輸煤系統粉塵治理方案的選擇

正在燃燒的主要煤礦站和大型燃煤發電廠正在燃燒。在進入工廠之前，煤炭必須經過運輸和加工過程。這些過程中產生了大量的灰塵，嚴重污染了工廠的環境。多年現場實測資料表明,在上述諸塵源點附近,室內空氣平均每m3含塵量達幾十mg到幾百mg,個別塵源點附近(如破碎機下部受料點)甚至達到幾千mg。嚴重的粉塵污染不但危害現場工人的身體健康,還使電氣設備絕緣水平下降。因此,如何盡快解決輸煤系統的粉塵污染問題是擺在我們面前的一個亟待研究解決的重要課題。為此,各研究和設計單位都投入了相當的人力和物力,取得了一些有成效的研究成果。1除塵器的方法為治理輸煤系統粉塵污染,工程中常采用的方法有噴水降塵、旋風除塵器、水浴除塵器、布袋除塵器和電氣除塵器等多種方法。運行實踐表明,這幾種方案用于輸煤系統粉塵污染的治理,不僅存在投資高、操作麻煩、維護復雜等缺點,而且很難收到理想效果,其原因隨技術方案而異。1.1均壓方式抑制揚塵表面水分過低是原煤在輸送,轉運和篩分過程中造成粉塵揚析并污染環境的最根本原因。運行實踐表明:當原煤表面水分控制在8%~10%時基本無揚塵現象。因此,對原煤進行噴水加濕是抑制揚塵的一種有效途徑。但此種方法僅是增加煤的表面水分,煤粒內部水分并不增加,而且往往很難噴灑均勻。所以噴水對控制破碎機粉塵揚析沒有明顯效果;對篩分機來說,噴水少時因混合不均效果不佳,噴水多時使其出力降低,甚至堵塞篩孔影響生產;對采用布袋除塵器或電除塵器的系統,噴水將使粉塵大量粘敷在過濾袋或電極上,導致除塵效果明顯惡化。另外,向煤中加水必然使鍋爐熱效率降低。研究結果表明:對熱風送粉系統,原煤水分每增加l%,鍋爐燃燒無煙煤時效率下降0.03%~0.04%,燃燒煙煤、貧煤時效率下降0.025%~0.04%。1.2旋除塵器和水浴除塵器對小體積顆粒的污染調查研究表明:煤在輸送加工過程中揚析的粉塵最大粒徑約5μm。旋風除塵器或水浴除塵器對這樣小的粉塵顆粒僅有40%或60%以下的除塵效率,而后含塵空氣排向輸煤系統外的廠區,造成更大范圍的污染。收集下來的粉塵還需二次處理,系統復雜,操作維修不便。1.3執行維護后,把控好造林方向布袋除塵器或電除塵器系統非常復雜,部件多,關鍵點多,事故率高,常因故障停運檢修。而且經一段時間運行后,含有水分的粉塵粘敷在過濾袋或電極板上不脫落且很難清理,導致除塵效果明顯惡化。這2種除塵方案投資高,運行初期效果還好,而后故障頻繁且效果差。2輸煤系統除塵器污染治理技術研究由于常規的輸煤系統粉塵污染治理技術存在許多缺點,輸煤系統空氣含塵長期嚴重超標,為此急需人們去開發、研究新的輸煤系統粉塵污染治理技術,以保證輸煤系統空氣環境清新。2.1水霧封閉技術2.1.1采用“水霧封”水霧封除塵技術是借助于一套裝置(供水裝置、加壓裝置、除塵噴頭、防塵罩等)產生一種軟封——水霧封,將塵源封閉。水霧(小水滴)像“槍林彈雨”一樣與粉塵高速、反復碰撞,將其捕集,并一起粘附于燃煤表面,以達到消除粉塵、凈化空氣的目的。(1)空氣含塵量當塵源處的粉塵含量≤500mg/m3時,除塵后的空氣含塵量可達到≤10mg/m3的國家規定衛生指標。當塵源處的粉塵含量≥500mg/m3時,除塵效率≥98%。(2)操作方便，維護簡單水霧封除塵系統運行時,采用自動控制或按鈕控制,無需專人操作管理。(3)對粉碎的二次凈化水霧封除塵是利用水霧把粉塵壓向燃煤表面,一起送入鍋爐,不像通風除塵、布袋除塵等傳統方法還需把粉塵收集,二次處理,因此,不會造成粉塵的二次污染。(4)對輸煤系統的除塵器在治理帶式輸煤機轉運點、葉輪給煤機等處的煤塵時,與采用布袋除塵、通風除塵或靜電抑塵等方法相比,采用水霧封除塵的投資僅為這些方法的1/5或更少。需要特別指出的是,水霧封除塵技術與噴水除塵技術雖然都屬于濕式除塵方法,但二者的除塵機理截然不同。噴水除塵是通過向物料內加水,增加物料含水量以抑制粉塵產生,而且噴水只是增加煤的表面水分,煤的內部水分并不增加,破碎機處的粉塵揚析無法消除。水霧封除塵則不同,它的出發點不是加多少水,而是產生足以封閉塵源的水霧,對輸煤系統的塵源采取“就地殲滅”、“各個擊破”的原則,每個塵源的加水量很少,以能消除該處的粉塵為度。因此,只要設計合理、正確使用,不僅能根治粉塵污染,還能避免物料含水量超限,保證生產設備正常運行。水霧封除塵技術適用于輸煤系統所有塵源點的治理,如儲煤場、卸煤棚、螺旋卸車機、翻車機、葉輪給煤機、往復式給煤機、皮帶給煤機轉運點、斗輪堆取煤機、犁煤器、縫式煤槽和門式抓斗機等產塵場所。2.1.2系統組成水霧封除塵系統一般由儲水裝置、加壓裝置、除塵噴頭、防塵罩、電氣控制等5部分組成。(1)水源的選取儲水裝置可以是水池、水箱或水槽,也可以直接引自其他壓力水管網。具體采取哪一種水源,需根據現場具體情況確定。儲煤場、帶式輸煤機轉運點等處除塵用水量大,常采用水池或水箱儲水。葉輪給煤機、螺旋卸車機和卸料車等行走作業設備,應采用水槽儲水。(2)按水泵前可加壓加壓裝置由水泵、輸水管道和管件組成。當水源引自其他壓力水管網時,一般不需要水泵。如壓力偏低,仍需用水泵二次加壓。反之,如壓力偏高,則需用節流裝置或閥門減壓。應詳細進行水力計算,合理選配,輸水管道和管件的通徑偏小是設計和運行失敗的常見原因之一,應予以重視。(3)水霧封的運行除塵噴頭的主要作用是把壓力水轉成水霧封,它是水霧封除塵技術的關鍵部件,其規格型號很多,性能參數差別很大,應根據所用設備和場合慎重選擇。(4)提高除塵效率防塵罩的作用是把粉塵限制在一定空間,增加粉塵與水霧(小水滴)的碰撞次數和速度,提高除塵效率,并可防止水外濺。它是非密閉型殼罩,也可以只是一塊擋板,一般根據現場具體情況設計制作。(5)自動啟停和分區國工機為使操作方便、可靠,水霧封除塵系統通常設置自動控制、按鈕控制、人工啟停3個層次。供水裝置的供水量采用UQK型浮球液位控制器、ZDF型電磁閥和PCX-Ⅱ型控制箱實現自動控制,儲煤場、干煤棚等通過時間繼電器或微機實現水泵啟停和分區定時自動噴灑。為延長北方地區的冬季使用時間,泄水也自動進行。帶式輸煤機轉運點、往復式給煤機等噴水除塵自動控制通過PKG型光電式自動噴水控制器實現。螺旋卸車機葉輪給煤機等噴水除塵的電氣裝置與攪力或撥爪的動作聯鎖,噴水和停噴無需專門操作。按鈕可設在值班室、司機室、集控室或現場。人工啟停是指用人力開啟或關閉水霧封除塵系統中的閥門,是電氣控制系統出現故障時的一種應急措施。ZDF型多功能電磁閥帶有手動裝置。2.2除塵器技術特點荷電水霧除塵器是一種高效粉塵凈化設備。它可廣泛應用于電力、煤礦、冶金等行業的輸煤系統皮帶機轉運點的粉塵治理,效果極佳,綜合性能優于國內其他類型的除塵設備,該除塵器具有以下主要特點:(1)技術先進。該除塵器采用了荷電水霧收塵、超高壓、寬極距、準脈沖等綜合技術措施、兼備水、電除塵的優越性。(2)設計先進、結構緊湊、與導料槽緊密結為一體,無需更大空間。(3)自動化程度高。除塵器可隨皮帶機的運轉,負載煤流的有無自動啟動、停止、電流自動跟蹤調節,使除塵器保持在最佳狀態下工作,無需專人操作。(4)有完善的控制和保護功能。采用了火花放電,弧光放電及過流等保護措施,使除塵器安全可靠地工作。(5)直接收塵。新收集到的粉塵直接回落到物料上,解決了一般除塵器粉塵凈化后二次處理的難題。(6)除塵效率高。該除塵器在吉林熱電廠安裝使用,經環保部門測試,除塵效率達99.8%以上。3煤氣管網除塵器(1)水霧封除塵技術是一項高新技術,該項技術及其配套產品已在全國100多家電廠推廣應用,受到廣大用戶的一致好評。河北保定熱電廠采用該項技術對輸煤系統(儲煤場、帶式輸煤機、螺旋卸車機、葉輪給煤機等)進行了全面治理,所有治理點空氣含塵量均低于國家標準。(2)荷電水霧除塵器目前已在吉林熱電廠、渾江電廠等幾家電廠安裝了20余臺,經多年的運行實踐證明,該產品工作狀態穩定,控制靈敏準確,維護量小,不易出問題,沒有二次污染。經環保部門檢測,除塵效率達99.85%。4采用傳統治理方案經實際運行證實,輸煤系統粉塵治理新技術雖然適用范圍不同,但它們與傳統方案相比,都具有投資少、自動化程度高、除塵效果明顯(都能保證輸煤系統空氣環境達標)、操作簡單、維修方便等優點。目前,