自降尘装置在电厂输煤系统粉尘综合治理中的应用研究

潘志刚

(通辽盛发热电有限责任公司，内蒙古 通辽 028000)

自降尘装置在电厂输煤系统粉尘综合治理中的应用研究

潘志刚

(通辽盛发热电有限责任公司，内蒙古 通辽 028000)

在燃煤电厂输煤系统中，输煤转运落差，燃煤下落冲击到皮带上产生大量粉尘，造成环境污染，危害人身健康。为实现粉尘综合治理，文中对全封闭滑板式自降尘装置的基本原理、产品结构及特点、自降尘系统的控制及运行方式、系统可靠性、应用情况等进行叙述，表明全封闭滑板式自降尘装置结构简单、降尘效果明显、能耗低、运行安全可靠，适合推广应用。

输煤系统；粉尘治理；全封闭；滑板式；自降尘

0 引 言

随着国家经济的迅速发展和人民生活水平的大幅度提高，环境保护的要求日益严格，发电厂实现现代企业安全文明生产、满足粉尘达标要求、实施人性化管理日显重要。发电企业挖掘内部潜力、节能降耗同时不可忽视。目前燃煤电厂粉尘危害较大是一个普遍问题。由于燃煤电厂普遍采用皮带输送机将燃料传送卸载至储煤仓的运煤方式，在输煤系统各个转运站的落料点处，随输煤转运落差，燃煤下落冲击到皮带上产生大量粉尘，造成环境污染，危害人身健康。

为抑制输煤系统的粉尘泄漏，一般采用的技术措施包括[1]：

(1)输煤系统的结构优化，例如加装导流板或缓冲装置以控制煤粉的下落速度。

(2)加强对输煤系统、尤其是转运点、落煤管口的密封。

(3)适当增加负压风机的流量及负压。

(4)改进除尘器[2]，提高除尘效率。

(5)适当得给煤粉加湿，但增加过多的话，会影响锅炉效率。

上述措施对于输煤系统粉尘控制，均有一定的效果，但也存在明显的缺点。现有输煤系统粉尘控制的核心思想是利用负压风机保证输煤系统的负压，防止粉煤泄漏，然而在物料下落冲击压力作用下，煤流管下部会形成很大的正压，单纯采用负压风机很难保证无粉尘窜出。而一味得增加负压及风机流量，不仅会增加电耗；而且由于流量增加、以及吸口附近大量粉煤被吸入，从而增加除尘器的负担；此外，并未从根本上解决煤流管上、下部压差大导致含尘空气流动的问题。

自二十世纪九十年代末，发电厂粉尘治理开始步入了以自降尘为主导的发展阶段,目前越来越被社会各界所认识和接受[3]。现已发展成熟的全封闭滑板式自降尘装置，被证明在输煤系统采用全封闭滑板式自降尘装置可代替传统的喷淋、静电、布袋、旋风等方式除尘设备。在新建电厂工程的设计和已有电厂的改造中，在输煤系统对应该采用各种除尘器的部位，均可采用全封闭滑板式自降尘装置，既能产生良好的降尘效果，又可节能，并且运行维护方便。

因此，文中对全封闭滑板式自降尘装置的原理及特点进行了研究和阐述，表明该技术是一种节能高效的输煤系统粉尘控制技术，并将其应用在我厂，实现了很好的抑尘及节能效果。

2 全封闭滑板式自降尘装置工作原理

2.1 基本原理

来自皮带运输落差点(转运站)上游的物料在下落过程中与皮带撞击产生了大量的粉尘空气，同时在物料下落冲击压力作用下，使降尘室的底部和上部之间产生了使粉尘空气可以流动的压差。在煤流管上部的气压为负压(降尘室尾部)，在煤流管下部的气压为正压(降尘室首部)，因此正压粉尘空气通过降尘室实现风粉分离后，分离的风返回到煤流导管颈部补充上部负压气源,而粉尘则落回皮带上。探测器将皮带煤料上的粉尘及煤的表面湿度转化为数字信号，传递到智能控制器，控制雾化系统实现水雾覆盖，最后使浮尘降落在物料上，传送到下一段皮带。

系统流程简图如图1所示。产品的结构示意图如图2所示。

图1 系统流程简图

2.2 自动化检测控制系统

首先检测燃煤表面水分，将传感器安装在输煤皮带运行架上，使传感器探头直接触到皮带的燃煤上，采集信号传送自动化控制系统，经模拟表面水分数字转换，待确定干度指数超标后控制系统发出执行信号并接通电源，电磁阀开启给水(皮带在运行状态)。

图2 产品结构示意图

2.3 粉尘空气循环系统

由于燃煤转运从上而下落料时，煤流导管和封闭扣槽内产生大量冲击粉尘空气。运用空气动力学原理，使燃煤下落时粉尘空气和燃煤分流运行。因此正压粉尘空气通过降尘室连通返回煤流管颈部补充上部负压气源，从而达到了粉尘空气在抑制、缓解、捕集装置系统和煤流管内来复式循环降尘处理。

2.4 全封闭系统

导料槽采用滑板式(无侧滚)，使输煤皮带两侧运行平直，在导料槽底部与运动皮带间安装了滑动密封装置，它有效的阻止了粉尘在皮带两侧外溢。在导料槽出口及导料槽中安装了多级具有挡尘作用的软帘，使飞溅的粉尘被挡尘帘隔阻，从而实现了对导料槽的全封闭作用 。

2.5 主要技术参数

型号：HD-JC

皮带规格：500～2 000 mm

整机功耗：15～50 W

处理后粉尘浓度：不大于6.0 mg/m3

处理前粉尘浓度：64 mg/m3

净化效率：>99.5%

3 全封闭滑板式自降尘装置特点

3.1 滑板式封闭导料槽

全封闭滑板式自降尘装置对传统倒料槽进行改造，使其检修周期及使用寿命长、能耗低。

将传统的皮带机托辊中的两侧托辊去掉，改用自润滑超高分子PE滑板代替，实现了托板对皮带的连续支撑，由于保留的底部水平托辊承担了物料的大部分重量，使侧面皮带与滑板之间的压力均匀分布，即减少了摩擦力又起到密封的作用；在封闭的导料槽里采用专用的复合式防溢裙板，即防止煤粉通过皮带与滑板之间的缝隙外泄，又阻止皮带跑偏，真可谓一举两得地解决了电厂在输煤系统一直困扰着的安全及文明生产的难题。采用超高分子量聚乙烯耐磨滑板替代传统导料槽的侧辊和防溢裙板,不但极大地提高了运行使用寿命，又达到了除尘纠偏平稳运行的综合效应，导料槽的侧封是解决输煤皮带除尘的关键所在，由于皮带运行中的跳动、跑偏以及相邻托辊之间的凸凹不平，使得侧封问题难以解决。改造后采用了超高分子耐磨滑板，取代了导料槽下的侧面托辊，从而有效地解决了皮带跳动的问题。在内防溢裙板和垫板的作用下，既防止了导料槽内粉尘的外泄又阻止了皮带的跑偏。改造后的封闭导料槽如图3所示。

滑板式封闭导料槽与传统导料槽相比，年节省运行检修费用很可观。按运行三年为一个更换周期，更换老式倒料槽托辊、密封侧板及撒料损失约为更换新型倒料槽滑板费用的两倍(实际运行周期约为五年)。由于采用了滑板式全封闭导料槽，一般三年内无需更换滑板，但回程皮带带粉时可能会加速滑板的磨损，检修人员应每年检查一次，根据磨损程度确定更换周期；导料槽的后堵板在运行中应及时调整推杆保持其与皮带的有效接触面和压力，当推杆调至最低时应更换胶板；防溢裙板是导料槽内阻挡粉尘进入皮带与滑板的重要部分，检修人员可通过导料槽两端，观察其磨损情况并及时更换。

图3 改造后的封闭导料槽

3.2 控制及运行方式

自降尘系统电气控制设置三种运行方式：

(1)调试方式，各电气设备之间应能解除联锁，可独立方便地调试。

(2)就地控制方式，在控制盘上操作降尘设备的起、停运行。

(3)程序控制方式，远程控制降尘设备的起、停运行。

降尘设备设置整套系统的运行状态显示、数据记录和报警显示。由于采用了设备与皮带运行的连锁装置，所以该自降尘装置在相应的皮带停运时自动停止工作，同时控制箱上面的仪表和灯光无显示；而当皮带恢复运行时设备及控制仪表自动进入工作状态，控面板电压表此时指示为220 V，电流表指示在5 MA左右。煤湿度检测装置的整定值已根据煤炭性质整定完毕，运行中不需要再调整。工作中红灯亮指示为皮带上有煤流，绿灯指示为煤湿度是否过干；当红灯和绿灯同时亮时即为喷水雾化状态，同时电流表指示在10～20 MA。

3.3 系统可靠性分析

(1)设计原理可靠

这是非常重要的，该设备采用的挡尘软帘为可升降式，检修人员可根据软帘磨损情况，及时操动手轮将软帘调至与皮带接触为准，不需经常进行更换。

设备的探测器装设在导料槽内，它承担探测皮带有无煤流和煤湿度的双重任务，探测器的探针采用螺旋式，检修人员可根据皮带使用率调整磨损的探针，旋至需要的长度，一年内不需更换。

特别是控制主电路，避免了电力电子器件的串并联，控制主电路力求简单，可控电力电子器件尽量少，最大程度的保证产品可靠性。

(2)故障兼容能力

任何控制设备都不可能有百分之百的完全可靠，提高系统可靠性的关键在于提高系统的兼容能力。

电磁阀传动装置电动与手动成为并联关系，当自动控制装置意外故障时，可以手动将电磁阀投入运行，不至于造成设备停止喷淋，此时，电磁阀只是不能根据煤粉湿度自动停止而已，可将降尘设备故障影响缩小到最小程度。

(3)电子器件

自动控制系统的主要电力电子器件选用了进口产品；主要电器产品采用真空断路器和进口继电器；电子器件采用PLC可编程逻辑控制器进行程序控制，最大限度减小继电器数量，产品可靠性得到提高。全部集成电路芯片均采用优质器件。

(4)工艺方面

完善的电力电子器件的检测设备；完善的生产工艺和专用设施；精确合理的结构布局等等，都使得斩波内馈调速产品的可靠性对比高压变频调速和串级调速都有较大的优势。

4 应用情况及经济性分析

我公司在2008年7月对5段甲乙带式输送机采用全封闭滑板式自降尘装置进行了改造。经过多年的实践运行，产品可靠性及性能得到检验，收到了显著的环保节能效果和经济效益。

封闭式皮带输送机由于采用了坚固的封闭式结构和自降尘装置，有效控制了环境粉尘的浓度、降低了粉尘污染和维护工作量，减少了维护费用。

费用数据如下：

(1)电能损耗：原水浴除尘器电机功率为7.5 KW/台,按每天也吞下18 h计算，每台年耗电量为：7.5 KW×18×365=49 275 KW·H，约合人民币16 260.75元。

改造后的降尘装置用电功率为5 W/台，相比可以忽略不计。

(2)水冲洗：原除尘器年耗水量约为两万五千吨，以每吨水成本包括水价及设备使用损耗为2元计，共需50 000元；封闭式自降尘装置每年耗水约100吨，费用200元，每年可节省49 800元。全部改造完毕年节约费约66 060.75元。

(3)维护费用：传统皮带机因采用的设备复杂，维护量大，除皮带机本身维护外，还需包括对水喷淋系统和除尘器系统进行维护。封闭式皮带输送机只需简单维护，年费用更为可观。

(4)封闭式皮带输送机可减少维护人员减少2/3，以每人每年费用2万元计算，每年节省13 333元。

5 结束语

全封闭滑板式自降尘装置是一种不需设有除尘室(节省占地)、无二次污染、免维护、微电耗、运行安全可靠的先进设备。其降尘效果达到GB16248-1996《作业场所空气中呼吸性粉尘卫生标准》的要求。它是针对皮带转运站扬尘大、分布散、空间有限及传统的带式输送机存在的撒料、跑偏、粉尘污染维护工作量大等问题设计的新型降尘设施。它解决了各种传统除尘器占地面积大、消耗能量大、维修量大、投资大、运行成本高、二次污染不达标等问题，极大的提高了系统运行可靠性，改善了设备运行状况和工作环境。同时给企业带来巨大的经济效益。是一项适合新建及正在运行的发电厂优先考虑的输煤系统粉尘控制技术。

[1] 张塞上,周 军. 燃煤电厂输煤皮带粉尘综合治理[J], 科技风, 2010,3:262.

[2] 张殿印, 王 纯. 除尘工程设计手册[M]. 化学工业出版社, 2003.

[3] 卢长通. 浅谈输煤系统粉尘的综合治理[J], 建材发展导向, 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

潘志刚，男，内蒙古通辽市科尔沁区，工程师，从事电厂生产管理方面的工作。

10.3969/j.issn.1009-3230.2014.12.006

TK229.5

B

1009-3230(2014)12-0019-05