潘志剛

(通遼盛發(fā)熱電有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 通遼 028000)

自降塵裝置在電廠輸煤系統(tǒng)粉塵綜合治理中的應(yīng)用研究

潘志剛

(通遼盛發(fā)熱電有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 通遼 028000)

在燃煤電廠輸煤系統(tǒng)中，輸煤轉(zhuǎn)運(yùn)落差，燃煤下落沖擊到皮帶上產(chǎn)生大量粉塵，造成環(huán)境污染，危害人身健康。為實(shí)現(xiàn)粉塵綜合治理，文中對(duì)全封閉滑板式自降塵裝置的基本原理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)、自降塵系統(tǒng)的控制及運(yùn)行方式、系統(tǒng)可靠性、應(yīng)用情況等進(jìn)行敘述，表明全封閉滑板式自降塵裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、降塵效果明顯、能耗低、運(yùn)行安全可靠，適合推廣應(yīng)用。

輸煤系統(tǒng)；粉塵治理；全封閉；滑板式；自降塵

0 引 言

隨著國家經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人民生活水平的大幅度提高，環(huán)境保護(hù)的要求日益嚴(yán)格，發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代企業(yè)安全文明生產(chǎn)、滿足粉塵達(dá)標(biāo)要求、實(shí)施人性化管理日顯重要。發(fā)電企業(yè)挖掘內(nèi)部潛力、節(jié)能降耗同時(shí)不可忽視。目前燃煤電廠粉塵危害較大是一個(gè)普遍問題。由于燃煤電廠普遍采用皮帶輸送機(jī)將燃料傳送卸載至儲(chǔ)煤倉的運(yùn)煤方式，在輸煤系統(tǒng)各個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站的落料點(diǎn)處，隨輸煤轉(zhuǎn)運(yùn)落差，燃煤下落沖擊到皮帶上產(chǎn)生大量粉塵，造成環(huán)境污染，危害人身健康。

為抑制輸煤系統(tǒng)的粉塵泄漏，一般采用的技術(shù)措施包括[1]：

(1)輸煤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，例如加裝導(dǎo)流板或緩沖裝置以控制煤粉的下落速度。

(2)加強(qiáng)對(duì)輸煤系統(tǒng)、尤其是轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)、落煤管口的密封。

(3)適當(dāng)增加負(fù)壓風(fēng)機(jī)的流量及負(fù)壓。

(4)改進(jìn)除塵器[2]，提高除塵效率。

(5)適當(dāng)?shù)媒o煤粉加濕，但增加過多的話，會(huì)影響鍋爐效率。

上述措施對(duì)于輸煤系統(tǒng)粉塵控制，均有一定的效果，但也存在明顯的缺點(diǎn)。現(xiàn)有輸煤系統(tǒng)粉塵控制的核心思想是利用負(fù)壓風(fēng)機(jī)保證輸煤系統(tǒng)的負(fù)壓，防止粉煤泄漏，然而在物料下落沖擊壓力作用下，煤流管下部會(huì)形成很大的正壓，單純采用負(fù)壓風(fēng)機(jī)很難保證無粉塵竄出。而一味得增加負(fù)壓及風(fēng)機(jī)流量，不僅會(huì)增加電耗；而且由于流量增加、以及吸口附近大量粉煤被吸入，從而增加除塵器的負(fù)擔(dān)；此外，并未從根本上解決煤流管上、下部壓差大導(dǎo)致含塵空氣流動(dòng)的問題。

自二十世紀(jì)九十年代末，發(fā)電廠粉塵治理開始步入了以自降塵為主導(dǎo)的發(fā)展階段,目前越來越被社會(huì)各界所認(rèn)識(shí)和接受[3]?，F(xiàn)已發(fā)展成熟的全封閉滑板式自降塵裝置，被證明在輸煤系統(tǒng)采用全封閉滑板式自降塵裝置可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的噴淋、靜電、布袋、旋風(fēng)等方式除塵設(shè)備。在新建電廠工程的設(shè)計(jì)和已有電廠的改造中，在輸煤系統(tǒng)對(duì)應(yīng)該采用各種除塵器的部位，均可采用全封閉滑板式自降塵裝置，既能產(chǎn)生良好的降塵效果，又可節(jié)能，并且運(yùn)行維護(hù)方便。

因此，文中對(duì)全封閉滑板式自降塵裝置的原理及特點(diǎn)進(jìn)行了研究和闡述，表明該技術(shù)是一種節(jié)能高效的輸煤系統(tǒng)粉塵控制技術(shù)，并將其應(yīng)用在我廠，實(shí)現(xiàn)了很好的抑塵及節(jié)能效果。

2 全封閉滑板式自降塵裝置工作原理

2.1 基本原理

來自皮帶運(yùn)輸落差點(diǎn)(轉(zhuǎn)運(yùn)站)上游的物料在下落過程中與皮帶撞擊產(chǎn)生了大量的粉塵空氣，同時(shí)在物料下落沖擊壓力作用下，使降塵室的底部和上部之間產(chǎn)生了使粉塵空氣可以流動(dòng)的壓差。在煤流管上部的氣壓為負(fù)壓(降塵室尾部)，在煤流管下部的氣壓為正壓(降塵室首部)，因此正壓粉塵空氣通過降塵室實(shí)現(xiàn)風(fēng)粉分離后，分離的風(fēng)返回到煤流導(dǎo)管頸部補(bǔ)充上部負(fù)壓氣源,而粉塵則落回皮帶上。探測(cè)器將皮帶煤料上的粉塵及煤的表面濕度轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，傳遞到智能控制器，控制霧化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水霧覆蓋，最后使浮塵降落在物料上，傳送到下一段皮帶。

系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖如圖1所示。產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖1 系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖

2.2 自動(dòng)化檢測(cè)控制系統(tǒng)

首先檢測(cè)燃煤表面水分，將傳感器安裝在輸煤皮帶運(yùn)行架上，使傳感器探頭直接觸到皮帶的燃煤上，采集信號(hào)傳送自動(dòng)化控制系統(tǒng)，經(jīng)模擬表面水分?jǐn)?shù)字轉(zhuǎn)換，待確定干度指數(shù)超標(biāo)后控制系統(tǒng)發(fā)出執(zhí)行信號(hào)并接通電源，電磁閥開啟給水(皮帶在運(yùn)行狀態(tài))。

圖2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 粉塵空氣循環(huán)系統(tǒng)

由于燃煤轉(zhuǎn)運(yùn)從上而下落料時(shí)，煤流導(dǎo)管和封閉扣槽內(nèi)產(chǎn)生大量沖擊粉塵空氣。運(yùn)用空氣動(dòng)力學(xué)原理，使燃煤下落時(shí)粉塵空氣和燃煤分流運(yùn)行。因此正壓粉塵空氣通過降塵室連通返回煤流管頸部補(bǔ)充上部負(fù)壓氣源，從而達(dá)到了粉塵空氣在抑制、緩解、捕集裝置系統(tǒng)和煤流管內(nèi)來復(fù)式循環(huán)降塵處理。

2.4 全封閉系統(tǒng)

導(dǎo)料槽采用滑板式(無側(cè)滾)，使輸煤皮帶兩側(cè)運(yùn)行平直，在導(dǎo)料槽底部與運(yùn)動(dòng)皮帶間安裝了滑動(dòng)密封裝置，它有效的阻止了粉塵在皮帶兩側(cè)外溢。在導(dǎo)料槽出口及導(dǎo)料槽中安裝了多級(jí)具有擋塵作用的軟簾，使飛濺的粉塵被擋塵簾隔阻，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)導(dǎo)料槽的全封閉作用 。

2.5 主要技術(shù)參數(shù)

型號(hào)：HD-JC

皮帶規(guī)格：500～2 000 mm

整機(jī)功耗：15～50 W

處理后粉塵濃度：不大于6.0 mg/m3

處理前粉塵濃度：64 mg/m3

凈化效率：>99.5%

3 全封閉滑板式自降塵裝置特點(diǎn)

3.1 滑板式封閉導(dǎo)料槽

全封閉滑板式自降塵裝置對(duì)傳統(tǒng)倒料槽進(jìn)行改造，使其檢修周期及使用壽命長(zhǎng)、能耗低。

將傳統(tǒng)的皮帶機(jī)托輥中的兩側(cè)托輥去掉，改用自潤滑超高分子PE滑板代替，實(shí)現(xiàn)了托板對(duì)皮帶的連續(xù)支撐，由于保留的底部水平托輥承擔(dān)了物料的大部分重量，使側(cè)面皮帶與滑板之間的壓力均勻分布，即減少了摩擦力又起到密封的作用；在封閉的導(dǎo)料槽里采用專用的復(fù)合式防溢裙板，即防止煤粉通過皮帶與滑板之間的縫隙外泄，又阻止皮帶跑偏，真可謂一舉兩得地解決了電廠在輸煤系統(tǒng)一直困擾著的安全及文明生產(chǎn)的難題。采用超高分子量聚乙烯耐磨滑板替代傳統(tǒng)導(dǎo)料槽的側(cè)輥和防溢裙板,不但極大地提高了運(yùn)行使用壽命，又達(dá)到了除塵糾偏平穩(wěn)運(yùn)行的綜合效應(yīng)，導(dǎo)料槽的側(cè)封是解決輸煤皮帶除塵的關(guān)鍵所在，由于皮帶運(yùn)行中的跳動(dòng)、跑偏以及相鄰?fù)休佒g的凸凹不平，使得側(cè)封問題難以解決。改造后采用了超高分子耐磨滑板，取代了導(dǎo)料槽下的側(cè)面托輥，從而有效地解決了皮帶跳動(dòng)的問題。在內(nèi)防溢裙板和墊板的作用下，既防止了導(dǎo)料槽內(nèi)粉塵的外泄又阻止了皮帶的跑偏。改造后的封閉導(dǎo)料槽如圖3所示。

滑板式封閉導(dǎo)料槽與傳統(tǒng)導(dǎo)料槽相比，年節(jié)省運(yùn)行檢修費(fèi)用很可觀。按運(yùn)行三年為一個(gè)更換周期，更換老式倒料槽托輥、密封側(cè)板及撒料損失約為更換新型倒料槽滑板費(fèi)用的兩倍(實(shí)際運(yùn)行周期約為五年)。由于采用了滑板式全封閉導(dǎo)料槽，一般三年內(nèi)無需更換滑板，但回程皮帶帶粉時(shí)可能會(huì)加速滑板的磨損，檢修人員應(yīng)每年檢查一次，根據(jù)磨損程度確定更換周期；導(dǎo)料槽的后堵板在運(yùn)行中應(yīng)及時(shí)調(diào)整推桿保持其與皮帶的有效接觸面和壓力，當(dāng)推桿調(diào)至最低時(shí)應(yīng)更換膠板；防溢裙板是導(dǎo)料槽內(nèi)阻擋粉塵進(jìn)入皮帶與滑板的重要部分，檢修人員可通過導(dǎo)料槽兩端，觀察其磨損情況并及時(shí)更換。

圖3 改造后的封閉導(dǎo)料槽

3.2 控制及運(yùn)行方式

自降塵系統(tǒng)電氣控制設(shè)置三種運(yùn)行方式：

(1)調(diào)試方式，各電氣設(shè)備之間應(yīng)能解除聯(lián)鎖，可獨(dú)立方便地調(diào)試。

(2)就地控制方式，在控制盤上操作降塵設(shè)備的起、停運(yùn)行。

(3)程序控制方式，遠(yuǎn)程控制降塵設(shè)備的起、停運(yùn)行。

降塵設(shè)備設(shè)置整套系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)顯示、數(shù)據(jù)記錄和報(bào)警顯示。由于采用了設(shè)備與皮帶運(yùn)行的連鎖裝置，所以該自降塵裝置在相應(yīng)的皮帶停運(yùn)時(shí)自動(dòng)停止工作，同時(shí)控制箱上面的儀表和燈光無顯示；而當(dāng)皮帶恢復(fù)運(yùn)行時(shí)設(shè)備及控制儀表自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)，控面板電壓表此時(shí)指示為220 V，電流表指示在5 MA左右。煤濕度檢測(cè)裝置的整定值已根據(jù)煤炭性質(zhì)整定完畢，運(yùn)行中不需要再調(diào)整。工作中紅燈亮指示為皮帶上有煤流，綠燈指示為煤濕度是否過干；當(dāng)紅燈和綠燈同時(shí)亮?xí)r即為噴水霧化狀態(tài)，同時(shí)電流表指示在10～20 MA。

3.3 系統(tǒng)可靠性分析

(1)設(shè)計(jì)原理可靠

這是非常重要的，該設(shè)備采用的擋塵軟簾為可升降式，檢修人員可根據(jù)軟簾磨損情況，及時(shí)操動(dòng)手輪將軟簾調(diào)至與皮帶接觸為準(zhǔn)，不需經(jīng)常進(jìn)行更換。

設(shè)備的探測(cè)器裝設(shè)在導(dǎo)料槽內(nèi)，它承擔(dān)探測(cè)皮帶有無煤流和煤濕度的雙重任務(wù)，探測(cè)器的探針采用螺旋式，檢修人員可根據(jù)皮帶使用率調(diào)整磨損的探針，旋至需要的長(zhǎng)度，一年內(nèi)不需更換。

特別是控制主電路，避免了電力電子器件的串并聯(lián)，控制主電路力求簡(jiǎn)單，可控電力電子器件盡量少，最大程度的保證產(chǎn)品可靠性。

(2)故障兼容能力

任何控制設(shè)備都不可能有百分之百的完全可靠，提高系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵在于提高系統(tǒng)的兼容能力。

電磁閥傳動(dòng)裝置電動(dòng)與手動(dòng)成為并聯(lián)關(guān)系，當(dāng)自動(dòng)控制裝置意外故障時(shí)，可以手動(dòng)將電磁閥投入運(yùn)行，不至于造成設(shè)備停止噴淋，此時(shí)，電磁閥只是不能根據(jù)煤粉濕度自動(dòng)停止而已，可將降塵設(shè)備故障影響縮小到最小程度。

(3)電子器件

自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要電力電子器件選用了進(jìn)口產(chǎn)品；主要電器產(chǎn)品采用真空斷路器和進(jìn)口繼電器；電子器件采用PLC可編程邏輯控制器進(jìn)行程序控制，最大限度減小繼電器數(shù)量，產(chǎn)品可靠性得到提高。全部集成電路芯片均采用優(yōu)質(zhì)器件。

(4)工藝方面

完善的電力電子器件的檢測(cè)設(shè)備；完善的生產(chǎn)工藝和專用設(shè)施；精確合理的結(jié)構(gòu)布局等等，都使得斬波內(nèi)饋調(diào)速產(chǎn)品的可靠性對(duì)比高壓變頻調(diào)速和串級(jí)調(diào)速都有較大的優(yōu)勢(shì)。

4 應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)性分析

我公司在2008年7月對(duì)5段甲乙?guī)捷斔蜋C(jī)采用全封閉滑板式自降塵裝置進(jìn)行了改造。經(jīng)過多年的實(shí)踐運(yùn)行，產(chǎn)品可靠性及性能得到檢驗(yàn)，收到了顯著的環(huán)保節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益。

封閉式皮帶輸送機(jī)由于采用了堅(jiān)固的封閉式結(jié)構(gòu)和自降塵裝置，有效控制了環(huán)境粉塵的濃度、降低了粉塵污染和維護(hù)工作量，減少了維護(hù)費(fèi)用。

費(fèi)用數(shù)據(jù)如下：

(1)電能損耗：原水浴除塵器電機(jī)功率為7.5 KW/臺(tái),按每天也吞下18 h計(jì)算，每臺(tái)年耗電量為：7.5 KW×18×365=49 275 KW·H，約合人民幣16 260.75元。

改造后的降塵裝置用電功率為5 W/臺(tái)，相比可以忽略不計(jì)。

(2)水沖洗：原除塵器年耗水量約為兩萬五千噸，以每噸水成本包括水價(jià)及設(shè)備使用損耗為2元計(jì)，共需50 000元；封閉式自降塵裝置每年耗水約100噸，費(fèi)用200元，每年可節(jié)省49 800元。全部改造完畢年節(jié)約費(fèi)約66 060.75元。

(3)維護(hù)費(fèi)用：傳統(tǒng)皮帶機(jī)因采用的設(shè)備復(fù)雜，維護(hù)量大，除皮帶機(jī)本身維護(hù)外，還需包括對(duì)水噴淋系統(tǒng)和除塵器系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。封閉式皮帶輸送機(jī)只需簡(jiǎn)單維護(hù)，年費(fèi)用更為可觀。

(4)封閉式皮帶輸送機(jī)可減少維護(hù)人員減少2/3，以每人每年費(fèi)用2萬元計(jì)算，每年節(jié)省13 333元。

5 結(jié)束語

全封閉滑板式自降塵裝置是一種不需設(shè)有除塵室(節(jié)省占地)、無二次污染、免維護(hù)、微電耗、運(yùn)行安全可靠的先進(jìn)設(shè)備。其降塵效果達(dá)到GB16248-1996《作業(yè)場(chǎng)所空氣中呼吸性粉塵衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的要求。它是針對(duì)皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)站揚(yáng)塵大、分布散、空間有限及傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)存在的撒料、跑偏、粉塵污染維護(hù)工作量大等問題設(shè)計(jì)的新型降塵設(shè)施。它解決了各種傳統(tǒng)除塵器占地面積大、消耗能量大、維修量大、投資大、運(yùn)行成本高、二次污染不達(dá)標(biāo)等問題，極大的提高了系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，改善了設(shè)備運(yùn)行狀況和工作環(huán)境。同時(shí)給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。是一項(xiàng)適合新建及正在運(yùn)行的發(fā)電廠優(yōu)先考慮的輸煤系統(tǒng)粉塵控制技術(shù)。

[1] 張塞上,周 軍. 燃煤電廠輸煤皮帶粉塵綜合治理[J], 科技風(fēng), 2010,3:262.

[2] 張殿印, 王 純. 除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2003.

[3] 盧長(zhǎng)通. 淺談?shì)斆合到y(tǒng)粉塵的綜合治理[J], 建材發(fā)展導(dǎo)向, 2013,1:313-314.

Study on Dust Self-removing Device in Power Plant Coal Handling System for Comprehensive Dust Control

PAN Zhi-gang

(Tongliao Shengfa Thermal Power Co., Ltd. Tongliao 028000, Inner Mongolia Province, China)

In coal handling system in coal-fired power plant, coal transport and drop impact onto the belt will generate large quantity of coal dust, causing environmental pollution and harm to human health. In order to reach the goal of comprehensive dust control, dust self-removing device can be used. This paper introduced the basic principle, product structure and characteristics, control and operation mode, system reliability, application situation of fully enclosed skateboard dust self-removing device, showing that this dust removal device has the advantages of simple structure, high dust suppression rate, low energy consumption, safe and reliable operation is suitable for popularization and application.

Coal handling system, dust control; Fully enclosed; Skateboard; Dust self-removing

2014-11-02

2014-11-10

潘志剛，男，內(nèi)蒙古通遼市科爾沁區(qū)，工程師，從事電廠生產(chǎn)管理方面的工作。

10.3969/j.issn.1009-3230.2014.12.006

TK229.5

B

1009-3230(2014)12-0019-05