電廠煤倉間粉塵產(chǎn)生的原因分析

楊貝貝，馬瑞濤

（鄭州光力科技股份有限公司，鄭州 450000）

電廠煤倉間粉塵產(chǎn)生的原因分析

楊貝貝，馬瑞濤

（鄭州光力科技股份有限公司，鄭州 450000）

介紹了華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司煤倉間建筑結(jié)構(gòu)、煤倉間內(nèi)輸煤皮帶系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、輸煤皮帶系統(tǒng)工作原理及散煤在輸煤皮帶系統(tǒng)中的運(yùn)動形式等，綜合分析了粉塵產(chǎn)生的原因，確定產(chǎn)塵位置和產(chǎn)塵形式，并定點(diǎn)測量具體位置的粉塵質(zhì)量濃度，為煤倉間的粉塵治理、改善職工工作環(huán)境提供可靠依據(jù)，為防范煤倉間粉塵對現(xiàn)有設(shè)備造成不良影響提供有力的保障。

電廠；輸煤；煤倉間；粉塵污染；除塵

0 引言

在火力發(fā)電廠中，粉塵污染是電廠污染物中的重要一項(xiàng)，而煤倉間是粉塵的主要來源。華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司的煤倉間粉塵質(zhì)量濃度平均在200 mg/m3以上，個(gè)別點(diǎn)甚至在1 000 mg/m3以上，遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)［1－3］規(guī)定，這對職工的身體健康及設(shè)備的安全運(yùn)行造成很大危害。正確分析華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司煤倉間粉塵產(chǎn)生的原因，確定產(chǎn)塵位置和產(chǎn)塵形式，將為有效治理粉塵指明方向。

1 煤倉間結(jié)構(gòu)布局

煤倉間室內(nèi)寬15.0 m，長187.0 m，共設(shè)有A，B兩條皮帶，皮帶全長約為180.0 m，帶寬為1.4 m，帶速為2.5 m/s，皮帶架寬1.81 m。每條皮帶有11套犁煤器，每套犁煤器對應(yīng)2個(gè)落煤口，共22套犁煤器。落煤口為敞開口落煤，下面對應(yīng)煤倉間。煤倉間內(nèi)有1個(gè)電機(jī)控制中心（MCC）可提供降塵設(shè)備所需電源，且皮帶附近設(shè)有相應(yīng)的穩(wěn)定水源（消防水和工業(yè)清洗水），布局如圖1所示。

圖1 煤倉間布局

煤倉間東、西兩側(cè)有窗戶，南、北兩側(cè)沒有窗戶，窗戶長期關(guān)閉，偶爾打開，因此整個(gè)煤倉間近似于封閉空間，空氣流動差。如有揚(yáng)塵產(chǎn)生，粉塵會隨著揚(yáng)塵氣流很快擴(kuò)散至整個(gè)煤倉間，很難自然消散，嚴(yán)重時(shí)煤倉間內(nèi)部能見度不足1 m。

2 煤倉間內(nèi)輸煤皮帶系統(tǒng)

煤倉間內(nèi)A，B兩條皮帶安裝在皮帶架上的托輥上，兩端繞在大滾筒上，中間有張緊裝置。皮帶尾部導(dǎo)料槽為非全封閉式導(dǎo)料槽，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。導(dǎo)料槽尾部、兩側(cè)和皮帶之間密封為動態(tài)密封，導(dǎo)料槽出料口懸掛擋塵簾。導(dǎo)料槽上安裝有布袋除塵器，但因除塵器自身可靠性差、設(shè)備維護(hù)難等原因，早已廢置。導(dǎo)料槽上方安裝有除細(xì)木器裝置，除細(xì)木器裝置為維修、使用方便，護(hù)罩被拆除，為開放狀態(tài)。除細(xì)木器上部為上級皮帶的落煤管。皮帶中間部位布置有11套犁煤器，其位置如圖3所示。每套犁煤器兩邊為敞口型落煤口，上部沒有密封罩和擋塵簾。皮帶中間部位為配重間，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。配重間為敞開型，設(shè)有皮帶張緊裝置，與皮帶間相通。皮帶頭部大滾筒處為非封閉式結(jié)構(gòu)，有鋼板焊接的護(hù)罩防護(hù)。皮帶進(jìn)入護(hù)罩口處，安裝有擋塵簾。護(hù)罩下部為煤倉間，傳輸?shù)筋^部的煤在護(hù)罩內(nèi)落入煤倉間。

圖2 皮帶尾部導(dǎo)料槽結(jié)構(gòu)

圖3 犁煤器位置和皮帶頭部結(jié)構(gòu)

圖4 皮帶配重間結(jié)構(gòu)（張緊裝置）

3 輸煤皮帶系統(tǒng)工作原理

從碎煤機(jī)室輸送來的散煤先通過導(dǎo)料槽上的落煤管進(jìn)入除細(xì)木器，通過除細(xì)木器的篩濾后落入導(dǎo)料槽內(nèi)，在導(dǎo)料槽的導(dǎo)向作用下，散煤落在皮帶上。散煤隨著皮帶的運(yùn)動，從皮帶尾部被輸送到皮帶頭部，最后落入頭部的煤倉間內(nèi)。若中間的煤倉間缺煤，可將對應(yīng)的犁煤器落下，壓在皮帶上，散煤在犁煤器的導(dǎo)向下，落入對應(yīng)的落煤口內(nèi)。皮帶從尾部運(yùn)行到頭部后，便進(jìn)入回程段。回程段是一排水平布置的托輥，皮帶在托輥上反向運(yùn)動。回程段的皮帶運(yùn)行至中部時(shí)，進(jìn)入配重間，經(jīng)過張緊裝置后，再回到皮帶架上，繼續(xù)做反向運(yùn)動，返回尾部導(dǎo)料槽。過程如圖5所示。

圖5 煤倉間輸煤系統(tǒng)工作原理

4 塵源分析

（1）煤通過落煤管進(jìn)入除細(xì)木器的過程中，由于落煤管較長，有較大的高度差，煤在下落的過程中自然散開，帶動落煤管內(nèi)空氣向下運(yùn)動，落煤管下部空氣受壓，上部受拉，形成壓力差，從而形成自下向上的氣流。這股氣流會帶動粒徑較小的煤粉向上運(yùn)動，并向四周擴(kuò)散，形成揚(yáng)塵。

（2）由于煤在運(yùn)輸時(shí)有較大動能，在煤落到除細(xì)木器的圓輥篩上的瞬間，煤與鐵質(zhì)圓輥篩碰撞，激起煤塵和氣流。由于除細(xì)木器上部沒有防塵罩，粉塵迅速向四周空間擴(kuò)散，部分粉塵通過圓輥篩的縫隙進(jìn)入導(dǎo)料槽內(nèi)。由于皮帶已經(jīng)開始高速運(yùn)行，皮帶在運(yùn)行時(shí)，帶動上部空氣，形成瞬時(shí)速度較大的氣流。進(jìn)入導(dǎo)料槽內(nèi)的粉塵在這股氣流的作用下，沿著導(dǎo)流槽，迅速透過擋塵簾竄出，并向四周擴(kuò)散。同時(shí)，導(dǎo)料槽內(nèi)壓力升高，與外界產(chǎn)生壓力差。

散煤通過除細(xì)木器后落到導(dǎo)料槽內(nèi)的皮帶上，激起皮帶上原有的煤粉，造成揚(yáng)塵。同時(shí)，皮帶受到煤的沖擊，以及皮帶自身運(yùn)行時(shí)的振動，會使導(dǎo)料槽和皮帶之間產(chǎn)生間斷性的縫隙。粉塵通過這些縫隙逃逸到導(dǎo)料槽四周，造成大量揚(yáng)塵。

（3）除細(xì)木器在工作過程中對煤塊的振動也會產(chǎn)生大量粉塵。沒有落到導(dǎo)料槽內(nèi)的煤塊會隨著除細(xì)木器滾篩的滾動落到工作臺面上，同時(shí)伴有粉塵。煤塊堆積到一定程度，如不及時(shí)清理會發(fā)生滾落，一部分直接掉落到地面上，一部分碰到設(shè)備的支架后反彈到皮帶非工作面上，此下落過程會產(chǎn)生少量粉塵。

（4）反彈到皮帶非工作面上的煤塊，以及其他情況灑落到皮帶非工作面上的煤粉，如不及時(shí)清理，會隨著皮帶被輸送到尾部大滾筒處，直接被大滾筒碾壓成煤粉，一部分黏附在皮帶非工作面上，一部分隨著大滾筒的旋轉(zhuǎn)被甩出，從而產(chǎn)生粉塵。黏附在大滾筒上的煤粉經(jīng)多次碾壓成為更細(xì)的煤粉，加劇了揚(yáng)塵。

（5）由于皮帶在運(yùn)動中會抖動，造成黏附在皮帶非工作面上的煤粉在皮帶運(yùn)行過程中隨機(jī)掉落，產(chǎn)生揚(yáng)塵。粉塵落到下方回程段皮帶非工作面上，再次被帶到尾部大滾筒處，重復(fù)序（4）的過程。

（6）現(xiàn)場會根據(jù)煤倉間內(nèi)的存煤量落下犁煤器，給煤倉間加煤。犁煤器在犁煤的時(shí)候，煤通過落煤口落入煤倉間，形成反向氣流，造成大量揚(yáng)塵。此外，由于每個(gè)煤倉間有4個(gè)落煤口，且4個(gè)落煤口相通，故落下犁煤器后，會出現(xiàn)4個(gè)落煤口同時(shí)冒塵的現(xiàn)象。

（7）犁煤器犁煤的時(shí)候，少部分煤會灑落到皮帶外側(cè)，掉落到地面和回程段皮帶非工作面上。這部分煤會輸送到尾部大滾筒處，造成（4）的情況。或進(jìn)入拉緊裝置（配重間換向輥筒處），經(jīng)張緊輪碾壓和皮帶的運(yùn)動造成揚(yáng)塵。

（8）隨著皮帶的運(yùn)動，散煤最后到達(dá)皮帶頭部，落入頭部煤倉間。在落煤的過程中會產(chǎn)生如同（6）的揚(yáng)塵情況。少部分煤粉黏附在皮帶上被帶到回程段，隨著皮帶的抖動，隨機(jī)掉落到地面上，并伴有揚(yáng)塵。

（9）除上述情況外，在輸煤過程中，由于高度差比較大，煤粉跌落時(shí)對下級皮帶產(chǎn)生較大的沖擊，導(dǎo)致下級皮帶跑偏，再加上運(yùn)行中的皮帶抖動等原因產(chǎn)生大量煤粉灑落到回程段皮帶上，形成回程段皮帶非工作面積塵。此處的積塵如不能及時(shí)清理，會導(dǎo)致煤塵黏附在皮帶尾部輥筒上，黏附了煤粉的輥筒再次加重皮帶跑偏，導(dǎo)致更多的灑煤，形成二次黏附和多次揚(yáng)塵等惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致該處區(qū)域的粉塵質(zhì)量濃度嚴(yán)重超標(biāo)。

5 粉塵質(zhì)量濃度測量

采用CCF－7000直讀式粉塵質(zhì)量濃度測量儀，對各個(gè)揚(yáng)塵點(diǎn)進(jìn)行測量［4－6］。測點(diǎn)位置如圖6所示，＃1～＃7測點(diǎn)測量數(shù)據(jù)分別為：460，487，453，220，181，382，420 mg/m3。

圖6 粉塵質(zhì)量濃度測量位置

6 結(jié)論

通過對煤倉間粉塵產(chǎn)生原因分析，以及對各個(gè)產(chǎn)塵點(diǎn)的粉塵質(zhì)量濃度檢測，可知煤倉間粉塵產(chǎn)生的主要原因?yàn)槊悍巯侣?、皮帶振動、滾筒碾壓及空氣對流，主要產(chǎn)生部位在除細(xì)木器上方、導(dǎo)料槽出口處、導(dǎo)料槽和皮帶接縫處、皮帶尾部滾筒處、回程段皮帶振動較大處、各個(gè)犁煤器落煤口、皮帶頭部落煤口。對于因煤粉下落、空氣對流引起的粉塵，可進(jìn)行密封處理，防止粉塵隨氣流擴(kuò)散；對于皮帶振動、滾筒碾壓引起的粉塵，可增加皮帶清掃裝置，及時(shí)清掃皮帶上的煤粉，避免揚(yáng)塵；對于無法完全封閉的塵源，可采用負(fù)壓吸塵、噴霧除塵等方式進(jìn)行降塵。

［1］火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)：GB 13223—2011［S］.

［2］火力發(fā)電廠運(yùn)煤設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范：DL/T 5187.1—2004［S］.

［3］工作場所有害因素職業(yè)接觸限值：GBZ 2—2007［S］.

［4］黃強(qiáng).電廠煤倉間粉塵的綜合治理［J］.熱力發(fā)電，2006，35（1）：61－62.

［5］黃哲，王春霞，賈毅竹，等.火電廠煤塵污染防治主要措施研究［J］.北方環(huán)境，2011，23（5）：90－92.

［6］陳健.嵩嶼電廠降低煤倉間粉塵濃度的措施［J］.福建電力與電工，2001，21（2）：70.

（本文責(zé)編：劉炳鋒）

X 701.2

B

1674－1951（2016）10－0044－03

楊貝貝（1987—），男，河南焦作人，助理工程師，從事火電廠除塵設(shè)備、氣體類儀表設(shè)計(jì)和技術(shù)管理方面的工作（E-mail：shilangzizha＠sina.com）。

2016－05－09；

2016－09－08

馬瑞濤（1987—），男，河南濮陽人，助理工程師，從事火電廠除塵設(shè)備、氣體類儀表設(shè)計(jì)和技術(shù)管理方面的工作。