输煤系统粉尘现状分析及治理

摘 要：针对内蒙古大唐国际托克托发电公司输煤栈桥粉尘浓度高造成员工工作环境恶劣，污水处理量大、易引发火灾等问题，通过调查分析，查明泄露部位、原因，对输煤系统进行了治理，通过增加抑尘装置，解决了输煤栈桥粉尘浓度超标问题。

关键词：皮带机;粉尘浓度;抑尘装置

一期工程装机容量为4×600MW，设计煤种为准格尔烟煤。输煤系统煤源主要以火车运煤和汽车运煤为主。采用的是皮带输送机将燃料传送载卸至储煤仓的运煤方式，采用双路皮带，皮带带宽1.4米，出力1500吨/时，带速2.5米/秒。

一、现状

一期输煤系统采用DTⅡ型带式输送机进行燃煤输送，带宽B=1400mm，带速v=2.5m/s，0—8胶带，共计18条胶带，共18个导料槽（其中2个8胶带为改后新增的）。各转运站采用曲线防堵落料筒 ，导料槽为全密封滑板结构。

一期输煤胶带机运行时栈桥内粉尘浓度最大值可达35mg/m3，煤栈桥内粉尘浓度严重超标，不仅对作业空间和周边环境形成严重的粉尘污染，更严重危害了人体健康。当室内粉尘量积累达到一定程度时，还会引起火灾。尤其是挥发份大于25%以上的煤种，在空气中的浓度达到35g/m3以上时，即遇火爆炸。量粉尘颗粒散落在胶带转动轴上，会加速转动轴的磨损速度，引起机械的早期损坏、漏油等。粉尘落在电气元件上，会使元件接触不良，控制失灵。

随着公司环境卫生、6S治理、职业卫生和环保方面要求的不断提高，三期输煤栈桥内的粉尘浓度已经远远超出相关标准，并且对设备的安全稳定运行带来火灾隐患。为实现安全文明生产的同时，还要注意保障工人们的身体不受损伤。为延长设备的使用寿命、提高劳动生产率，现有治理粉尘的装置已经远远不能满足国家对环境保护、节能减排、低碳经济及保护员工健康的要求，因此粉尘治理工作迫在眉睫。

1.粉尘来源及危害

（1）输煤系统粉尘来源。输煤系统属远距离输送、加工设备多，输煤转运站、各受煤点多，系统复杂，扬尘点多，转动设备多，故障点多，系统高差大，由于这些粉尘污染源的存在，如不采取措施，将会对输煤现场环境及大气产生污染，威胁设备的安全运行和员工的身体健康。

（2）粉尘的危害

①粉尘对人体的危害。输煤系统粉尘主要是煤尘，煤尘中含有游离二氧化硅吸入人体后，造成矽肺病。

②粉尘对设备的危害。粉尘散落在皮带转动部分，会加速转动轴的磨损速度，引起机械的早期损坏、漏油等，粉尘落在电气元件上，会使电气元件接触不良，控制失灵。现场积粉过多，还会造成积粉自燃等不良后果。

（3）粉尘产生原因分析

①物料筛分时，随筛机的振动，松散的物料不断受到挤压，被间隔中的空气猛烈挤压出来，当这些气流向外高速运动时，由于气流和粉尘的剪切作用，带动粉尘一起逸出。颗粒状物体在空中高速运动时，会带动周围空气随其流动，这部分空气即诱导空气。

②原煤经破碎机破碎后颗粒基本在10mm以下，由于原煤颗粒变小，势必造成表面积增大，颗粒间隙增多，密度下降，表面水分减少，是粉尘产生的内因。这也是破碎机以下各级皮带粉尘脚上游皮带机大的原因。破碎机转子鼓风效应产生的诱导风，破碎机转动时，转子上的环锤及锤臂会产生诱导风。环锤破碎机，因易堵煤，将碎煤机内腔筛板割去虽解决了堵煤问题，但筛板的导流作用失去，使碎煤机产生的诱导风大量流向导料槽，导料槽风压力、流量增大，导料槽出口噴粉加剧。

③带式输送机输送含有粉末状煤，在落煤管中，从高处向下落时产生的诱导风，高速下落的煤流使落煤管内的空气被压缩，从而产生气流，加剧导料槽出口喷粉。

④尾部滚筒积煤产生粉尘，尾部滚筒前空段清扫器清扫效果差，使胶带上粘附的煤粉未能清除，被带入尾部滚筒，在尾部滚筒的碾压下变成细微粉末形成粉尘。

⑤犁式卸料器在卸料时卸料过程中，原煤受到冲击、挤压及在下落到煤斗中形成高速气流都会造成粉尘。

⑥输煤系统运行时间长，每天运行在18小时以上，造成输煤系统积煤较多。

上述几种使尘粒由静止状态进入空气中浮游的尘化作用，称为一次尘化作用，它的能量很小，只能造成局部污染。污染扩大的主要原因是二次气流，它会把粉尘带到整个栈桥形成更大的危害，下面就是二次气流进行具体防止。

二、输煤系统粉尘污染综合治理方法

1.皮带机粉尘控制

（1）皮带机上安装清扫器减少扬尘。皮带机在运行时产生振动，而黏附在回程皮带上的煤粉会随着皮带机的运动造成扬尘，积聚在输煤皮带机栈桥上的粉尘也是造成二次扬尘的罪魁祸首。皮带机上安装清扫器并定期检查更换失效的清扫器，及时清理现场积尘等都是减少二次扬尘的直接而有效的办法。

（2）导料槽的防尘设计有利于粉尘源控制。导料槽密封不严造成粉尘从缝隙处外泄;导料槽内挡尘帘数量少、或磨损缺失，不能有效阻挡落煤时落差产生的诱导风，加剧了导料槽粉尘外泄;导料槽内滑板和挡煤胶皮更换不及时，煤粉通过挡煤胶皮与胶带之间的缝隙到处飞扬。

①对原导料槽内两侧挡煤胶板改造，安装带有防溢裙边的挡煤胶板，材质为耐磨性较高的聚氨酯材料，厚度为12mm，防止粉尘从导料槽缝隙处外泄。

②导料槽安装新型挡尘帘，选用优质耐磨聚氨酯胶条制作，层数为15层，中间布置1层滤布，用以缓冲导料槽密封后内部的微正压，有效阻挡粉尘从导料槽喷出。在导料槽内挡尘帘之间形成了一个独立的空间，干雾抑尘喷嘴安装于此空间上方，作用后形成雾池，使干雾与粉尘充分、有效的结合，吸附到一定重量后自由下落，起到抑尘的作用，每条胶带安装9个挡尘帘。

③加长导料槽，有足够的空间布置干雾喷嘴，有效抑制粉尘。

（3）喷淋系统。初始喷淋系统的设计形式已不能适应现场生产需要，喷淋系统水源取自含煤废水处理后的净化水，由于水质无法达到喷嘴的设计要求，喷嘴常发生堵塞现象。且受水压和喷嘴形式的限制，喷嘴雾化不好，水量太大，造成落煤筒堵煤，致使喷淋系统无法正常投运。

①将原旧喷淋系统拆除，安装微米级干雾抑尘系统。

②1号炉犁煤器仓口处安装干雾抑尘喷嘴，实现与犁煤器犁刀启停连锁。

③从7胶带头部引中压服务水到尾部导料槽处，为干雾抑尘装置提供水源。

（4）抑尘原理.微米级干雾抑尘技术的原理基于欧美科学家的研究理论：“水雾颗粒与尘埃颗粒大小相近时吸附、过滤、凝结的机率最大”。微米级干雾抑尘装置能够产生直径在1-10um的水雾颗粒（即干雾），对悬浮在空气中的粉尘特别是直径在5um以下的可吸入粉尘颗粒进行有效的吸附而凝结成团，受重力作用而沉降，从而达到抑尘作用。

微米级干雾抑尘是由压缩空气驱动声波震荡器，通过高频声波的音爆作用在喷头共振室处将水高度雾化，产生10µm以下的微細水雾颗粒（直径10µm以下的雾称干雾）喷向起尘点，使水雾颗粒与粉尘颗粒相互碰撞、粘结、聚结增大，并在自身重力作用下沉降，达到抑尘的作用。

实践证明，粉尘可以通过水粘结而聚结增大，但那些最细小的粉尘（如PM10-PM2.5）只有当水滴很小（如干雾）或加入化学剂（如表面活性剂）减小水表面张力时才会聚结成团。如果水雾颗粒直径大于粉尘颗粒，那么粉尘仅随水雾颗粒周围气流而运动，水雾颗粒和粉尘颗粒接触很少或者根本没有机会接触，则达不到抑尘作用;如果水雾颗粒与粉尘颗粒大小接近，粉尘颗粒随气流运动时就会与水雾颗粒碰撞、接触而粘结一起。水雾颗粒越小，聚结机率则越大，随着聚结的粉尘团变大加重，从而很容易降落。水雾对粉尘的“捕捉”作用就形成了。

当水雾颗粒的粒径小于10µm，达到干雾级的时候，水雾颗粒与粉尘颗粒之间的黏力就会越来越大，很容易结合在一起，从而使整个粒子不停的变大，最终沉降下来，达到除去粉尘粒子的目的。

2.皮带转运站的粉尘源控制

当转运点落差较大时，因落煤冲击力大，造成槽料槽挡板、挡煤皮磨损很快，漏煤漏粉，皮带跑偏和皮带磨损，粉尘问题也更为严重。在输煤皮带尾部尘源处安装喷淋装置进行除尘。将部分皮带尾部落料点的缓冲托辊改成缓冲床，能够落料振动，两侧的密封好，对降低粉尘浓度有一定的作用;输煤皮带运行长时间，应定期加强导料槽滑板检查，发现磨损、脱落应及时更换。

3.煤场粉尘源控制

煤场上的存煤由于受到当地气温、风速、光照及天气变化的影响，如存煤较干遇到大风会引起粉尘飞扬，整个煤场均笼罩在粉尘之中，不符合工厂粉尘治理要求。将煤场两侧相对布置喷淋系统，整个煤场按照程序设计进行喷水，用水雾覆盖，抑制煤场粉尘。煤场内的存煤应定期检查湿度情况，发现煤湿度低于4%时及时投运煤场喷淋装置，保证煤湿度在4%～8%之间，减少输煤系统粉尘。

三、改进后效果

我公司对一期输煤7、8皮带进行微米级干雾抑尘系统后，一期输煤7、8皮带的粉尘得到了有效控制，一期输煤7、8皮带的粉尘降至5mg/m3以下，员工的工作环境得到很好的改善，输煤系统的环境得到很好的净化，有效的控制了积煤、积粉的产生，输煤系统安全运行得到保障。

四、结语

我公司一期输煤7、8皮带安装微米级干雾抑尘系统后，进过半年多的实践运行，有效解决了输煤系统粉尘浓度超标、员工工作环境恶化、易引发火灾等问题。我公司输煤系统粉尘治理的探索无论在经济方面还是安全方面都处于较高的水平。

参考文献：

[1].白志刚.燃煤电厂输煤系统除尘措施探讨[J].  能源研究与管理. 2016（04）.

[2].蔡林. 火电厂输煤系统粉尘治理研究[J].  能源与节能. 2017（11）.