燃煤发电厂输煤系统粉尘污染治理技术及在应用中注意的问题.docx

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燃煤发电厂输煤系统粉尘污染治理技术及在应用中注意的问题

燃煤发电厂输煤系统粉尘污染治理技术

及在应用中注意的问题

一：

燃煤发电厂输煤系统粉尘污染治理技术

燃煤发电厂是耗煤大户。

煤炭从进厂到进入锅炉燃烧之前，要经过一系列运输和加工过程，这些工序都会产生大量的煤粉尘，严重地污染电厂内外的环境。

多年现场实测资料表明，在上述诸尘源点附近，室内空气平均每立方米含尘量达几十毫克到几百毫克。

个别尘源点附近（如破碎机下部受料点）甚至达到几千毫克。

严重的粉尘污染不但危害现场工人的身体健康，还使电气设备绝缘水平下降。

因此，如何尽快解决我国燃煤电厂输煤系统的粉尘污染问题是摆在我们面前的一个有待研究解决的重要课题。

为此，各研究和设计单位都投入了相当的人力和物力，取得了几项有成效的研究成果。

下面将燃煤电厂输煤系统粉尘污染治理现状和最新研究成果作一介绍。

1、输煤系统粉尘污染治理现状

为治理输煤系统粉尘的污染，过去及目前工程中常采用的方法有喷水降尘、旋风除尘器、水浴除尘器、布袋除尘器和电气除尘器等多种方法。

运行实践表明，这几种方案用于输煤系统粉尘治理，不仅存在投资高、操作麻烦、维护复杂等缺点，而且很难收到理想效果，其原因随技术方案而异，现分析如下：

1.1喷水降尘

表面水分过低是原煤在输送、转运和筛分过程种造成粉尘扬析并污染环境的最根本原因。

运行实践表明：

当原煤表面水分控制在8％～10％时基本分，煤粒内部水分并不增加，而且往往很难喷洒均匀。

所以喷水对控制破碎机粉尘扬析没有明显效果，对筛分机来说，喷水少时因混合不均效果不佳，喷水多时使其出力降低，甚至堵塞影响生产；对采用布袋除尘器和电除尘器的系统，喷水将使粉尘大量粘敷在过滤袋和电极上，导致除尘效果明显恶化。

另外，向煤中加水必然使锅炉热效率降低。

研究结果表明：

对热风送粉系统，原煤水分每增加1％使锅炉燃烧无烟煤时效率下降0.03％～0.04％；在燃烧烟煤、贫煤时效率下降0.025％～0.04％。

1.2旋风除尘器和水浴除尘器系统

调查研究表明：

煤在输送加工过程种扬析的粉尘最大粒径约5μm。

旋风除尘器和水浴除尘器对这样小的颗粒仅有40％或60％以下的除尘效率，而后含尘空气排向输煤系统外的厂区，造成更大范围的污染。

收集下来的粉尘还需二次处理，系统复杂，操作维修不便。

1.3布袋除尘器或电除尘器系统

布袋除尘器或电除尘器系统非常复杂，部件多、关键点多、事故率高、常见故障停运检修。

而且经一段时间运行后，含有水分的粉尘粘敷在过滤布袋或电极板上不脱落且很难清理，导致除尘效果明显恶化。

这两种除尘方案投资高，运行初期效果还好，而后故障频繁且效果差。

2输煤系统粉尘污染治理新技术

由于常规的输煤系统粉尘污染治理技术存在许多缺点，输煤系统空气含尘长期严重超标，为此急需人们去开发、研究新的输煤系统粉尘污染治理技术，以保证输煤系统空气环境清新。

2.1水雾封除尘技术

2.1.1系统的主要特点

水雾封除尘技术时借助于一套装置（供水装置、加压装置、除尘喷头、防尘罩等）产生一种软封水雾封，将尘源封闭。

水雾（小水滴）像枪林弹雨一样与粉尘高速、反复碰撞，将其捕集，并一起粘敷与燃煤表面，以达到消除粉尘、净化空气的目的。

a.除尘效果好。

当尘源处的粉尘含量≤500mg/m3时，除尘后的空气含量可达到≤10mg/m3国家规定卫生指标。

当尘源处的粉尘含量≥500mg/m3时，除尘效率≥98％。

b.操作方便、维修简单。

水雾封除尘系统运行时，采用自动控制或按钮控制。

无需专人操作管理。

c.不会造成二次污染。

水雾封除尘是利用水雾把粉尘压向燃煤表面，一起送入锅炉，不像通风除尘、布袋除尘等传统方法还需把粉尘收集，二次处理，因此，不会造成粉尘的二次污染。

d.造价低、投资少。

在治理带式输煤机转运点、叶轮给煤机等处的煤尘时，与采用布袋除尘、通风除尘或静电抑尘等方法相比，采用水雾封除尘的投资仅为这些方法的1/5或更少。

需要特别指出的是水雾封除尘技术与喷水除尘技术虽然都属于湿式除尘方法，但二者的除尘机理截然不同。

喷水除尘是通过向物料内加水增加物料含水量，以抑制粉尘产生，而且喷水只是增加原煤的表面水分，煤的内部水分并不增加，破碎机处的粉尘扬析无法消除。

水雾封除尘则不同，它的出发点不是加多少水，而是产生足以封闭尘源的水雾，对输煤系统的尘源采取“就地歼灭”、“各个击破”的原则，每个尘源的加水量很少，以能消除该处的粉尘为度。

因此，只要设计合理，正确使用，不仅能根治粉尘污染，还能避免物料含水量超限，保证生产设备正常运行。

水雾封除尘技术适用于输煤系统所有尘源点的治理，如储煤场、翻车机、叶轮给煤机、皮带给煤机转运点、斗轮机、犁煤器、缝式煤槽、门式抓斗机等产尘场所。

2.1.2系统的组成

水雾封除尘系统一般由储水装置、加压装置、除尘喷头、防尘罩、电气控制等5部分组成。

A.储水装置：

储水装置可以是水池、水箱或水槽，也可以直接引用其它压力水管网。

具体采取哪一种水源，需根据现场具体情况确定。

储煤场、带式输煤机运转点等处除尘用水量大，常采用水池或水箱储水。

叶轮给煤机、螺旋卸车机、卸料车等行走作业设备，应采用水槽储水。

B.加压装置：

加压装置由水泵、输水管道和管件如直接引自其它压力水管网时，一般不需要水泵，如压力偏低，仍需用水泵二次加压。

反之，如压力偏高，则需用节流装置和阀门减压，应详细进行水力计算，合理选配，输水管道和管件的通径偏小是设计和运行失败的常见原因之一，应予以重视。

C.除尘喷头：

除尘喷头的主要作用是把压力水转成水雾封，它是水雾封除尘技术的关键部件，其规格型号很多，性能参数差别很大，应根据所用设备和场合慎重选择。

D.防尘罩：

防尘罩的作用是把粉尘限制在一定空间，增加粉尘与水雾（小水滴）的碰撞次数和速度，提高除尘效率，并可防止水外溅。

它是非密闭型壳罩，也可以只是一块挡板，一般根据现场具体情况设计制作。

E.电气控制：

为使操作方便、可靠、水雾封除尘系统通常设置自动控制、按钮控制、人工起停3个层次。

供水装置的供水量采用UQK型浮球液位控制器、ZDF型电磁阀和PCX-1型控制箱实现自动控制，储煤场、干煤棚等通过时间继电器和微机实现水泵启停和分区定时自动喷洒。

为延长北方地区的冬季使用时间，泄水也自动进行。

带式输煤机运转点、往复式给煤机等喷水除尘自动控制通过PKG型光电式自动喷水控制器实现。

螺旋卸车机叶轮给煤机等喷水除尘的电气装置与搅力和拔爪的动作连锁，喷水和停喷无需专门操作。

按钮可设在值班室、司机室、集控室和现场。

人工启停是指用人力开启或关闭水雾封除尘系统中的阀门，是电气控制系统出现故障时的一种应急措施。

ZDF型多功能电磁阀带有手动装置。

由于北方地区，冬季输煤系统在使用的原煤冻干煤及冻煤占绝大部分，在原煤进入翻车机系统翻煤时，翻车机翻到蓖子上的煤基本上是冻块，这样经常性造成输煤系统皮带机空载，在这样情况下造成水雾喷湿皮带机的皮带，导致皮带机打滑。

采用煤流信号来自动控制水雾封尘系统，具体原理如下：

煤流信号传感器是用于监视皮带上是否有煤流及煤流大小，煤流信号可以为控制室值班人员提供煤流的具体位置，输煤系统上煤完毕，煤流传感器发出停止上煤的指令。

煤流信号传感器分为有机械式、模拟量和开关式。

机械式传感器是利用杠杆原理进行工作的，当输煤皮带空转时或停运时，摇臂杆处于自然下垂状态，摇臂杆的测流板处于0°位置，杆上开关无动作，无信号发出，当带负荷运行时，摇臂杆上的测流板被煤流推动顺煤流方向转动一个角度，检测杆也随之转动一个角度，拨动开关动作，接点接通，发出有煤流信号。

采用模拟量式煤流信号检测装置，它是通过输煤皮带对托辊的压力大小反映输送带上有无负载，该装置由称量架，荷重传感器电子电路组成，如图：

载重传感器的输出送至电子集成线性放大器放大，放大后输出一个与皮带上负载成线性关系的电信号，该信号与煤量成比例，要准确反映煤流信号时，在系统中增加2个电气调零电位器及增益调整电位器。

煤流传感装置由称重架荷重传感器电子电路组成，，该装置通过输煤皮带对煤流来进行检测。

开关量煤流信号传感装置称重传感头和电子电路组成，传感装置弹簧钢板、垫块、应变电阻片组成，，该装置是直接用来测量输送带对托辊的压力大小，检测有无煤流，正常时，电路经调零后保证无负载时输出为零，当负载加大时，弹簧板产生变形，弹簧钢板变形，金属电阻值发生变化，原电路失去平衡，有信号输出，驱使继电器动作，发出有煤流信号。

不论采用上述那种煤流信号与水封除尘系统连锁，当有煤流信号输出时，自动水封除尘系统启动否则系统关闭，这样，可以避免除尘系统导致皮带机皮带打滑，又可以节约用水，降低成本。

水雾除尘在翻车机系统应用及叶轮给煤机上应用：

a翻车机上应用：

系统组成由喷嘴、水泵、液位计、自吸泵电磁阀等组成，在翻车机翻车时，通过连索启动翻车机除尘系统，翻车机停止时除尘系统停止运行，在翻车机翻车时通过联索，启动自吸泵，对除尘系统供水，通过翻车机煤斗上方若干排喷嘴喷水降尘，此外设置跟踪除尘，8管路，此管路布置在翻车机门架上方，不论翻车机翻转任何角度均跟踪喷雾，从而达到更好效果。

采用消防水对除尘系统供水主要原因，水源稳定，采用电磁阀主要原因，可以启动开关，不需人力，采用水位计主要是通过水位计给水箱自动上水，采用自吸泵在启动前不用人工上水，这样系统简单，不需人力。

b叶轮给煤机上的应用叶轮给煤除尘器系统工作原理同翻车机除尘系统工作原理一样，但在布置上又有所不同。

主要是叶轮给煤机在工作中是沿轨道行走，在叶轮行走时软联结，叶轮行走管路在叶轮给煤机上带动行走，叶轮给煤机表面是1个圆形结构，所以在布置7管路时，把它布置成环形管路，喷嘴喷雾时覆盖整个叶轮给煤机圆形表面；在叶轮给煤机行走时，同时，煤斗的挡板打开，布置8管路，对煤斗打开位置喷雾降尘，6管路为在翻车机翻车时煤斗鼓正压后，粉尘从挡板缝隙飞出，通过6管路喷雾、降尘，此系统均为自动控制。

2.2荷电水雾除尘器

荷电水雾除尘器是一种高效粉尘净化设备。

它可广泛应用于电力、煤矿、冶金等行业的输煤系统皮带机转运点的粉尘治理，效果极佳，综合性能优于国内其它类型的除尘设备，该除尘器具有以下主要特点：

a.技术先进。

该除尘器采用了荷电水雾收尘、超高压、宽极距、准脉冲等综合技术措施，兼备水、电除尘的优越性。

b.设计先进、结构紧凑与导料槽紧密结为一体，无需更大空间。

c.自动化程度高。

除尘器可随皮带机的转动，负载煤流的有无自动启动、停止、电流自动跟踪调节，使除尘器保持在最佳状态下工作，无需专人操作。

d.有完善的控制和保护功能。

采用了火花放电，弧光放电及过流保护措施，使除尘器安全可靠地工作。

e.直接收尘。

新收集到的粉尘直接回落到物料上，解决了一般除尘器粉尘净化后二次处理的难题。

f.除尘效率高。

该除尘器在吉林热电厂安装使用，经环保部门测试，除尘效率达到99.8％。

2.3输煤系统和锅炉燃烧系统联合除尘技术

该系统首先将输煤系统中各种设备封闭起来，再设专用风机从主要污染源（包括皮带机转运点、卸煤口、筛分机、破碎机、犁煤器等）处将含尘空气抽出来送给锅炉送风机，于是输煤系统的粉尘（煤粉）被送入锅炉，然后再经过锅炉除尘器除尘净化，经烟囱排出。

联合除尘系统由密封罩、调节风门、风道、吸尘风机、锅炉送风机、锅炉、除尘器和烟囱组成，该系统充分利用了燃烧系统现有设备，降低了工程投资。

联合除尘系统设计的技术关键是正确合理地确定各尘源点的排尘风量。

排尘风量的确定以保证各尘源点的粉尘不从密封罩外溢到车间里为宜。

经多年调研，目前已经提出了较为成熟的风量数据，包括各种规格的碎煤机、筛分机、皮带机运转点、煤仓等的风量数据。

这些风量数据均已正式纳入发电厂暖通设计的技术规定之中。

该系统具有如下特点：

a.除尘效果好。

从设计和运行两方面调整，可保证密封罩无外溢的含尘空气，从而保证了输煤系统空气环境达标。

b.系统简单，操作维修方便。

联合除尘系统随输煤系统的启停而自动启停，无需专人管理。

c.投资少、造价低。

联合除尘系统充分利用了燃烧系统中现有除尘设备，降低了工程投资。

d.没有二次污染。

粉尘被送入锅炉烧掉，不需二次处理。

3新技术的应用概况

3.1水雾封除尘技术是一项高新技术，该项技术及其配套产品已经在全国80多家电厂推广应用，受到广大用户的一致好评。

河北保定热电厂采用该项技术对输煤系统（储煤场、带式输煤机、螺旋卸车机、叶轮给煤机等）进行了全面治理，所有治理点空气含尘量均低于国家标准。

3.2荷电水雾除尘器目前已在吉林热电厂、浑江电厂等几家电厂安装了10余台，经2年多的运行实践证明，该产品工作状态稳定、控制灵敏准确、维护量小、不易出问题、没有二次污染。

经环保部门检测，除尘效率达99.85％。

3.3输煤系统与燃烧系统联合除尘技术目前正处于工业试验阶段，联合除尘系统已在黑龙江造纸厂热电分厂输煤系统安装，1997年进行工业性运行试验，并进行测试，1998年投入商业运行，并在全国电厂推广应用。

4结论与建议

经实际运行证实，输煤系统粉尘治理新技术虽然适用范围不同，但它们与传统方案相比，都具有投资少、自动化程度高、除尘效果明显（都能保证输煤系统空气环境达标）、操作简单、维修方便等优点。

目前，全国大部分电厂输煤系统的粉尘污染严重，基本都是采用传统的粉尘治理方案，有的甚至不装除尘设备，尤其是有些新上项目仍然采用传统的粉尘治理技术，致使有些电厂刚投产就要进行技术改造，造成不必要的浪费。

输煤系统粉尘治理新技术的研制和生产部门应加强宣传，以利于其推广和应用，这对于保证输煤系统环境空气清洁、保证运行人员身体健康、提高全厂环保水平有重要意义。

二：

粉尘污染治理技术在实际应用中注意的几方面问题

输煤系统的粉尘治理过程是一个输煤系统综合治理的过程，不能把输煤系统粉尘治理孤立起来，粉尘治理一味上设备，而往往设备上来之后，其它厂家效果显著，而在某些厂家，效果微乎其微，可以说没有什么效果可言，这是为什么？

俗语说的号“橘生淮南则为橘，橘生淮北则为枳”。

马列主义是真理，但是也要同中国革命的具体实践相结合。

除尘器也一样，根据每一个电厂的具体情况不同，在应用时不能全部的照抄照般，而是在其原理的指导下，加以改进，适合自己厂的实际；此外同样电厂，同样的地理环境，上同样的设备，其效果为什么效果又炯然不同呢？

这就涉及到一个综合治理的问题，在上除尘设备时先要了解上设备的先接条件，下面我根据在输煤系统工作18年经验，肤浅的谈一些这方面的认识。

一：

综合治理首先需要解决问题

1．叶轮给煤机上除尘器的先接条件

叶轮给煤机布置在煤沟下方，一般煤沟的长度在20～100米不等，一般叶轮给煤机所处位置空间高度约为7米，宽度5～10米（根据叶轮给煤机及煤沟的单侧、双侧布置有关），空间巨大，要想进行粉尘难度极大，那么就不去治理它，搞无人值班，但是国产设备的可靠性是不言而预的，还会在运行中出现这样或那样的问题，值班员进入现场是无法逃避的现实，作为燃运分场的一名工程技术人员必须从运行职工的身心健康出发，组织人员对卸煤沟的扒煤口装上重力挡板进行封闭，把叶轮给煤机装上挑杆，挑杆的长度不足4米，叶轮给煤机工作时只有挑杆长度的宽度卸煤沟敞开，这样就把扩散性的尘源变为集中性的尘源，便于粉尘的治理。

2．皮带机除尘器的先接条件

大家都知道皮带机主要时有皮带、主动滚筒，从动滚筒、托辊、导料槽、落煤筒、传动装置组成。

皮带机的长度一般在50～300多米，皮带栈桥的宽度在6米左右，高度约在4米，对于粉尘治理来说空间巨大，要想进行粉尘治理难度不言而预，但是辨证唯物主义中说的好，不论什么问题只要抓住主要矛盾，其它问题迎刃而解，粉尘主要产生在导料槽，落煤筒部位，这也就是输煤段粉尘治理的主要矛盾，首先把导料槽、落煤筒进行密封，防止粉尘飞扬，把粉尘的尘源集中到导料槽、落煤筒部位进行治理。

3．对于高的落煤筒粉尘治理先接条件

高的落煤筒在运行中，对下一段的冲击力较大，一般在运行中在煤进入下一段时容易产生正压，也就是平常所说的鼓正压，导致粉尘的四溢，严重污染环境，特别是北方的冬季尤其严重，在这种情况下采用在落煤筒中间加缓冲缩气器，对运行中对运动中的煤流起到一个缓冲的作用，能够有效的避免皮带机运行中鼓正压现象的发生，一般在落煤筒高度达到4米以上时采用加缓冲锁气器的方法，我厂在4段及筛煤机落煤筒上应用效果良好，既抑制鼓正压现象的发生，同时又减小对下一段皮带的冲击，延长托辊及皮带机皮带的使用寿命。

4．筛煤机、碎煤机治理粉尘的先接条件

我厂筛煤机采用的是沈阳电力机械厂生产GSP1412型滚轴筛，碎煤机采用的是沈阳电力机械厂生产的KRC9×17型环式碎煤机，特别是环式碎煤机转速高达990r/min，这样鼓正压是不可避免的，为了解决这个问题必须把筛煤机、碎煤机的结合面采用毛毡进行密封，碎煤机轴端密封采用迷宫是密封，运行效果良好。

5．在粉尘治理时有些细节问题还须要周密的考虑

①叶轮给煤机在利用重力挡板对煤沟口进行密封时，挡板与煤沟的接触严密性方面要周密考虑，我们在这方面采用挡板上下两面用角钢制成，让重力挡板与煤沟口上下沿平面接触，为了保证密封的严密性，在煤沟的上沿布置弹性材料，用废旧皮带固定在煤沟口的上沿，让角钢面与皮带接触，密封效果非常好。

②输煤皮带的布置多数为坡形布置，这样运行中存在人们常说的抽力，也就是负压，对这个问题采用在导料槽中加双层挡尘帘，把导料槽的约5/6的空间进行封闭，有效控制运行中负压及皮带坡度的负压造成粉尘的扩散。

③导料槽内空间有限，为了避免粉尘的扩散，还可以在导料槽的上部采用拱形上盖，扩大导料槽内部的容积，在导料槽的顶部加管道进行对粉尘导流，让粉尘在导流管道内形成循环，最后靠自身的重力落到皮带上的煤中，这种方法也是效果不错的。

④原煤仓煤斗部位粉尘的治理可以考虑不上煤的煤仓进行封闭的方法，一般采用缓冲锁气挡板的方法，在通常情况下不上煤时锁气挡板关闭，煤粉无法扩散，静止一段时间煤粉靠重力下沉，对原煤仓的粉尘治理也起到很好的效果。

从我个人的观点来看，不建议安装除尘器，主要从以下两个方面考虑，就拿我厂输煤系统一期来看，共计有8个原煤仓，甲乙两侧皮带机，共计有32个落料口，如果上除尘设备就需要32台，如果按一般小型除尘器计算，每台5万元左右，那么约需要160万元左右，投资巨大；另一方面，原煤仓段皮带机是皮带机的末段，经过下面各段除尘设备的对粉尘治理，粉尘浓度很低，采用缓冲锁气挡板基本上能够满足除尘的要求，各别的电厂如果粉尘浓度大，可以采用喷水降尘的方法，在喷水时一定要采用雾化效果好的广角喷嘴，采用温水，适当加些肥皂，这样对粉尘的吸附能力大，覆盖面积大，效果会比较理想，但要控制好水量，否则会造成球磨机的单耗上升，更严重会导致球磨机的安全运行。

二：

在上除尘设备的几点认识

1.不能全部照抄照般别人的东西，有些东西是好的东西，但是受到地理环境，现场的现状限制，并不一定适应所有的输煤系统，如我省二道江电厂由东北电力学院制造水浴除尘器除尘效果良好，但需要的空间很大，我厂在比较大的城市，在设计时输煤系统设计的空间狭小，无法利用现有设备，在碎煤机根据该设备原理制造小型的除尘器，效果也很好，需要空间很小。

2.不同的场所采用不同的除尘方式，因地而异，不能千篇一律，如有人认为某种除尘设备效果好，整个输煤系统都上一样的，例如翻车机的除尘，我们采用跟踪式水雾除尘，4段采用多点负压除尘，只要达到目的就好的方法。

3.活学活用更为关键，以前我厂出去对各电厂进行调研，喷水除尘这方面全部采用固定式的，一般应用在输煤皮带机上，我厂根据这一方法加以改进，变成移动式跟踪除尘方式，在翻车机、叶轮给煤机上加以应用，同样达到了除尘目的，起到殊途同归之效。

4.加强对除尘器的维护尤其重要，2002年～2004年，我3次负责对我厂1、2号炉除尘器的改造和大修的技术工作，在大修后除尘效果经吉林省电科院测试均超过原设计的除尘效率，但是经过运行一段时间后，除尘效率就有所下降；虽然输煤系统的除尘器不向锅炉除尘器那样庞大，但是原理确有类似之处，再好的设备你不去保养它，去维护它，不会有多长的时间它就会失去原有的效能，搞设备检修的人体会最深的一句话，设备只要你糊弄它，它就会更糊弄你。

合理选择除尘设施，加强除尘设施的保养和维护，让除尘设施在生中发挥它应有的作用，避免设备刚投产就要进行技术改造，造成不必要的浪费。

输煤系统粉尘治理新技术的研制和生产部门应加强宣传，提高检修及运行人员对粉尘治理的认识，以利于其推广和应用，避免由于环境的污染对检修和运行人员身心健康造成损失，污染我们生活的一片兰天，造福于自己，造福于子孙后代，造福于他人，这对于保证输煤系统环境空气清洁、保证运行人员身体健康、提高全厂环保水平有重要意义。