基于無動力除塵導(dǎo)料槽技術(shù)的電廠除塵裝置改造

劉銳建 沈大偉

廣東惠州平海發(fā)電廠有限公司

1 引言

火電廠運煤系統(tǒng)皮帶機在運行過程中會產(chǎn)生大量粉塵，故大多在導(dǎo)料槽裝置上安裝布袋式除塵器，其除塵效果勉強能達到舊環(huán)保法粉塵濃度要求。隨著設(shè)備老化，布袋式除塵器的除塵效果越來越差，2014年新環(huán)保法規(guī)定粉塵濃度≤4 mg/m3，布袋除塵器除塵效果已無法滿足新環(huán)保法要求。且每條皮帶均有獨立的布袋式除塵器，電耗高、運行成本高，還需購買大量的備品備件，維護成本高。

無動力除塵導(dǎo)料槽是根據(jù)空氣動力學原理設(shè)計，通過加裝多級自動循環(huán)減壓裝置，提高導(dǎo)料槽的密封等級，消除物料誘導(dǎo)風，達到無動力除塵效果，即無需消耗電能、無需消耗水、降低人工維護工作量及備件費用[1]。

2 布袋除塵器存在的問題

2.1 布袋除塵器工作原理

含有粉塵的空氣經(jīng)過濾袋從外向內(nèi)過濾后，粉塵附著在濾袋表面，過濾后的潔凈空氣進入濾袋內(nèi)部后從出風口排入大氣。當粉塵附著在濾袋外面的數(shù)量增多，濾袋差壓控制器檢測到阻力上升到一定值時，差壓控制器輸出信號到布袋除塵器控制系統(tǒng)，此時噴吹系統(tǒng)工作。噴吹系統(tǒng)噴出壓縮空氣，速度達到音速的高速氣流從引射器噴出，在其上部形成真空，被吸進來的空氣將附著在濾袋外面的粉塵吹掃下來，跌落的粉塵從排灰閥排出。噴吹工作完成后濾袋繼續(xù)循環(huán)過濾工作。

2.2 導(dǎo)料槽運行現(xiàn)狀

現(xiàn)有導(dǎo)料槽在運行過程中主要存在以下弊端。

(1)落煤管之間垂直落差較大，煤流從上條皮帶頭部落煤管高速下落產(chǎn)生大量粉塵，并攜帶誘導(dǎo)風沖入下一條皮帶的尾部導(dǎo)料槽，普通導(dǎo)料槽沒有任何抑制誘導(dǎo)風的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致導(dǎo)料槽內(nèi)部產(chǎn)生強大的正壓力，使粉塵從導(dǎo)料槽旁膠等密封不嚴密處滲漏出，粉塵超標。

(2)普通導(dǎo)料槽內(nèi)部容積較小，除塵器無法將所有粉塵及時吸走，粉塵隨同煤流在導(dǎo)料槽出口噴出。

(3)煤流從上條皮帶頭部落煤管高速下落到下一條皮帶，因沖擊使皮帶抖動，皮帶與導(dǎo)料槽旁膠形成間隙，誘導(dǎo)風將煤流粉塵沖出。

(4)因落煤管轉(zhuǎn)角使下落的煤流中原本松散的煤粉受到連續(xù)的擠壓，將內(nèi)部間隙中的空氣劇烈擠壓出來，當誘導(dǎo)風向外噴出時，將粉塵一同噴出。

(5)導(dǎo)料槽煤流調(diào)中機構(gòu)設(shè)計不夠優(yōu)良，煤流分散不夠，導(dǎo)料槽兩側(cè)容易灑煤，落料點不居中，容易造成皮帶跑偏。

3 無動力除塵導(dǎo)料槽改造

3.1 無動力除塵導(dǎo)料槽工作原理

無動力除塵導(dǎo)料槽在落煤管與導(dǎo)料槽接口處加裝集流導(dǎo)向?qū)χ醒b置，通過集流導(dǎo)向，將煤流集中導(dǎo)向進一步緩沖降低下落速度，降低誘導(dǎo)風的風量，減緩導(dǎo)料槽內(nèi)部正壓力，大大抑制粉塵的發(fā)生[2]。

在上條皮帶落煤管和下條皮帶尾部導(dǎo)料槽結(jié)合處增加自動循環(huán)減壓裝置，模塊化的自動循環(huán)減壓裝置使正壓力的風在起塵點被碰撞、擾流，形成自動循環(huán)減壓。含粉塵氣流遇到阻尼膠簾受阻反彈，大部分粉塵反彈回主循環(huán)通道，直至負壓區(qū)又被擠壓進原路徑持續(xù)發(fā)生循環(huán)。在循環(huán)過程中粉塵濃度持續(xù)增加，粉塵持續(xù)不斷在主循環(huán)通道內(nèi)的導(dǎo)流板上粘附，形成塊狀粉塵，達到一定重量和厚度后，自行脫落，與煤流一起被運輸走。煤粉塵回收率大于95%。剩余粉塵氣流繼續(xù)向前運動，動能逐漸下降，粉塵遇到導(dǎo)料槽后段的阻尼膠簾，動能逐漸減弱至最終耗盡。

3.2 改造后效果

2016年10月，對C6A皮帶機無動力除塵導(dǎo)料槽進行改造，改造后皮帶機空載和負載試運良好。試運設(shè)備出力達到設(shè)備原設(shè)計出力，皮帶無跑偏、無灑漏、無磨損，粉塵濃度達到國家粉塵濃度要求。在改造前，C6A皮帶機導(dǎo)料槽出口粉塵濃度為8.58 mg/m3，導(dǎo)料槽尾部為15.8 mg/m3；改造后皮帶機導(dǎo)料槽出口為2.5 mg/m3，導(dǎo)料槽尾部為3.46 mg/m3，粉塵濃度達到國家環(huán)保標準粉塵濃度≤4 mg/m3的要求，大大改善了現(xiàn)場衛(wèi)生環(huán)境，有效抑制粉塵。

4 改造后對比分析

4.1 運行成本

按照燃料系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范，三班制平均每天上煤運行18 h，全年365天，運行6 570 h計算，單臺布袋除塵器每年所耗電量見表1。

表1 單臺布袋除塵器每年耗電量統(tǒng)計

單臺布袋除塵器每年耗電量約24萬kWh，電費約12萬元。

無動力除塵導(dǎo)料槽無需消耗電能、無需消耗水資源就能達到良好的除塵效果，運行成本為零。

4.2 維護成本

單臺布袋除塵器日常維護費用及檢修工時統(tǒng)計見表2。

單臺布袋除塵器每年維護所需備件費用約4萬元，檢修工時約663 h。

綜上所述，單臺布袋除塵器每年的耗電量與更換備件費用約16萬元，每套無動力除塵導(dǎo)料槽約65萬元，4年即可收回成本。

無動力除塵導(dǎo)料槽是在原有皮帶機導(dǎo)料槽的基礎(chǔ)上進行改造，在導(dǎo)料槽增加了自動循環(huán)減壓裝置、可調(diào)阻尼裝置等，為機械式除塵，皮帶上方的裝置無需更換備件。而皮帶下方的防撕裂緩沖床代替原有緩沖托輥，皮帶側(cè)板用于防止皮帶跳動造成旁膠密封不嚴，正常情況下不發(fā)生磨損。傳統(tǒng)皮帶機皮帶下方備件需要定期更換，無動力除塵導(dǎo)料槽無需更換備件。

無動力除塵導(dǎo)料槽零工時維護，無需清理積灰、積煤，無需更換備件，大大節(jié)約了維護成本。

4.3 安全性對比

布袋除塵器與無動力除塵導(dǎo)料槽安全性能的對比結(jié)果見表3。

表2 每年檢修維護費用及檢修工時

表3 布袋除塵器與無動力除塵導(dǎo)料槽安全性對比表

5 結(jié)語

綜上所述，無動力除塵導(dǎo)料槽無需消耗電能、無需消耗水資源就能達到良好的除塵效果，運行成本為零；零工時維護，無需清理積灰、積煤，無需更換備件，大大節(jié)約了維護成本。

無動力除塵導(dǎo)料槽比布袋除塵器擁有更好的除塵效果，而且不會自燃、爆燃、堵塞等，檢修風險更小，滿足最新環(huán)保要求，安全性更強。

建議火電廠輸煤系統(tǒng)進行技術(shù)分析，將符合改造條件的皮帶機導(dǎo)料槽改造為無動力除塵導(dǎo)料槽，提升環(huán)保性。