【摘 要】現(xiàn)階段我國(guó)的電力來(lái)源主要來(lái)自于火力發(fā)電廠，火電廠的輸煤系統(tǒng)是電力生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)，其從卸煤到將煤運(yùn)送至原煤斗的整個(gè)過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，這些生產(chǎn)性的粉塵對(duì)人體身體健康危害極大，國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的正式出臺(tái)，給火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)的粉塵治理帶來(lái)了新的問(wèn)題，粉塵污染不僅嚴(yán)重危害著周圍人員的生命健康，而且還給日常生產(chǎn)帶來(lái)了極大的安全隱患，因此，粉塵治理對(duì)于火力發(fā)電廠的穩(wěn)定安全運(yùn)行具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】火力發(fā)電廠 輸煤系統(tǒng) 除塵方式 應(yīng)用

我國(guó)的電力來(lái)源主要來(lái)自于火力發(fā)電廠，為了保障發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)一線員工的身體健康，國(guó)家制定了《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》等一系列法規(guī)政策，規(guī)定輸煤系統(tǒng)建筑物室內(nèi)控制含塵濃度不得超過(guò)10mg/m3，國(guó)家經(jīng)貿(mào)委還頒布實(shí)施了《電力行業(yè)勞動(dòng)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》，明確規(guī)定電廠輸煤系統(tǒng)的煤塵監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。可以看出，火力發(fā)電廠為響應(yīng)國(guó)家號(hào)召符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，就要有效解決輸煤系統(tǒng)粉塵治理問(wèn)題。

1 火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)除塵方式應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前火力發(fā)電廠所采用的除塵方式主要有兩種，一種是噴霧灑水除塵，一種是密閉抽風(fēng)除塵。

1.1 噴霧灑水除塵方式

噴霧灑水除塵方式的除塵原理是直接在煤上灑水，增加煤的水分含量，或者使用霧罩增加含塵氣體濕度，促使塵粒聚集體積增大，從而沉降到燃料表面。噴霧灑水除塵系統(tǒng)由設(shè)置在卸煤、儲(chǔ)煤、輸送煤等多個(gè)環(huán)節(jié)的噴霧管路組成，這種除塵方式不僅造價(jià)低，而且維護(hù)管理簡(jiǎn)單，但是在實(shí)際使用過(guò)程中存在以下問(wèn)題：

（1）噴霧灑水量控制難度較大，過(guò)少的水分達(dá)不到除塵目的，水分過(guò)多又會(huì)影響皮帶正常運(yùn)行，造成落煤管堵塞，增加破碎機(jī)工作負(fù)荷[1]。同時(shí)使煤中水分增加，使煤中的可燃成分減少，導(dǎo)致低位發(fā)熱量降低，從而影響鍋爐燃燒效率。（2）如果用于除塵的水質(zhì)較差，就會(huì)堵塞噴嘴，影響噴水除塵系統(tǒng)的正常運(yùn)行。（3）若是露天煤場(chǎng)，在冬季寒冷天氣狀況下，存放在室外的煤被運(yùn)到室內(nèi)后，如果噴上常溫水必然導(dǎo)致水與煤出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致煤粘接在皮帶上，使除塵系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)，為了保證冬季的正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，往往需要關(guān)閉除塵系統(tǒng)，那么除塵系統(tǒng)就無(wú)法正常發(fā)揮除塵作用，噴水除塵也形同虛設(shè)；對(duì)于筒倉(cāng)儲(chǔ)煤，噴灑水量較大的煤進(jìn)入筒倉(cāng)，容易在粘附在筒倉(cāng)內(nèi)壁，流動(dòng)性差，不僅造成出煤困難也嚴(yán)重影響筒倉(cāng)安全。

1.2 密閉抽風(fēng)除塵方式

密閉抽風(fēng)除塵的除塵原理是將全部產(chǎn)塵作業(yè)點(diǎn)密閉起來(lái)，經(jīng)輸塵管道將含塵空氣抽出后處理排入大氣，這種除塵方法所用的除塵器按照除塵機(jī)理不同可以分為機(jī)械除塵器、電除塵器兩種。機(jī)械除塵器所用的機(jī)械力包括慣性力、離心力、沖擊力等，其中，過(guò)濾是一種特殊的機(jī)械力作用形式。通過(guò)分析粉塵的物理特性可以得知，能夠滿足煤塵粒徑范圍的只有靜電除塵器、濕式除塵器、過(guò)濾式除塵器三種：

（1）靜電除塵器。高壓靜電除塵器的除塵原理是借助電場(chǎng)電力使塵粒從氣流中分離出來(lái)，從而達(dá)到除塵凈化的目的。靜電除塵器的電極表面無(wú)法做到均勻除灰，這也導(dǎo)致局部不脫灰現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)于增濕后的煤塵高壓靜電除塵器無(wú)法做到完全清灰，水分和煤塵會(huì)沉淀在收塵極上，運(yùn)行一段時(shí)間后，電極上會(huì)附著大量的煤塵，導(dǎo)致電極距變小，改變?cè)须妶?chǎng)，產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象。為安全起見(jiàn)常常需要降低除塵電壓，這樣一來(lái)除塵效率也大大降低。此外，由于輸煤系統(tǒng)的初始含塵濃度較大，靜電除塵器的電極不可避免的就會(huì)產(chǎn)生集塵現(xiàn)象，久而久之就會(huì)破壞電暈的形成，降低負(fù)離子發(fā)射效率，影響除塵效率[2-3]。（2）濕式除塵器。濕式除塵器是利用含塵氣體與水的接觸來(lái)捕捉粉塵粒子的除塵裝置，濕式除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，可有效清除粒徑在0.1-20μm的固體顆粒，適用于非纖維性粉塵環(huán)境凈化和高溫、易燃易爆廢氣凈化。濕式除塵器的主要機(jī)理是慣性碰撞和攔截，擴(kuò)散機(jī)理的濕式除塵器較少[4]。（3）過(guò)濾式除塵器。過(guò)濾式除塵器是一種利用濾材和濾層來(lái)分離和捕捉粉塵的除塵裝置，分為內(nèi)部過(guò)濾器和表面過(guò)濾器。表面過(guò)濾器一般采用多孔織物構(gòu)成，如有機(jī)纖維或無(wú)極纖維織物。內(nèi)部過(guò)濾器一般采用松散濾料組成，如石英砂，河砂、陶粒、礦渣等。過(guò)濾式除塵器的主要型式是表面過(guò)濾器，即袋式除塵器，這種過(guò)濾器將多孔織物制成過(guò)濾袋，使含塵氣體流經(jīng)過(guò)濾袋后粉塵被攔截下來(lái)，沉淀在過(guò)濾袋上的粉塵通過(guò)振動(dòng)作用可以從過(guò)濾袋表面上脫離下來(lái)，落至灰斗中，從而實(shí)現(xiàn)氣固分離。

通過(guò)分析輸煤系統(tǒng)中多種除塵器的作用機(jī)理可以看出，噴霧灑水除塵方式缺點(diǎn)最為明顯，不能除去粒徑小于5μm的粉塵，因此不能作為輸煤系統(tǒng)的主要除塵方法，在粉塵治理上，要以密閉抽風(fēng)除塵方式為主，以噴霧灑水除塵方式為輔，根據(jù)“防治結(jié)合”的除塵原則用噴霧灑水除塵方式來(lái)防塵，用密閉抽風(fēng)除塵方式來(lái)治理粉塵污染。在密閉抽風(fēng)除塵方式中，濕式除塵器方式不受煤塵自身的限制，具有較好的除塵效果，具有造價(jià)低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等多種優(yōu)勢(shì)，適用于火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)的粉塵治理。

2 除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 經(jīng)典除塵系統(tǒng)

經(jīng)典除塵系統(tǒng)由通風(fēng)機(jī)、凈化設(shè)備、抽風(fēng)罩、風(fēng)管及其他附屬組件構(gòu)成，按照結(jié)構(gòu)不同可以分為獨(dú)立式除塵系統(tǒng)、分散式除塵系統(tǒng)、集中式除塵系統(tǒng)三種。

2.2 除塵系統(tǒng)管網(wǎng)設(shè)計(jì)

除塵系統(tǒng)管道直徑的計(jì)算公式為：Dn= ，為了防止出現(xiàn)管道堵塞的情況，管道直徑需要滿足一定的要求，即煙粒粉塵管道直徑不得小于80mm，較粗粒粉塵管道直徑不得小于100mm，對(duì)于可能含有較大塊物料的混合性粉塵管道直徑不得小于200mm[5]。管道內(nèi)的氣流速度需要根據(jù)粉塵性質(zhì)和管道情況決定，氣流速度太小就會(huì)導(dǎo)致粉塵在管道內(nèi)沉積，影響除塵系統(tǒng)的正常運(yùn)行，氣流速度太大就會(huì)增加風(fēng)管阻力，電能消耗也隨之增加，管道磨損加重，使用壽命縮短。為有效避免粉塵沉積，在除塵系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)中，需要保證最低粉塵輸送風(fēng)速，如粉狀粘土管道最低速度為：垂直管14m/s，水平管17m/s，煤粉塵管道最低速度為：垂直管11m/s，水平管13m/s，水泥粉塵管道最低速度為：垂直管14m/s，水平管17m/s[6-7]?？紤]到管材磨損和腐蝕，除塵系統(tǒng)風(fēng)管最小厚度需要滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：木工、化工原料粉塵，管壁最小厚度≥1.0mm，砂輪、機(jī)床粉塵和煤塵≥1.5mm，金屬礦石粉塵、爐渣和石英粉塵≥2.0mm。

計(jì)算除塵系統(tǒng)管道壓力損失時(shí)需要利用以下計(jì)算公式：

△p=m（γ + ） ρ

△p：除塵系統(tǒng)管道壓力損失

M：1.15-1.20（流體壓力損失附加系數(shù)）

γ：摩擦阻力系數(shù)

L：管道長(zhǎng)度

D：管道內(nèi)徑

：局部阻力系數(shù)

vg：管道內(nèi)氣體流速

ρ：氣體密度

根據(jù)上述計(jì)算公式結(jié)合火力發(fā)電廠實(shí)際情況可以進(jìn)行管網(wǎng)設(shè)計(jì)和管網(wǎng)壓力損失計(jì)算。通過(guò)分析輸煤系統(tǒng)除塵機(jī)理和多種方式的優(yōu)缺點(diǎn)，適合采用濕式除塵器作為輸煤系統(tǒng)的主要除塵方式，考慮到阻力、耗水量和除塵效率問(wèn)題，決定采用臥式旋風(fēng)水膜除塵器。旋風(fēng)水膜除塵器由外殼、內(nèi)筒、導(dǎo)流葉片、水槽組成，其除塵性能主要受到水位的影響，通過(guò)分離下部水槽可以防止螺旋通道內(nèi)發(fā)生水位變化。這種除塵設(shè)備阻力小，除塵效率高，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用也較低，適合于處理混合粉塵。

3 結(jié)語(yǔ)

火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)粉塵治理需要結(jié)合粉塵特點(diǎn)采取不同的治理措施，在除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)上要做到投資小、效率高、便于維護(hù)，各電廠也要結(jié)合自身輸煤系統(tǒng)的實(shí)際情況采用合適的除塵方式，最大限度地減少現(xiàn)場(chǎng)粉塵量，降低粉塵污染，避免發(fā)生粉塵自燃現(xiàn)象，降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度，創(chuàng)造健康無(wú)污染的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)環(huán)境。

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作者簡(jiǎn)介：王永華（1984—），女，甘肅金昌人，本科，畢業(yè)院校華北電力大學(xué)，助理工程師，現(xiàn)就職于神華包頭煤化工有限責(zé)任公司，研究方向：輸煤。