电厂灰库扬尘治理中红外自动喷雾系统的应用研究

王晓光

（开封京宇电力有限公司，河南 开封 475000）

引言

我国的电力行业经过不断发展，取得了跨越式的成就。与此同时，电力企业在生态环境的改善方面也在不断探索，力争达成边环保边发展的目标。就目前国内的电厂发展趋势而言，燃煤式发电仍然是主力，其次是水电，核电只占了4%，风力发电占比更少。在燃煤的运输、投炉、燃烧发电的过程中，难免产生许多粉尘，对工人的身体和周围环境的空气质量都是难免会有影响。因此，如何采取有效措施可遏制粉尘源、降低粉尘浓度是行业普遍关注的话题。

灰库作为发电厂的重要一项内容，在工作期间会有大量的扬尘产生，不仅破坏工作环境，对人体健康也有严重的影响。因此，在电厂灰库扬尘治理中应用红外自动喷雾系统讨论具有积极现实意义。

一、灰库灰尘大的主要原因

灰库作为除灰系统的末端，主要设备有库体（混凝土结构或钢结构）、脉冲袋式除尘器、压力真空释放阀、库底卸料器、双轴加湿搅拌机、干灰散装机、空气电加热器、气化风机、气化槽等。其中，干灰散装机是否稳定连续工作，直接影响了发电机组安全生产，因此建立安全、可靠、先进的控制系统，将可以提高电厂自动化水平和管理水平。结合日常工作实践，灰库灰尘大的主要原因分析如下：

一是散装机负压布袋除尘器容积过小。其中，升降机构、落灰管、收尘套管、散装头、除尘器（排尘风机）是干灰散装机的主要组成部分。在进行干灰散装作业过程中，粉煤灰罐车进入作业区，散装头下方是贮料罐的进料口。在散装头下部的收尘套管和落灰管的软管都可以进行收缩，这样可以借助升降机械来进行散装头的上升或者下降，这样可以满足不同高度的运灰车装卸。通常情况下，散装机都有自动控制的作用，能够按照规定的程序进行卸灰。电厂散装机主要技术参数见表1。例如某厂灰库每台散装机设计要求100 吨/h，应配置不小于20m3/h 负压除尘器，而目前该厂仅配11m3/h负压除尘器，这样不能保证散装机运行工况下产生的正压气流，造成扬尘。

表1 电厂散装机主要技术参数

二是散装机密封性差。有的电厂选用的散装机由于设计不合理，造成一定的缺陷，在卸料过程中，粉煤灰物料下行时随着由小到大卸料直管段的直径放大，会出现空间越来越大的现象，极易造成松散的粉煤灰，装车时造成扬尘过大。同时由于负压回流通道粉尘含量较大，在装车过程中除尘器灰斗积灰不能彻底排空，这就造成一定的人工运维成本。

三是散装机传动钢丝绳无秩序。由于散装机本身的设计存在不足，这就导致在运行中难以保持平衡，会出现一些卡顿，伸缩节的钢丝绳一旦受力不均，则会导致传动钢丝绳运行时候无秩序。

四是下灰管极易出现堵塞。一旦散装机内胆设计不合理、灰尘过滤面积脚下，很容易在运行中在负压风道出现较大的灰尘，负压通道一旦气流受到拥堵，则会出现负压通道真空的现象。当外部气流出现中断后，散装机下料通道则会在真空状态中出现堵塞。

五是热控自动装置失灵。当散装机整体设计存在不足、装车料满信号可靠系数有偏差、机械运行设备不畅等问题出现后，热控自动装置会出现失灵。

六是散装机伸缩节活动空间狭窄，导致横向移动的空间过小，但车辆人孔门与卸灰口要求非常精确，现场装车难以实现精准的对接。

二、红外自动喷雾系统运行原理

红外自动喷雾系统由变频恒压主机、可编程控制系统、人机界面、水处理系统、分区控制电动阀门、空气质量数据采集仪表、管道、喷嘴等部件组成。可实现料棚内水雾无缝覆盖，水雾从车间顶部飘落，将粉尘快速沉降到地面，粉尘浓度数据实时显示，降尘效果十分明显，主要应用在煤场、煤棚、料仓、料场、车间、工厂、厂房、卸料点、装卸车、原料储存、物料堆场、装卸料、钢铁厂、选矿厂、干煤棚、网架煤棚、全封闭煤场、储煤棚、水泥厂、电厂、火电厂，等各种粉尘量大、扬尘严重的颗粒物无组织排放场所。应用智能喷雾降尘系统后可明显提高工作场所能见度，显著改善场所内的作业环境，促进环保达标。

通常，自动喷雾降尘装置的主机设计是采用模块化的方式，配有液晶显示屏幕，具有人机交互的良好功能，在作业过程中，通过与红外线传感器、触控传感器、红外热释传感器、循环定时控制模块的配套装置配合使用，一机多能，这样构成了自动喷雾降尘装置。

红外自动喷雾系统主要有红外线探头、雾化喷嘴、控制器和电磁阀及管路构成，见图1.电磁阀对架前喷雾组和架后喷雾组进行控制，同时设置了手动的旁路开关，当出现故障，就可以手动对喷雾张志进行控制。在架前喷雾组管路上单独设置了手动开关，连接喷雾组和水的管路通用性好，能够随时补充和更换。

图1 红外自动喷雾系统主要构成

三、红外自动喷雾系统的特点

红外传感器在当前工业生产中应用比较广泛，尤其是安全监控方面的应用率占到了比较高的级别。红外传感器收到遮挡物遮挡后，形成感应信号，传送给控制主机进行开启或关闭喷雾。可实现人过停喷车过停喷等功能。这种系统装置适合在光纤较差的环境下使用，不受其他信号干扰，同时安装较为经济，结构简单，安装方便无需专业施工即可实现安装，同时性价比比较高，较为耐用。结合具体的应用与实践，总结红外自动喷雾降尘系统如下：

一是节省资源。红外自动喷雾降尘系统将水雾化后，不但可对灰库较大的范围进行喷洒，且水雾的悬停时间延长，使空气湿度加大，可有效减少浮尘的增加，不再作业过程中进行洒水，因此可以节省大量的人力、物力和水资源；可有效解决空气中浮尘的问题：在对空气质量进行测评时，其中的一项便是粉尘含量，

二易施工、易安装。红外自动喷雾降尘系统可利用灰库已有的设施进行施工，例如管网建设时可利用现有的管网进行延伸布置，投资小，综合成本低，因此利用率高，耗水量少，而且维护费用低；

三是红外自动喷雾降尘系统因采用红外控制喷雾方式，雾化的水不会产生聚集，因此不会发生二次污染，可实现智能化控制。

红外自动喷雾降尘装置是指通过红外感应传感器布置的自动化喷雾降尘装置，一般由红外传感器、降尘控制主机（KXH12 控制箱）和喷雾水幕及水气管线等。

四、电厂灰库扬尘治理中红外自动喷雾系统的应用

（一）控制系统功能设计

根据灰库控制工艺设计控制系统功能，确定该控制系统能够完成的任务和可以执行的操作。在执行操作时，遇到一些具体的情况，是否可以采取及时的应对措施。之后，整个控制系统按照功能、操作频率进行设计，设计过程中考虑连贯性，确定某一个功能板块能够执行的任务，重点把握灰库各个功能板块的联系性。

图2 灰库喷雾装置的示意图

（二）控制系统组建与具体应用

完成控制系统功能基础上选择性价比较高的红外控制设备，使得组建好的控制系统既能够满足控制要求，也能根据实际情况进行优化和升级，规划在单一功能块内部具体可以执行的操作，实现的功能，即某些相关流程，设备集中在某一功能块中显示或操作。

具体应用如下：

车辆进入装车库位，红外光电反射式传感器捕捉到车辆信号，将车辆入库占位信号传达给控制模块，模块设置有延时程序，在装车对接规程中不会启动喷雾，保证驾驶员视线清晰安全对接。延时程序过后控制模块将驱动电磁阀打开喷雾水源和增压水泵，水雾从喷嘴雾化喷出，对装车过程中产生的扬尘进行压制。当卸灰装车作业完毕后，车辆与灰库散装设备断开连接，车辆驶出装车库位，红外光电反射式传感器接收不到车辆占位信号，控制模块再次启动延时程序，对库内残留的扬尘进行持续压制降尘，延时程序结束后，控制模块进行系统关闭程序，依次关闭增压水泵，电磁阀，水源关闭，喷雾装置则停止运行，全工作流程无需人员接入控制，实现全自动无人值守的运行状态。

五、结语

通过利用红外自动喷雾系统，灰库区域环保设备设施得到全面优化，并能有效防止干灰装车扬尘外溢。减轻了其他环保设备实施的工作压力，能达到节约检修费用，减少维护量和工人的劳动强度，提高灰库连续、稳定、经济运行，能取得较好的生产经济效益及社会环保效益。总而言之，红外自动喷雾系统信号控制系统灵敏度高，且故障率极低，实现了自动喷雾装置，避免了人工打开喷雾，消除了人为操作的隐患，因而避免了喷雾酒水装置的提前打开或关闭，与人工开启喷雾酒水装置相比，节约了用水量、降低了粉尘污染，有效地控制了尘源，减轻了粉尘飞扬，具有较高的推广价值。