火电厂输煤系统导料槽无动力除尘.docx

火电厂输煤系统导料槽无动力除尘n o pow e r d u s t2rem o v in g fo r gu id in g g roo vein co a l d e live r in g sy s tem o f fo s s il pow e r p lan t杨光(东北电力设计院, 长春130021)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 k 223. 27文献标志码: b文章编号: 100925306 (2011) 0220023203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。煤尘, 空气浮力和流动是导致煤尘扩散和飞扬的主导因素2 。 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1粉尘的来源及粒径分布目前, 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入除尘设备 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。211 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间犁煤 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 dl 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 10 m gm 3 的 标准1 。输煤系统粉尘属于微尘, 粉尘的粒径基本小于10 m , 其中, 大于等于 5 m 的粉尘约占 13% , 小于5 m 的粉尘约占 87% 。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 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 m 的收稿日期: 2011202210作者简介: 杨 光 (19762) , 男, 硕士, 从事建筑设备与环境专业设计工作。232011 年 4 月第 39 卷第 2 期 (总第 213 期)吉林电力j ilin e lec t r ic pow e ra p r. 2011v o l. 39 n o. 2 (se r. n o. 213)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。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 10 个 单 元 槽 构 成, 每 个 槽 长1 200 mm , 导料槽总长为 12 m , 高约 800 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 10 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。214 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 90% ;b. 节能, 设备消耗电能只有自动控制部分;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, a 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 a 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。回流管接入到 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;242011 年 4 月第 39 卷第 2 期 (总第 213 期)吉林电力j ilin e lec t r ic pow e ra p r. 2011v o l. 39 n o. 2 (se r. n o. 213)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12 20 万左右。b. 输煤系统年运行时间按 3 210 h 计算, 厂用电费用按 0. 3 元(kw 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3技术经济比较2费用, 布袋单价按 150 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 20% 计算。 比较结果见表 2。表 2 除尘装置经济比较311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 1 104 m 3 h 为例)。表 1 除尘装置的技术对比无动力全封闭导料槽降尘系统静电除尘器袋式湿式项目除尘器 除尘器无动力全封闭导料槽降尘系统静电除尘器袋式湿式项目设备数量台设备总价万元电费(万 元a- 1 )水费(万 元a- 1 )年维护费用万元10 年 寿 命 期 总费用万元2222除尘器 除尘器除尘效率防潮能力 防堵能力 控制水平 系统结构 外形尺寸 环保性能耗电量(kw h - 1 )耗水量(k gh - 1 )稳定性抑尘强 强 高简单 小优99%99%99%24361616一般一般 高 较复杂 大优差较差 一般强一般 差0. 010. 721. 551. 440 (干排灰)0. 90 (湿排灰)0 0. 1500. 58较简单 较复杂0. 721. 083. 503. 20一般一般一般一般31. 3 32. 85410 6310 66. 568. 40. 17. 416. 115无 (干排灰)700 (湿排灰)好4结束语0 120无450好差一般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。需间断 需间断运行检查不需检查不需检查检查较大检查较大维护量小较小312 经济比较输煤系统除尘器经济比较 ( 以 1 104 m 3 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