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卸船机干雾抑尘系统运行问题与对策分析

发表时间：2020/1/9 来源：《电力设备》2019年第19期作者：姚洪照

[导读] 摘要：在沿江、沿海电厂的运行过程中，卸船机系统是重要的卸煤设施，其主要作用就是将轮船上的煤炭转卸至电厂输煤系统皮带机，通过皮带输送机直接加仓或转运至储煤场。

        （大唐南京发电厂 210057）
        摘要：在沿江、沿海电厂的运行过程中，卸船机系统是重要的卸煤设施，其主要作用就是将轮船上的煤炭转卸至电厂输煤系统皮带机，通过皮带输送机直接加仓或转运至储煤场。卸船机系统的运行效率必须满足发电机组的要求，保证生产正常进行。近年来，随着煤炭价格的高涨，发电企业的经济效益受到了严峻的挑战，越来越多的电厂为了自身经济效益开始大量使用低热值煤种，这些煤种一般来说都是高挥发、含粉量较高的煤炭，在具体的运行过程中，卸船机煤斗处扬尘现象非常严重，卸船机周边的粉尘浓度严重超标，对现场工作人员的职业健康和码头周边大气及水体环境造成了严重的影响。为了解决卸船机卸煤扬尘问题，目前国内主流的解决办法是在卸船机上加装干雾抑尘系统，通过干雾抑尘系统产生的微米级水雾覆盖煤斗从而抑制煤炭装卸过程中产生的扬尘。许多卸船机加装了干雾抑尘系统后，虽然扬尘现象得到了缓解，但还是达不到理想中的效果，环保检测和职业卫生检测依然无法达标。本文将对卸船机干雾抑尘系统构成与工作原理进行分析，探讨卸船机干雾抑尘系统粉尘治理不达标问题的产生原因与解决对策。
        关键词：卸船机；干雾抑尘系统；扬尘问题；解决对策
        1引言
        随着干雾抑尘技术在火力发电厂输煤系统中的广泛运用，很多火电企业也开始在卸船机上加装干雾抑尘系统。干雾抑尘系统在卸船机运行过程中会喷射大量的微米级水雾，浓密的水雾充满落料斗与煤斗内的粉尘融合、坠落，有效抑制煤粉的扬起，不会对环境造成严重的污染。但很多卸船机加装了干雾抑尘系统后，在卸煤过程中依然有一定的扬尘现象依然存在，主要原因有以下几点：1 卸船机干雾抑尘系统功能部件选型不对、能效不达标；2 卸船机干雾抑尘系统喷头数量不够、安装位置不对；3 卸船机相关配套设施不够完善。为了充分发挥卸船机干雾抑尘的功效，彻底解决卸煤扬尘现象，必须要对上述三个方面进行仔细分析，并一一针对性解决。
        2卸船机干雾抑尘系统的功能构成与工作原理
        2.1设备工作原理
        干雾抑尘系统主要的除尘原理是：系统设备制造特定压力的气体和特定压力的水，使两者在特制的喷嘴内部混合，喷出浓度较高的干雾，通过在各扬尘点布置特定数量的喷嘴，在干雾抑尘系统工作时，使干雾充满扬尘点的绝大部分空间，通过干雾与飞扬在空气中粉尘的迅速充分融合并坠落而达到除尘的效果。
        粉尘粒度通常在直径5μM—15μM左右，而干雾抑尘系统所产生的气雾80%以上在5μM—20μM范围内，由于粒度相近，因此水雾颗粒极易与粉尘吸附。加之汽雾浓度大，占领了扬尘点的所有空间，第一时间内抑制了粉尘扬起。从而达到了粉尘不会外溢的目的。

        2.2 系统组成及功能
        干雾抑尘系统主要由以下及部分组成：

        2.2.1.外接高压气源及水源
        该部分主要为系统提供符合额定压力的空气和水，主要由气源、进气管路、疏水阀、储气罐及进水管管路等部件组成．该部分是整个除尘系统能顺利工作的基础．通常情况下气源可由单独设置螺杆式空压机提供，也可外接特定压力的压缩空气管道。水源一般可接取一定压力的工业水或自来水，也可设置自吸泵从水池或相关容器中汲取。
        2.2.2水、气净化系统
        干雾抑尘系统对水质有一定的要求，水净化系统的主要功能是将外接水源中的各种杂质、颗粒、胶状物清除，防止上述物质堵塞喷嘴和管路。水过滤器滤料采用石英砂作为填料。有利于去除水中的杂质。其还有过滤阻力小，比表面积大，耐酸碱性强，抗污染性好等优点，石英砂过滤器的独特优点还在于通过优化滤料和过滤器的设计，实现了过滤器的自适应运行，滤料对原水浓度、操作条件、预处置工艺等具有很强的自适应性，即在过滤时滤床自动形成上疏下密状态，有利于在各种运行条件下保证出水水质，反洗时滤料充分散开，清洗效果好。砂过滤器可有效去除水中的悬浮物，并对水中的胶体、铁、有机物、农药、锰、细菌、病毒等污染物有明显的去除作用。并具有过滤速度快、过滤精度高、截污容量大等优点。
        特点：
        经过完整测试,可手动/自动控制
        精心挑选的均质滤料,过滤效率高
        内外采用不锈钢材料
        布水器，简单、均匀、可靠
        精加工的集水器强度高，使用寿命超过10年
        性能可靠：系统出厂前经过完整测试，性能可靠
        安装方便：安装时只要将进出水，排污管接好即可使用，无需现场制作；
        反冲耗水量少：采用均质滤料，延长了反冲洗周期，总的反冲洗水量大大减少
        反冲洗效率高：先进的集水器确保稳定高效的反冲洗效果，可适应不同物料的过滤。
        气净化装置采用性能可靠、维护简易的高效空气过滤器，以去除气体管路中的颗粒。
        2.2.3 水、气调压系统
        该部分主要功能是将干雾抑尘系统提供压缩空气和喷雾用水调整至适用的压力，以确保喷嘴喷出的干雾符合特定的除尘性能，主要由水气调压阀、水气分配器、水气管路等部件组成．该部分是决定整个干雾抑尘系统除尘效率的关键．
        2.2.4控制系统
        控制系统是整个干雾抑尘装置的核心部分，控制着整个系统的起停，可根据远方程控指令，皮带机运转状态来自行起停，工作期间会实时监测煤流、水位、水污状况等参数，并据此状况自动起停喷雾．当然也可手动就地控制喷雾状态．其组成如下：

        2.2.5喷雾系统
        该部分主要由喷嘴（喷嘴组合）、万向节等部件组成。在生产现场在各个扬尘点根据扬尘点的扬尘量、粉尘分布来布置不同数量和不同形式的喷嘴，使得整个喷雾系统喷出的干雾能有效覆盖扬尘点，避免粉尘逃逸。
        3卸船机干雾抑尘系统抑尘功能不达标的问题分析
        卸船机干雾抑尘系统功能组件的选型主要取决于煤斗尺寸，因为煤斗作为卸船机卸煤时最为主要的扬尘点，它的尺寸直接决定了雾化喷嘴的数量及雾化喷嘴的选型，雾化喷嘴的数量及选型确认后，再计算出系统所需的耗水量及耗气量，再对应选相应的空压机、储气罐、增压泵、储水罐、气水管道。
        3.1 功能性设备及部件的选型
        3.1.1空压机与储气罐的选型
        如果空压机的功率达不到则会影响喷嘴的喷射性能，主要表现为：喷雾雾化性能降低、射程短、雾流量小。储气罐选错后会造成管道压力不足喷嘴喷射距离短，或者喷嘴处压力不稳定喷雾紊乱的现象。
        3.1.2增压泵与储水罐
        如果增压泵的功率达不到则会影响喷嘴的喷射性能，主要表现为：雾流稀疏、含水量小，抑尘能力降低。
        3.1.3水气管道
        管道选型错误后会导致水气在管道中输送时，压力损耗会非常大，不能满足喷嘴的气水指标要求。
        3.2喷嘴数量、选型与布置对卸船机干雾抑尘系统的影响
        多层分布的喷嘴因密度下降，喷雾时，各个喷嘴喷出的气流会相互干扰甚至冲撞，从而造成雾流分散，抗风力差，影响抑尘效果。
        3.3 卸船机相关配套设施问题
        卸船机作为一种成熟的产品应用于港口卸煤作业虽然有很长的时间了，但是国内卸船机厂家在生产卸船机的过程中，经常会忽略一些细节问题，对卸船机干雾抑尘系统影响最大的一点在于煤斗挡风墙与后挡风门的设计。
        许多卸船机卸煤时需要将推扒机从岸上吊入轮船舱内以配合卸船工作，所有许多卸船机为了吊进吊出推扒机方便，就拆除了煤斗后挡墙，而且两侧挡风墙高度一般仅有4米高。长江岸边平日的风力都比较大，风会从挡风墙中间或上方吹入煤斗，煤斗内部空气流动性较大，恰巧这一点对卸船机干雾抑尘的影响是最大的，一定风力的穿堂风会将喷雾的距离降低一半甚至更多，同时内部的气流会将干雾抑尘系统喷射入落料斗内部的水雾吹出煤斗范围之外。煤斗内雾量大幅降低，且雾流无法有效吹到煤斗中部，雾流无法与扬起的煤粉结合、沉降就造成了干雾抑尘系统功能大幅减弱，卸船机卸煤扬尘严重的现象。
        4卸船机干雾抑尘系统抑尘功能不达标问题的解决对策
        4.1喷嘴的选型、布置
        一般来说开放空间的喷嘴选择超音波喷嘴比较合适，该形式的喷嘴有着雾化性能好，喷射距离远的特点。喷嘴布置呈“一”型对称布置，喷嘴的间距一般设置为30公分左右，这样布置喷嘴有助于雾化气流集中、抗风力强、抑尘效果好。
        4.2 选择符合性能要求的空压机、增压泵、水气管道
        在确定喷嘴的型号、数量后，根据喷嘴的耗气量与压力选择相应型号的空压机。空压机一般选用性能较好、经久耐用的进口品牌螺杆式油冷空压机，同时留有30%的出力余量，已便在日后增加除尘点或设备老旧、性能下降时依旧能满足系统用气要求。储气罐在干雾抑尘系统中起着稳定系统供气压力、存储压缩气体的功能，选型大小主要根据空压机的功率、一个启停周期内系统耗气量等因素来决定。在确定喷嘴的型号、数量后，根据喷嘴的耗水量与压力选择相应型号的增压泵。增压泵一般选用性能较好、经久耐用的进口品牌管道变频增压泵，同时留有30%的出力余量，已便在日后增加除尘点或设备老旧、性能下降时依旧能满足系统用水要求。储水罐一般选用不锈钢板制成，容量按1个卸煤台班系统最大耗水量再加上30%备用容量来计算。在干雾抑尘系统水气管道选型中，尽量选择大一号的管道，以降低压损。
        4.3 挡风墙及后挡风门改造
        在设计条件允许的前提下，尽量增加两侧挡风墙的高度。对后挡风门就行改造，选用可升降式后挡风门，最大程度的降低外部风力对煤斗内部产生的气流影响，最大程度降低气流对喷嘴喷射出雾流的影响，让雾流充满煤斗，确保雾流与粉尘的充分融合。
        5结束语
        总而言之，卸船机干雾抑尘系统是目前港口卸煤运用最广泛的抑尘系统，并且具有较好的发展前景，值得进一步推广。但是，在卸船机干雾抑尘系统的运行过程中，可能会出现抑尘效果不达标的问题，为了有效解决这一问题，我们必须熟悉卸船机干雾抑尘系统的工作原理，采取针对性的措施减少卸船时扬尘严重、无组织排放问题的发生，确保系统能够正常运行，发挥理想的抑尘效果。
        参考文献：
        [1]黄华.干雾抑尘装置在输煤系统中的实际运用[J].山东工业技术.2017(18)
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        [3]杨刚、唐亚鸣、赵磊.干雾抑尘喷嘴雾化粒径与气压关系实验[J].液压与气动.2012(9)