火电厂输煤系统导料槽无动力除尘.pdf

2 0 1 1年 4月 第 3 9卷 第 2期 总 第 2 1 3期 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c P o we r Ap r ． 2 01 1 Vo 1 ． 3 9 No ． 2 S e r ． No ． 2 1 3 火 电厂输 煤系统导料槽 无动力 除尘 No Po we r Du s t r e mo v i n g f or Gui d i n g Gr o o v e i n Co a l De l i v e r i n g S y s t e m o f Fo s s i l Powe r Pl a n t 杨 光 东北 电力设 计 院 ， 长春 1 3 0 0 2 1 摘 要 针对火力发 电厂输煤系统现 场粉尘超 标 ， 危 害运行人 员健康 、 影响 安全生产 的现状 ， 论述 了粉尘 的主要来 源及粒径分布 ， 全封闭导料槽无动 力除尘 系统 ， 并将与传 统型式 的除尘 器进行 了技术 经济对 比， 为火力发 电厂输煤 系统粉尘综合治理提供 了新途径 。 关键词 导料槽 ； 输煤系统 ； 煤尘 ； 无 动力 除尘 系统 ； 密 闭回流 中图分类号 T K2 2 3 ． 2 7 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 9 5 3 0 6 2 0 1 1 0 2 0 0 2 3 0 3 火 力发 电厂输 煤 系统 包括 卸 、 运 、 存 、 取 、 破 碎 、 配煤 至 煤仓 等若 干个 生产 环节 。在各 环节 本身 和环 节衔 接过 程 中 ， 产 生 了大量 的煤 尘 。 对现 场运 行人 员 身体 产生 危 害 ， 严 重影 响 电厂安 全文 明生 产 。 选择 高 效 的除尘 方法 ， 降低输 煤 系统现 场粉 尘 浓度 ， 提高 作 业场 所环境 质 量 ， 是设 计科 研人 员 面临 的重要 课题 。 1 粉 尘的来 源及粒径分布 输 煤 系统粉 尘来 源 主要 是 由上一 级设 备至 本级 皮 带 的煤 流 落差 造 成 的煤 粉扬 尘 ， 以及 皮 带机 运 行 中由于高速运动造成的二次扬尘。粉尘飞扬最严重 的地点是 输 煤系统 落 煤导 料槽 出 口以及 煤仓 问 犁煤 器落 煤 口， 由于落 料 冲击气 流影 响 ， 煤粉 从导 料槽 出 口和密 封不 严 的缝 隙 冲 出 ， 造 成 现 场 空 间粉 尘 浓 度 超 过 D L ／ T 火 力发 电 厂采 暖通 风 与 空 气 调 节 设 计 规 程 规 定 的作 业 场所 粉 尘 质 量 浓 度 1 0 mg ／ m。 的 标 准 。 输 煤 系 统粉 尘 属 于 微 尘 ， 粉尘 的粒 径 基 本小 于 1 0 1a m， 其 中， 大 于等 于 5 1a m 的粉尘 约 占 1 3 ％ ， 小 于 5,a m 的粉尘 约 占 8 7 。在生 产状 况下 ， 煤 尘颗粒 所 受 的作 用 力 有 机械 力 、 重 力 、 浮 力 、 分 子 热 运动 碰 撞 力 。对 于粒 径小 于 5／ a m 的煤尘 ， 热 运动 、 扩散 因素 、 空 气 浮力 及 流 动 占 主 导 因素 ； 而 对 于 大 于 5,a m 的 煤尘 ， 空气 浮力 和 流动 是 导 致煤 尘 扩 散 和 飞扬 的主 导因素E z ] 。因此 ， 改善载尘流体中尘粒的粒径分布， 改变载尘流体的特性， 合理有效地组织气 流是粉尘 治理 的关键 。 2 全封 闭导料槽无动力 降尘 系统 目前 ， 国内电厂输煤系统主要有导料槽负压吸 尘 ， 以及 近几 年逐 渐 出现 的无 动力 降尘 。其 中， 导料 槽 负 压 吸尘是 通 过负 压将 气 固两相 流 引人 除尘设 备 进 行 分离 ， 常 用 的除尘 设备 有袋 式 除尘器 、 湿 式除 尘 器和静 电除尘器等 。而无动力降尘主要是将含尘气 流分成 两 部分 处理 ， 一 部分通 过 导料 槽 、 密闭 扩容 回 流 系 统 导 回到 落 煤 系统 中 ， 而 另 一 部分 则 通 过橡 皮 条 挡帘 及喷 雾 降尘 。 2 ． 1 扩容 回流 降尘 系统 当煤 流从 碎煤 机 下 落 时 ， 碎 煤机 转 子 会 产生 一 定 的鼓 风 量 ， 另 外贴 近煤 层 表 面 的空 气 也会 因为 摩 擦 力而 随 下落 的煤 流 逐渐 开始 运 动 ， 此 时落 煤 管 顶 端 的煤 流速度 不 大 ， 诱 导 的空气 量也 很小 ； 但 当煤 流 快 落 到皮 带前 时 ， 煤流 的速 度达 到最 大 ， 此 时诱 导 的 空气量也达到 了最大， 落煤管与皮带交汇处的压力 也 达 到 了最 大 。 落煤 管 的 高 差 只有 几 米 ， 其 进 出 口处 空 气 的静 收 稿 日期 2 0 1 1 - 0 2 1 0 作者简介 杨 光 1 9 7 6 一 ， 男 ， 硕士 ， 从 事建筑设备与环境 专业设计 工作 。 2 3 2 0 1 1年 4月 第 3 9卷 第 2 期 总第 2 1 3期 Apr ． 2 01 1 Vo 1 ． 3 9 No． 2 S e r ． No． 21 3 压变化 不大 。落煤 管与皮 带交 汇处 占主导 因素 的压 力 是动 压 ， 而 不是静 压 。 将 动压 转变 为静压 或者 消耗 掉 这些 动压是 解决 问题 的关键 ， 也是 防尘 的第一 步 。 输 煤 系统 刚启 动 时 ， 管路 系 统 内压 力 还未 达 到 平 衡 ， 压 力分 布见 图 1 ， 颜色越 深代 表压力 越高 。 图 1 碎 煤 机 室 无 动 力 全 封 闭导 料 槽 降 尘 系统 示 意 图 图 1中 ， 点 为 导 料槽 与 扩 容 箱 交 汇处 ， B 点 为破碎机 进煤 管顶 端 ， 即滚 轴筛 出 口处 。 扩 容 回流管 将 点 B点 连通 。为 了实现 更好 的密 闭性 ， 回流 管 道 法兰连 接处 ， 采用 可凝 固填料做 密 封填充物 。 扩 容 箱 和扩 容 回流 管管 段 形成 了一个 大 的 扩容 空 间 ， 用 来 消耗动 压 。回流管 接人 到 B点后 ， 碎 煤机进 煤管 、 碎煤机、 碎煤机落煤管 、 部分导料槽 、 扩容箱、 扩容回 流管 形成 了一个 近 似 闭式 的循环 系统 。回流 的含尘 气体 在循 环 的过 程 中 ， 煤尘 浓 度 随着 上煤 时 间 的延 长也 在不 断 增加 ， 尘 粒 之 间碰撞 的几 率也 在 不 断增 加 ， 使 得较 大的颗 粒逐渐 减速 直至沉 降 。 2 ． 2 防尘挡 帘 为 了将气 流 与煤 流 分 离 ， 保 证含 尘气 流 能正 确 进入扩 容箱 ， 当含尘 气流 与煤 流随皮 带前进 时 ， 在导 料槽 出 口端加 了 3 个 防尘 挡帘 。该 防尘挡 帘 由很 多 个 橡胶 条组 成 ， 单条 直 径在 5 ～ 6 mm。挡 尘 帘可 以 升 降 ， 采 用耐磨 、 阻燃 、 抗老 化 聚氨酯合 成胶 料制成 ， 柔 软有韧 性 ， 能抵 抗北 方冬 季 的低 温气 候 ， 其 作用 有 如 下 3 点 。 a ． 加 大导 料槽 出 口端 空气 阻 力 ， 使 得 含 尘 气 流 能够 向压力 较小 的扩容 箱流 动 ； b ． 当含 尘气 流 通过 面 条式 防尘挡 帘 时 ， 气 流 的 24 前 进方 向 多次被 改 变 ， 大量 的含 尘粒 子 最终 还停 留 在挡 帘 中 ； C ． 遇到较大煤块通过挡帘时， 单根或几根橡皮 条会 被抬起 ， 挡帘 前后 形成 的缝 隙也会很 窄 ， 使 得少 量 的含尘气 流可 以通过 。对 进入橡 皮挡 帘 内的含尘 气流处 理方 法主要 是通 过对低 速含 尘气 流加湿 和过 滤来实 现 降尘 。 挡 帘 将 导料槽 末 端 分成 4个 空 间 ， 分 别 为扩 容 回流 区 、 检测 区 、 雾 化 区和降尘 区 。在导料 槽 的检 测 区 中 ， 安 装 有 粉 尘 浓 度 传 感 器 ， 避 免 在 煤 料 较 干燥 时 ， 运 煤 皮带 上 的煤 料 由于煤 流 的诱 导 风 量扰 动 引 起 二次 污染 。 2 ． 3 导 料槽 、 耐滑 板及可 调式 导流板 导 料 槽 由 1 O 个 单 元 槽 构 成 ，每 个 槽 长 1 2 0 0 mm， 导料 槽总 长 为 1 2 t e l ， 高 约 8 0 0 mm， 导料 槽容积对降低煤尘的速度及减少导料槽 内外压差也 起 到 了一 定 的作 用 。 导料槽 内的压 力是 微正 压 ， 略 高 于 碎煤 机 室 的环境 压 力 ， 这 个 压 力差 会 导致 一 定量 的含尘气 流从皮 带与 导料槽 的 防溢裙板 之 间的缝 隙 喷 出 。 为 防止 粉尘 的外 泄 ， 在 防 溢裙 板 和 皮带 之 间用 超 高分 子量 聚 乙烯 耐磨 滑 板 进行 互 封 ， 既保 证 导料 槽 的密 封性 ， 又解 决 了皮带 与 防侧 溢裙 板 的摩擦 问 题 ， 从 而 防 止 了粉 尘 的外 泄 ， 并 阻止 了皮 带 的跑 偏 撒料 。 在 图 1中 ， 落煤 管 与导 料槽 交 汇处 的 C点和 D 点处 ， 加装 了一个 可调式 导流板 ， 导 流板采 用锰 钢板 制作， 厚度约 1 0 mm， 并在两侧侧板设置检修 口， 以 便 于调 节导 流板 ， 使 煤流 落在皮 带 中心上 ， 防止皮 带 跑 偏 ， 导致 溢 尘 。可 调式 导 流板 根 据运 行 中落煤 情 况 ， 打 开侧板预 留的检修孔 ， 通过 调整 螺栓 调节导 流 方 向 ， 使 落料点 处煤 料始终 落在 皮带 中心上 。 2 ． 4 特 点 无 动 力 全 封 闭 导 料 槽 降 尘 系 统 通 过 扩 容 回 流 管 、 密 闭导料槽 、 橡皮 条挡尘 帘三 者结合 的方 式来 降 尘 ， 其 特点 有 a ． 除尘效率高 ， 碎煤机室、 运转站采用该降尘系 统后 导料槽 出 口端 粉尘 浓度 下降 9 0 ； b ． 节能， 设备消耗电能只有 自动控制部分； C ． 没 有采 用 负 压 除尘 ， 不 会从 碎 煤 机 室 内抽 吸 走 一 部分 空气 ， 冬 季 不会 因机械 除 尘抽 风 量 过大 而 降低室 内温度 ； 2 0 1 1年 4月 第 3 9卷 第 2期 总 第 2 1 3期 Apr ． 2 01 1 Vo 1 ．3 9 No． 2 Se r ． NO． 2 1 3 d ． 设 备对 煤 种 没 有特 殊 的要 求 ， 尤其 适 合 煤 粉 含 量 较 高 的 煤 种 ， 设 备 造 价 较 低 ， 每 台售 价 大 约 在 1 2 ～2 0万左 右 。 3 技术 经济 比较 3 ． 1 技 术 比较 无动力全封闭导料槽降尘系统与火电厂传统除 尘 器 技 术 比较 见 表 1 以除 尘 风 量 1 1 0 m。 ／ h为 例 。 表 1 除 尘 装 置 的技 术 对 比 ⋯． 无 动 力 全 封 闭 导 静 电 袋 式 湿 式 J町 } j ⋯ 料槽 降尘系统 除尘 器 除尘 器 除尘器 3 ． 2经 济 比较 输 煤 系 统 除 尘 器 经 济 比较 以 1 1 0 m。 ／ h除 尘风 量 为例 ， 经 济 比较 的技术 条件 如下 。 a ． 两 路 皮 带 各设 一 套 除 尘 系统 ， 除尘 器 布 置 在 除尘 器室 静 电除 尘器 因外 形较 大 ， 多数 为露 天或 半 露天 布置 。 布 袋 除尘器 选 用脉 冲布 袋除 尘器 或扁 布 袋除尘 器 ； 湿式 除尘 器采 用 多管 冲击式 除 尘器 ， 除尘 器 用 水 接 自输 煤 冲洗 水 管 ； 静 电除尘 器 采 用 折返 式 除尘器 ， 采用 锁 气卸 灰装 置 ； 全 自动无 动力 全封 闭导 料槽降尘器配套全封闭导料槽 。 b ． 输 煤 系统 年运 行 时 间按 3 2 1 0 h计 算 ， 厂 用 电费用 按 0 ． 3元／ k w h 计 算 ， 水 及水处 理费 用按 4 ． 0元／ t 计算 。 c ． 年 维 护 费用 全 自动 无 动 力 全 封 闭导 料 槽 除 尘 器及 静 电除尘 器 维 护 ， 按 设 备 价 3 ％计算 ； 布 袋 除 尘 器按 设 备 价 5 计 算 ， 另 加 每 年 2套 除 尘 布 袋 的 费用 ， 布 袋单 价按 1 5 0元 ／ m 计 算 ； 湿 式除 尘器 考 虑 清淤和设备 防腐等 费用较 大， 按设备价 2 0 计算 。 比较结 果 见表 2 。 表 2除 尘 装 置 经 济 比 较 项 目 设备数量／ 台 设备总价／ 万 元 电 费 ／ 万 元 a 水 费 ／ T Y 元 a 年维 护 费 用 ／ 万元 1 0年 寿命 期 总 费用 ／ T Y 元 2 2 2 4 36 0． 01 0． 7 2 2 l 6 1 6 。 ． 。 s 4 结束语 通 过无 动力 降尘 设备 与传 统 除尘设 备技 术经 济 比较 ， 无 动力 降 尘 系 统具 有 除 尘 效 率 高 ， 运行 维 护 工作量、 运行费用 、 初投资低 ， 占地少等优点。 目前 ， 此设 备在 新建 电厂和 改造 电厂 中都 有着 广泛 应用 。 参 考 文 献 [ 1 ]D I ／ T 5 0 3 5 2 0 0 4 ， 火 力发 电厂采 暖通 风与 空气调 节 设计技术规程 [ s ] ． [ 2 ] 唐敬麟 ， 张禄虎． 除尘设备 装置系统及设备设计选 用手 册[ M] ． 北 京 化学工业 出版社 ， 2 0 0 4 ． 编 辑韩桂 春 2 5