升降雾笼式干雾除尘系统在圆形煤场堆取料机上的应用

2016-02-13邓如勇王磊颜敏

综合智慧能源 2016年12期

关键词：堆料煤场圆形

邓如勇，王磊，颜敏

（国电谏壁发电厂，江苏镇江 212006）

升降雾笼式干雾除尘系统在圆形煤场堆取料机上的应用

邓如勇，王磊，颜敏

（国电谏壁发电厂，江苏镇江 212006）

介绍了国电谏壁发电厂圆形煤场粉尘污染现状，论述了圆形煤场堆取料机降尘改造方案的选择状况，分析了升降雾笼式干雾除尘系统的工作原理、结构组成及系统特点。实践表明，采用升降雾笼式干雾除尘系统对输煤系统各环节粉尘无组织排放的治理有很好的效果。

圆形煤场；堆取料机；干雾除尘系统；雾笼；粉尘治理

0 引言

随着技术进步、全民环保意识的增强和国家环保政策的日趋严格，储煤场的形式也在不断发展优化。无论是在节能环保方面，还是在自动化生产和提高土地利用率方面，储煤场都取得了长足的进步与发展。目前，圆形煤场在电力行业得到了广泛应用，但圆形煤场堆取料机堆料作业时的粉尘治理未得到有效解决［1］。

近年来，各燃煤电厂也相应提出了建设环保电厂、绿色电厂的可持续发展战略，在对环保设施完善和改造上增加投入，加大技术革新力度，研制开发并推广新型粉尘抑制技术，有效阻止末端环节可能产生的大面积多点扬尘问题。

1 圆形煤场粉尘污染现状

国电谏壁发电厂装机容量3 650MW，日均耗煤量2.5万t左右，而为2台1 000MW机组供煤的主要是2个圆形煤场，其中一个圆形煤场主要存放印尼煤，2台1 000MW机组日耗印尼煤8000 t左右。圆形煤场内堆取料机堆料出力为3 000 t／h，圆形煤场堆取料机仅设计简单水喷淋除尘方式，即在堆料皮带机机头落料点和机尾导料槽内各布置2个螺旋喷嘴，根据堆料皮带机运行信号启停相应电磁阀控制喷嘴喷雾。

在圆形煤场堆煤作业时，燃煤由堆料皮带机头部落料点直接卸料至堆煤场，最高落差达28m，无任何缓冲设施，落煤时粉尘由落煤点向周围迅速扩散，严重污染了现场的工作环境，影响职工身体健康，给安全文明生产带来严重危害。特别是在堆放印尼煤、褐煤等高粉尘煤种时，堆煤作业中圆筒仓内粉尘弥漫十分严重，对环境污染较大。而原有螺旋喷嘴不但耗水量大，雾化效果差，且只在堆料位最高时起到有限作用，在堆料高度低于25m时几乎没有效果。所以，必须采取行之有效的措施降低圆形煤场内的粉尘污染。

2 圆形煤场堆取料机降尘改造方案的选择

目前，圆形煤场降尘尚无成熟的好办法，很多企业都在积极寻找和探索，较常考虑的方案有以下2种。一是在圆形煤场四周挡煤墙上安装喷雾炮，堆煤作业时喷雾炮对着落煤点喷雾［2］。通过现场了解和观察，发现其效果有限，主要原因是喷雾炮数量有限，不能保证在任何位置堆料时喷雾抑尘的最佳效果；其次，喷雾炮只能对煤流一侧喷雾压尘，煤流另一侧粉尘无法得到有效捕捉。喷雾炮耗水量大，占地面积大，1个煤场至少布置6套，造价较高。喷雾炮抑尘方式如图1所示。

图1 喷雾炮抑尘方式

二是在堆料皮带机机头落料点增加密集水喷雾喷嘴，通过高压水泵增压形成雾化效果。水喷雾抑尘虽然综合造价较低，但耗水量很大，雾化效果不佳，对粉尘抑制效果不明显，特别是对可吸入性粉尘抑制效果差。当堆料落点较低时，水雾不能第一时间抑制粉尘扩散，抑尘效果差［3］。

通过多方调研考察，结合国电谏壁发电厂来煤的实际情况综合考虑，选用升降雾笼式干雾除尘系统（一种自动升降雾化除尘装置，专利号：ZL 2014 2 0091235.1）对圆形煤场堆取料机堆料产生的粉尘污染进行综合治理。

3 干雾除尘系统的抑尘原理

研究表明，水雾颗粒与尘埃颗粒大小相近时吸附、过滤、凝结的几率最大［4］，而干雾除尘抑尘系统所产生的汽雾80%以上在5～15μm范围内，由于粒度相近，因此水雾颗粒极易与粉尘彼此吸附，加之汽雾浓度大，水雾第一时间内抑制了粉尘扬起，从而达到了降尘抑尘的目的。根据专业人员对不同粉尘分类及其运动特性的研究不难看出，对于不易沉降的、可吸入人体的细小粉尘颗粒防治十分必要，否则将对周边，甚至更远的地方产生污染［5］。

4 升降雾笼式干雾除尘系统的结构

升降雾笼式干雾除尘抑尘系统采用模块化设计，每台圆形煤场堆取料机配置安装1套干雾除尘抑尘系统，该系统主要由水系统、压缩空气系统、喷雾环、升降机构和控制系统等组成，主要结构如图2所示。

4.1 水系统

水系统主要为干水雾除尘系统提供一定压力的喷雾用水，由进水管路、自清洗过滤器、环形水槽、增压水泵组成。干雾除尘系统对水质要求较高，须配置高精度清洗过滤器，过滤精度≤100μm，以保证喷嘴对水质的要求。过滤器可根据水质设定自动排水、自清洗时间，排水时间不影响正常工作。过滤后的水存放于环形水槽，环形水槽固定在堆料回转机构上部，与堆料悬臂一起旋转，水槽上部防尘盖板固定在堆取料机顶部固定结构上，确保盖板与水槽良好密封，保证粉尘不进入水槽内部。水槽下部设排污阀及自动水位开关，高水位时停止进水，低水位自动补水。

4.2 压缩空气系统

压缩空气系统为干雾除尘系统提供一定压力的标准气源，主要由空气压缩机、进气管路、疏水阀、储气罐等组成。

4.3 喷雾环

干雾喷嘴是产生干雾的关键元件，喷嘴接收由干雾控制箱输送来的气、水，并将其转化成颗粒直径为1～10μm的水雾喷向尘源点。当干雾与粉尘颗粒相互接触、碰撞时，使粉尘颗粒相互黏结、凝聚变大，并在自身重力作用下沉降，从而达到抑尘的目的。圆形煤场堆取料机堆料皮带机机头下方布置3层自动升降式圆形喷雾环，每两层喷雾环间距1m，每层喷雾环上布置干雾喷头20只。喷雾环保证一定直径，确保煤流下落时无煤流冲击喷雾环。

4.4 升降机构

图2 升降雾笼式干雾除尘系统结构组成

升降机构用于提升喷雾环，一是确保喷雾环可降至地面检修维护，二是保持喷雾环与煤堆落点在尽量小的距离，从而第一时间抑制粉尘飞扬扩散。升降机构由控制箱、减速机、钢丝绳卷筒、钢丝绳、滑轮等组成。升降机构根据雷达物位计提供煤堆高度信号自动升降，使喷雾环与煤堆保持2m距离进行喷雾除尘。

4.5 控制系统

圆形料场堆取料机升降雾笼式干雾除尘系统分为就地手动、远程手动和自动运行方式，就地手动方式主要用于调试、检修维护等；远程手动方式主要是根据煤炭粉尘情况，司机选择性地启停干雾系统、升降雾笼等；自动运行方式下，升降机构可根据雷达物位计提供煤堆与雾笼的距离自动升降，使喷雾环与煤堆保持2m距离进行喷雾除尘，自动方式下干雾的启停与堆料皮带机煤流信号联锁。

5 升降雾笼式干雾除尘系统的特点

5.1 除尘抑尘效果好

干雾除尘抑尘系统是将压缩空气和高压水进行混合，产生直径5～20μm范围内的汽雾，与人体可吸入煤尘颗粒相近，加之汽雾浓度大，形成雾池，从而有效地捕捉粉尘，尤其是针对10μm以下可吸入性粉尘，其降尘效率高达96%，避免尘肺病危害。可升降的雾笼确保喷雾环与落料点距离在2m内，确保在落料点（即起尘点）四周保持浓密的汽雾，第一时间捕捉粉尘，抑制粉尘飞扬扩散，效果更佳。

5.2 节能降耗效果好

试验研究显示，煤中每喷入1kg水，锅炉就要损失将近2 500 kJ的热量。传统水喷雾装置耗水量大，造成原煤含水量过高，增加企业成本。干雾除尘耗水量与物料质量比仅0.02%～0.05%，是传统除尘耗水量的1%～10%，燃煤热值损失小，节能效果更佳。

5.3 经济可靠维护少

传统水喷雾装置因冬季低温结冻，无法正常使用，而干雾除尘抑尘系统采取了可靠的保温（电伴热）及管道吹扫功能，确保冬季低温不结冰时也可正常使用。干雾除尘抑尘系统除空压机的常规维护外，其他维护工作较少。

5.4 适用范围特殊

升降雾笼式干雾除尘系统，是针对圆形煤场堆料粉尘产生的特殊性采取的特殊抑尘形式。升降雾笼式干雾除尘系统适用于落料点变化大的情况，干雾除尘抑尘系统特别适用于无组织排放、密闭或半密闭空间的污染源，无二次污染形成。

5.5 效果对比

根据一段时间的现场使用情况来看，干雾雾笼形成的气雾浓密，基本能捕捉所有粉尘颗粒。升降雾笼喷雾效果如图3所示，升降雾笼降尘效果如图4所示。