所改善,但是如果在轉(zhuǎn)接機(jī)房或者料斗等封閉式的環(huán)境使用時(shí),煤塵顆粒較小,無法與水正常結(jié)合,效果就會(huì)降低。
(2)主要除塵介質(zhì)依靠的是水,水在冬季必然會(huì)結(jié)冰,所以該除塵方式在冬季要想順利使用,必須有過硬的保溫伴熱系統(tǒng)作為技術(shù)支持,否則冬季無法正常使用,所以在冬季防凍是重中之重。
干法除塵設(shè)備在港口領(lǐng)域比較常見的有布袋式除塵設(shè)備、電荷充放電式除塵設(shè)備、濕式電除塵設(shè)備等類型。這幾種類型的設(shè)備優(yōu)缺點(diǎn)也比較明顯。
(1)布袋式的干法除塵設(shè)備是一種傳統(tǒng)的除塵設(shè)備,在港口轉(zhuǎn)接機(jī)房比較常見,主要是以除塵過濾帶為媒介,使得粉塵被吸附或被阻擋在濾袋之中,再通過反吹風(fēng)機(jī)的反吹掃或脈沖的強(qiáng)振方式將粉塵輸送到集塵罐中。
優(yōu)點(diǎn):技術(shù)趨于成熟,對(duì)于不同的煤種都有一定效果,在一定時(shí)間內(nèi)除塵效果比較好。
缺點(diǎn):布袋除塵器是目前國內(nèi)火力發(fā)電廠燃煤輸送系統(tǒng)中使用最多的除塵器,但在實(shí)際運(yùn)行中,90%以上都無法正常運(yùn)行,其主要原因有:①我公司屬于煤炭運(yùn)輸港口,在春、夏兩季時(shí)煤炭的含水量都比較高,這就使得當(dāng)煤塵吸附到布袋上時(shí),由于含水量較大,時(shí)間久了對(duì)布袋的過濾效果大打折扣,有的時(shí)候累積的水汽達(dá)到一定濃度,再加上袋倉內(nèi)溫度較高,有的時(shí)候甚至把過濾帶燒糊,造成濾帶破損,導(dǎo)致風(fēng)量達(dá)不到效果,使得除塵功效不高。冬天時(shí)含煤水汽積累到一定程度后,經(jīng)過一段時(shí)間會(huì)板結(jié)成煤塊,極易造成濾帶氣流不暢;②由于布袋需經(jīng)常清洗和更換且風(fēng)機(jī)功率較大,進(jìn)而使得運(yùn)行費(fèi)用較高,所需能耗大。由于該除塵器的核心主要就是利用濾袋達(dá)到除塵的目的,壓力損失較高,一般可達(dá)1500~2000 Pa,導(dǎo)致配備風(fēng)機(jī)功率會(huì)很大,電耗隨著增加。由于糊袋、破袋等布袋問題,解決的辦法就是經(jīng)常清洗,無法清洗的就需要更換布袋,不管是清洗還是更換濾帶都會(huì)造成極高的修理費(fèi)用、材料費(fèi)用。同時(shí)廢舊的布袋處理也很麻煩,由于環(huán)保原因廢舊的布袋經(jīng)常還需要花高額的處理費(fèi)用進(jìn)行處理,大大增加了運(yùn)行費(fèi)用和維護(hù)工作量,因此大多數(shù)火電廠的布袋除塵器在使用一段時(shí)間后都閑置不用;③在實(shí)際運(yùn)行過程中,皮帶的落料時(shí)高低差往往不會(huì)太小,煤粉落下時(shí)也不可能保證定量落下,有時(shí)大有時(shí)小,粉塵的濃度也會(huì)隨著時(shí)高時(shí)低。該種除塵方式對(duì)這種驟變的情形是無法很好的應(yīng)付的,所以造成運(yùn)行不平穩(wěn)。
(2)靜電式除塵設(shè)備的外觀與布袋式除塵設(shè)備相似,機(jī)械結(jié)構(gòu)較為類似,區(qū)別在于粉塵的收集方式,其工作的核心原理是將粉塵氣體通過帶有高壓的一種靜電場(chǎng),根據(jù)實(shí)際粉塵量的大小靜電場(chǎng)不止一個(gè),通過粉塵荷電將粉塵吸附在特殊制造的集塵板上,再以振動(dòng)的方式將粉塵收集到集塵裝置中。
優(yōu)點(diǎn):除塵效率高、所需能耗低、日常維護(hù)量小,能長期穩(wěn)定運(yùn)行。
缺點(diǎn):我公司的轉(zhuǎn)接機(jī)房最早應(yīng)用的就是靜電除塵裝置,經(jīng)過多年使用,總結(jié)認(rèn)為除塵設(shè)備對(duì)于煤種的要求具有局限性,由于整體的技術(shù)核心都是圍繞靜電展開,當(dāng)遇到高揮發(fā)的粉塵存在爆炸的風(fēng)險(xiǎn),安全性能不高,且由于日益嚴(yán)峻的環(huán)保要求,1~2 個(gè)靜電場(chǎng)基本不能達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),一般都需要3 個(gè)以上的靜電場(chǎng)才能滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致占地面積大,設(shè)備整體比較龐大。
(3)濕法電除塵系統(tǒng)是前兩種干法除塵設(shè)備的一個(gè)升級(jí)產(chǎn)品,主要的工作流程是將粉塵氣體先過水,讓一部分的粉塵與水結(jié)合,潤濕后沉到水里,對(duì)于一些無法沉積的粉塵顆粒進(jìn)入充滿水霧的電除塵器里,再經(jīng)過荷電進(jìn)行收集。
優(yōu)點(diǎn):適應(yīng)煤種變化,安全,不產(chǎn)生自燃爆炸;對(duì)PM2.5 及以下粉塵能有效的去除;耗水量小,每小時(shí)用水量小于200 kg;占地小;可長時(shí)間保證較高的效率。
缺點(diǎn):相對(duì)阻力較大;冬季需防凍。
3 種干法除塵設(shè)備在港口或者電廠的運(yùn)輸煤炭的系統(tǒng)里很是常見,區(qū)別是這幾種除塵設(shè)備在煤種多樣化、設(shè)備所處環(huán)境和工藝流程的設(shè)置區(qū)別。以實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)以及理論知識(shí)作為依托,總結(jié)了這幾種除塵設(shè)備的技術(shù)對(duì)比表(表1)。
表1 除塵設(shè)備技術(shù)對(duì)比
(1)干霧除塵設(shè)備是從2012 年開始逐漸應(yīng)用到港口領(lǐng)域的一種抑塵設(shè)備,在翻車系統(tǒng)中運(yùn)用較多,主要的工作原理就是通過特殊制造的干霧抑塵機(jī)配合空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生高壓空氣,氣與水按照一定比例結(jié)合后形成一種不足10 μm 的微細(xì)顆粒,肉眼可視為霧狀的氣體,這種氣體的學(xué)名就是干霧,這種顆粒可以與粉塵相互結(jié)合,進(jìn)而聚結(jié)變大,在自身重力作用下沉降。該除塵裝置的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)經(jīng)過實(shí)際使用總結(jié)如下:
優(yōu)點(diǎn):除塵效果比較直觀,可在冬季使用,耗水量比較少,整體安全性能比較高。
缺點(diǎn):我公司在翻車機(jī)領(lǐng)域運(yùn)用較多,根據(jù)多年來的使用及維修經(jīng)驗(yàn),該除塵方式的缺點(diǎn)也很明顯,主要有以下4 個(gè)方面。①整體設(shè)備流程比較復(fù)雜,任何一個(gè)環(huán)節(jié)出故障,將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)出現(xiàn)問題,檢修難度較大;②冬季使用過程中對(duì)保溫伴熱要求高,伴熱系統(tǒng)一旦出問題,水路將會(huì)凍結(jié),再行恢復(fù)難度很大;③干霧積累到一定程度,也會(huì)凝結(jié)成冰,對(duì)設(shè)備造成一定安全隱患;④干霧噴嘴較為精細(xì),對(duì)水質(zhì)要求很高,很容易就造成噴嘴堵塞,此噴嘴在機(jī)上清理十分困難,需先進(jìn)行更換后拆解下來再行清理,保養(yǎng)難度高。
(2)微霧除塵系統(tǒng)是近3 年興起的一種除塵系統(tǒng),通過將水加壓至5 MPa 乃至更高,一般不超過8 MPa,并經(jīng)過特制噴嘴后,將水霧顆粒的直徑破碎至微米的級(jí)別,降低水滴表層的張力,就更易于與粉塵結(jié)合沉降。由于高壓微霧的霧滴粒徑極小,在空氣中呈彌漫性漂浮,強(qiáng)化了與漂浮粉塵的廣泛性碰撞、吸附、粘合的概率,一般大小的水和塵埃粒子碰撞、凝聚,塵埃顆粒自重增大而墜落,無法再揚(yáng)起。
二者的區(qū)別在于干霧除塵器是通過水路和氣路的結(jié)合來達(dá)到抑塵的目的,除塵效果較好但設(shè)備復(fù)雜度高,容易出故障。微霧除塵主要通過霧化噴嘴在高壓的作用下將水高度霧化進(jìn)而抑塵,只有水路無氣路,對(duì)保溫伴熱要求高,但設(shè)備簡(jiǎn)單可以多領(lǐng)域應(yīng)用。
新型水纜式除塵器是我公司自主研發(fā)的一種針對(duì)港口堆料機(jī)、取料機(jī)、裝船機(jī)等大型港機(jī)設(shè)備除塵方式。受卷盤式電纜供電方式啟發(fā),通過對(duì)可移動(dòng)遠(yuǎn)程連續(xù)自動(dòng)化供電的形式加以改進(jìn),把電纜更換成一種有著一定抗拉能力、抗彎曲能力、承壓能力等性能的專用水纜,纏繞在纜盤之上,進(jìn)而使得此水纜像電纜一樣可以隨港口裝卸設(shè)備移動(dòng)供水代替?zhèn)鹘y(tǒng)的供水模式。該除塵設(shè)備不在需要沿線供水槽、吸水泵、機(jī)上儲(chǔ)水箱、機(jī)上增壓泵,通過水纜直接就可對(duì)堆料機(jī)、取料機(jī)、裝船機(jī)等大型港口移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行作業(yè)時(shí)灑水除塵。近年來又開發(fā)出自帶保溫伴熱的水纜,使水纜除塵設(shè)備在冬季也可穩(wěn)定使用。
分析港口領(lǐng)域近些年常見的幾種除塵器的工作原理,總結(jié)其在應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)。目前除塵器種類繁多,都是為了抑制揚(yáng)塵,保護(hù)環(huán)境。不能盲目的推陳出新,也不能停滯不前,應(yīng)該根據(jù)港口運(yùn)輸特點(diǎn),以及設(shè)備安裝環(huán)境,將幾種除塵器有效結(jié)合,把每種除塵器的適用環(huán)境與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境充分結(jié)合,選取一套最適合自身港口、最有效的除塵方式。