火电厂输煤系统粉尘治理技术措施

火电厂输煤系统粉尘治理技术措施

康晓春

大唐国际发电股份有限公司陡河热电分公司

摘要：在火电厂运行过程中，输煤系统粉尘治理可以保证火电厂的正常运行。,分析粉尘的产生与危害,研究粉尘治理技术,并在输煤系统项目中完成了工业试验,提出了粉尘综合治理方案。

关键词：火电厂；输煤系统；粉尘治理；洒水除尘

引言

现阶段我国电能生产仍以燃煤发电技术为主，在实际运行过程中，煤炭在燃烧前会经历卸料、转运、筛分等过程后运送至锅炉内，在多方面因素的影响下，使得输煤系统不可避免地出现粉尘问题，轻则对工作场所环境造成一定程度污染，重则引发爆炸事故并威胁到人员生命安全。在此背景下，如何强化输煤系统的粉尘治理效果愈发受到火电厂的重视。

1输煤系统粉尘的危害及影响分析

1.1易燃易爆性危害

当粉尘与空气中氧气充分接触后，会让粉尘具备自燃性，若粉尘产生热量持续增高并形成氧化反应，当温度达到临界值时极易导致粉尘出现自燃现象。同时，若在密闭环境内发生粉尘自燃现象，形成的有毒气体会对人体健康造成一定影响。同时，粉尘燃烧期间其燃烧体积会随着氧化反应速度的变化而持续增大，并导致燃烧区域内形成冲击波，而当冲击波超过300m/s的临界值时，工作场所内的燃烧会转变为爆炸，严重危害的人员生命安全。

1.2致病性危害

致病性已然成为粉尘危害的主要特征之一，若工作人员长期在工作场所内吸入大量粉尘，极易增大尘肺病的发生概率，人体内肺组织因大量粉尘的滞留形成弥漫性纤维化的病症，不仅导致人体免疫、抵抗能力明显下降，甚至威胁到人员生命健康。相关统计表明，尘肺病已然成为我国发生率相对较高的职业病之一，不仅对患者及其家属的精神、生活造成严重负面影响，同时增大企业经济损失。

2输煤系统治理前存在的问题

（1）运行期间主要以落煤管为载体将原煤运送至皮带运输机，当皮带运输系统以2.5m/s的速度运行时，存在于胶带面的原煤因振动、挤压、摩擦形成大量粉尘，同时煤粉在导料槽气压增高的影响下从出口或接缝位置大量喷出。以往对于粉尘的治理，主要是视情况在导料槽两边进行挡煤皮子的安装，但因导料槽与挡煤皮子不贴合、皮子硬度较大，使得粉尘治理效果不明显，无法将工作场所内的粉尘含量控制在预期范围内。（2）运行期间碎煤机的环壁与环锤相互作用下极易形成鼓风，原煤破碎后大量粉尘的产生使得碎煤室的粉尘浓度始终保持在限定值以上，因对下落煤粉处理不到位导致发电厂粉尘问题加剧。（3）若运行过程中实际运输量超过设定标准，或者是部分位置存在积煤粘附过多情况，极易因落煤管发生堵煤现象而形成粉尘。同时，若落煤管转角位置的煤流动态安息角小于其运行方向，在接触漏斗时记忆增大落煤管出现冲击性堵煤的现象。

3火电厂输煤系统粉尘治理技术方法

3.1改善设备设计

火电厂输煤系统粉尘成因复杂，设备设计不当是直接原因之一，未来可从设备设计角度出发尝试控制，主要包括两个方面技术措施：一是皮带机设计；二是落煤管缓冲设计。皮带机设计方面，可在现有设备基础上对皮带机漏斗进行改善，其栅格式导流板可予以撤出，以集流导流装置作为替代，此模式下煤块的运输过程更具可控性，使其对皮带机头部漏斗部位的冲击力度得到控制，能够在集流导流装置作用下汇集后缓落，进而减少冲击产生的粉尘量，也能控制诱导风对设备内外风压影响，避免粉尘大量涌入设备外空间[6]。落煤管缓冲设计方面，可根据力学原则，采用流线型设计思路，实现煤块、煤流下落过程中的流畅化，减少落煤管各处直角或角度偏大的弯曲道设计。在此基础上，对落煤管内部进行设计调整，使用具有一定形变自恢复能力的合金材料作为内衬，在煤块、煤流下落时落煤管的内衬出现形变后可恢复，减少刚性冲击导致的煤块破碎、冲击问题，进而减少产生的粉尘量。设备设计技术的应用条件低，适用性广，是火电厂输煤系统粉尘治理的首选技术之一。

3.2更换老旧部件

输煤系统需要持续向工作机组（即火电厂的发电机组）提供燃煤，持续工作时间较长、设备老旧的情况下，粉尘的产生量也会增加。从技术角度出发，可采用定位分析的方式，了解设备各结构的工作负荷差异，在此基础上通过模拟或数据分析的方式，了解不同结构的老化速度区别，在各结构严重老化、导致粉尘量大量增加前，对其进行预处理，更换设备，从而减少粉尘量。以模拟研究为例，可对输煤系统可能产生粉尘的各部分进行独立分析，输入计算机中建立二维或三维模型。之后采用参数变更（加速模拟）的方式，不断调整模拟参数，模拟长时间工作状态下输煤系统各部位的老化情况。通常筛分破碎装置等装置老化速度较快，也更容易产生粉尘，通过模拟记录其老化的速率，以及严重老化、不能继续使用的时间，并以该参数为管理依据。当实际工作中输煤系统的筛分破碎装置达到、接近该参数指定时间后，可提前着手更换，使设备老化导致的粉尘量增加问题得到解决。更换老旧部件以模拟技术、数据分析技术为依据，具有科学性高、客观性强的优势，在火电厂输煤系统粉尘治理中适用性较为广泛，技术的应用要求也相对不高。

3.3干雾除尘技术

干雾除尘技术，主要强调在火电厂输煤系统工作区域设置干雾抑尘设备，利用该设备控制工作区域的粉尘量。目前，该设备的应用已经比较普遍，但与洒水除尘技术相似，存在应用智能水平不高、依赖人员的情况，不能最大化发挥粉尘控制作用。未来可采用智能技术加以优化，技术原理与上文所述的智能洒水除尘模式相同，但管控的单元为干雾抑尘设备的作业阀门。火电厂输煤系统常规作业过程中，干雾抑尘设备也持续投入工作，并以固定角度控制阀门的作业参数，投放的干雾除尘剂总量、单次用量不做调整。以智能技术为依托，可借助传感器了解本阶段火电厂输煤系统工作区域的粉尘量，根据该数值进行干雾抑尘设备工作阀门角度调整，当工作区域内的粉尘量较大时，阀门的开启角度也对应增加，投入较多的抑尘剂，降低工作区域内粉尘浓度，当工作区域内的粉尘浓度较小时，阀门的开启角度对应缩小，以较少的干雾抑尘剂控制输煤系统作业区域内的粉尘浓度。值得注意的是，由于干雾抑尘设备的最大作用半径有限，如果区域内输煤系统较大、工作区域较宽阔，应适当增加干雾抑尘设备的数目，并均衡配置在输煤系统周边区域，实现针对性抑尘。

结束语

综上所述，火电厂输煤系统粉尘治理是必要的，也具有可行性。从成因上看，设备因素、管理因素均可能导致输煤系统出现较多粉尘，有可能危及人员身体健康，也有可能形成火灾甚至爆炸等事故，需要加强处理。从技术思路上看，应强调多技术联用，保证技术易用、可优化，且做到因地制宜地选用有关技术。从方法上看，可先对设备的设计进行调整优化，更换老旧部件，在此基础上，重视新技术的运用，包括智能洒水除尘、干雾除尘以及无动力除尘技术等，并结合计算机模拟实验，可知上述技术均可有效降低火电厂输煤系统产生的粉尘量，也能控制事故发生率，提升生产活动的总体效益。

参考文献

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[3]王占贵,霍明明.基于西门子PLC的带式输送机输煤自动控制系统设计[J].煤矿机械,2020,41(3):15-16.

[4]吴航.发电厂输煤系统的粉尘现状分析及治理措施探讨[J].机电信息,2020(3):49-51,53.

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[6]王栋.谏壁发电厂输煤系统粉尘综合治理研究与应用[D].南京:南京理工大学,2019.