鄧如勇，王磊，顏敏

（國電諫壁發(fā)電廠，江蘇鎮(zhèn)江 212006）

升降霧籠式干霧除塵系統(tǒng)在圓形煤場堆取料機上的應用

鄧如勇，王磊，顏敏

（國電諫壁發(fā)電廠，江蘇鎮(zhèn)江 212006）

介紹了國電諫壁發(fā)電廠圓形煤場粉塵污染現(xiàn)狀，論述了圓形煤場堆取料機降塵改造方案的選擇狀況，分析了升降霧籠式干霧除塵系統(tǒng)的工作原理、結構組成及系統(tǒng)特點。實踐表明，采用升降霧籠式干霧除塵系統(tǒng)對輸煤系統(tǒng)各環(huán)節(jié)粉塵無組織排放的治理有很好的效果。

圓形煤場；堆取料機；干霧除塵系統(tǒng)；霧籠；粉塵治理

0 引言

隨著技術進步、全民環(huán)保意識的增強和國家環(huán)保政策的日趨嚴格，儲煤場的形式也在不斷發(fā)展優(yōu)化。無論是在節(jié)能環(huán)保方面，還是在自動化生產和提高土地利用率方面，儲煤場都取得了長足的進步與發(fā)展。目前，圓形煤場在電力行業(yè)得到了廣泛應用，但圓形煤場堆取料機堆料作業(yè)時的粉塵治理未得到有效解決［1］。

近年來，各燃煤電廠也相應提出了建設環(huán)保電廠、綠色電廠的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，在對環(huán)保設施完善和改造上增加投入，加大技術革新力度，研制開發(fā)并推廣新型粉塵抑制技術，有效阻止末端環(huán)節(jié)可能產生的大面積多點揚塵問題。

1 圓形煤場粉塵污染現(xiàn)狀

國電諫壁發(fā)電廠裝機容量3 650MW，日均耗煤量2.5萬t左右，而為2臺1 000MW機組供煤的主要是2個圓形煤場，其中一個圓形煤場主要存放印尼煤，2臺1 000MW機組日耗印尼煤8000 t左右。圓形煤場內堆取料機堆料出力為3 000 t／h，圓形煤場堆取料機僅設計簡單水噴淋除塵方式，即在堆料皮帶機機頭落料點和機尾導料槽內各布置2個螺旋噴嘴，根據堆料皮帶機運行信號啟停相應電磁閥控制噴嘴噴霧。

在圓形煤場堆煤作業(yè)時，燃煤由堆料皮帶機頭部落料點直接卸料至堆煤場，最高落差達28m，無任何緩沖設施，落煤時粉塵由落煤點向周圍迅速擴散，嚴重污染了現(xiàn)場的工作環(huán)境，影響職工身體健康，給安全文明生產帶來嚴重危害。特別是在堆放印尼煤、褐煤等高粉塵煤種時，堆煤作業(yè)中圓筒倉內粉塵彌漫十分嚴重，對環(huán)境污染較大。而原有螺旋噴嘴不但耗水量大，霧化效果差，且只在堆料位最高時起到有限作用，在堆料高度低于25m時幾乎沒有效果。所以，必須采取行之有效的措施降低圓形煤場內的粉塵污染。

2 圓形煤場堆取料機降塵改造方案的選擇

目前，圓形煤場降塵尚無成熟的好辦法，很多企業(yè)都在積極尋找和探索，較?？紤]的方案有以下2種。一是在圓形煤場四周擋煤墻上安裝噴霧炮，堆煤作業(yè)時噴霧炮對著落煤點噴霧［2］。通過現(xiàn)場了解和觀察，發(fā)現(xiàn)其效果有限，主要原因是噴霧炮數(shù)量有限，不能保證在任何位置堆料時噴霧抑塵的最佳效果；其次，噴霧炮只能對煤流一側噴霧壓塵，煤流另一側粉塵無法得到有效捕捉。噴霧炮耗水量大，占地面積大，1個煤場至少布置6套，造價較高。噴霧炮抑塵方式如圖1所示。

圖1 噴霧炮抑塵方式

二是在堆料皮帶機機頭落料點增加密集水噴霧噴嘴，通過高壓水泵增壓形成霧化效果。水噴霧抑塵雖然綜合造價較低，但耗水量很大，霧化效果不佳，對粉塵抑制效果不明顯，特別是對可吸入性粉塵抑制效果差。當堆料落點較低時，水霧不能第一時間抑制粉塵擴散，抑塵效果差［3］。

通過多方調研考察，結合國電諫壁發(fā)電廠來煤的實際情況綜合考慮，選用升降霧籠式干霧除塵系統(tǒng)（一種自動升降霧化除塵裝置，專利號：ZL 2014 2 0091235.1）對圓形煤場堆取料機堆料產生的粉塵污染進行綜合治理。

3 干霧除塵系統(tǒng)的抑塵原理

研究表明，水霧顆粒與塵埃顆粒大小相近時吸附、過濾、凝結的幾率最大［4］，而干霧除塵抑塵系統(tǒng)所產生的汽霧80%以上在5～15μm范圍內，由于粒度相近，因此水霧顆粒極易與粉塵彼此吸附，加之汽霧濃度大，水霧第一時間內抑制了粉塵揚起，從而達到了降塵抑塵的目的。根據專業(yè)人員對不同粉塵分類及其運動特性的研究不難看出，對于不易沉降的、可吸入人體的細小粉塵顆粒防治十分必要，否則將對周邊，甚至更遠的地方產生污染［5］。

4 升降霧籠式干霧除塵系統(tǒng)的結構

升降霧籠式干霧除塵抑塵系統(tǒng)采用模塊化設計，每臺圓形煤場堆取料機配置安裝1套干霧除塵抑塵系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、噴霧環(huán)、升降機構和控制系統(tǒng)等組成，主要結構如圖2所示。

4.1 水系統(tǒng)

水系統(tǒng)主要為干水霧除塵系統(tǒng)提供一定壓力的噴霧用水，由進水管路、自清洗過濾器、環(huán)形水槽、增壓水泵組成。干霧除塵系統(tǒng)對水質要求較高，須配置高精度清洗過濾器，過濾精度≤100μm，以保證噴嘴對水質的要求。過濾器可根據水質設定自動排水、自清洗時間，排水時間不影響正常工作。過濾后的水存放于環(huán)形水槽，環(huán)形水槽固定在堆料回轉機構上部，與堆料懸臂一起旋轉，水槽上部防塵蓋板固定在堆取料機頂部固定結構上，確保蓋板與水槽良好密封，保證粉塵不進入水槽內部。水槽下部設排污閥及自動水位開關，高水位時停止進水，低水位自動補水。

4.2 壓縮空氣系統(tǒng)

壓縮空氣系統(tǒng)為干霧除塵系統(tǒng)提供一定壓力的標準氣源，主要由空氣壓縮機、進氣管路、疏水閥、儲氣罐等組成。

4.3 噴霧環(huán)

干霧噴嘴是產生干霧的關鍵元件，噴嘴接收由干霧控制箱輸送來的氣、水，并將其轉化成顆粒直徑為1～10μm的水霧噴向塵源點。當干霧與粉塵顆粒相互接觸、碰撞時，使粉塵顆粒相互黏結、凝聚變大，并在自身重力作用下沉降，從而達到抑塵的目的。圓形煤場堆取料機堆料皮帶機機頭下方布置3層自動升降式圓形噴霧環(huán)，每兩層噴霧環(huán)間距1m，每層噴霧環(huán)上布置干霧噴頭20只。噴霧環(huán)保證一定直徑，確保煤流下落時無煤流沖擊噴霧環(huán)。

4.4 升降機構

圖2 升降霧籠式干霧除塵系統(tǒng)結構組成

升降機構用于提升噴霧環(huán)，一是確保噴霧環(huán)可降至地面檢修維護，二是保持噴霧環(huán)與煤堆落點在盡量小的距離，從而第一時間抑制粉塵飛揚擴散。升降機構由控制箱、減速機、鋼絲繩卷筒、鋼絲繩、滑輪等組成。升降機構根據雷達物位計提供煤堆高度信號自動升降，使噴霧環(huán)與煤堆保持2m距離進行噴霧除塵。

4.5 控制系統(tǒng)

圓形料場堆取料機升降霧籠式干霧除塵系統(tǒng)分為就地手動、遠程手動和自動運行方式，就地手動方式主要用于調試、檢修維護等；遠程手動方式主要是根據煤炭粉塵情況，司機選擇性地啟停干霧系統(tǒng)、升降霧籠等；自動運行方式下，升降機構可根據雷達物位計提供煤堆與霧籠的距離自動升降，使噴霧環(huán)與煤堆保持2m距離進行噴霧除塵，自動方式下干霧的啟停與堆料皮帶機煤流信號聯(lián)鎖。

5 升降霧籠式干霧除塵系統(tǒng)的特點

5.1 除塵抑塵效果好

干霧除塵抑塵系統(tǒng)是將壓縮空氣和高壓水進行混合，產生直徑5～20μm范圍內的汽霧，與人體可吸入煤塵顆粒相近，加之汽霧濃度大，形成霧池，從而有效地捕捉粉塵，尤其是針對10μm以下可吸入性粉塵，其降塵效率高達96%，避免塵肺病危害?？缮档撵F籠確保噴霧環(huán)與落料點距離在2m內，確保在落料點（即起塵點）四周保持濃密的汽霧，第一時間捕捉粉塵，抑制粉塵飛揚擴散，效果更佳。

5.2 節(jié)能降耗效果好

試驗研究顯示，煤中每噴入1kg水，鍋爐就要損失將近2 500 kJ的熱量。傳統(tǒng)水噴霧裝置耗水量大，造成原煤含水量過高，增加企業(yè)成本。干霧除塵耗水量與物料質量比僅0.02%～0.05%，是傳統(tǒng)除塵耗水量的1%～10%，燃煤熱值損失小，節(jié)能效果更佳。

5.3 經濟可靠維護少

傳統(tǒng)水噴霧裝置因冬季低溫結凍，無法正常使用，而干霧除塵抑塵系統(tǒng)采取了可靠的保溫（電伴熱）及管道吹掃功能，確保冬季低溫不結冰時也可正常使用。干霧除塵抑塵系統(tǒng)除空壓機的常規(guī)維護外，其他維護工作較少。

5.4 適用范圍特殊

升降霧籠式干霧除塵系統(tǒng)，是針對圓形煤場堆料粉塵產生的特殊性采取的特殊抑塵形式。升降霧籠式干霧除塵系統(tǒng)適用于落料點變化大的情況，干霧除塵抑塵系統(tǒng)特別適用于無組織排放、密閉或半密閉空間的污染源，無二次污染形成。

5.5 效果對比

根據一段時間的現(xiàn)場使用情況來看，干霧霧籠形成的氣霧濃密，基本能捕捉所有粉塵顆粒。升降霧籠噴霧效果如圖3所示，升降霧籠降塵效果如圖4所示。

圖3 升降霧籠噴霧效果

圖4 升降霧籠降塵效果

6 結束語

國電諫壁發(fā)電廠在圓形煤場堆取料機上應用升降霧籠式干霧除塵系統(tǒng)，取得了良好的粉塵治理效果，有利于職工的身心健康和現(xiàn)場文明生產，消除了現(xiàn)場積粉造成的火災隱患，提高了設備安全、可靠性，具有較高的經濟效益和環(huán)境效益。

［1］火力發(fā)電廠運煤設計技術規(guī)程第1部分：運煤系統(tǒng)：DL／T 518.1—2004［S］.

［2］山西省電力工業(yè)局.燃料設備運行：高級工［M］.北京：中國電力出版社，1997.

［3］《運輸機械設計選用手冊》編輯委員會.運輸機械設計選用手冊［M］.北京：化學工業(yè)出版社，1999.

［4］徐立成，孫和平.微細水霧捕塵理論與應用［J］.通風除塵，1996（4）：16-18.

［5］朱廣一.大氣可吸入顆粒物研究進展［J］.環(huán)境保護科學，2002，28（5）：3-5.

（本文責編：白銀雷）

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1674-1951（2016）12-0053-03

鄧如勇（1981—），男，江蘇鎮(zhèn)江人，工程師，從事火力發(fā)電廠輸煤設備檢修工作（E-mail：dengry416＠163.com）。

2016-07-05；

2016-12-02