鐘昱

摘要：針對(duì)湛江電力有限公司燃料系統(tǒng)帶式輸送機(jī)及除塵器存在的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)對(duì)目前燃料系統(tǒng)多種除塵器調(diào)研分析，選用新型無(wú)動(dòng)力除塵導(dǎo)料槽進(jìn)行改造。介紹了對(duì)選用新型無(wú)動(dòng)力除塵導(dǎo)料槽的技術(shù)特點(diǎn)，改造實(shí)施情況，并分析了改造后的經(jīng)濟(jì)、安全效益。

關(guān)鍵詞：輸送機(jī);無(wú)動(dòng)力除塵導(dǎo)料槽;粉塵排放;效益

引言

根據(jù)我國(guó)《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，雖然到 2020 年，我國(guó)煤電裝機(jī)比重 將從 59%下降至 55%，但是煤電作為我國(guó)發(fā)電的主力電源這一基本事實(shí)不變。燃煤電廠既是產(chǎn)能大戶，也是污染大戶，其中粉塵排放污染問(wèn)題十分突出。目前各燃煤電廠在整個(gè)燃料輸送過(guò)程中抑塵效果并不理想，來(lái)煤在從卸到煤倉(cāng)的整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量粉塵，嚴(yán)重污染現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境，并使沿線設(shè)備絕緣水平下降、腐蝕加速，縮短了設(shè)備的使用壽命，直接影響到電廠的安全生產(chǎn)及現(xiàn)場(chǎng)工作人員的身心健康。因此，對(duì)燃煤電廠輸煤系統(tǒng)粉塵進(jìn)行有效治理已迫在眉睫。

湛江電力有限公司燃料系統(tǒng)帶式輸送機(jī)設(shè)備臨海布置，加上大多設(shè)備為露天布置，帶式輸送機(jī)導(dǎo)料槽已腐蝕嚴(yán)重，導(dǎo)料槽密封不好，加上帶式輸送機(jī)布袋式除塵器早在已失效，使現(xiàn)場(chǎng)到處粉塵飛揚(yáng)。另外，導(dǎo)料槽設(shè)計(jì)不合理，煤流調(diào)節(jié)裝置常因腐蝕卡死失效，無(wú)法調(diào)節(jié)皮帶落煤流的落點(diǎn)，常導(dǎo)致落煤點(diǎn)不正引起皮帶跑偏。為了保證帶式輸送機(jī)安全正常運(yùn)行和設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境衛(wèi)生達(dá)到環(huán)保要求，故需對(duì)燃料帶式輸送機(jī)導(dǎo)料槽和除塵器進(jìn)行優(yōu)化改造。

1、無(wú)動(dòng)力除塵導(dǎo)料槽工作原理

無(wú)動(dòng)力除塵導(dǎo)料槽是用于膠帶機(jī)輸送技術(shù)領(lǐng)域轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的除塵裝置，具有節(jié)能、節(jié)水的優(yōu)點(diǎn)，目前絕大多數(shù)火電廠帶式輸送機(jī)的導(dǎo)料槽都配有靜電除塵器、水浴除塵器等輔助耗能除塵設(shè)備，隨著設(shè)備疏于維護(hù)且設(shè)備容易老化，導(dǎo)致一部分除塵器的除塵效果不理想，因此，無(wú)動(dòng)力除塵的出現(xiàn)正好解決了這一問(wèn)題^[1]。

無(wú)動(dòng)力導(dǎo)料槽是利用密封導(dǎo)料槽、密封裙邊、緩沖床及托板在帶式輸送機(jī)尾部落煤區(qū)域形成一較為平整且密閉的空間，在落煤管與導(dǎo)料槽接口處安裝集流導(dǎo)向?qū)χ袡C(jī)構(gòu)，通過(guò)導(dǎo)向及調(diào)整，將物料匯集居中，避免皮帶運(yùn)行時(shí)跑偏。在導(dǎo)料槽上方揚(yáng)塵點(diǎn)處分別安裝有一、二級(jí)自動(dòng)循環(huán)減壓裝置，含塵氣流在一、二級(jí)循環(huán)回風(fēng)裝置的收集點(diǎn)形成反彈，大部份誘導(dǎo)風(fēng)進(jìn)入主循環(huán)通道，到達(dá)負(fù)壓區(qū)又被壓入原路徑，從而產(chǎn)生持續(xù)自動(dòng)循環(huán)。循環(huán)過(guò)程中由于空氣動(dòng)力原理，改變氣流方向而壓力逐漸減小，粉塵在氣流經(jīng)過(guò)阻尼簾時(shí)被動(dòng)阻滯，并附著在阻尼簾上，沉積成塊，到達(dá)一定程度，在重力及阻尼簾擺動(dòng)的作用下成塊狀脫落，隨物料被運(yùn)走^[2]。

2、新型無(wú)動(dòng)力除塵導(dǎo)料槽改造技術(shù)方案

2.1、拆除#2PAB、#3P、#6PAB、#10PAB帶式輸送機(jī)舊導(dǎo)料槽及扁布袋除塵器和排風(fēng)管道，重新調(diào)整導(dǎo)料槽下方托輥水平度及間隔。在受料點(diǎn)增設(shè)緩沖床代替?zhèn)鹘y(tǒng)緩沖托輥，在原導(dǎo)料槽位置安裝新型無(wú)動(dòng)力除塵導(dǎo)煤槽本體及自動(dòng)循環(huán)裝置。新型無(wú)動(dòng)力除塵導(dǎo)料槽裝置在落煤管與導(dǎo)料槽接口處安裝裝集流導(dǎo)向?qū)χ袡C(jī)構(gòu)，通過(guò)導(dǎo)向，將物料匯集調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)煤流對(duì)中，校正了落煤點(diǎn)，避免皮帶運(yùn)行時(shí)跑偏;在落煤管與導(dǎo)料槽處的黃金結(jié)合處（揚(yáng)塵點(diǎn)處）安裝一級(jí)自動(dòng)循環(huán)減壓裝置，該裝置為模塊化制作，設(shè)置有觀察窗口，方便檢查及清理工作。

2.2、采用fluent-DEM耦合軟件技術(shù)設(shè)計(jì)

采用fluent-DEM耦合軟件技術(shù)重新進(jìn)行導(dǎo)料槽結(jié)構(gòu)的DEM氣固兩項(xiàng)流仿真，分析及計(jì)算導(dǎo)料槽空間內(nèi)部流場(chǎng)分布（風(fēng)速、壓力、湍流）情況，并考慮顆粒在輸送過(guò)程中得碰撞與破碎，以減小空間誘導(dǎo)風(fēng)為目的，優(yōu)化布置與設(shè)計(jì)導(dǎo)料空間的幾何結(jié)構(gòu)，通過(guò)仿真結(jié)果對(duì)導(dǎo)料槽進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

導(dǎo)料槽內(nèi)部幾何空間的設(shè)計(jì)采用fluent-DEM耦合軟件技術(shù)，分析及計(jì)算空間內(nèi)部流場(chǎng)分布（風(fēng)速、壓力、湍流）情況，并考慮顆粒在輸送過(guò)程中得碰撞與破碎，以減小空間誘導(dǎo)風(fēng)為目的，優(yōu)化布置與設(shè)計(jì)導(dǎo)料空間的幾何結(jié)構(gòu)。

在顆粒轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中，顆粒的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了誘導(dǎo)風(fēng)的形成，整個(gè)落料轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中，頭罩處空間最大，由于入口處氣流流速相對(duì)穩(wěn)定，因此空間大的位置，氣流流速相對(duì)較慢。隨著誘導(dǎo)氣流夾雜粉塵顆粒進(jìn)入導(dǎo)料槽，流場(chǎng)空間變小，氣流流速開(kāi)始增大。但由于擋簾的存在，流域中出現(xiàn)藍(lán)色區(qū)域，即流場(chǎng)速度為零的區(qū)域，在這些區(qū)域內(nèi)，粉塵顆粒沉降加快，有利于粉塵的控制。

湍流動(dòng)能表征流場(chǎng)中紊流運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱。色調(diào)越暖，表示流場(chǎng)中湍流動(dòng)能越強(qiáng)。相比傳統(tǒng)導(dǎo)料槽，帶有擋簾和回轉(zhuǎn)型腔的導(dǎo)料槽能夠擴(kuò)大流場(chǎng)中湍流區(qū)域，增加顆粒之間的相互碰撞，增加能量耗散，使粉塵沉降的效果進(jìn)一步增強(qiáng)。

空間壓力分布表征氣壓的強(qiáng)度分布，色調(diào)越暖，表示流場(chǎng)中壓力越大。相比傳統(tǒng)導(dǎo)料槽，帶有擋簾和回轉(zhuǎn)型腔的導(dǎo)料槽能夠減小流場(chǎng)中的高壓區(qū)域，減小氣流得產(chǎn)生，使出口粉塵運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度減弱。

2.3、優(yōu)化升級(jí)慣性抑塵單元

原有慣性抑塵單元為硫化一體成型，導(dǎo)料槽內(nèi)部螺栓緊固、框架安裝。安裝繁瑣，容易脫落，膠條磨損后不易于檢查和更換，不能調(diào)節(jié)高度。

新型慣性抑塵單元采用外部抑塵盒、法蘭固定安裝，抑塵單元懸掛在抑塵盒內(nèi)部，有多高度檔位可以上下調(diào)節(jié);同時(shí)抑塵盒在外部可以通過(guò)拆卸少量蝶形螺母打開(kāi)，便于快速檢查和更換調(diào)節(jié)。

2.2優(yōu)化緩沖泄壓裝置

原有緩沖泄壓裝置體積龐大，占用空間多，安裝不便，緩沖泄壓效果較差。

新型一級(jí)緩沖泄壓裝置和二級(jí)緩沖泄壓裝置設(shè)計(jì)角度不低于60度角，管道內(nèi)壁光滑，保證管道內(nèi)壁不積煤、不粘煤，一級(jí)循環(huán)緩沖泄壓裝置前后設(shè)置百葉窗，同時(shí)百葉窗配置高透氣自過(guò)濾功能的專用濾布，循環(huán)緩沖泄壓裝置一方面使得導(dǎo)料槽形成了回路，且引導(dǎo)導(dǎo)料槽誘導(dǎo)風(fēng)對(duì)沖，降低了風(fēng)速，另一方面增大了導(dǎo)料槽緩存誘導(dǎo)風(fēng)的腔體，改變誘導(dǎo)風(fēng)方向，能很好的降低導(dǎo)料槽腔體粉塵。

3、經(jīng)濟(jì)、安全效益分析

燃料系統(tǒng)帶式輸送機(jī)粉塵濃度大大降低，符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定<4.0mg/m³要求，減少了環(huán)境污染，有效改善了輸煤轉(zhuǎn)運(yùn)站的內(nèi)部環(huán)境和減輕設(shè)備維護(hù)的勞動(dòng)強(qiáng)度。改造后可以省去105 kw電耗，每天上煤平均為12小時(shí)，1年可節(jié)省廠用電105×12×365=45.99（kwh）。按電價(jià)0.50元/ kwh計(jì)算，每年可節(jié)省費(fèi)用0.5×45.99=22.995（萬(wàn)元）。保潔沖洗工作人員可減少3人，目前本地區(qū)保潔沖洗人工費(fèi)150元/天，150×3×365=16.425（萬(wàn)元）。合計(jì)每年可以節(jié)省資金22.995+16.425=39.42（萬(wàn)元）。

燃料系統(tǒng)帶式輸送機(jī)改為無(wú)動(dòng)力導(dǎo)料槽后，減少環(huán)境污染，粉塵濃度大幅度降低。提高了電氣設(shè)備絕緣水平下，確保了電氣設(shè)備的安全運(yùn)行^[3]。

4、結(jié)論

湛江電力有限公司燃料系統(tǒng)帶式輸送機(jī)導(dǎo)料槽和除塵器進(jìn)行改造為新型無(wú)動(dòng)力除塵導(dǎo)料槽后設(shè)備運(yùn)行情況穩(wěn)定，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境大為改觀。新型無(wú)動(dòng)力除塵導(dǎo)料槽能滿足在不同煤種工況下的使用要求，帶式輸送機(jī)長(zhǎng)期存在的粉塵濃度排放超標(biāo)、跑偏、撒煤、漏粉嚴(yán)重等現(xiàn)象得到了徹底解決。新型無(wú)動(dòng)力除塵導(dǎo)料槽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要提供動(dòng)力，節(jié)能環(huán)保，便于維護(hù)。粉塵濃度控制在4mg/m?或以下，粉塵回收率可達(dá)95%以上，無(wú)二次污染。粉塵濃度的大幅降低，同時(shí)提高了電氣設(shè)備絕緣水平下，確保了電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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[3]孔令禹.新疆米東熱電廠輸煤系統(tǒng)無(wú)動(dòng)力除塵器改造[J].中外企業(yè)家，2013（25）：202-203.