火电厂输煤系统粉尘治理现状及改进的研究

张鹏宇

摘要：火电厂输煤系统粉尘治理是一项长期的综合治理过程，需要从燃煤进场到燃烧的整个过程中都进行治理，这样才能达到有效的治理效果。随着国家对电厂作业环境新标准的制定，各大火电厂需要创新输煤系统的粉尘治理，采用先进的科学技术，提高治理效果和效率，不断改善作业环境条件，减少环境污染的同时也减少职业病的发生，促进电力行业可持续发展。

关键词：火电厂；输煤系统；转运站；粉尘治理

一、输煤系统粉尘的来源扩散途径及治理现状

1.1粉尘来源

粉尘的来源有多种：原始煤尘，是在煤炭开采和储存过程中产生的粉尘；转运煤尘，燃煤进入火电厂在燃烧前要进行装卸转载处理，在此过程中会产生大量粉尘；储存煤尘，火电厂为了保证燃煤的及时供应和不同种煤的混合燃烧，一般都会在储煤场储存大量的燃煤，受车辆碾压、风化、煤自燃等因素的影响产生一定的粉尘；加工煤尘，燃煤在燃烧前要先制备成煤粉，使用的碎煤机、破碎设备等处理燃煤时产生大量粉尘；其他煤尘；输煤时燃煤散落、掉落到回程胶带，在胶带与改向滚筒之间被碾压形成的煤尘，散落在地上经长期风化形成的煤尘等等。

1.2粉尘扩散

输煤系统上的粉尘扩散途径有多种，包括落煤管诱导风携带粉尘扩散，胶带输送时产生的相对运动风携带粉尘扩散，燃煤转载时清扫不干净使粉尘撒落飞扬，碎煤机运行时的鼓风携带粉尘扩散，以及输煤设备停止运行时粉尘回落到设备上，再次启动时产生扩散。

1.3粉尘治理现状

随着国家对环境污染问题的愈加重视，以及火电厂管理人员的观念的提升，火电厂高层逐渐开始对输煤系统进行粉尘治理工作，并取得了一定成效。现阶段，多数火电厂选择水力清扫和污水净化措施来治理粉尘。具体包括：为了降低粉尘浓度，火电厂在转运站安装除尘器，对输煤系统的粉尘源进行治理，在输煤导料槽出口安装水喷雾装置，挡煤帘等措施。使用的除尘器多是喷水防尘器、旋风除尘器等，但除尘效果并不理想，运行率也较低。

二、火电厂输煤作业场所煤尘治理新技术开发及应用

通过对火电厂输煤系统除尘装置应用经验的研究，结合电厂输煤系统已安装运行的水冲洗系统和废水处理系统，输煤系统的除尘装置采用湿式除尘技术在设计及应用中已形成共识。山东电力科学研究院根据在火电厂粉尘治理的经验，并结合火电厂现场情况，研制开发了新型的输煤系统用除尘器和皮带自动水喷淋装置及粉尘浓度在线监测装置合为一体的自动控制的输煤除尘系统。整套系统具有通用性，可适应输煤系统不同位置的除尘要求。

2.1新型输煤除尘系统工作原理

输煤系統除尘器除了要满足粉尘排放浓度合格和较低的运行阻力外，更重要的是在输煤系统尽可能地密封的条件下，除尘器能够处理足够的风量，使封闭的输煤系统内达到一定的负压，以防系统内粉尘外逸。以往设计的除尘器实际运行风量往往远低于保证系统内负压所需要的风量。新型输煤除尘系统中的高效湍流湿式除尘器采用填料设计，增大了气、液、固三相接触面积，通过限位装置，防止局部气流过大时填料湍动剧烈使得气流“短路”，影响除尘效率。它的工作原理是：输煤系统的粉尘通过集尘罩和风道从除尘器下部进入除尘塔内，通过特殊的气流分布装置与喷淋液在填料表面进行充分接触，除尘器内填料层分成若干个单元格，使得填料分布均匀。单元格上设有限位装置，填料在塔内的筛板上湍动旋转，相互碰撞，并且填料表面的液膜不断更新，这样既增加了气、液、固三相的接触时间和接触面积，以达到高效除尘的目的，又由于填料在喷淋水下的湍动而具有自净的作用，彻底解决了除尘器的堵塞问题。除尘后的气体通过除雾装置脱水后由风机排到室外，除尘器的启停及供水等全部自动控制，并且根据粉尘在线监测的浓度值实现了控制启停。在自动设计中充分考虑了除尘器运行维护和检修的便利，除尘器本体及内部结构全部采用不锈钢结构，所有风道内部都进行防腐处理。为便于风量调节，在风机入口设计有风量调节挡板，根据不同运行工况可方便地进行除尘器风量的调节。

粉尘浓度在线监测和自动皮带水喷淋装置的工作原理是：当输煤系统皮带煤流仪检测到皮带来煤以后系统开始工作，皮带水喷淋装置自动启动运行一定时间后，自动启动现场的激光粉尘浓度在线检测设备，当空气中粉尘浓度超过某一设定值（例如设定为6mg/m3）时，系统自动启动湍流除尘器和皮带水喷淋设备进行除尘，一定时间后，再测定空气环境中的粉尘浓度，低于设定值时停止除尘系统运行。整套输煤除尘系统根据逻辑程序循环运行，直至皮带停止运行。整套系统设计采用手动、联动和自动三种控制方式，以方便现场运行人员根据不同情况进行运行调整。

上述两项研究开发内容组成了一套完整的高效输煤粉尘治理系统，并且可将其嵌入输煤程控中，以实现集中操作。通过在线监测不同位置的环境粉尘浓度，来控制除尘装置的运行调整，实现整套输煤粉尘治理系统的自动监控，使作业环境粉尘浓度不但满足国家标准的要求，提高了自动化程度，而且达到节能节水的目的，使输煤系统粉尘治理组成一个完整的综合治理体系。

2.2新型输煤除尘系统的应用

研制开发的新型输煤除尘系统在山东某电厂投入使用，应用一年后由国家电力劳动环境检测监督总站对整套系统进行了性能测试，系统的各项指标完全满足国家标准的要求，并且达到了节能的效果。各项指标综合如下。

（1）转运点作业环境车间平均煤尘浓度：未投运新型输煤除尘系统时为11.2mg/m3，系统投运后此转运点作业环境车间平均煤尘浓度为3.5mg/m3，降低了7.5mg/m3，完全满足国家标准《工业场所有害因素职业接触限值》（GBZ2—2002）中规定的6mg/m3的要求。

（2）除尘器向室外排放浓度23mg/m3，完全满足电力标准《火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程》输煤系统除尘器向室外排放浓度小于150mg/m3的要求。

（3）除尘效率高，达到99.04%，其中作业环境中直径小于5μm的尘粒在新除尘系统中被除去67%。

（4）耗水量低。新型输煤除尘系统的研制成功，标志着电厂输煤系统粉尘治理的技术有了新的突破。整套系统操作简便，能耗低，故障率低，自动化程度高，通过粉尘在线检测装置在线控制新型输煤除尘系统的运行，大大节约了电厂的运行成本和设备维护费用，在电力行业中显示了十分广阔的应用前景。

三、结束语

随着国家对环保的要求越来越高，做好输煤系统的粉尘治理工作已刻不容缓。对输煤设备进行抑尘控尘技术改造，使火电厂输煤系统粉尘治理状况得到根本性转变，可保证人身和设备健康，降低运行和维护成本，进而取得良好的社会效益和经济效益。

参考文献

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[2]刘晓威.有关火电厂输煤系统粉尘治理现状及改进的研究[J].硅谷，2013，（22）：146+148.

[3]李勇，山乐胜，沈竞为.火电厂输煤系统粉尘治理现状及改进[J].华北电力技术，2003，（12）：29-31.

（作者单位：大唐宝鸡热电厂）