李慶忠
摘 要:針對內蒙古大唐國際托克托發(fā)電公司輸煤棧橋粉塵濃度高造成員工工作環(huán)境惡劣,污水處理量大、易引發(fā)火災等問題,通過調查分析,查明泄露部位、原因,對輸煤系統(tǒng)進行了治理,通過增加抑塵裝置,解決了輸煤棧橋粉塵濃度超標問題。
關鍵詞:皮帶機;粉塵濃度;抑塵裝置
一期工程裝機容量為4×600MW,設計煤種為準格爾煙煤。輸煤系統(tǒng)煤源主要以火車運煤和汽車運煤為主。采用的是皮帶輸送機將燃料傳送載卸至儲煤倉的運煤方式,采用雙路皮帶,皮帶帶寬1.4米,出力1500噸/時,帶速2.5米/秒。
一、現(xiàn)狀
一期輸煤系統(tǒng)采用DTⅡ型帶式輸送機進行燃煤輸送,帶寬B=1400mm,帶速v=2.5m/s,0—8膠帶,共計18條膠帶,共18個導料槽(其中2個8膠帶為改后新增的)。各轉運站采用曲線防堵落料筒 ,導料槽為全密封滑板結構。
一期輸煤膠帶機運行時棧橋內粉塵濃度最大值可達35mg/m3,煤棧橋內粉塵濃度嚴重超標,不僅對作業(yè)空間和周邊環(huán)境形成嚴重的粉塵污染,更嚴重危害了人體健康。當室內粉塵量積累達到一定程度時,還會引起火災。尤其是揮發(fā)份大于25%以上的煤種,在空氣中的濃度達到35g/m3以上時,即遇火爆炸。量粉塵顆粒散落在膠帶轉動軸上,會加速轉動軸的磨損速度,引起機械的早期損壞、漏油等。粉塵落在電氣元件上,會使元件接觸不良,控制失靈。
隨著公司環(huán)境衛(wèi)生、6S治理、職業(yè)衛(wèi)生和環(huán)保方面要求的不斷提高,三期輸煤棧橋內的粉塵濃度已經遠遠超出相關標準,并且對設備的安全穩(wěn)定運行帶來火災隱患。為實現(xiàn)安全文明生產的同時,還要注意保障工人們的身體不受損傷。為延長設備的使用壽命、提高勞動生產率,現(xiàn)有治理粉塵的裝置已經遠遠不能滿足國家對環(huán)境保護、節(jié)能減排、低碳經濟及保護員工健康的要求,因此粉塵治理工作迫在眉睫。
1.粉塵來源及危害
(1)輸煤系統(tǒng)粉塵來源。輸煤系統(tǒng)屬遠距離輸送、加工設備多,輸煤轉運站、各受煤點多,系統(tǒng)復雜,揚塵點多,轉動設備多,故障點多,系統(tǒng)高差大,由于這些粉塵污染源的存在,如不采取措施,將會對輸煤現(xiàn)場環(huán)境及大氣產生污染,威脅設備的安全運行和員工的身體健康。
(2)粉塵的危害
①粉塵對人體的危害。輸煤系統(tǒng)粉塵主要是煤塵,煤塵中含有游離二氧化硅吸入人體后,造成矽肺病。
②粉塵對設備的危害。粉塵散落在皮帶轉動部分,會加速轉動軸的磨損速度,引起機械的早期損壞、漏油等,粉塵落在電氣元件上,會使電氣元件接觸不良,控制失靈?,F(xiàn)場積粉過多,還會造成積粉自燃等不良后果。
(3)粉塵產生原因分析
①物料篩分時,隨篩機的振動,松散的物料不斷受到擠壓,被間隔中的空氣猛烈擠壓出來,當這些氣流向外高速運動時,由于氣流和粉塵的剪切作用,帶動粉塵一起逸出。顆粒狀物體在空中高速運動時,會帶動周圍空氣隨其流動,這部分空氣即誘導空氣。
②原煤經破碎機破碎后顆?;驹?0mm以下,由于原煤顆粒變小,勢必造成表面積增大,顆粒間隙增多,密度下降,表面水分減少,是粉塵產生的內因。這也是破碎機以下各級皮帶粉塵腳上游皮帶機大的原因。破碎機轉子鼓風效應產生的誘導風,破碎機轉動時,轉子上的環(huán)錘及錘臂會產生誘導風。環(huán)錘破碎機,因易堵煤,將碎煤機內腔篩板割去雖解決了堵煤問題,但篩板的導流作用失去,使碎煤機產生的誘導風大量流向導料槽,導料槽風壓力、流量增大,導料槽出口噴粉加劇。
③帶式輸送機輸送含有粉末狀煤,在落煤管中,從高處向下落時產生的誘導風,高速下落的煤流使落煤管內的空氣被壓縮,從而產生氣流,加劇導料槽出口噴粉。
④尾部滾筒積煤產生粉塵,尾部滾筒前空段清掃器清掃效果差,使膠帶上粘附的煤粉未能清除,被帶入尾部滾筒,在尾部滾筒的碾壓下變成細微粉末形成粉塵。
⑤犁式卸料器在卸料時卸料過程中,原煤受到沖擊、擠壓及在下落到煤斗中形成高速氣流都會造成粉塵。
⑥輸煤系統(tǒng)運行時間長,每天運行在18小時以上,造成輸煤系統(tǒng)積煤較多。
上述幾種使塵粒由靜止狀態(tài)進入空氣中浮游的塵化作用,稱為一次塵化作用,它的能量很小,只能造成局部污染。污染擴大的主要原因是二次氣流,它會把粉塵帶到整個棧橋形成更大的危害,下面就是二次氣流進行具體防止。
二、輸煤系統(tǒng)粉塵污染綜合治理方法
1.皮帶機粉塵控制
(1)皮帶機上安裝清掃器減少揚塵。皮帶機在運行時產生振動,而黏附在回程皮帶上的煤粉會隨著皮帶機的運動造成揚塵,積聚在輸煤皮帶機棧橋上的粉塵也是造成二次揚塵的罪魁禍首。皮帶機上安裝清掃器并定期檢查更換失效的清掃器,及時清理現(xiàn)場積塵等都是減少二次揚塵的直接而有效的辦法。
(2)導料槽的防塵設計有利于粉塵源控制。導料槽密封不嚴造成粉塵從縫隙處外泄;導料槽內擋塵簾數(shù)量少、或磨損缺失,不能有效阻擋落煤時落差產生的誘導風,加劇了導料槽粉塵外泄;導料槽內滑板和擋煤膠皮更換不及時,煤粉通過擋煤膠皮與膠帶之間的縫隙到處飛揚。
①對原導料槽內兩側擋煤膠板改造,安裝帶有防溢裙邊的擋煤膠板,材質為耐磨性較高的聚氨酯材料,厚度為12mm,防止粉塵從導料槽縫隙處外泄。
②導料槽安裝新型擋塵簾,選用優(yōu)質耐磨聚氨酯膠條制作,層數(shù)為15層,中間布置1層濾布,用以緩沖導料槽密封后內部的微正壓,有效阻擋粉塵從導料槽噴出。在導料槽內擋塵簾之間形成了一個獨立的空間,干霧抑塵噴嘴安裝于此空間上方,作用后形成霧池,使干霧與粉塵充分、有效的結合,吸附到一定重量后自由下落,起到抑塵的作用,每條膠帶安裝9個擋塵簾。
③加長導料槽,有足夠的空間布置干霧噴嘴,有效抑制粉塵。
(3)噴淋系統(tǒng)。初始噴淋系統(tǒng)的設計形式已不能適應現(xiàn)場生產需要,噴淋系統(tǒng)水源取自含煤廢水處理后的凈化水,由于水質無法達到噴嘴的設計要求,噴嘴常發(fā)生堵塞現(xiàn)象。且受水壓和噴嘴形式的限制,噴嘴霧化不好,水量太大,造成落煤筒堵煤,致使噴淋系統(tǒng)無法正常投運。
①將原舊噴淋系統(tǒng)拆除,安裝微米級干霧抑塵系統(tǒng)。
②1號爐犁煤器倉口處安裝干霧抑塵噴嘴,實現(xiàn)與犁煤器犁刀啟停連鎖。
③從7膠帶頭部引中壓服務水到尾部導料槽處,為干霧抑塵裝置提供水源。
(4)抑塵原理.微米級干霧抑塵技術的原理基于歐美科學家的研究理論:“水霧顆粒與塵埃顆粒大小相近時吸附、過濾、凝結的機率最大”。微米級干霧抑塵裝置能夠產生直徑在1-10um的水霧顆粒(即干霧),對懸浮在空氣中的粉塵特別是直徑在5um以下的可吸入粉塵顆粒進行有效的吸附而凝結成團,受重力作用而沉降,從而達到抑塵作用。
微米級干霧抑塵是由壓縮空氣驅動聲波震蕩器,通過高頻聲波的音爆作用在噴頭共振室處將水高度霧化,產生10?m以下的微細水霧顆粒(直徑10?m以下的霧稱干霧)噴向起塵點,使水霧顆粒與粉塵顆粒相互碰撞、粘結、聚結增大,并在自身重力作用下沉降,達到抑塵的作用。
實踐證明,粉塵可以通過水粘結而聚結增大,但那些最細小的粉塵(如PM10-PM2.5)只有當水滴很?。ㄈ绺伸F)或加入化學劑(如表面活性劑)減小水表面張力時才會聚結成團。如果水霧顆粒直徑大于粉塵顆粒,那么粉塵僅隨水霧顆粒周圍氣流而運動,水霧顆粒和粉塵顆粒接觸很少或者根本沒有機會接觸,則達不到抑塵作用;如果水霧顆粒與粉塵顆粒大小接近,粉塵顆粒隨氣流運動時就會與水霧顆粒碰撞、接觸而粘結一起。水霧顆粒越小,聚結機率則越大,隨著聚結的粉塵團變大加重,從而很容易降落。水霧對粉塵的“捕捉”作用就形成了。
當水霧顆粒的粒徑小于10?m,達到干霧級的時候,水霧顆粒與粉塵顆粒之間的黏力就會越來越大,很容易結合在一起,從而使整個粒子不停的變大,最終沉降下來,達到除去粉塵粒子的目的。
2.皮帶轉運站的粉塵源控制
當轉運點落差較大時,因落煤沖擊力大,造成槽料槽擋板、擋煤皮磨損很快,漏煤漏粉,皮帶跑偏和皮帶磨損,粉塵問題也更為嚴重。在輸煤皮帶尾部塵源處安裝噴淋裝置進行除塵。將部分皮帶尾部落料點的緩沖托輥改成緩沖床,能夠落料振動,兩側的密封好,對降低粉塵濃度有一定的作用;輸煤皮帶運行長時間,應定期加強導料槽滑板檢查,發(fā)現(xiàn)磨損、脫落應及時更換。
3.煤場粉塵源控制
煤場上的存煤由于受到當?shù)貧鉁亍L速、光照及天氣變化的影響,如存煤較干遇到大風會引起粉塵飛揚,整個煤場均籠罩在粉塵之中,不符合工廠粉塵治理要求。將煤場兩側相對布置噴淋系統(tǒng),整個煤場按照程序設計進行噴水,用水霧覆蓋,抑制煤場粉塵。煤場內的存煤應定期檢查濕度情況,發(fā)現(xiàn)煤濕度低于4%時及時投運煤場噴淋裝置,保證煤濕度在4%~8%之間,減少輸煤系統(tǒng)粉塵。
三、改進后效果
我公司對一期輸煤7、8皮帶進行微米級干霧抑塵系統(tǒng)后,一期輸煤7、8皮帶的粉塵得到了有效控制,一期輸煤7、8皮帶的粉塵降至5mg/m3以下,員工的工作環(huán)境得到很好的改善,輸煤系統(tǒng)的環(huán)境得到很好的凈化,有效的控制了積煤、積粉的產生,輸煤系統(tǒng)安全運行得到保障。
四、結語
我公司一期輸煤7、8皮帶安裝微米級干霧抑塵系統(tǒng)后,進過半年多的實踐運行,有效解決了輸煤系統(tǒng)粉塵濃度超標、員工工作環(huán)境惡化、易引發(fā)火災等問題。我公司輸煤系統(tǒng)粉塵治理的探索無論在經濟方面還是安全方面都處于較高的水平。
參考文獻:
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