火電廠鍋爐輸煤系統(tǒng)除塵分析與應用

李智文

（陜西煤業(yè)化工集團 神木電化發(fā)展有限公司， 陜西 榆林 719316）

0 引言

當前，絕大多數(shù)火電廠主要以燃煤作為燃料。燃煤通過輸煤皮帶，送入儲煤倉，再通過鍋爐輸煤系統(tǒng)將燃煤送入鍋爐爐膛燃燒， 通過加熱產(chǎn)生出具有一定壓力和溫度的過熱蒸汽，沖動汽輪機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，汽輪機轉(zhuǎn)子帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動，將機械能轉(zhuǎn)換成電能。

燃煤在進入輸煤皮帶之前，絕大部分粒徑非常小，偶爾有個別塊煤，企業(yè)也通過破碎機進行二次破碎。送入輸煤皮帶的燃煤，一般比較干，容易產(chǎn)生揚塵，致使作業(yè)現(xiàn)場工作環(huán)境非常差，個別區(qū)域現(xiàn)場幾乎很不清人，當空氣中的煤塵濃度有可能達到爆炸極限時， 極有可能造成煤塵閃爆，這給火電企業(yè)安全管理帶來極大的挑戰(zhàn)。 同時，由于作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣， 部分作業(yè)人員長時間在輸煤皮帶環(huán)境下作業(yè)，有可能產(chǎn)生職業(yè)病，極大的影響了作業(yè)人員的身心健康，解決輸煤皮帶揚塵污染顯得非常必要。

很多火電廠為了解決輸煤皮帶揚塵污染， 投入了大力的人力和物力。 傳統(tǒng)的除塵器一般有電除塵和布袋除塵。 這兩種除塵裝置效率都很高，可達99%以上。 很多企業(yè)，鍋爐尾部煙道安排了電除塵或布袋除塵，對煙氣中的顆料物進行除塵。

雖然電除塵和布袋除塵除塵效率很高， 但是上述兩種除塵器體積比較大，運行時風速不能過高，否則除塵器效率嚴重下降。 一般來說，火電廠皮帶輸煤系統(tǒng)空間比較小，不能滿足電除塵器安裝和運行要求，處理風量也不夠大，輸煤系統(tǒng)不能夠形成足夠的負壓防止塵粒外逸。同時，由于輸煤皮帶作業(yè)環(huán)境比較潮濕，電除塵器存在煤塵濕度大有跳閘和堵灰現(xiàn)象；另外由于電除塵器受粉塵電阻率的影響，對灰塵有一定的選擇性，而且極線極板受潮積灰，如果無法及時清灰，電除塵放電性能大幅下降，效率降低。布袋除塵器，在布袋受潮后，布袋除塵器運行阻力增大，造成除塵器堵塞，清灰困難，且內(nèi)部腐蝕嚴重，除塵器故障頻繁且效果差，無法長期持續(xù)運行。而且除塵器風機可能帶水，增大設(shè)備檢修維護量，降低設(shè)備投入率[1]。

電除塵和布袋除塵，設(shè)備裝置體積比較大，配套的配電柜和電機比較多，對作業(yè)環(huán)境要求比較嚴格，輸煤皮帶區(qū)域一般比較狹小，無法滿足安裝和運行最佳要求。個別火電企業(yè)，在輸煤皮帶安裝了噴淋進行降塵，這種工藝比較傳統(tǒng)，對降塵效果較好。 但噴淋除塵有一定的弊端，大多噴淋系統(tǒng)通常采用手動開關(guān)，如果開關(guān)不及時，對水壓控制不好，很容易使燃煤過干或過濕。過干，現(xiàn)場揚塵大，沒有起到除塵效果。 過濕，燃煤含火偏大，容易粘在皮帶表面和儲煤倉四壁，影響輸煤系統(tǒng)的正常上煤，同時含水份偏大的燃煤，會影響了鍋爐的正常燃燒。如果噴淋系統(tǒng)運行時間過長，煤塵會堵塞噴淋系統(tǒng)，影響噴淋效果。 特別是到了冬天，陜北氣溫零下幾十度，煤塵遇水馬上就結(jié)成冰塊，凍結(jié)在輸煤皮帶上，而且噴淋系統(tǒng)也有凍壞的可能，影響噴淋系統(tǒng)的正常運行。

一些南方企業(yè)，會采取噴淋系統(tǒng)實施輸煤皮帶降塵。但北方的火電企業(yè)，采用噴淋降塵就有很大的局限性。

1 案例分析

陜西煤業(yè)化工集團神木電化發(fā)展有限公司現(xiàn)有裝機容量2×100MW 和1×25MW 煤干石發(fā)電機組， 機組配套兩臺480t/h 鍋爐和一臺130t/h 鍋爐， 鍋爐燃燒的燃料主要是劣質(zhì)煤， 同時摻拌干煤泥。 該公司為了提高經(jīng)濟效益，通過多年運行調(diào)整，干煤泥摻拌比例有時可達50%。劣質(zhì)煤含矸石比例較大， 摻拌干煤泥后， 更容易產(chǎn)生揚塵。上煤時，如果照明不足，作業(yè)人員連對面都看不清楚。盡管作業(yè)人員對工作區(qū)域進行頻繁的打掃， 但由于揚塵太大，地面積存的煤塵厚度有時約20～30cm。 電化公司輸煤系統(tǒng)作業(yè)環(huán)境差， 對作業(yè)人員的身體健康和現(xiàn)場安全管理帶來了較大的挑戰(zhàn)，成為公司的“老大難”問題。 電化公司解決輸煤皮帶揚塵， 改善作業(yè)人員工作環(huán)境迫在眉睫。

為了切實改善輸煤皮帶作業(yè)環(huán)境，降低現(xiàn)場揚塵，該公司多次外出對標學習， 積極尋求有效的解決方案和途徑。 在輸煤皮帶加裝噴淋，但效果不佳。

2 用微動力除塵器對輸煤皮帶進行降低

2021 年， 電化公司高層領(lǐng)導下決心解決輸煤皮帶揚塵問題，要不惜一切代價，必須把作業(yè)現(xiàn)場揚塵降下來。為此，該公司多渠道外出考察，了解同行業(yè)針對類似隱患采取的措施。 通過和陜煤集團神木天元公司了解，該公司曾經(jīng)也發(fā)生過原料上料時，現(xiàn)場揚塵特別大的問題，該公司后來引進一種新的除塵技術(shù)，基本上解決了上述問題。 電化公司通過去天元公司實地考察， 天元公司原料上料時，作業(yè)現(xiàn)場揚塵要比電化公司好的多，基本上肉眼看不到揚塵。天元公司采取的除塵技術(shù)是丹東長城環(huán)境設(shè)備有限公司自行研發(fā)的一種叫新型專利——微動力除塵器。

電化公司立即和丹東長城環(huán)境設(shè)備有限公司聯(lián)系。該公司派技術(shù)員來電化公司進行實地考察三天， 對輸煤皮帶工藝流程和各項技術(shù)參數(shù)進行了解和認真分析。 認為， 電化公司可以采取微動力除塵器來解決現(xiàn)場揚塵問題，主要方案：現(xiàn)有煤棚至1 號兩條輸煤皮帶各設(shè)計有三個受煤坑。 上煤時，作業(yè)人員通過推煤機將煤棚里的煤推到受煤坑里，煤通過受煤坑的箅子落到給煤機皮帶上。 給煤機皮帶輸送落到輸煤皮帶上，進行上煤。 丹東除塵公司建議在每臺給煤機至輸煤皮帶之間，各安裝一臺微動力除塵器，除塵器和輸煤皮帶縫隙設(shè)計擋塵簾，防止煤塵外溢。受煤坑中的燃煤下落過程中會有可能產(chǎn)生煤塵，同時燃煤在下落沖擊壓力作用下，在皮帶上產(chǎn)生了使煤塵可以流動的壓力。在皮帶機溜槽和皮帶間（物料出口處除外）安裝密封裝置，有效阻止煤塵在皮帶兩側(cè)及尾部外溢，同時在物料出口處及皮帶。煤機皮帶啟動，煤通過給機前部安裝具有吸塵作用的軟簾，使絕大部分飛濺的煤塵被軟簾吸附，未被吸附的煤塵被周邊密封及皮帶前部吸塵軟簾所阻擋和吸附。 其余未被軟簾吸附的粉塵被除塵器中離心風機所產(chǎn)生的旋渦氣流吸到特制的濾筒中， 被濾筒過濾的氣體通過凈出氣口排出， 而煤塵則被特制的濾筒全部吸附在筒內(nèi)， 當濾筒內(nèi)的煤塵達到一定密度時反吹系統(tǒng)即開始， 通過脈沖反吹將濾筒內(nèi)的煤塵全部抖落至皮帶上隨燃煤一同輸送， 脈沖反吹時間是受控的，間隔時間適煤塵濃度大小而調(diào)節(jié)，使煤塵不外溢。 微動力除塵裝置主要采用空氣壓力平衡理念， 實現(xiàn)多次壓力平衡處理，減少粉塵量的產(chǎn)生。飛濺起的粉塵沿特有的蝸殼 （具有仿生學原理）曲線順利回流到來料處，并同新的燃煤一同下落到皮帶上。 通過微動力除塵裝置， 煤在下落過程中產(chǎn)生的揚塵吸入除塵器，通過重力作用，落到輸煤皮帶上，送入鍋爐燃燒[2]。

圖1 1# 輸煤皮帶微動力除塵器示意圖

電化公司組織相關(guān)技術(shù)人員對丹東長城公司編制的技術(shù)方案進行認真分析討論，認為上述方案符合電化公司現(xiàn)有設(shè)備運行工況， 決定實施。 2021年9 月份， 電化公司1 號輸煤皮帶改造完成后，通過調(diào)試，作業(yè)環(huán)境明顯好于未技改之前。 電化公司邀請環(huán)境權(quán)威檢測機構(gòu)神木市桐舟環(huán)?？萍加邢薰粳F(xiàn)場檢測，未技改前，作業(yè)現(xiàn)場粉塵濃度約為70mg/m3，（煤塵爆炸極限是50mg/m3左右）。 技改后，粉塵濃度約為7mg/m3，除塵效率達90%，現(xiàn)場顆粒物濃度低于GBZ 2.1—2019《工作場所有害因素職業(yè)接觸限制值》 的規(guī)定要求 （其他粉塵 （總塵）PC—TWC≤8mg/m3），完全滿足國家職業(yè)衛(wèi)生標準要求。 該公司于當年12 月份，對2 號輸煤皮帶再次技改， 在輸煤皮帶機頭加裝兩臺除塵器，在機尾加裝兩臺除塵器。 改造后，作業(yè)現(xiàn)場顆粒物濃度檢測值約為2mg/m3，除塵效率達97%，現(xiàn)場顆粒物濃度遠遠低于GBZ 2.1—2019 《工作場所有害因素職業(yè)接觸限制值》的規(guī)定要求（其他粉塵（總塵）PC—TWC≤8mg/m3），基本達到了“零”溢塵。

表1 1 號輸煤皮帶技改前后現(xiàn)場煤塵濃度分析數(shù)據(jù)

表2 2 號輸煤皮帶技改后現(xiàn)場煤塵濃度分析數(shù)據(jù)

圖2 1 號輸煤皮帶改造前后

3 結(jié)束語

神木電化公司通過對輸煤皮帶除塵改造， 極大的改善了作業(yè)人員工作環(huán)境，有力的推動了該公司安全、環(huán)保和職業(yè)衛(wèi)生管理水平， 為國內(nèi)同行業(yè)降低輸煤系統(tǒng)作業(yè)現(xiàn)場揚塵濃度提供了參考。