【摘要】通过对火力发电厂输煤系统煤尘产生机理的研究及对煤尘治理原则进行分析，提出了采用曲线落煤管、迷宫式密封导料槽、无动力除尘装置等技术以提高输煤系统的密封性的方案，供同行探讨。
【关键词】输煤系统 煤尘 设计
1 电厂煤尘产生机理及治理原则
1.1 煤尘危害
1）输煤系统煤尘一般含有10%以下的游离二氧化硅，其稳定的空气悬浮性对人体产生较大危害，长期吸入后会引发尘肺病。
2）煤尘的大量挥发会导致其在隐蔽部位长期积累，引发自燃事件，存在火灾隐患[1]。
3）转运站内煤尘超标导致污染，降低能见度，影响监控。
1.2 煤尘产生位置及机理
转运站内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，也产生粉尘。还有在运煤系统设有碎煤机，碎煤机一般都有鼓风量，若处理不好，也造成下一级带式输送机导料槽扬尘。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。
2 运煤设备优化
传统设计中转运点系统的头部漏斗、三通挡板、落煤管和导料槽等按《火力发电厂带式输送机运煤典型设计选用手册》（D-YM96)进行设计[2]，是可能造成目前燃煤电站转运点环境恶化的主要原因。
因此，转运点技术的研究越来越受到设计院和有关方的重视。
2.1头部漏斗改进优化
改进的头部漏斗采用非常小冲击角度收集并限制运动的煤流，可减少冲击力、堆积和磨损。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。
2.2中部曲线落煤管改进优化
中部曲线落煤管见图2.2-1，通过三维计算机模型，确定其几何结构，尽量减小冲击的角度和力量，以便尽可能保持动量平衡。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) 煤沿着落煤管流动，形成集束，大大减少细小颗粒扩散到空气中形成粉尘的几率；
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) 同时也大大减少落煤管的磨损，延长内衬寿命3~5倍。控制煤流流动速度在一定范围，减少诱导风产生及扬尘。
采用改进优化的曲线落煤管可以从源头上解决扬尘问题，无需能源消耗，减少传统除尘设备采购及使用过程中消耗。大大降低物料对皮带及其他部件的冲击，延长整个输送机寿命。有较好的经济效益。
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图2.2-1 中部曲线落煤管
2.3导料槽改进优化
导料槽安装在落煤管底部，用于接收煤流并将其放在接收输送带上。槽的设计是为了导料，使煤流运动方向与输送带运行方向相同，而且其速度接近输送带的速度。它可以以适当的速度、从适当的角度将聚集的煤流引至接收输送带的中心，从而减少对输送带冲击、输送带磨损、粉尘产生、偏心加载、耐磨衬板的磨损以及其它问题。通过导料槽进行卸载的另一个优势是减少了卸载区输送带所需的输送带支撑结构。在输送带运行时，以相近的速度、按照相同方向给输送带加载物料，可减少对输送带的冲击，从而减少缓冲床和缓冲托辊的需求。
导料槽见图2.3-1，此设计可使出料点的煤流速度基本和带式输送机的速度相当，减少粉尘的产生。
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图2.1-1 导料槽
2.4无动力除尘装置
通过提高导料槽的密封特性（或密封)，并在导料槽中通过设置无动力除尘单元，保证在导料槽出口诱导风速降低到2.5米/秒以下时，无动力除尘单元可稳住气流，降低气流速度，优化含尘空气的稳定以及浮尘的沉积。在无动力除尘单元内，通常使用较高的、具有覆层的挡帘，从而使浮尘脱离空气沉积下来，而且大部分粉尘将返回至主要物料层上，而不会泄漏到外面。
3 总结
根据对以往工程输煤系统除尘运行情况及上述对电厂输煤系统设计的分析，采取以下具体粉尘综合治理措施可降低转运站粉尘：
1）新型转运点设计技术，设置曲线落煤管、迷宫式密封导料槽及无动力除尘装置；
2）加强输煤系统的密封性和减小诱导风量是输煤系统粉尘治理工作的关键；
3）控制好煤的湿度能有效地减少输煤系统的扬尘；
4）将所有除铁器设在带式输送机中部，消除因在带式输送机头部滚筒上装有带式除铁器，而在头部漏斗上方产生的扬尘。
5）输煤系统采用水冲洗，每天定期冲洗栈桥及转运站地面。
粉尘的综合治理是电厂安全文明生产达标的重要措施之一，目前由于条件限制，许多环节还需要人工清理。在设计上采取的各种措施只是为运行提供了治理条件，真正的治理好还需要电厂改变思想观念、加强运行管理，通过共同努力，为电厂创造出一个安全、文明、洁净的生产环境。
参考文献：
[1] 《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058-2014；
[2] 《火力发电厂运煤设计技术规程第一部分：运煤系统（DL/T5187.1-2016）。
作者简介：
肖雁飞，男，工程师，从事火力发电厂运煤除灰系统设计
单位：中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司
通讯地址：武汉市武昌区中南二路12号
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汪晓，男，高级工程师，长期从事火力发电厂运煤除灰系统设计
单位：中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司
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余帆，男，高级工程师，长期从事火力发电厂运煤除灰系统设计
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