(神华准能发电厂，内蒙古 薛家湾 010300)
摘 要：对准能电厂输煤系统除尘设备进行了改造，利用导料槽改变尘源处的压力、流速，即通过导料槽的增容降压作用，使含尘气流减速，降低粉煤尘的密度，相当于降低了皮带机导料槽出口的粉尘的质量浓度；在输煤皮带机尾部(转运站)尘源处安装由喷咀组成的水喷嘴除尘设备进行除尘，从而达到减少粉煤尘对栈桥的污染。使用水雾除尘设备后，车间粉煤尘的质量浓度达到了国家标准。
关键词：输煤系统；喷淋装置；粉尘治理
中图分类号：TD714+.4 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2008)08—0227—02
输煤系统是燃煤电厂较恶劣的工作场所，燃煤火电厂的输煤系统在卸煤、碎煤及运转过程中产生大量的粉尘。粉尘污染严重影响工作场所和周围环境，不仅影响电厂的文明生产，并且直接影响到职工的身心健康。电厂要求对输煤系统的粉尘进行治理的呼声非常强烈，电厂领导对输煤系统的粉尘治理非常重视，职工对粉尘治理要求迫切。
准能电厂的输煤系统是1991年建成投产的，输煤系统使用的除尘装置有：布袋除尘器、水激式除尘器，以上几种除尘器经多年运行效果均不理想，除尘效果低，对环境污染严重，特别是输煤转运点煤尘污染较为严重，输煤系统每天运行8～10h，粉尘严重超标，严重威胁燃料检修运行人员的身心健康，并且维护工作量大。原除尘装置通过这些年来实际运行证明影响了输煤栈桥内文明生产，输煤栈桥内呼吸性粉煤尘的质量浓度(简称：粉尘质量浓度，下同)高达约300mg/m3，造成生态环境的严重污染。根据科技兴厂的方针和创建国际一流发电厂的要求，用先进技术、增加科技含量是这次输煤系统除尘装置改造的指导思想。为创造一个安全、文明的生产环境，根据尘源产生的原因，在输煤皮带机落煤点(转运站)尘源处安装由喷咀组成的水喷嘴除尘设备进行除尘。
1 尘源的产生和自动水喷雾的除尘原理
1.1 粉煤尘产生的原因。输煤系统的尘源主要是输煤皮带转接运煤和原煤破碎(即输送和破碎大块原煤)使煤的落差增大，流动压力增加，振动增大，煤的细度(粒径)变小，产生大量扬尘造成的。
1.2 水喷雾的除尘原理。根据尘源产生的原因，采取的除尘措施是在尘源处安装由喷咀组组成的除尘设备进行除尘。其除尘原理是：利用导料槽改变尘源处的压力、流速，即通过导料槽的增容降压作用，使含尘气流减速，降低粉煤尘的密度，相当于降低了皮带机导料槽出口的粉尘的质量浓度，从而达到减少粉煤尘对栈桥的污染。与此同时，利用安装在导料槽内的喷咀进行喷水雾化，水雾把扬起的粉尘覆盖，捕捉导料槽内的粉尘，最后使捕捉到的粉尘与皮带上的原煤一起送至原煤仓，达到清洁环境的目的。
喷水水雾除尘的机理是：高速运动的水滴截留尘粒以及尘粒于水滴之间的惯性碰撞，而尘粒因扩散运动撞击水滴并粘附于水滴上，含尘气体因湿度增加，尘粒相互凝聚，使体积增大而尘降，原煤表层的含水量增加，表面张力加大，使尘粒不再飘散，从而达到除尘的效果。
喷淋系统装置的组成：由工业水系统和控制系统组成。工业水系统由水源、水管路、阀门和除尘喷头组成；控制系统由阀门构成。
1.2.1 料槽结构对除尘效果的影响。由于导料槽的结构是影响除尘效果的主要因素，其因素包括导料槽的长度、入口和出口处的流通截面大小等。所以，这些主要因素便成为提高导料槽除尘效果试验研究的主要内容。导料槽除尘效果较差。分析其原因主要是，防尘结构不够完整，导料槽出口处流通面积过大(出口处接近开放式)，粉尘毫无阻力地自由外扬。针对存在问题，应采取在导料槽出口处加装双层装软质挡尘帘的措施。
1.2.2 导料槽与喷咀配合对除尘效果的影响。为了取得较好的除尘效果，让导料槽配合喷咀来除尘，即喷咀喷水雾化捕捉罩内的粉尘，使导料槽出口处的粉尘质量浓度降低到最低限度。对在导料槽内安装喷咀的间隔距离、喷咀的个数、喷咀离皮带煤层的高度、喷咀的用水水压和水量对除尘效果的影响进行了试验研究。具体的做法是，对安装的原导料槽和喷咀，选择不同的水压，投入不同位置的喷咀和改变喷咀个数，进行下述试验。
按原导料槽和喷咀的布置方式，选择水压为0.20MPa，分别投入1个、2个喷咀进行喷水除尘试验。测定栈桥粉尘的质量浓度(平均值)分别为：127.6mg/m3，(超标12.6倍)；48.9mg/m3 (超标4.9倍)。选择水压0.25MPa，分别投入1个、2个、3个喷咀进行除尘，测得栈桥粉尘的质量浓度最低值分别为：54.1mg/m3，21.7mg/m3和15.8mg/m3，(分别超标5.4、2.2和1.6倍)，均不符合国家标准，经分析认为不达标的原因是，喷咀与导料槽的配合尺寸不好，喷咀离煤层的高度计算不准确。因此重新调整了安装在导料槽内喷咀的高度，并在导料槽的出口处多安装了一个喷咀。
上述措施实施后，重测其栈桥粉尘的质量浓度，得到以下的结果：①导料槽+喷咀配合除尘时，控制水压在0.20MPa，投入一个喷咀配合除尘，栈桥粉尘的质量浓度平均值仅有9.1mg/m3，达到了国家标准，比改进前同一工况(水压相同、喷咀个数相同)降低了118.5mg/m3；②控制水压至0.20MPa，投入2个喷咀，这时栈桥粉尘浓度可达到5.2mg/m3，与改进前一工况(喷咀个数不变，水压相同)下的结果相比降低了43.8mg/m3；在同一水压下，同时投用2个喷咀，这时栈桥粉尘的质量浓度可达到3.2mg/m3，低于国家标准；③当水压提高至0.4MPa，投入一个喷咀，栈桥粉尘的质量浓度仅有3.0mg/m3，低于国家标准。
2 输煤系统除尘装置改造方案的规划
2.1 输煤系统除尘治理的关键点。治理的关键在于输煤系统转运站头部压尘，重点治理碎煤机室、#3栈桥尾部的扬尘点，其次是各皮带机系统的转运站的扬尘点，即每条皮带机导料槽部位(即落煤管落差较高部位)和碎煤机间上、下部位的扬尘点。
在皮带机系统中完善暖气系统，配置防水灯具、防水电控箱、电缆桥架，制作水冲洗地面、墙壁，完善水压系统和废水沉淀回收系统，营造水冲洗环境。
2.2 输煤系统喷淋装置的具体规划。根据以上试验结果，决定对准能电厂输煤栈桥内的皮带机进行除尘装置改造，改造方案的具体规划内容如下：
2.2.1 在#0AB、#3AB、#4AB、#5AB皮带机尾部导料槽后端加装一组水喷嘴，在导料槽出口处加装一组两只水喷嘴。
2.2.2 在#2皮带给煤机导料槽前端分别加装一组水喷嘴。
2.2.3 在每条皮带导料槽内安装双层法兰式挡尘帘子一个，并对导料槽出口挡煤板进行改造。
2.3 输煤系统喷淋装置实施要点。皮带喷淋喷头安装的高度位置应适宜，以喷头喷水锥角覆盖皮带宽度的90%为宜，避免用水量的浪费。
3 除尘装置运行试验情况
2006年1月15日至1月16日，对输煤系统加装的水喷雾除尘装置进行了运行试验，试验情况如下：
3.1 各皮带水喷雾装置，都能实现手动开关，并能切换。
3.2 各喷嘴喷水都能成雾状，并覆盖煤层表面，除尘率≥90%；皮带转运站经喷水除尘后，粉尘含量≤3mg/m3。
3.3 现场工业水压力为0.4MPa，单只喷嘴流量为0.10kg/h，一控输煤系统单条皮带运行时，喷嘴全部工作，设定上煤量为300t/h，则每小时增加煤中水分为0.225%。系统单条输煤皮带运行时，喷嘴全部工作时，则增加煤中水分为0.186%，输煤系统单侧运行时，共增加煤中水分0.411%。
经试验，本次输煤加装喷雾装置，基本达到设计要求，达到了除尘效果和要求。
4 效益分析
喷雾除尘装置安装后，由于采用了水喷雾，水喷雾装置与皮带机连锁，几乎不消耗电能，就可达到除尘效果；原除尘器电机为每台20kW，原有除尘器为#3皮带2台，#1皮带两台，按4台电机计算，按0.3元/kW•h计算，每年输煤系统按运行3 000h计算的话，每年可节约电费：0.30×20×3000×6＝10.8万元。按三年计算，仅电费一项可节约费用32.4万元，并且由于原设计的除尘系统由于除尘效果低，而且系统结构复杂，运行不可靠，维护工作量大，每年需投入维护费用0.55万元。
通过改造，使输煤系统除尘系统结构简化，运行方便可靠，除尘效果良好，除尘效率高，降低了输煤栈桥内的粉尘浓度，保证了运行人员的健康，保护了环境，回收了煤粉，并且节约了维护费用。降低了环保投资，可节约大量的环境治理资金，其环保效益无法计算。
5 喷淋除尘主要特点
喷淋除尘摈弃了其它除尘方法的所有缺点，除了具有高除尘率-保证符合国家标准外，还具有以下显著特点：
5.1 不需要收集和输送含尘气体。喷淋除尘是利用喷头产生的水雾封将尘源封闭，就地处理，因此，不需要用收尘罩、风机、风管等收集和输送含尘气体。
5.2 不会造成二次污染。喷淋除尘是利用水雾(小水滴)把粉尘压向煤表面，一起送到下一级，直到原煤仓，不存在粉尘搬家和二次污染。
5.3 系统简单，操作维护方便。加压输水系统像自来水一样简单，运行采用自动控制或按钮控制，不需要专人操作，维修也简单。
5.4 造价低，投资少。喷水除尘的投资仅为其他方法的几分之一。
6 结论和建议
6.1 改进前的导料槽，与喷咀(1～3个)配合除尘时，栈桥粉煤尘的质量浓度均未能达到国家标准。
6.2 通过对原导料槽改进和对喷咀配合尺寸进行调整后，导料槽和喷咀配合除尘时，投用水雾喷嘴除尘运行，水压控制在0.20～0.40MPa时，输煤栈桥内粉尘的质量浓度低于国家标准3.5mg/m3。除尘设备改进效果良好，经济效益和环境效益显著。
6.3 即使同时投入所有喷嘴运行，水压控制至0.4MPa，单个喷嘴水量高达0.10m3/h时，煤的外表水份最大增加0.411%。运行观察结果表明，所增加煤外水份对锅炉制粉系统以及对锅炉燃烧等不会带来什么不利的影响。
6.4 通过对准能电厂输煤系统除尘改造表明，利用机械自动水雾除尘装置的方案是切实可行的，可推广应用。
6.5 采用导料槽＋喷咀除尘时，建议其喷咀的水压控制在0.25MPa,且安装光电控制装置自动控制用水，使皮带有煤时喷水，无煤时不喷水，在光电控制装置之前，运行值班人员应定时检查除尘用水压力表，保证除尘用水正常和水压稳定，以确保喷咀的雾化效果，使栈桥粉尘的质量浓度达到国家标准。
6.6 喷嘴水雾除尘存在的基本问题是喷嘴堵塞的问题，经过运行观察，喷嘴堵塞的原因是：有时，因为原煤水分过大，输煤栈桥内粉尘浓度小时，运行人员关闭了水雾除尘系统，在长时间不用时，造成粉尘进入到喷嘴内，使喷嘴堵塞。建议在使用时运行值班人员应定期开启喷雾除尘装置，以避免喷嘴的堵塞。
［参考文献］
［1］ 燃料检修规程［S］.神华准能电厂.
［2］ 宁业敏，廖伟英.柳州电厂输煤系统粉煤尘污染的治理［J］.广西电力技术，1999，22(1).
［3］ 喷水除尘说明书［S］.中国农业机械化科学研究院.
