无动力除尘装置在输煤系统粉尘治理中的应用

发表时间:2021/2/4   来源:《电力设备》2020年第30期   作者:陈习斌
[导读] 摘要:本文对燃煤电厂生产性粉尘的特点及对人体的危害进行了分析,介绍了常用的除尘设备,对输煤系统粉尘治理常用技术措施进行了探讨,阐述了新型无动力除尘装置在输煤系统中的有效应用,为燃煤电厂的粉尘综合治理积累了经验,以提高电厂输煤系统的运行环境。
        (广东惠州平海发电厂有限公司  广东惠州  516000)
        摘要:本文对燃煤电厂生产性粉尘的特点及对人体的危害进行了分析,介绍了常用的除尘设备,对输煤系统粉尘治理常用技术措施进行了探讨,阐述了新型无动力除尘装置在输煤系统中的有效应用,为燃煤电厂的粉尘综合治理积累了经验,以提高电厂输煤系统的运行环境。
        关键词:粉尘;综合治理;无动力;除尘导料槽
        1 概述
        在输煤系统正常上煤的过程中,由于各段皮带通过落料管衔接各皮带机,以完成煤流的连续.但在燃煤通过落料管时,由于落料管存在的落差,造成煤粉在落料管处的粉尘飞扬是输煤粉尘污染工作环境的主要来源;燃煤通过卸煤设备流落到输送带的过程中,也是产生粉尘飞扬的另一个因素;另外燃煤在输送过程中,其他因素也会产生粉尘的轻度飞扬,粉尘的飞扬造成输煤栈桥空气浓度超过标准(≥6mg/m3),严重影响值班人员的身心健康,长期从事输煤系统工作的人员患矽肺病的几率大大提高;粉尘的飞扬造成煤粉堆积,为输煤埋下了安全隐患,燃煤电厂发生皮带着火事故也大多是粉尘久积的原因造成的;粉尘飞扬也给现场文明生产和经济效益带来一些负面影响,所以,粉尘治理是每个发电企业非常重视的治理项目,但目前一些除尘效果并不理想。下面分析一下常见的除尘器的优缺点和新型的无动力除尘导料槽在输煤系统的应用。
        2 粉尘治理的几种方式
        火力发电厂运煤系统防治设计应采用综合治理防治措施,粉尘的治理方法大多采用工艺防尘、抑尘、除尘三种方式结合起来使用。
        2.1工艺防尘
        在运煤系统设计中,运煤设备应考虑降低煤的落差,缓冲煤的降落速度,对落煤点、扬尘点进行有效的密封,如在落煤管加装缓冲滚筒、锁气器、回流管、全封闭导料槽、除尘导料槽、煤沟挡帘等。
        2.2抑尘
        抑尘就是依靠物理方法,将粘附在原煤上的粉尘仍控制在被输送的原煤上,使其不扩散或飞扬,是一种简单易行的除尘方法。抑尘的常用方法有以下两种:1)喷水抑尘。含尘的煤遇到水增加湿份以后,能把粉尘微粒粘住使其不飞扬。另外空气中悬浮的粉尘,遇到细小的水滴,也会粘结在一起形成较大的颗粒下落。2)蒸汽抑尘。在煤流脱离皮带末端开始降落的地点,设置饱和蒸汽喷射环管,降低扬尘。
        2.3吸尘(即除尘器)
        降低输煤系统室内含尘量最常用的手段是吸尘。即在皮带机的导料槽处和煤仓问的原煤斗处设置机械除尘装置,以形成导料槽和原煤斗内的负压,抑制粉尘飞出。
        3 常用除尘器结构及工作原理介绍
        一般来说目前国内电厂输煤系统除尘设备主要形式有袋式除尘器、湿式除尘器、静电除尘器,静电除尘器应用相对多一些,我们把它称作被动式,它的缺陷在于以下几点:
        (1)以运转除尘设备的能耗方式除尘,除尘效果的取得是以消耗一定能耗为代价的。
        (2)对所收集到的粉尘进行清理、处置,需要投入一定的人力工时,运输以及水、电的消耗,还有可能产生二次污染。
        (3)有的除尘设备在运行时会产生运行噪声,从生新的污染种源。
        (4)随着使用时间的延长,有些除尘设备的维护工作量会加大,而除尘效果也在会不可逆地被降低。
        4 无动力除尘装置工作原理
        皮带机无动力除尘导料槽是一种新型的节能除尘设备,广泛运用于各种皮带机落差点、皮带机转运站等除尘场所。它综合了沉降除尘、惯性除尘及筛滤除尘等所有除尘器功能于一身,在空气动力学原理的基础上,利用空气在流动时所产生的压力转换成动力,使含尘空气进入分离装置后进行惯性、重力沉降、过滤等自动分离除尘,粉尘回落到皮带上被带走,彻底解决封闭环内的空气压力问题,除尘效率可达99%以上。无动力除尘导料槽技术属于干法除尘,主要组成部分有密封室、落料管、多功能除尘室、尘料分流装置、滤尘室、密封帘等。设备安装在运输机的头部和尾部,设备大小根据物料特性决定 , 一般如同胶带运输机的头罩、落料管和导料槽般大小。皮带机转运站内粉尘污染,主要是因为上部物料向下掉落时产生的冲击气流将粉尘携带而出并向周边空气中弥散而成。在冲击气流的作用下,物料中夹带的部份细微粉尘获得逃逸动力向周边空气弥散飘移,从而造成对工作环境一定距离和范围内的空气粉尘污染。无动力除尘系统采用了空气动力学原理、能量守恒原理等,使粉尘在密闭通道中多路有效循环,并使粉尘能量衰竭落回皮带完成除尘。转运点除尘关键是首先运用“分散物料集流技术”对落煤管进行设计,从源头上减少粉尘的产生通过提高导料槽的密封特性并在导料槽中通过扩容和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 米/秒以下时,出口的粉尘就非常的少了,从而达到“标本兼治”。 落煤管设计保证物料汇集输送,减少携带空气,降低下落速度,在锁气方面设置阻尼装置,切断物料下落时产生的诱导风;在密封方面提高系统密封等级,特别是导料槽的密封,扩容降速吸尘,通过导料槽扩容、设置无动力集尘单元降速吸尘。其除尘原理示如下:
        ⑴ 在落煤管与导料槽接口处加装感应集流导向装置,通过集流导向,将煤粉汇集缓冲,可实现减小煤粉下降速度,既同时减小诱导风量的目的,从而减缓导 料槽内正压,防止落煤管内粉尘的产生;在落煤管与导料槽处的黄金结合处( 扬尘点处)安装自动循环减压装置,该装置为模块化制作,设置有观察窗口,方便检查。      
 
        ⑵ 含尘气流在阻尼胶帘的前方受到阻滞而反弹,大部份回弹进入主循环通道,到达负压区又被压入原经路径而产生持续循环。在循环过程中含尘浓度不断增加,粉尘会在主循环管内设置的导流板上附着,沉积成块,到达一定厚度时,在重力的作用下自然成块状脱落,随物料被运走。
        ⑶ 剩余的含尘空气在向前运动过程中,其动能逐步降低,而剩余的动能也将在后段设置的空气阻尼帘的阻滞作用下被逐步减弱,并最终耗尽。
        ⑷ 从输送过程开始到结束,上述的原理过程会自动产生,因而,消除粉尘的机理亦自动存在于这一过程中。
        ⑸ 拆除原有的所有导料槽及引风除尘罩等设备;采用新型无动力除尘导料槽,加装有多级自动循环减压装置、ZNL可调阻尼装置、受料点增设缓冲床等,提高导料槽的密封等级,确保导料槽两侧的完全密封,停用现有的电除尘器,使煤流诱导风压自动循环消除,达到最终无动力抑尘目的;使之不用电、不费水、减少人工清扫、降低各环节的运行和维护成本,使导料槽维护更为方便;
 
        ⑹ 在导料槽内加装ZNL可调阻尼装置,在保证降低诱导风的同时吸附粉尘。ZNL阻尼橡胶条具有很大的吸附、阻隔和减压能力,耐磨损、吸附面积大,可调节、易维护的特点,无需动力消耗;
        5 无动力除尘装置的应用效果
        2018年,我公司对输煤系统粉尘污染最严重的各皮带进行了无动力除尘导料槽改造,具体安装形式见附图5 所示:
 
        改造后上煤时现场环境大为改观,导料槽未发生喷粉现象,经检测,导料槽周边的粉尘含量达到国家标准,采用无动力除尘装置总体优点如下:1) 除尘效果好:系统采用了多路气流循环,有效地使粉尘能量衰竭,使导料槽周边粉尘含量达到国家环保要求(≤6mg/m3)。2)防爆燃:通过专业的技术手段和系统装置对含粉尘的风进行有效循环控制,防止了粉尘浓度过高而引起爆燃。3)电能消耗少:无动力除尘系统使粉尘自动循环后能量衰减,落在输送皮带上不需要任何用电设备,是真正的环保除尘方式。4) 防物料洒漏:采用旁胶密封系统,其材料使用进口专用的耐磨橡胶板,并用旁胶夹紧装置固定,保证在煤流冲刷下旁胶与胶带不会有间隙,密封效果良好。5)运行费用低:维护工作量小,无需设置专门清洁人员清理沿机的洒漏物料。6)噪音低:噪声小于50dB(A),达到国家标准。7)寿命长:煤粉流动轨迹均采用10mm 厚的16Mn钢板,无动力除尘系统寿命可达20 年以上。
 
        图6  对比图
        6 结束语
        实践证明,无动力除尘装置在带式输送机发电厂转运站粉尘综合治理方面应用效果较好,火电厂输煤系统粉尘治理是一个综合治理过程,适合自己的才是最好的.为了保证工人的身心健康,搞好文明生产,要采取综合治理措施,对火电厂扬尘部位进行细化,分析其特征,找出扬尘关键点,并且针对不同地区,不同煤质特点,采用相对应的综合有效的粉尘治理措施,以减少职业危害,提高工作环境质量,推动电力事业健康发展。
        参考文献
        [1]中华人民共和国国家经济贸易委员会.火力发电厂设计技术规程[Z].2009.
        [2]中华人民共和国国家发展和改革委员会.火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程[Z].2009.
        [3]高铁军,任一兵.火力发电厂煤尘治理方案探讨[J].应用能源技术,2004(3):93—94.
        [4]许见春.火力发电厂输煤系统除尘方式及布置探讨[J].内蒙古科技与经济,2008(11):78.
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