電廠灰?guī)鞊P(yáng)塵治理中紅外自動(dòng)噴霧系統(tǒng)的應(yīng)用研究

王曉光

（開封京宇電力有限公司，河南 開封 475000）

引言

我國的電力行業(yè)經(jīng)過不斷發(fā)展，取得了跨越式的成就。與此同時(shí)，電力企業(yè)在生態(tài)環(huán)境的改善方面也在不斷探索，力爭達(dá)成邊環(huán)保邊發(fā)展的目標(biāo)。就目前國內(nèi)的電廠發(fā)展趨勢(shì)而言，燃煤式發(fā)電仍然是主力，其次是水電，核電只占了4%，風(fēng)力發(fā)電占比更少。在燃煤的運(yùn)輸、投爐、燃燒發(fā)電的過程中，難免產(chǎn)生許多粉塵，對(duì)工人的身體和周圍環(huán)境的空氣質(zhì)量都是難免會(huì)有影響。因此，如何采取有效措施可遏制粉塵源、降低粉塵濃度是行業(yè)普遍關(guān)注的話題。

灰?guī)熳鳛榘l(fā)電廠的重要一項(xiàng)內(nèi)容，在工作期間會(huì)有大量的揚(yáng)塵產(chǎn)生，不僅破壞工作環(huán)境，對(duì)人體健康也有嚴(yán)重的影響。因此，在電廠灰?guī)鞊P(yáng)塵治理中應(yīng)用紅外自動(dòng)噴霧系統(tǒng)討論具有積極現(xiàn)實(shí)意義。

一、灰?guī)旎覊m大的主要原因

灰?guī)熳鳛槌蚁到y(tǒng)的末端，主要設(shè)備有庫體（混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)）、脈沖袋式除塵器、壓力真空釋放閥、庫底卸料器、雙軸加濕攪拌機(jī)、干灰散裝機(jī)、空氣電加熱器、氣化風(fēng)機(jī)、氣化槽等。其中，干灰散裝機(jī)是否穩(wěn)定連續(xù)工作，直接影響了發(fā)電機(jī)組安全生產(chǎn)，因此建立安全、可靠、先進(jìn)的控制系統(tǒng)，將可以提高電廠自動(dòng)化水平和管理水平。結(jié)合日常工作實(shí)踐，灰?guī)旎覊m大的主要原因分析如下：

一是散裝機(jī)負(fù)壓布袋除塵器容積過小。其中，升降機(jī)構(gòu)、落灰管、收塵套管、散裝頭、除塵器（排塵風(fēng)機(jī)）是干灰散裝機(jī)的主要組成部分。在進(jìn)行干灰散裝作業(yè)過程中，粉煤灰罐車進(jìn)入作業(yè)區(qū)，散裝頭下方是貯料罐的進(jìn)料口。在散裝頭下部的收塵套管和落灰管的軟管都可以進(jìn)行收縮，這樣可以借助升降機(jī)械來進(jìn)行散裝頭的上升或者下降，這樣可以滿足不同高度的運(yùn)灰車裝卸。通常情況下，散裝機(jī)都有自動(dòng)控制的作用，能夠按照規(guī)定的程序進(jìn)行卸灰。電廠散裝機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見表1。例如某廠灰?guī)烀颗_(tái)散裝機(jī)設(shè)計(jì)要求100 噸/h，應(yīng)配置不小于20m3/h 負(fù)壓除塵器，而目前該廠僅配11m3/h負(fù)壓除塵器，這樣不能保證散裝機(jī)運(yùn)行工況下產(chǎn)生的正壓氣流，造成揚(yáng)塵。

表1 電廠散裝機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

二是散裝機(jī)密封性差。有的電廠選用的散裝機(jī)由于設(shè)計(jì)不合理，造成一定的缺陷，在卸料過程中，粉煤灰物料下行時(shí)隨著由小到大卸料直管段的直徑放大，會(huì)出現(xiàn)空間越來越大的現(xiàn)象，極易造成松散的粉煤灰，裝車時(shí)造成揚(yáng)塵過大。同時(shí)由于負(fù)壓回流通道粉塵含量較大，在裝車過程中除塵器灰斗積灰不能徹底排空，這就造成一定的人工運(yùn)維成本。

三是散裝機(jī)傳動(dòng)鋼絲繩無秩序。由于散裝機(jī)本身的設(shè)計(jì)存在不足，這就導(dǎo)致在運(yùn)行中難以保持平衡，會(huì)出現(xiàn)一些卡頓，伸縮節(jié)的鋼絲繩一旦受力不均，則會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)鋼絲繩運(yùn)行時(shí)候無秩序。

四是下灰管極易出現(xiàn)堵塞。一旦散裝機(jī)內(nèi)膽設(shè)計(jì)不合理、灰塵過濾面積腳下，很容易在運(yùn)行中在負(fù)壓風(fēng)道出現(xiàn)較大的灰塵，負(fù)壓通道一旦氣流受到擁堵，則會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓通道真空的現(xiàn)象。當(dāng)外部氣流出現(xiàn)中斷后，散裝機(jī)下料通道則會(huì)在真空狀態(tài)中出現(xiàn)堵塞。

五是熱控自動(dòng)裝置失靈。當(dāng)散裝機(jī)整體設(shè)計(jì)存在不足、裝車料滿信號(hào)可靠系數(shù)有偏差、機(jī)械運(yùn)行設(shè)備不暢等問題出現(xiàn)后，熱控自動(dòng)裝置會(huì)出現(xiàn)失靈。

六是散裝機(jī)伸縮節(jié)活動(dòng)空間狹窄，導(dǎo)致橫向移動(dòng)的空間過小，但車輛人孔門與卸灰口要求非常精確，現(xiàn)場裝車難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的對(duì)接。

二、紅外自動(dòng)噴霧系統(tǒng)運(yùn)行原理

紅外自動(dòng)噴霧系統(tǒng)由變頻恒壓主機(jī)、可編程控制系統(tǒng)、人機(jī)界面、水處理系統(tǒng)、分區(qū)控制電動(dòng)閥門、空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)采集儀表、管道、噴嘴等部件組成。可實(shí)現(xiàn)料棚內(nèi)水霧無縫覆蓋，水霧從車間頂部飄落，將粉塵快速沉降到地面，粉塵濃度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示，降塵效果十分明顯，主要應(yīng)用在煤場、煤棚、料倉、料場、車間、工廠、廠房、卸料點(diǎn)、裝卸車、原料儲(chǔ)存、物料堆場、裝卸料、鋼鐵廠、選礦廠、干煤棚、網(wǎng)架煤棚、全封閉煤場、儲(chǔ)煤棚、水泥廠、電廠、火電廠，等各種粉塵量大、揚(yáng)塵嚴(yán)重的顆粒物無組織排放場所。應(yīng)用智能噴霧降塵系統(tǒng)后可明顯提高工作場所能見度，顯著改善場所內(nèi)的作業(yè)環(huán)境，促進(jìn)環(huán)保達(dá)標(biāo)。

通常，自動(dòng)噴霧降塵裝置的主機(jī)設(shè)計(jì)是采用模塊化的方式，配有液晶顯示屏幕，具有人機(jī)交互的良好功能，在作業(yè)過程中，通過與紅外線傳感器、觸控傳感器、紅外熱釋傳感器、循環(huán)定時(shí)控制模塊的配套裝置配合使用，一機(jī)多能，這樣構(gòu)成了自動(dòng)噴霧降塵裝置。

紅外自動(dòng)噴霧系統(tǒng)主要有紅外線探頭、霧化噴嘴、控制器和電磁閥及管路構(gòu)成，見圖1.電磁閥對(duì)架前噴霧組和架后噴霧組進(jìn)行控制，同時(shí)設(shè)置了手動(dòng)的旁路開關(guān)，當(dāng)出現(xiàn)故障，就可以手動(dòng)對(duì)噴霧張志進(jìn)行控制。在架前噴霧組管路上單獨(dú)設(shè)置了手動(dòng)開關(guān)，連接噴霧組和水的管路通用性好，能夠隨時(shí)補(bǔ)充和更換。

圖1 紅外自動(dòng)噴霧系統(tǒng)主要構(gòu)成

三、紅外自動(dòng)噴霧系統(tǒng)的特點(diǎn)

紅外傳感器在當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用比較廣泛，尤其是安全監(jiān)控方面的應(yīng)用率占到了比較高的級(jí)別。紅外傳感器收到遮擋物遮擋后，形成感應(yīng)信號(hào)，傳送給控制主機(jī)進(jìn)行開啟或關(guān)閉噴霧?？蓪?shí)現(xiàn)人過停噴車過停噴等功能。這種系統(tǒng)裝置適合在光纖較差的環(huán)境下使用，不受其他信號(hào)干擾，同時(shí)安裝較為經(jīng)濟(jì)，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便無需專業(yè)施工即可實(shí)現(xiàn)安裝，同時(shí)性價(jià)比比較高，較為耐用。結(jié)合具體的應(yīng)用與實(shí)踐，總結(jié)紅外自動(dòng)噴霧降塵系統(tǒng)如下：

一是節(jié)省資源。紅外自動(dòng)噴霧降塵系統(tǒng)將水霧化后，不但可對(duì)灰?guī)燧^大的范圍進(jìn)行噴灑，且水霧的懸停時(shí)間延長，使空氣濕度加大，可有效減少浮塵的增加，不再作業(yè)過程中進(jìn)行灑水，因此可以節(jié)省大量的人力、物力和水資源；可有效解決空氣中浮塵的問題：在對(duì)空氣質(zhì)量進(jìn)行測評(píng)時(shí)，其中的一項(xiàng)便是粉塵含量，

二易施工、易安裝。紅外自動(dòng)噴霧降塵系統(tǒng)可利用灰?guī)煲延械脑O(shè)施進(jìn)行施工，例如管網(wǎng)建設(shè)時(shí)可利用現(xiàn)有的管網(wǎng)進(jìn)行延伸布置，投資小，綜合成本低，因此利用率高，耗水量少，而且維護(hù)費(fèi)用低；

三是紅外自動(dòng)噴霧降塵系統(tǒng)因采用紅外控制噴霧方式，霧化的水不會(huì)產(chǎn)生聚集，因此不會(huì)發(fā)生二次污染，可實(shí)現(xiàn)智能化控制。

紅外自動(dòng)噴霧降塵裝置是指通過紅外感應(yīng)傳感器布置的自動(dòng)化噴霧降塵裝置，一般由紅外傳感器、降塵控制主機(jī)（KXH12 控制箱）和噴霧水幕及水氣管線等。

四、電廠灰?guī)鞊P(yáng)塵治理中紅外自動(dòng)噴霧系統(tǒng)的應(yīng)用

（一）控制系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

根據(jù)灰?guī)炜刂乒に囋O(shè)計(jì)控制系統(tǒng)功能，確定該控制系統(tǒng)能夠完成的任務(wù)和可以執(zhí)行的操作。在執(zhí)行操作時(shí)，遇到一些具體的情況，是否可以采取及時(shí)的應(yīng)對(duì)措施。之后，整個(gè)控制系統(tǒng)按照功能、操作頻率進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中考慮連貫性，確定某一個(gè)功能板塊能夠執(zhí)行的任務(wù)，重點(diǎn)把握灰?guī)旄鱾€(gè)功能板塊的聯(lián)系性。

圖2 灰?guī)靽婌F裝置的示意圖

（二）控制系統(tǒng)組建與具體應(yīng)用

完成控制系統(tǒng)功能基礎(chǔ)上選擇性價(jià)比較高的紅外控制設(shè)備，使得組建好的控制系統(tǒng)既能夠滿足控制要求，也能根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí)，規(guī)劃在單一功能塊內(nèi)部具體可以執(zhí)行的操作，實(shí)現(xiàn)的功能，即某些相關(guān)流程，設(shè)備集中在某一功能塊中顯示或操作。

具體應(yīng)用如下：

車輛進(jìn)入裝車庫位，紅外光電反射式傳感器捕捉到車輛信號(hào)，將車輛入庫占位信號(hào)傳達(dá)給控制模塊，模塊設(shè)置有延時(shí)程序，在裝車對(duì)接規(guī)程中不會(huì)啟動(dòng)噴霧，保證駕駛員視線清晰安全對(duì)接。延時(shí)程序過后控制模塊將驅(qū)動(dòng)電磁閥打開噴霧水源和增壓水泵，水霧從噴嘴霧化噴出，對(duì)裝車過程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵進(jìn)行壓制。當(dāng)卸灰裝車作業(yè)完畢后，車輛與灰?guī)焐⒀b設(shè)備斷開連接，車輛駛出裝車庫位，紅外光電反射式傳感器接收不到車輛占位信號(hào)，控制模塊再次啟動(dòng)延時(shí)程序，對(duì)庫內(nèi)殘留的揚(yáng)塵進(jìn)行持續(xù)壓制降塵，延時(shí)程序結(jié)束后，控制模塊進(jìn)行系統(tǒng)關(guān)閉程序，依次關(guān)閉增壓水泵，電磁閥，水源關(guān)閉，噴霧裝置則停止運(yùn)行，全工作流程無需人員接入控制，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無人值守的運(yùn)行狀態(tài)。

五、結(jié)語

通過利用紅外自動(dòng)噴霧系統(tǒng)，灰?guī)靺^(qū)域環(huán)保設(shè)備設(shè)施得到全面優(yōu)化，并能有效防止干灰裝車揚(yáng)塵外溢。減輕了其他環(huán)保設(shè)備實(shí)施的工作壓力，能達(dá)到節(jié)約檢修費(fèi)用，減少維護(hù)量和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高灰?guī)爝B續(xù)、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，能取得較好的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)環(huán)保效益?？偠灾?，紅外自動(dòng)噴霧系統(tǒng)信號(hào)控制系統(tǒng)靈敏度高，且故障率極低，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)噴霧裝置，避免了人工打開噴霧，消除了人為操作的隱患，因而避免了噴霧酒水裝置的提前打開或關(guān)閉，與人工開啟噴霧酒水裝置相比，節(jié)約了用水量、降低了粉塵污染，有效地控制了塵源，減輕了粉塵飛揚(yáng)，具有較高的推廣價(jià)值。