封闭煤场的通风抑尘系统研究

发表时间:2020/7/2   来源:《电力设备》2020年第6期   作者:徐凯
[导读] 摘要:在封闭煤场内部,良好的通风系统可以有效降低煤粉尘浓度和室内温度,从而改善工人作业环境,降低粉尘爆炸风险。
        (深圳妈湾电力有限公司  广东深圳  518000)
        摘要:在封闭煤场内部,良好的通风系统可以有效降低煤粉尘浓度和室内温度,从而改善工人作业环境,降低粉尘爆炸风险。
        关键词:封闭煤场;通风;煤粉尘;温度
        我国早期燃煤电厂的储煤场一般是露天堆煤,这种储煤方式优点是不需建封闭棚或仓,工程建设成本低,运行方式简单。因露天开放空间,煤粉尘易散发,工人作业环境稍好等。缺点是同样储煤量时堆煤占地面积大,下大雨时,煤堆含水量大,损失煤的热值,煤堆表面的易被雨水冲走煤粉;晴朗刮风及作业时,煤粉尘散发外漂到煤堆周围、到整个电厂厂区,甚至会被风吹到很远的地方,污染空气,影响人民健康。
        随着人民生活水平的提高、社会对环境保护的重视,国家出台相关规定:新建电厂的煤场必须是封闭煤场,原有露天煤场也应逐渐改造成封闭煤场。但是封闭煤场的一些缺点也逐渐暴露出来,必须加以重视。1、封闭煤场一般是钢网架结构,彩钢板作为维护板及屋面板。这样组合的结构,其保温效果非常差。如我国南方沿海地区,气候本来就炎热,煤场被阳光直晒后内部甚至会达到50摄氏度的高温,一年中有9个月如此,煤厂封闭后散热差,让在此作业的工人苦不堪言。2、煤会挥发出CH4的气体、以及少量的CO、NO、H2S等有害或易燃气体,封闭后这些气体挥发受影响。3、煤场需要不停地卸煤、取煤,煤堆被翻动,煤粉尘被扬起,煤棚内部的粉尘浓度非常高,影响在此环境中作业的工人身体健康;4、空气中煤粉尘聚集到一定浓度,再加上高温,还存在一定的爆炸风险。
        深圳妈湾电厂储煤场位于海边,原来也是露天的,近年来改造成封闭煤场。封闭煤场南北向长520米、东西向宽110米、最高处41米,采用拱形钢网架结构。从项目启动调研、可行性设计之时,项目建设团队就意识封闭煤场通风、抑尘重要性,是评价封闭煤场成败的一个重要方面,因而非常关注各种改善煤场通风的技术措施。
       
        既要做到良好通风,确保运行人员的职业健康,又不能让煤粉尘随风外溢出去,污染周围环境,因此,需要充分掌握煤场粉尘分布的特点。据调研研究,全封闭煤场内的煤粉尘,主要由可沉降粉尘颗粒和不可沉降粉尘颗粒组成。不同高度煤尘的分布不同。煤场从下往上,第一层为堆煤层,第二层为作业区域,第三层为可沉降粉尘密集区域,第四层为可沉降粉尘和不可沉降粉尘交叉区域,最上层为不可沉降粉尘区域,见下图示意。
       
        针对这些特点,项目建设团队大胆创新,在煤场内部采用多种通风方式相结合,发挥出整体合力,取得了良好效果。
       
        一、干煤棚纵向下部设置百叶窗通风带,高4m,长500m,进风面积2000m2,可以调节百叶窗开度,使新风从各个角度进入煤场作业区域。可以有效改善煤场下部作业空间的空气质量,降低作业人员职业健康安全风险,满足国家职业安全健康相关法律法规,保证作业人员的职业健康安全要求。
       
        干煤棚纵向通风百叶窗立面图
        二、干煤棚纵向在20~28m高的区域设置12m宽风幕式通风带,两端山墙设置6m宽风幕式通风带排风,加强场内通风,降低此区域的粉尘浓度,使其无法形成有爆炸风险的粉尘云,从而预防粉尘爆炸风险,改善场内作业环境,并阻止煤尘云形成,预防粉尘爆炸风险。现场效果见下面照片。
       
        纵向风幕窗
       
        两端山墙通风风幕窗
        3)顶部设置屋顶10m宽气楼,可以有效排放有毒有害气体,并形成循环流动。
       
        顶部气楼
        风幕窗是一种新技术,本项目是其国内首次实际应用。其通风防尘原理:风幕式通风窗由翼形导流板和小孔洞通风板两部分组合。
       
        风幕式通风带技术原理图
        导流部分产生快速流动的气流,在通风板区域产生风幕,此外装置内侧开孔有大孔与小孔之分,当气流通过小孔时形成高速的尾流区,通过大孔时形成低速的尾流区,从而形成扰流使煤仓内侧的粉尘抑制在仓内不会外泄。当室内粉尘随气流到达通风带附近时,由于风幕的作用使室内外产生不同的压力,室外压力大,室内压力小,在实现通风和室内外热量交换的同时,可以有效的阻挡煤尘外溢。
       
        风幕窗实物照片
        煤场四周还安装了喷淋抑尘装置。当内部粉尘浓度较高时,可以开启洒水,喷水成雾状,能喷洒到20米的高度,将空气中的煤粉尘(包括悬浮的颗粒)淋湿,使其降落下来。从而达到降温、抑尘的效果。
       
        封闭煤场内部景观照片
        通过以上各种措施,形成了一套完整无死角的通风系统,现已建成投入使用,取得了预料的良好效果。根据实测,在夏天中午煤场内部温度甚至比煤场外部还要低几度;煤场内部粉尘浓度低,呼吸时无不适感。在此作业的工人很满意。煤场屋面彩钢瓦上也很干净,证明煤粉尘外溢很少,符合国家环保规定。
        参考文献:
        [1]卢斯琦,赵廷宁,辛智鸣,段瑞兵,肖辉杰.矿区堆煤场不同煤尘抑制措施对比研究[J/OL].生态与农村环境学报:1-15[2020-05-25].https://doi.org/10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0781.
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