中南电力设计院有限公司 湖北省武汉市 430071
摘要：通过对大型火力发电厂输煤系统煤尘产生的机理及煤尘治理原则进行分析研究，针对涉外工程高水分，高挥发分、低热值褐煤等特点，得出了在电厂输煤系统粉尘治理工作中，技术先进、经济适用的除尘及抑尘方案。
1 概述
某电厂建设规模2×600MW超临界汽轮发电机组，燃煤利用当地褐煤。燃煤具有高水分，高挥发分、低热值褐煤等特点。
目前大型火力发电厂输煤系统煤尘治理的方式逐步呈现多样化的特点，各种新型的除尘抑尘方式也层出不穷。本专题针对电厂输煤系统产尘点进行全面分析，并根据本项目的具体特点，寻找出技术先进、经济适用的除尘方案。
2 电厂煤尘产生的机理及煤尘治理原则
2.1 电厂煤尘产生的地点及产生机理
印尼某工程为坑口电站，燃煤利用当地褐煤。设计煤种收到基全水分为42%，干燥无灰基挥发分为58.07%，由于来煤含水分高，扬尘较小。
在转运站，皮带输送的煤从高处下落到下级皮带时，由于气流和煤的剪切作用，被煤挤压出来的高速气流会带着煤尘向四周飞溅，另外，煤在下落过程中，由于剪切和诱导空气的作用，导致皮带导料槽内产生20-40Pa的正压，使部分煤尘从导料槽的缝隙处冒出，并扩散到室内。
在原煤仓，犁煤器向煤斗撒煤时，煤向煤斗下落过程中，由于剪切和诱导空气的作用，高速气流也会使部分煤尘在煤斗内飞扬，同时，下落的煤诱导进煤斗的空气以及煤挤压煤斗内原有的空气，使煤斗内产生正压，扬起的煤尘会从煤斗的落料口等处冒出，并扩散到室内。
从上述几个场所扬尘的论述中我们可以看出，造成粉尘污染的主要原因是飞扬的煤尘和局部的高正压，要想抑制煤尘飞扬，使输煤系统达到文明生产的标准，就必须减少煤尘的发生率，消除扬尘点的局部正压。
2.2 输煤系统粉尘治理的原则
为降低输煤系统粉尘，通常采取“堵”、“抑”、“疏”等多项综合治理措施。
“堵”是在输送机械设备中要保证管路、设备密封严密不漏风，杜绝下落过程中产生的煤尘扩散到室内。其具体措施为：
1） 所有滚筒均采用胶面滚筒，传动滚筒带沟槽，以减少滚筒粘煤；
2） 煤仓间等卸煤点采用密封结构，防止粉尘逸出；
3） 碎煤机采用鼓风量小的环式碎煤机，减小了碎煤机煤尘的产生量，从而减小了除尘风量，减轻了除尘设备的负担；
4） 在皮带导料槽使用多道档帘提高导料槽的气密性，有利于形成局部负压；
“抑”是在煤的装卸、运输过程中，设置喷水设施，增加煤的含水量，从而有效降低煤尘的产生。因本工程来煤含水量高，在每个转运站落料点导料槽头部将不设置水喷雾抑尘装置。
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“疏”是在有条件的场所设置除尘设备，通过除尘器风机使煤尘最集中的部位形成局部负压，防止煤尘飞扬到室内，而除尘器形成的含尘空气经过除尘器的处理，达到环保标准后排放室外。
3 防堵、除尘和抑尘系统种类及其特点
3.1 新型转运点设计技术
通过以上对传统燃煤电站转运点存在的现象分析可以看出，传统设计中转运点系统的头部漏斗、缓冲锁气器、三通挡板、落煤管和导料槽等按《火力发电厂带式输送机运煤典型设计选用手册》（D-YM96）进行设计，是可能造成目前燃煤电站转运点环境恶化的主要原因。因此，转运点技术的研究越来越受到设计院和有关方的重视。目前行业内较为熟知的新型转运点设计技术有三维分散物料集流技术（3-DEM）及惯性流动技术（IFT），两种技术大致相同，其核心内容如下：
3.1.1 头部漏斗改进优化
改进后的头部漏斗采用非常小冲击角度收集并限制运动的煤流，可减少冲击力、堆积和磨损。改进后的头部漏斗结构逐渐改变煤流动的垂直方向，使煤朝带式输送机系统下方平缓流动。一旦煤流是垂直流动的，煤流的方向会被轻微改变以便与接收带式输送机中煤流的方向相一致。
3.1.2 中部曲线落煤管
中部曲线落煤管的设计，通过三维计算机模型，确定其几何结构，尽量减小冲击的角度和力量，以便尽可能保持动量平衡。落煤管采用惯性流动技术设计并设置阻尼装置，大大降低煤流下落时产生的诱导风，可解决拐弯死角又控制煤流流动速度和流动形态，达到以下效果：
1） 煤沿着落煤管流动，形成集束，大大减少细小颗粒扩散到空气中形成粉尘的几率；
2） 煤无冲击地流动。煤之间和煤与管壁无碰撞，细小颗粒不会“飞溅”到空气中形成粉尘；
3） 同时也大大减少落煤管的磨损，延长内衬寿命3~5倍。控制煤流流动速度在一定范围，减少诱导风产生及扬尘。
3.1.3 导料槽
导料槽安装在落煤管底部，用于接收煤流并将其放在接收输送带上。槽的设计是为了导料，使煤流运动方向与输送带运行方向相同，而且其速度接近输送带的速度。它可以以适当的速度、从适当的角度将聚集的煤流引至接收输送带的中心，从而减少对输送带冲击、输送带磨损、粉尘产生、偏心加载、耐磨衬板的磨损以及其它问题。通过导料槽进行卸载的另一个优势是减少了卸载区输送带所需的输送带支撑结构。在输送带运行时，以相近的速度、按照相同方向给输送带加载物料，可减少对输送带的冲击，从而减少缓冲床和缓冲托辊的需求。
此设计可使出料点的煤流速度基本和带式输送机的速度相当，减少粉尘的产生。
3.1.4 无动力除尘装置
通过提高导料槽的密封特性（或密封），并在导料槽中通过设置无动力除尘单元，保证在导料槽出口诱导风速降低到2.5米/秒以下时，无动力除尘单元可稳住气流，降低气流速度，优化含尘空气的稳定以及浮尘的沉积。在无动力除尘单元内，通常使用较高的、具有覆层的挡帘，从而使浮尘脱离空气沉积下来，而且大部分粉尘将返回至主要物料层上，而不会泄漏到外面。
3.2 除尘系统
本工程输煤系统采用袋式除尘器除尘治理转运点、煤仓间原煤斗煤尘，这种除尘方案比较符合国外业主对输煤系统除尘器选择的喜好。根据本工程煤质的特点，除尘器选择防粘性强、防吸湿性强的聚四氟乙烯微孔膜覆合滤料（PTFE）滤袋，避免滤袋被堵塞。
3.3 抑尘系统
转运站喷水抑尘方式有常规的皮带洒水装置、干（微）雾抑尘装置。
由于本工程设计煤种收到基全水分为42%，来煤含水分非常高，扬尘较小，并且，因此本工程不适合采用设置常规的皮带洒水装置或干（微）雾抑尘系统对本以含水量非常高的煤进行二次加湿。故本工程转运站、煤仓间抑尘不设置干雾抑尘装置。
4 结 论
为了给输煤系统运行人员创造一个符合卫生标准的工作环境，实现输煤系统安全、文明生产，在工艺专业对输煤设备及导料槽采取密封措施和在落料管上增加档煤缓冲板的基础上，根据本工程来煤含水分非常高、扬尘较小，以及对以往工程输煤系统除尘运行情况及电厂输煤系统设计的分析，本工程采取的具体除尘抑尘措施如下：
1） 转运站、煤仓间原煤斗采用脉冲布袋除尘器。根据煤质特点，选择防粘性强、防吸湿性强的聚四氟乙烯微孔膜覆合滤料（PTFE）滤袋，避免被堵塞。
2） 新型转运点设计技术基于IFT（惯性流动）技术，可减少粉尘，改善运煤系统环境，节省运行费用。
3） 采用新型转运点设计技术，尽管会增加输煤系统工程造价，但在实际运行过程中可减少粉尘污染，改善运煤系统环境，提高燃煤转运效率，降低劳动强度，减小运行维护成本。
电厂输煤系统中除尘器的这种配置是即满足了减少初投资，减少设备备用率的要求，同时又符合当地业主对输煤系统除尘器选择的喜好。
论文作者:丁绪伟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/30
标签：煤尘论文; 系统论文; 粉尘论文; 输送带论文; 除尘器论文; 扬尘论文; 工程论文; 《建筑学研究前沿》2017年第26期论文;