输煤系统综合治理之粉尘治理

输煤系统综合治理之粉尘治理

魏霞

关键词：输煤粉尘综合治理

一、输煤系统粉尘产生的原因分析：

目前，常规运行的皮带机输送系统的主要组成设备为皮带机、头部漏斗、缓冲锁气器、三通挡板、落煤管和导料槽等，其设计理念一直遵照《火力发电厂带式输送机运煤典型设计选用手册》标准件进行选型设计。造成输煤系统产生粉尘浓度超标的原因很多，也很复杂，其粉尘产生的主要根源在于煤流下落的落差和落煤管的设计、输煤设备的密封性能等。

1.1落煤管按传统的“料磨料”的指导思想进行设计，这种落煤管结构的设计使煤流在运行过程中过于分散，自由下落，造成煤流之间、煤流与输煤设备内壁之间发生不规则地相互冲击、碰撞、挤压现象，自由落体状态高速流动的煤流不断剪切空气，形成强烈的诱导风，造成输煤设备内空气压力不断升高，产生的粉尘大量扬起；诱导风是产生粉尘的主要因素之一。具体的产生过程为，当煤流从上一级皮带经落煤管转运到下一级皮带时，煤流在输煤设备中的运行过程是：煤流由初始流度进入落煤管，在重力加速度的作用下，煤流不断地作加速度运动，煤流加速下落过程的同时大面积地剪切空气，煤流携带大量的诱导风进行运动。当煤流运动到落煤管的下部分并进入导料槽时，导致导料槽内不断涌入的诱导风造成空气压力不改向滚筒引起的二次扬尘断升高，此时导料槽内正压状态的含尘空气继续与煤流中的细小粉尘相互融合、包裹形成了高压尘气，在空气压力的作用下，粉尘从各个漏点、导料槽头部和尾部向外飘逸、喷射。

1.2皮带运行时,飘落于皮带工作面上的煤粉和未被清扫干净而残留于皮带上的煤粉随回传的皮带沿途飘洒，造成恶劣的现场环境。当撒落到皮带非工作面上的煤粉随着运行的皮带进入尾部改向滚筒时，回传的杂物及煤粉不易排出改向滚筒外，小颗粒的煤粉随着改向滚筒的旋转而旋转，从而引起二次扬尘，造成转运站内环境更加恶劣。大颗粒锐角状的物料一部分扎入滚筒的外包胶面上，满身“刺猬”状的改向滚筒不断地损伤皮带非工作面，皮带损伤严重，导致皮带跑偏、洒煤，进一步使转运站环境恶化。

1.3输煤系统导料槽的设计、制作是制约粉尘产生的另一个重要环节。传统导料槽下部分皮带承载部件主要选用的是滚动摩擦传动的缓冲托辊，虽然运行阻力小，但是，在煤流冲击力的作用下，皮带在相邻的托辊之间形成波纹状，由于皮带的抖动，造成皮带与防溢裙板密封不严，造成大量的煤流、粉尘外溢。导料槽内气压较高的含尘气流的压力得不到疏导、泄压，只有通过各个突破口往气压较低的大气层排放。

1.4由于落料点不正、皮带横截面内的合外力不为零、机架变形造成皮带跑偏，导致皮带洒煤、扬尘，使转运站内的环境“雪上加霜”。

1.5碎煤机工作时，高速旋转的转子不断剪切、扰动空气，产生大量的诱导风。许多附着在输煤设备上的粉尘被激活，飘散于空中，造成转运站内粉尘弥漫。

1.6皮带机尾部因人工清理的煤粉、杂物滞留于皮带之上，阻隔于导料槽之外，不能随着运行的皮带而运行，造成再次撒料，扬尘、磨损皮带。

概括地说：

煤流剪切空气形成的诱导风风量与落煤管的落差、倾斜角度成正比。落煤管与水平面之间的倾斜角度越接近于垂直，落差越大，煤流在落煤管内的下落加速度越大，其所携带的诱导风量就越大，对系统的冲击越严重，煤流中夹杂的粉尘越容易被激活，转运站形成的粉尘浓度越高，对系统的破坏越严重。

诱导风风量与煤流的过流面积成正比。落煤管的过流截面尺寸越大，煤流剪切空气的面积越大，产生的含尘空气的体积就越大，煤流下落时所形成的诱导风量就越大。皮带上原煤输送量越大，其煤流下落时所造成的诱导风量就越大。下落的煤流越分散，相互碰撞越激烈，其产生的诱导风量就越大。

煤流的粒径越细，越干燥，其与诱导风相互融合的效果起越好、粉尘浓度越高，其所造成的粉尘污染越严重。落煤管下部至导料槽内空气的压力过高，造成大量的粉尘向周边飘逸（只要导料槽内空气的压力为正压就大于大气层的压力），含尘空气就必然从各漏点或出口处向外喷射粉尘。含尘气流在导料槽内滞留的时间越短，含尘空气中的粉尘越不容易得到分离，粉尘在诱导风产生的正压力作用下，向导料槽、输煤设备四周扩散。高落差点因物料的冲击造成胶带抖动严重，导料槽密封等级下降，导料槽无法建立负压，粉尘向压力较低的四周扩散。由于传统设计的落料点部位煤流对导料槽密封板冲击磨损严重，落料点偏离了皮带运行的中心，皮带的抖动造成导料槽两侧大量的煤粉被挤出，皮带出现撒煤、漏粉现象。

二、改造技术措施：

从以上原因分析可得，预防胜于治理，治标要治本。

2.1将燃煤的无序分散运动改进为有序汇集运动，减少料磨料，从而减少煤粉在诱导风的作用下四处喷溢，燃煤通过居中设计的落煤管，进入皮带是对中的，避免皮带跑偏而引发的恶性循环。

2.2在头部漏斗设计安装集流导流装置，能够保证物料在离开上一级胶带后以汇集流的形式，按照近似抛物线的轨迹顺滑流畅地进入落煤管，保证头部漏斗不积料堵煤，有效防止头部漏斗雨季堵煤，同时能够减少下落的煤流携带风量，对粉尘的抑制也有好处；集流导流防堵装置可以采用耐磨复合板焊接而成，设计有减振弹簧、落料角度偏转调节。

2.3拆除漏斗至滚轴筛、滚轴筛以下及碎煤机以下落煤管，安装流线型落煤管，落煤管可以采用高耐磨性低摩擦系数的高铬耐磨复合钢板制作而成，使燃煤在流线型管内沿着管壁流动，从而减缓煤流对落煤管以及皮带的冲击，实现对煤粉的缓冲降速处理，避免因撞击管壁而造成的粉尘四溅，达到抑制粉尘产生的目的。

2.4落煤管非冲击和非磨损面可以采用8mmQ235材料，冲击磨损面采用耐磨复合钢板或陶瓷材料制作，耐磨钢板为8mmQ235普通钢板上面复合8mm厚度的高铬合金铸铁材料，复合板表面硬度为HRC58-60，含铬量超过32%以上，耐磨钢板总厚度为16mm，溜管材料的选择要求保证使用寿命年以上；期间不发生溜管磨损破漏泄煤现象；耐磨复合钢板表面要求光滑平整，确保不发生挂料堵煤现象。

2.5为确保使用寿命，对高落差的出口长期受冲击的部位，采用耐磨钢板为6mmQ235普通钢板上面复合6mm厚度的高铬合金铸铁材料，复合板表面硬度为HRC60，含铬量超过35%以上，耐磨钢板总厚度为12mm。

2.6出口落煤管沿皮带宽度方向进行收口（收口尺寸550mm）可保证物料进入皮带居中修正落料点，并有效保护防溢裙板导料槽不受煤流冲击；为保证煤流通径，沿皮带运行方向落煤管采取扩容措施（扩容尺寸1500mm），在有效降低诱导风风压的同时，确保出口不会发生堵塞情况。

2.7落煤管断面采用U形设计，在皮带宽度方向上为收口设计，可对物料流动起到聚流作用；同时为确保燃煤在管中流动不发生堵煤现象，在沿着皮带方向上拉长落煤管，保证其容积不变。并在落煤管的过流面采用流线设计，使得燃煤沿着管壁有序流动。

2.8为降低物料下落过程中诱导风的产生量在落煤管中设置PU阻尼装置，能够大大降低物料下落时产生的诱导风；PU（聚氨酯英文简称）集流阻尼装置具有以下两个作用：1可以使少量散的物料汇集、缓冲煤流下落速度,降低物料下落过程中剪切的空气面积；2同时切断物料下落引起的诱导风(使诱导风无法产生对流),大大减少进入导料槽的诱导风风量，降低落料点的正压状态。

2.9导料槽采用密封集尘导料槽，加大导料槽的容积，提高导料槽的密封等级，确保导料槽两侧的完全密封，导料槽侧部采用缓冲托辊和超高分子量聚乙烯组合制作而成，保证良好的密封性能，在导料槽内集成无动力惯性除尘单元，在保证降低诱导风的同时吸附粉尘。具有吸附面积大，易维护的特点，无需动力消耗。其结构是在在传统矩形导料槽的基础上，扩大横截面积，采用拱形扩容盖板，矩形侧板加可调内衬板，侧板外安装新型防溢裙板，皮带以下采用标准槽型托辊架和托板相结合的方式，滚动摩擦和滑动摩擦相结合，优化托板结构，采用方形结构，双倍使用寿命，并使其可简单并任意更换。针对抑尘并降低诱导风设计，想有效的降低诱导风，堵不如疏。取消封闭式中间阻风帘，采用疏密开槽的中间阻风帘，交替正反安装；排布抑尘单元放置方式，采用蛇形通道，有效的缓解诱导风的风速。

2.10在导料槽内加装无动力惯性除尘单元，在保证降低诱导风的同时吸附粉尘。多棱胶条具有很大的吸附表面积，具有耐磨损、吸附面积大，易维护的特点，无需动力消耗。

2.11安装小型喷雾系统，将喷雾除尘与无动力除尘结合使用，喷雾形成的雾化水滴与煤粉碰撞后粘附在无动力的星形胶条上，很好的除去了细微粉尘。

2.12保持回传皮带的清洁是减小粉尘的另一个环节；按现场实际工况选择合理的皮带清扫设备至关重要。

2.13为了改变转动站内的工作环境，防止小颗粒的物料随着改向滚筒的旋转而旋转，从而造成二次扬尘，将传统的改向滚筒设计为自排异物的排渣滚筒，有效地将煤粉及杂物排出皮带之外。

2.14选择合适的皮带纠偏装置：在皮带的承载部位适当辅助安装槽型纠偏装置进行系统解决。对于回程皮带，可在间隔30-40米的距离安装全自动回程纠偏器，依靠其纠偏拉力保证皮带正常运行。

三、改造实施前后运行效果对比

四、结束语

以上综合治理措施在尽量考虑降低改造成本和设备安全使用寿命的情况下，技术上是可行，已在我厂得到了成熟应用，可使电厂输煤系统粉尘治理得到有效改善。

参考文献：

DL/T5000-2000火力发电厂设计技术规程

Q/CDT-TYSCP10611.10燃料检修规程

Q/CDT-TYSCP10512.22输煤运行规程

作者简介：

魏霞(1975--),女，山西沁县人，大专学历，主要从事燃煤火力发电厂输煤系统安全培训工作。