火電廠輸煤系統(tǒng)粉塵產(chǎn)生的原因和綜合治理探討

新疆華電高昌熱電有限公司 陳立軍

1 引言

煤化工在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和燃燒的具體過(guò)程中，存在著石灰石粉塵的化學(xué)污染問(wèn)題。大量的粉塵不僅危害環(huán)境，還會(huì)造成電氣自動(dòng)化和輸送設(shè)備故障，妨礙人體健康，并帶來(lái)火災(zāi)等安全隱患[1]。

2 火電廠輸煤系統(tǒng)粉塵污染現(xiàn)狀

一是上級(jí)皮帶扣電源口。煤化工空白時(shí)存在電位差，所以空氣中更容易逐步形成粉塵，而且這里的空間相對(duì)開(kāi)闊，所以空氣中的粉塵在后運(yùn)輸站中相對(duì)容易擴(kuò)散。

二是下皮帶末端的卸料溜槽，當(dāng)煤落下撞擊時(shí)，會(huì)形成大量的粉塵和誘導(dǎo)風(fēng)，卸料溜槽內(nèi)逐步形成正壓。鑒于卸料溜槽密封不充分，大量粉塵和風(fēng)從卸料溜槽縫隙和出口逸出，污染中轉(zhuǎn)站[2]。雖然原設(shè)計(jì)的導(dǎo)槽已加裝除塵系統(tǒng)，但鑒于除塵器的設(shè)計(jì)和功能問(wèn)題，加之導(dǎo)槽密封性較差，原安裝的除塵系統(tǒng)未能逐步形成有效的除塵系統(tǒng)。負(fù)壓除塵，使大量粉塵從導(dǎo)料溜槽出口噴出。

三是考慮到煤化工大量使用，水流沖擊導(dǎo)水板，會(huì)造成導(dǎo)水板形成枯角。撒煤的具體情況有很多，尤其是當(dāng)因落煤不當(dāng)造成皮帶扣跑偏時(shí)，更會(huì)加劇撒煤的異?，F(xiàn)象。溢出的煤化工進(jìn)入目的地皮帶扣和中間的反轉(zhuǎn)滾筒洗衣機(jī)之間，在皮帶扣的壓力下逐漸被壓碎，從而致使石灰石粉末飛揚(yáng)。

3 輸煤系統(tǒng)煤粉揚(yáng)塵成因的分析

3.1 碎煤環(huán)節(jié)的揚(yáng)塵

在碎煤室運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，碎煤機(jī)轉(zhuǎn)子高速碰撞煤塊，產(chǎn)生大量粉塵。這些粉塵受到碎煤機(jī)鼓風(fēng)的影響，導(dǎo)致車(chē)間內(nèi)粉塵增加。由于煤塊長(zhǎng)時(shí)間高頻率撞擊碎煤機(jī)殼，機(jī)殼的密封性遭到嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致大量煤粉溢出?？紤]到煤炭輸送系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)運(yùn)站，以及其在煤炭轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中的一系列問(wèn)題，例如煤炭在皮帶傳送過(guò)程中的掉落速度較快，這會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)站造成較大的沖擊力，導(dǎo)致大量煤粉的產(chǎn)生[3]。此外，當(dāng)煤塊沖擊導(dǎo)料槽，導(dǎo)致密封性破壞，粉塵會(huì)泄漏出來(lái)。

3.2 卸煤環(huán)節(jié)的揚(yáng)塵

在燃油卸煤和帶電裝置的具體過(guò)程中，當(dāng)煤從煤篩倒入非金屬煤容器時(shí)，非金屬煤容器正上方流動(dòng)的空氣處于正常狀態(tài)的擾動(dòng)，這自然會(huì)造成流動(dòng)空氣中漂浮的石灰石粉塵散開(kāi)，使流動(dòng)空氣受到一定程度的化學(xué)污染。

3.3 普通導(dǎo)料槽密封性能差

物料在沒(méi)有阻尼措施的情況下快速落下，直接沖擊皮帶，使皮帶頻繁振動(dòng)甚至下沉，引起引風(fēng)將細(xì)煤粉噴入導(dǎo)料槽與皮帶之間的空間。滴點(diǎn)材料。另外，導(dǎo)料槽出口集成的簾布密封性能較差，從而致使導(dǎo)料槽出口噴塵嚴(yán)重。

3.4 除塵設(shè)備選型存在問(wèn)題

以該火電廠的多管袋式除塵器為例，該類(lèi)設(shè)備的運(yùn)行程序穩(wěn)定性和可靠性都比較低，維護(hù)成本不是很高，投入效果也不是較好。另外，除塵效果不是較好，通風(fēng)量不能滿(mǎn)足實(shí)際需要，使布袋除塵器失去了應(yīng)有的功能。飲水裝置出水口內(nèi)側(cè)安裝噴頭降塵回收系統(tǒng)，這種做法是事后補(bǔ)救，效果也不好。

4 電廠輸煤系統(tǒng)煤粉塵防治措施

4.1 防止煤粉塵產(chǎn)生

考慮到煤的低密度和某些煤的低硬度，煤在運(yùn)輸過(guò)程中很容易發(fā)生破碎。受到下落和摩擦的影響，煤受損并產(chǎn)生大量煤粉。生成的煤粉因?yàn)檩p巧，很容易在大氣中迅速擴(kuò)散和散落，從而給環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此，為了控制煤粉塵的污染，需要尋找減少煤粉塵產(chǎn)生量的方法。

4.2 煤炭資源的合理配置

減少粉塵的關(guān)鍵在于煤炭資源的合理配置。要加強(qiáng)煤炭采購(gòu)源頭監(jiān)管，充分考慮原煤的粒度、硬度、含水量、粉塵等，進(jìn)一步降低煤炭裝卸過(guò)程中形成的粉塵比例過(guò)程。當(dāng)考慮在燃煤中摻雜劣質(zhì)煤以節(jié)省資金時(shí)，摻雜前一定要充分考慮原煤的細(xì)度和硬度。可適當(dāng)減少摻煤比例，進(jìn)一步降低煤炭運(yùn)輸和卸煤過(guò)程中形成的粉塵比例。

4.3 煤場(chǎng)的全封閉技改

企業(yè)一直實(shí)施的洗煤廠全封閉技改項(xiàng)目投入使用后，可進(jìn)一步有效進(jìn)一步提升洗煤廠的密封性能，流動(dòng)的空氣也不會(huì)造成化學(xué)污染。

4.4 煤炭運(yùn)輸過(guò)程中的抑塵

煤炭運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)最大程度減少涉及煤炭流動(dòng)的步驟。例如，可降低運(yùn)輸速度以減弱沖擊力。在卸煤機(jī)工作時(shí)，金屬煤斗中至少保留一半的煤，減少煤炭的下落高度，從而減少揚(yáng)塵產(chǎn)生。同時(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)卸煤機(jī)操作人員的規(guī)范培訓(xùn)，確保每次操作都能實(shí)現(xiàn)四繩同步、閉合無(wú)隙、低速放下，以減少煤粉排放到外界空氣中[4]。

5 煤粉塵的抑塵、除塵措施

即使相關(guān)安全防護(hù)措施到位，也沒(méi)有辦法杜絕煤粉中可能形成的粉塵，但審查的重點(diǎn)是煤粉中粉塵逐步形成后的預(yù)防和控制方法。

5.1 干霧抑塵

干霧揚(yáng)塵污染治理是利用“云”水滴捕獲空氣中的粉塵，讓水滴與空氣中的污染物顆粒結(jié)合，逐漸形成空氣中粉塵和水滴的家族聚集[5]。加速效果一般，沉降低，促進(jìn)了揚(yáng)塵污染的源頭控制，能有效解決車(chē)間內(nèi)局部封閉/半封閉、雜亂無(wú)序的空氣中粉塵如何處理的問(wèn)題。正常狀態(tài)特別適用于裝卸港。清理貨物裝卸區(qū)域的灰塵，如電磁振動(dòng)給料機(jī)等。

5.2 水噴霧抑塵

就目前情況來(lái)看，粉磨系統(tǒng)回收系統(tǒng)控制粉塵污染的糾正措施，一方面是采取使用水保濕噴霧的具體方法來(lái)控制粉塵污染。只是不是很有效，但也很明顯。關(guān)聯(lián)比例成本較低，具體操作方法也比較簡(jiǎn)單。噴水滅火系統(tǒng)技術(shù)改造項(xiàng)目在靠近碼頭的交通主干道上實(shí)施。在01（02）號(hào)交通干道上安裝噴水裝置36個(gè)，間隔5m，并在易發(fā)生揚(yáng)塵污染的排煤礦提高機(jī)械篩煤格柵層。安裝6個(gè)噴水頭，采取使用就地電腦控制的具體方法，配合濕度控制裝置的自動(dòng)啟停功能來(lái)控制具體方法，使燃油船用水的具體過(guò)程無(wú)盲點(diǎn)噴霧系統(tǒng)是合理且正確的，從各個(gè)角度抑制空氣中粉塵的飛行，噴霧抑塵的效果明顯。

5.3 機(jī)械抽風(fēng)除塵

為了增強(qiáng)粉塵去除效果，一般會(huì)在輸煤系統(tǒng)中的煤倉(cāng)間、碎煤機(jī)室的特定落煤管和導(dǎo)料槽等區(qū)域采用負(fù)壓除塵器進(jìn)行處理，以顯著減少煤粉含量。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)發(fā)電廠也采用了這種除塵方式，并獲得了明顯的效果。

5.4 輸煤設(shè)備除塵、抑塵治理

如果想到達(dá)這樣的效果，必須減少電廠輸煤系統(tǒng)煤粉的產(chǎn)生，雖然采取了高效措施，但也無(wú)法完全避免。因此，建議采取使用適當(dāng)?shù)拿芊夥绞?，將煤粉密封在特定區(qū)域，以有效減少其對(duì)大氣的污染。如果想到達(dá)這樣的效果，必須進(jìn)一步提升導(dǎo)料槽的密封效果，可采取使用循環(huán)減壓裝置，在導(dǎo)料槽上方加裝除塵袋，使粉塵在內(nèi)部循環(huán)并逐漸消散，直至無(wú)法揮發(fā)。同時(shí)，導(dǎo)料槽采取使用雙層擋煤板和防塵簾封閉，有效防止粉塵借助皮帶與擋煤板間隙泄漏。

5.5 規(guī)范輸煤系統(tǒng)清掃作業(yè)

從構(gòu)建規(guī)范制度入手，制定保潔工作標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范保潔流程，優(yōu)化配置人員，對(duì)輸煤系統(tǒng)保潔項(xiàng)目進(jìn)行分類(lèi)，在原有的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步提高粉塵較大場(chǎng)所的保潔頻次并采取組合保潔的方式。采取臨時(shí)、日常、突擊等保潔模式，依據(jù)“一清、二掃、三沖”的保潔流程，盡可能地降低現(xiàn)場(chǎng)粉塵濃度，改善現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。

6 火電廠輸煤系統(tǒng)粉塵治理新技術(shù)應(yīng)用

比較目前涵蓋布袋除塵技術(shù)，保濕噴霧除塵技術(shù)與云塵污染治理技術(shù)的比較與預(yù)期相反，袋式除塵技術(shù)存在產(chǎn)品選型成本高、后期維護(hù)成本高、除塵效率低、穩(wěn)定性差等優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。也比較容易造成所需設(shè)備的損失，甚至造成水體污染。但可用產(chǎn)品的成本和維護(hù)成本與袋式除塵技術(shù)相比較高，無(wú)法滿(mǎn)足國(guó)家大氣環(huán)境管理目標(biāo)。參考火電廠除塵技術(shù)的進(jìn)展，DCT 雙離合變速箱除塵技術(shù)已得到普遍應(yīng)用。例如，云霧粉塵污染的控制技術(shù)已逐漸消失，并取代了保濕噴霧清理粉塵的技術(shù)，并獲得良好的效果。

6.1 輸煤系統(tǒng)防塵優(yōu)化設(shè)計(jì)

火電廠在進(jìn)行燃煤發(fā)電時(shí)，需要大量運(yùn)輸煤炭，而在煤炭卸載過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的高度差，導(dǎo)致大量粉塵的產(chǎn)生。然而，目前大部分電廠采用噴水方式進(jìn)行除塵，但效果不如預(yù)期。為了降低煤炭卸載過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵，有必要對(duì)翻車(chē)機(jī)室進(jìn)行除塵處理。對(duì)于碎煤機(jī)室粉塵治理方案，需要在燃煤鍋爐進(jìn)行燃燒前對(duì)煤炭進(jìn)行切割和破碎，這個(gè)過(guò)程中會(huì)生成大量粉塵。為了解決這一問(wèn)題，可以采用云霧抑塵技術(shù)對(duì)碎煤機(jī)室進(jìn)行粉塵治理，以降低周?chē)h(huán)境的不良影響，并保護(hù)設(shè)備不受損壞。此外，還可優(yōu)化碎煤設(shè)備的出料口處理，以抑制粉塵產(chǎn)生，從而達(dá)到有效降低設(shè)備損耗和維護(hù)成本的目的。

6.2 生物納米抑塵技術(shù)

2014年3月，科技部和生態(tài)環(huán)境部對(duì)《大氣污染防治先進(jìn)技術(shù)匯編》第六項(xiàng)中的原生納米膜粉塵污染控制技術(shù)進(jìn)行了比對(duì)。原生動(dòng)物納米膜粉塵污染治理技術(shù)采取使用大氣雙層膜，能夠盡可能地減少氣體分子延展性的增加，并且對(duì)自由電子有較強(qiáng)的吸附作用。借助噴涂防火蕨納米膜隧道涂層，物料搬運(yùn)的金屬表面能夠吸引并聚集空氣中的細(xì)小粉塵顆粒，然后聚集成空氣中的白色大粉塵顆粒，并在達(dá)到未定義的真實(shí)重量后自動(dòng)關(guān)閉沉降。與原生物納米膜粉塵污染治理技術(shù)的除塵效率相比，除塵效果并不是較好，并且原生物納米膜粉塵污染治理技術(shù)的運(yùn)行成本和后期維護(hù)成本為0.05～0.5元/t。

在火電廠輸煤系統(tǒng)中，可使用生物納膜減塵技術(shù)解決粉塵問(wèn)題。在煤炭進(jìn)入鍋爐前，噴灑生物納膜減塵劑，使其附著于物料表面，形成不超過(guò)250nm 厚度的薄膜。該減塵劑的表面張力系數(shù)在25℃下不超過(guò)0.028N/m。此外，噴灑點(diǎn)離設(shè)備的距離不得超過(guò)75m，最多可支持10個(gè)生物納膜噴灑口，以處理不超過(guò)1000t/h 的抑塵物料。該技術(shù)可有效實(shí)現(xiàn)除塵抑塵的效果。大唐貴州興仁發(fā)電有限公司在鍋爐投入前對(duì)煤進(jìn)行了碎煤處理，并進(jìn)行了生物膜抑塵技術(shù)試驗(yàn)，驗(yàn)證了其符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)指標(biāo)，具體如下。

一是降低發(fā)電機(jī)發(fā)電產(chǎn)品成本及后期維護(hù)成本。原生物納米膜粉塵污染治理技術(shù)對(duì)比粉塵污染治理如何處理材料處理成本僅0.05～0.5元/t，后期維護(hù)成本相對(duì)較低。二是降低用水量。生物納米膜抑塵技術(shù)的水耗不超過(guò)3000L/h。三是生物納膜抑塵技術(shù)顯著提升了除塵效率，使其達(dá)到99%，并且具有高效可靠的特點(diǎn)。四是物納膜抑塵技術(shù)使用環(huán)保的生物納膜抑塵劑，其安全、無(wú)刺激性和可降解性使其不對(duì)環(huán)境造成任何污染。

7 結(jié)語(yǔ)

控制火電廠噴淋系統(tǒng)回收系統(tǒng)空氣中的粉塵是一個(gè)非常復(fù)雜、技術(shù)含量極高的比較。不僅要考慮如何處理某些區(qū)域的浮塵，還要考慮如何處理空氣中逐步形成的大量粉塵。例如煤化工物料運(yùn)輸和破碎的具體過(guò)程，在控制火電廠噴淋系統(tǒng)并回收系統(tǒng)空氣中粉塵的具體過(guò)程中，需要積極響應(yīng)國(guó)家生態(tài)環(huán)境治理的具體政策，充分發(fā)揮噴淋系統(tǒng)回收系統(tǒng)的核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)。火電廠本身應(yīng)當(dāng)需要條件以及如何實(shí)施揚(yáng)塵控制。維護(hù)周邊自然生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)周邊人民生活在自然生態(tài)環(huán)境中做到人類(lèi)文明。此外，這一舉措還能夠積極促進(jìn)煤炭工業(yè)的提速和發(fā)展，降低電力系統(tǒng)生產(chǎn)產(chǎn)品的能源利用率。