輸煤系統(tǒng)粉塵現(xiàn)狀分析及治理

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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