火电厂输煤系统粉尘综合治理

火电厂输煤系统粉尘综合治理摘要：根据火电厂输煤系统煤粉尘外泄污染严重的现状条件对输煤系统清洁化方案进行研究，对比分析了头部漏斗优化、曲线落煤管、全封闭除尘导料槽、湿式除尘器、微雾抑尘技术、回程皮带清洗装置、输煤栈桥结构优化等防抑尘设备和技术方案，提出了采用曲线落煤管、半封闭除尘导料槽、顶部采光全封闭栈桥、微雾抑尘装置等防抑尘设备和技术解决方案，形成含盖翻、堆、取、运作业全过程的粉尘防控体系，综合治理火电厂输煤系统作业时产生的煤粉尘污染。

关键词：火电厂；输煤系统粉尘；综合治理技术1电厂煤尘产生的机理任何粉尘都有要经过一定的扩散过程，以空气为煤介才能侵入人体。

粉尘从静止状态变为悬浮于周围空气的过程，称为“尘化”作用。

物料转运和输送时，如煤从高处向下落时，松散的物料不断受到挤压，把间隔中的空气猛烈挤压出来，当这些气流向外高速运动时，由于气流和粉尘的剪切作用，带动粉尘一起逸出；粒状物体在空中高速运动时，会带动周围空气随其流动，这部分空气即是诱导空气。

上述原因使尘粒由静止状态进入空气中浮游，称为一次尘化作用，它的能量很小，只能造成局部污染。

污染扩大的主要原因是二次气流，它会把粉尘带到整个空间形成更大的危害。

在转运站，经带式输送机输送的煤从高处下落到下级带式输送机时，由于气流和煤的剪切作用，被煤挤压出来的高速气流会带着煤尘向四周飞溅，另外，煤在下落过程中，由于剪切和诱导空气的作用，导致带式输送机导料槽内产生20~40Pa的正压，使部分煤尘从导料槽的缝隙处冒出，并扩散到室内。

在原煤仓，犁煤器向煤斗撒煤时，煤向煤斗下落过程中，由于剪切和诱导空气的作用，高速气流也会使部分煤尘在煤斗内飞扬，同时，下落的煤诱导进煤斗的空气以及煤挤压煤斗内原有的空气，使煤斗内产生正压，扬起的煤尘会从煤斗的落料口等处冒出，并扩散到室内。

在带式输送机头部滚筒上装有带式除铁器的部位，由于不能设头部护罩，也会产生粉尘。

还有在运煤系统设有碎煤机，碎煤机都有鼓风量，若处理不好，也造成下一级带式输送机导料槽扬尘。

根据经验，有些煤种若在煤场堆存时间稍长，此煤的表面水分丢失较多，碎裂成小块乃至粉末状，宜造成煤场扬尘。

此煤经斗轮机取出送入运煤系统至原煤仓，也造成转运点大量扬尘。

从上述几个场所扬尘的论述中我们可以看出，造成粉尘污染的主要原因是飞扬的煤尘和局部的高正压，要想抑制煤尘飞扬，使输煤系统达到文明生产洁净化的标准，就必须减少煤尘的发生量，消减扬尘点的局部风压，抑制粉尘发散空间，将煤粉控制在设备内部。

2输煤系统煤尘防治的现状燃煤电站运煤系统包括煤场、翻车机室、转运站、碎煤机室、运煤栈桥以及煤仓间，是目前电厂中工作环境最为恶劣的场所。

主要表现在室内粉尘浓度严重超标、工作场所地面和设备积尘、运煤设备密封性差、除尘设施不能正常使用等方面，严重影响了电厂安全文明生产，尤其是PM7.07以下的呼吸性粉尘，是导致运行人员产生矽肺病的重要因素，同时，煤尘积尘和自燃也是运煤系统火灾事故发生的主要原因。

由于运煤系统粉尘控制在项目建设过程中没有受到应有的重视，在设计阶段并没有针对煤尘特性的有效设计，煤尘控制设计方案也往往缺乏针对性，只是简单地根据一些数据和设计规定设置一些除尘器、喷水或喷雾装置，导致运行后输煤系统除尘效果不理想。

从设计方面来看，运煤工艺和暖通两个专业设计中各自为政，难以有效地整合整个控尘系统。

从输煤工艺及煤种变化来看，运煤工艺系统及煤种也发生了一些变化，如CFB锅炉运煤系统燃料粒径一般在8～10mm,增大了扬尘的程度，变换使用的煤种如沿海一些电厂大量使用的印尼煤，由于煤种的密度、粒径分布、表面水分以及除尘器入口含尘浓度的变化，使得除尘系统难以适应这种变化。

3输煤系统粉尘综合治理措施3.1防尘措施（1）选用曲线型落煤管，减少煤流从上级皮带落入下级皮带的冲击速度及切入角，使煤在落煤管内进行匀速或者匀加速运动，减少煤与煤之间的撞击、减少煤与落煤管之间的冲击。

转运站落煤管是煤流从上级皮带落入下级皮带的中间通道，传统的落煤管为垂直皮带布置，有的转运点落差达到14米，煤流垂直落下时速度达到16m/s，冲击风压非常高，扬尘很大，是煤粉抑制的重点、难点。

落煤管采用惯性流动技术设计并设置阻尼装置，大大降低煤流速度和下落时产生的诱导风，可解决拐弯死角又控制煤流流动速度和流动形态，达到以下效果：①煤沿着落煤管弧形切入下级皮带，形成缓流集束，大大减少煤流冲击能量，避免细小颗粒扩散到空气中形成粉尘；②煤无冲击地流动。

煤之间和煤与管壁无碰撞，细小颗粒不会“飞溅”到空气中形成粉尘；③控制煤流流动速度在一定范围，减少诱导风产生及扬尘。

同时也大大减少落煤管的磨损，延长内衬寿命3~5倍。

（2）头部漏斗改进优化；头部漏斗的设计应在对燃料头部卸料轨迹的计算基础上进行，漏斗形状应当符合物料抛射轨迹，头部漏斗内设置集流导流装置使煤流呈抛物线切线方向进入，使物料能按照预期设定的线路进入落料管中，其弧形集流导流挂板为活性悬挂和可调式弹性支撑，既可解决物料的冲击磨损和堵塞问题，又能使物料汇集，减少因冲击造成的粉尘。

改进后的头部漏斗结构逐渐改变煤流动的垂直方向，使煤朝带式输送机系统下方平缓流动。

一旦煤流是垂直流动的，煤流的方向会被轻微改变以便与接收带式输送机中煤流的方向相一致。

3.2堵尘措施（1）优化输煤栈桥建筑结构；输煤栈桥是传送煤的通道，一般为架空设计，内设传送皮带。

栈桥的常规设计为彩钢板封闭，由于输煤栈桥粉尘大，存在极大火灾隐患。

为解决上述缺陷，在栈桥顶部每隔一段距离设一台除尘风机，兼顾通风除尘功能，栈桥底部每隔一段距离预埋U型短管保证进风量，保持栈桥内风压均衡。

栈桥底部U型管可实现通风、除尘、防水等功能，净化输煤栈桥内部空气，减少输煤栈桥煤尘外溢；（2）优化导料槽型式；采用扩容循环式半封闭除尘导料槽（带挡尘帘、微雾抑尘装置），配合暖通专业除尘风机，形成一套综合抑尘装置，消减调整导料槽内部诱导风压，维持微负压，防止粉尘从导料槽头部逸出，扩容循环式全封闭除尘导料槽的扩容机理主要针对转运站落料点由于高差产生的诱导气流，导料槽扩容后压力、流速降低，从而有充足的时间进行下一步抑尘处理。

并且在循环管的作用下，部分高压气流返回处于负压区的高处落料口，从而减小底部导料槽内压力。

导料槽内设置多级挡尘帘和微雾抑尘装置，对经曲线落煤管和导料槽扩容仓消减后的含尘诱导风进一步加湿沉降，沉降和表面加湿机理主要针对扩容后流速较低的煤尘在微雾加湿和多级挡尘帘的作用下，粒度较小的煤尘相互碰撞形成较大粉尘颗粒，在挡尘帘和重力作用下逐渐下落并粘结在输送的煤流上或导料槽中。

在导料槽尾部设置一根负压管，连接暖通专业除尘风机进行负压控尘，综合控尘系统的负压控尘和过滤机理主要是考虑采用变频除尘风机，除尘风机风压风量不宜过大过小，过大容易导致导料槽内二次扬尘，增加除尘风机和除尘器负荷，过小不足以抵消煤流诱导风压，先对导料槽内经多级衰减后仍处于正压的含尘正压气流进行收集、计算、反馈，再由除尘风机提供适合的负压、风量，维持导料槽出口附近微负压，从而使煤尘不从导料槽缝隙中溢出。

3.3抑尘措施在翻车机卸煤处、转运站、煤仓间分别设计微雾抑尘系统，微雾抑尘装置能够产生直径在1-10μm的水雾颗粒，在抑尘点形成浓而密的雾池，控制煤尘飞扬。

带式输送机头部设置回程皮带清扫改善皮带回程段的带料情况，增加皮带机胶带工作面的清洁度，抑制后续回程段粉尘的产生，降低输煤系统通道内的粉尘浓度，改善环境，减小有害粉尘对现场人员的危害。

3.4疏尘措施煤仓间除尘系统经吸尘罩从原煤斗抽风，使之产生负压以防煤尘外逸和甲烷气体的积聚，带有煤尘的空气经除尘器处理达到排放要求后，由除尘系统通风机排至室外，除尘器收集的煤尘回收送入原煤斗内；转运站除尘系统经吸尘罩从对应的带式输送机导料槽内抽风，使之产生负压以防煤尘外逸，带有煤尘的空气经除尘器处理达到排放要求后，由除尘系统通风机排至室外，除尘器收集的煤尘至无动力除尘密封导料槽，经带式输送机转运至煤场或原煤仓。

碎煤机室除尘系统还将从振动筛上抽风以防煤尘从设备缝隙外逸。

大中型火力发电厂目前大多采用布袋除尘器，存在诸多缺陷，如处理粘性强或吸湿性强的粉尘时，滤袋易被堵塞，且不易清除；处理风量大时，占地面积大。

设备阻力大，除尘风机功率大，运行能耗高，布袋清理频繁。

无论采用何种清灰方式，滤袋在一定时期内都需要更换，维护费用高。

更换滤袋时，粉尘会产生二次飞扬，劳动条件差。

拟选用负压除尘器，具有极强的疏水性和不粘性，清理维护方便、使用寿命长、结构紧凑等优点。

结束语本文通过对电厂输煤系统煤尘的产生机理进行分析，综合输煤工艺、暖通、建筑结构等专业，提出了采用“防”、“堵”、“抑”、“疏”等措施对煤尘进行控制处理的综合控尘系统，选用顶部采光全封闭输煤栈桥、塑烧板除尘器、曲线落煤管、全封闭扩容循环导料槽等新型设备，通过最大限度降低煤在转运各环节煤尘的溢出，达到输煤系统洁净化工作环境的目的，有利于工作人员的健康和电厂的文明生产。

参考文献[1]《火力发电厂运煤设计技术规程第1部分:运煤系统》DL/T5187.1-2016.[2]刘杰生.火力发电厂输煤系统粉尘综合治理探讨[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2019(09):123-124.[3]邱文凯.火电厂输煤系统粉尘综合治理路径探究[J].经济管理文摘,2019(16):160-161.。