電廠輸煤系統(tǒng)配置靜電和布袋除塵設(shè)備的比較分析

文章分析了電廠榆煤系統(tǒng)產(chǎn)生粉塵污染的原因及其特性，提出了選擇配置除塵器的基本原則，是在保證“兩頭不冒塵”的前提下，做到“室內(nèi)外達(dá)標(biāo)”。對(duì)輸煤系統(tǒng)常用的布袋、靜電兩種除塵配置方式以及設(shè)備布置方式進(jìn)行了比較分析，建議應(yīng)綜合比較系統(tǒng)的初投資、運(yùn)行費(fèi)用以及運(yùn)行率，即系統(tǒng)壽命期成本來選擇除塵設(shè)備，著重考慮選擇長(zhǎng)期運(yùn)行維護(hù)工作量低和運(yùn)行費(fèi)用低的設(shè)備。建議**采用塵源就地控制以及“干式除塵一干塵回收”的方式，列舉了２×３００ＭＷ機(jī)組輸煤系統(tǒng)配套布袋除塵器和電除塵器技術(shù)參教與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較表，得出采用靜電除塵方式的綜合性價(jià)比**布袋除塵方式的結(jié)論。
１、輸煤系統(tǒng)煤粉塵的產(chǎn)生  
電廠輸煤系統(tǒng)將公路、鐵路或水路運(yùn)輸?shù)脑?，?jīng)卸煤裝置通過轉(zhuǎn)運(yùn)站和輸煤皮帶，一部分卸至儲(chǔ)煤場(chǎng)，另一部分由輸煤皮帶經(jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)站、碎煤機(jī)室輸送至鍋爐煤倉間皮帶，通過犁煤器等裝置卸人煤斗。對(duì)于鐵路運(yùn)煤，目前使用較多的是翻車機(jī)卸煤。翻車機(jī)在側(cè)翻時(shí)，煤料從高處下落過程中相互碰撞，使得煤塊表面的細(xì)微顆粒脫離煤塊表面，懸浮在空氣中；隨著大量煤料下落，將煤斗內(nèi)的空氣擠壓，形成與落煤反方向的氣流，夾帶著懸浮在空中的煤塵向外擴(kuò)散，造成對(duì)周邊空氣環(huán)境的污染。
在轉(zhuǎn)運(yùn)站，皮帶輸送的煤經(jīng)落煤管下落到下級(jí)皮帶時(shí)，由于氣流和煤的剪切作用，被煤擠壓出來的高速氣流會(huì)帶著煤塵向四周飛濺，另外，煤在下落過程中，由于剪切和誘導(dǎo)空氣的作用，導(dǎo)致皮帶導(dǎo)料槽內(nèi)產(chǎn)生正壓，使部分煤塵從導(dǎo)料槽的縫隙處冒出，并擴(kuò)散到室內(nèi)，使室內(nèi)工作地點(diǎn)的粉塵濃度**標(biāo)。
在碎煤機(jī)室，碎煤機(jī)轉(zhuǎn)子在空氣動(dòng)力方面類似風(fēng)機(jī)的葉輪，碎煤機(jī)工作時(shí)，由于其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，使導(dǎo)料槽產(chǎn)生正壓，使部分煤塵從導(dǎo)料槽的縫隙處冒出，并擴(kuò)散到室內(nèi)，使碎煤機(jī)室內(nèi)工作地點(diǎn)的粉塵濃度**標(biāo)。
在鍋爐煤倉間，犁煤器通過落煤管向煤斗卸煤時(shí)，由于剪切和誘導(dǎo)空氣的作用，高速氣流也會(huì)使部分煤塵在煤斗內(nèi)飛揚(yáng)，同時(shí)，隨著落煤誘導(dǎo)進(jìn)煤斗的空氣以及煤料擠壓煤斗內(nèi)原有的空氣，使煤斗內(nèi)產(chǎn)生正壓，揚(yáng)起的煤塵會(huì)從煤斗的落料口等處冒出，并擴(kuò)散到室內(nèi)，使煤倉間內(nèi)工作地點(diǎn)的粉塵濃度**標(biāo)。
 
２、輸煤系統(tǒng)的粉塵特性
輸煤系統(tǒng)配置除塵設(shè)備時(shí)，主要需考慮的粉塵特性有可燃基揮發(fā)份、比電阻、煤塵密度、粒徑分布、吸濕性、爆炸性等。
２.Ｉ煤粉的容積密度：Ｉ ０００ ｋg／ｍ３。
２.２粒徑分布：煤塵中游離二氧化硅含量一般在ｌＯ％以下，塵粒小于５μm的占７０％。
２.３煤塵比電阻：在１０⁴—ｌＯ¹¹Ω· ｍ之間，可以配電除塵設(shè)備。
２.４吸濕性：煤粉與水接觸，一般不與水生成硬結(jié)，且比較容易被水濕潤(rùn)，可以采用濕法除塵。
２.５  可燃基揮發(fā)份大于４６％的不考慮配電除塵設(shè)備。
２.６爆炸性：與顆粒狀的煤塊相比，煤粉的比表面積大大增加，化學(xué)活性也大大增加，懸浮在空氣中與氧氣充分接觸，在合適的濃度和溫度下，較易發(fā)生燃燒或爆炸。各種煤中爆炸下限濃度（ｇ／ｍ３）較低的有以下幾種：煤炭**煤粉３３—４５、貧煤粉３４～４５、瓦斯煤粉３５～４８、煤焦碳粉３７～５０、有煙煤粉４ｌ～５７。

３、除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選用的原則
為了給運(yùn)行人員創(chuàng)造一個(gè)安全衛(wèi)生的工作環(huán)境，必須控制工作地點(diǎn)的空氣含塵濃度。輔煤系統(tǒng)除塵就是在與工藝專業(yè)相配合，盡量將粉塵控制在塵源點(diǎn)封閉的空間內(nèi)，然后運(yùn)用通風(fēng)的方法保持該區(qū)域的負(fù)壓。排風(fēng)中吉有高誰度粉塵，不能直接排放至大氣中，需要設(shè)置除塵設(shè)備，將粉塵有效地從氣流中分離，確保排放煙囪的粉塵濃度滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
輸煤系統(tǒng)除塵設(shè)計(jì)總的原則就是在保證“兩頭不冒塵的前提下，做到“室內(nèi)外選標(biāo)”。所謂“兩頭”不冒塵就是室內(nèi)塵源點(diǎn)的揚(yáng)塵不外冒，同時(shí)向外排放的煙囪不冒塵。所謂“室內(nèi)外達(dá)標(biāo)”就是車間內(nèi)的煤塵濃度應(yīng)**國(guó)家或電力行業(yè)勞動(dòng)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的限值，向外通風(fēng)排放煙囪的煤塵濃度要**國(guó)家或電力行業(yè)環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的限值。
根據(jù)《火力發(fā)電廠運(yùn)煤瞪計(jì)技術(shù)規(guī)程*2部分煤塵防冶) DL/T5187.2-004和《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值》GBZ2-2002的規(guī)定；輸煤系統(tǒng)煤倉間、轉(zhuǎn)運(yùn)站等室內(nèi)工作場(chǎng)所中空氣的含塵濃度；時(shí)間加權(quán)平均允許濃度大于4mg/m³。除塵通風(fēng)系統(tǒng)直接排至室外大氣的粉塵排放濃度不得**過120mg/ m³。
除塵設(shè)備的性能好壞，同時(shí)直接影響除塵通風(fēng)的效果，進(jìn)而影響塵源點(diǎn)煤塵的收集，最后就會(huì)造成室內(nèi)環(huán)境粉塵的積累，污染車間環(huán)境。
除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要滿足勞動(dòng)安全和工業(yè)衛(wèi)生的要求，一方面使運(yùn)行人員免受煤塵的侵害，同時(shí)也需要保證廠區(qū)及周邊地區(qū)的空氣環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越合理，加上設(shè)備的除塵效率越高，浪費(fèi)的煤粉就越少。但是除塵設(shè)備的投資是不能通過收益來收回的，只能在滿足工作地點(diǎn)空氣含塵濃度和除塵系統(tǒng)排放濃度的前提下，綜合比較系統(tǒng)的初投資、運(yùn)行費(fèi)用以及運(yùn)行率，即系統(tǒng)壽命期成本來選擇除塵設(shè)備。
在選擇除塵設(shè)備時(shí)，除了需要考慮煤塵的特性外，還應(yīng)考慮的因素包括：性能指標(biāo)、安裝要求、使用維護(hù)要求、設(shè)備投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用及設(shè)備使用壽命等。
除塵設(shè)備的日常運(yùn)行維護(hù)對(duì)除塵器的正常運(yùn)行起著決定性作用，清理除塵器的工作既臟又累，為保證選擇維護(hù)工作量少、操作方便、對(duì)維護(hù)工人的技術(shù)要求低的除塵設(shè)備，較通俗一點(diǎn)講，就是選擇“傻瓜”型除塵設(shè)備。

4、輸煤系統(tǒng)常用的除塵器
電廠輸煤系統(tǒng)常用除塵設(shè)備有三種：濕式除塵器、袋式除塵器、靜電除塵器。因?yàn)闈袷匠龎m器的除塵效率低，特別是對(duì)細(xì)顆粒煤塵的除塵效率較低，難以滿足粉塵減排的目的，并且還存在水的消耗和二次處理問題，不符合目前缺水的形勢(shì)和節(jié)能的政策。以下針對(duì)高效率的袋式除塵器、靜電除塵器進(jìn)行比較分析
4.1布袋除塵器
筒形布袋除塵器一般適用于集中處理含塵氣體的大風(fēng)量除塵通風(fēng)系統(tǒng)，如原煤倉集中式除塵通風(fēng)系統(tǒng)。該類除塵器需要獨(dú)立的除塵器室和露天布置平臺(tái)，單臺(tái)除塵設(shè)備的造價(jià)較高。
扁布袋除塵器在輸煤系統(tǒng)間隙運(yùn)行的條件下，適用于除塵風(fēng)量在5 000 -11 000 m³/h左右的輸煤系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)站和煤倉間原煤倉的除塵通風(fēng)系統(tǒng)，可以直接布置在導(dǎo)料槽和原煤斗上，省去了吸塵管道和排灰管道，使除塵系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單。
與濕式除塵器相比，布袋除塵器除塵效率高（較高可達(dá)到99. Sqo），且不會(huì)產(chǎn)生二次污染。其缺點(diǎn)是當(dāng)含塵氣體中水份**過一定值時(shí)，水蒸汽容易在布袋表面凝結(jié)，煤塵容易粘結(jié)在布袋表面且不易振打脫落，減少了布袋的過濾面積，導(dǎo)致過濾風(fēng)速增加，損壞布袋；或除塵器阻力增加，吸塵風(fēng)量大幅下降，現(xiàn)場(chǎng)煤塵泄冒，污染車間，除塵器阻力增加也使除塵風(fēng)機(jī)過負(fù)荷運(yùn)行，燒壞電機(jī)；同時(shí)，布袋除塵器在清灰時(shí)，除塵器收集的煤粉在下落過程中易形成二次飛揚(yáng)。另外布袋除塵器的風(fēng)阻力較大，配用的風(fēng)機(jī)動(dòng)力也要大，故相對(duì)能耗較大。
為解決無灰斗除塵器在清灰時(shí)粉塵的二次飛揚(yáng)問題，有些設(shè)備制造商在布袋的下方設(shè)置水噴霧裝置，該裝置與清灰裝置聯(lián)鎖：當(dāng)清灰裝置開始清灰時(shí)，噴霧裝置開始噴霧，抑制粉塵下落過程中的二次飛揚(yáng)，當(dāng)清灰裟置停止工作時(shí)，繼續(xù)噴霧一定時(shí)間，消除彌散在空間的粉塵后停止。
在運(yùn)行中設(shè)備和系統(tǒng)的日常運(yùn)行管理非常重要?；鹆Πl(fā)電廠輸煤系統(tǒng)使用布袋除塵器的時(shí)間較長(zhǎng)，但各廠的使用效果則各不相同，除了除塵器本身的構(gòu)造因素外，根本的原因在運(yùn)行管理。輸煤系統(tǒng)的粉塵發(fā)生量與煤料的表面水分有很大的關(guān)系，據(jù)相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)，當(dāng)表面水分達(dá)到8％ - 100％時(shí)，煤塵便可基本得到控制。在長(zhǎng)江流域的梅雨季節(jié)，露天存放的煤料表面水分基本達(dá)到甚至**過此值，在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中基本不揚(yáng)塵，此時(shí)可以將除塵系統(tǒng)與輸煤皮帶的聯(lián)鎖脫開，進(jìn)行人工控制，根據(jù)實(shí)際情況，啟動(dòng)或關(guān)閉除塵系統(tǒng)，既節(jié)約了運(yùn)行費(fèi)用，又能避免除塵系統(tǒng)吸入的潮濕空氣在布袋除塵器的表面濕潤(rùn)布袋表面的積塵，堵塞濾料。另外應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)除塵器，否則將導(dǎo)致除塵器的內(nèi)部機(jī)械部件發(fā)生銹蝕、潤(rùn)滑失效和布袋堵塞等問題。
4.2高壓靜電除塵器
根據(jù)輸煤除塵系統(tǒng)是間隙運(yùn)行、處理風(fēng)量一般在5 000～25 000 m³/h之間的特點(diǎn)，靜電除塵器一般選用立式、干式清灰、管式或板式集塵較的單電場(chǎng)或二電場(chǎng)的高壓靜電除塵器。其結(jié)構(gòu)形式與布置位置及清灰方式有很大的關(guān)系：對(duì)于布置在各原煤斗**部的除塵器，除塵風(fēng)量在3 000 -8 000 m³/h，除塵器排灰直接排人灰斗；對(duì)于采用集中式除塵系統(tǒng)，除塵風(fēng)量在10 000 m³/h以上，一般宜采用臥式電除塵器，以降低除塵器的高度，除塵器排灰可以返回輸煤皮帶或原煤斗，這種干式回收煤塵的方式，是采用干式電除塵器的較大優(yōu)點(diǎn)，可大大減輕運(yùn)行管理的工作量，節(jié)能節(jié)水。也可以采用濕排灰方式排人就近的沉煤池，但必須具備以下條件：有沖水系統(tǒng)和足夠的水量用于沖送回收的煤塵、沖灰溝要能夠容納除塵器回收的煤塵量、沉灰池要有容納處理除塵器回收的煤塵量。
輸送帶靜電除塵機(jī)和DABK系列庫**靜電除塵機(jī)是一種用于倉庫、料庫**和輸送皮帶的卸煤、中轉(zhuǎn)、運(yùn)送落差的新型高效靜電除塵裝置，具有除塵效率高、工作穩(wěn)定、可靠、安全、自動(dòng)化程度高、體積小、重量輕和高效節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)殪o電除塵器風(fēng)阻低且長(zhǎng)期使用基本上保持不變，所以靜電除塵器選配的處理風(fēng)量與布袋除塵器相比可以節(jié)省20%。使用時(shí)可直接安裝在皮帶面上方，占用空間小，皮帶面上的揚(yáng)塵直接進(jìn)入電除塵器，*用吸塵風(fēng)管，避免了吸塵風(fēng)管粉塵堵塞。同時(shí)電除塵器收集的粉塵可直接送回到輸送帶上送人庫，節(jié)省了常規(guī)集中除塵的回收系統(tǒng)，減少了回收集塵過程中的麻煩相二次污染。
 輸煤系統(tǒng)皮帶和庫**高壓靜電除塵器的布置方式目前有兩種，一種是將設(shè)備直接布置在輸煤皮帶導(dǎo)料槽上，產(chǎn)塵源的粉塵經(jīng)設(shè)備收集后就地排放在皮帶導(dǎo)料槽上，無吸塵和落塵管道；另一種足將除塵器放置在另選定的其它位置上，通過吸塵管與除塵設(shè)備連接，經(jīng)除塵設(shè)備收集的粉塵經(jīng)落塵管再排放到皮帶上。這兩種設(shè)備布置方案的特點(diǎn)比較如下：
4.2.1設(shè)備直接布置在產(chǎn)塵源上
4.2.1.1設(shè)備體積小，占地面積和空間少，*再另考慮設(shè)備放置空間，系統(tǒng)緊湊合理、工作可靠，維護(hù)工作量?。?/span>
4.2.1.2揚(yáng)塵可直接進(jìn)入電除塵器，回收的粉塵也可直接落到料庫或輸送帶上，節(jié)省了吸塵罩、吸塵管和落塵管，同時(shí)避免了水平管路的堵塞；
4.2.1.3從吸塵、振打清灰直到粉塵的回收都實(shí)行自動(dòng)化，大大地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；
4.2.1.4長(zhǎng)期使用中不會(huì)發(fā)生系統(tǒng)較常見的管道積灰堵塞的問題。
4.2.2除塵設(shè)備異地放置，用管道連接產(chǎn)塵源
4.2.2.1  受設(shè)備安裝位置所限，不能直接布置在產(chǎn)塵源上所采用的一種常規(guī)方式；
4.2.2.2設(shè)備體積大，占地面積和空間多，連接管道多、系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)工作量大；
4.2.2.3增加放置屋面的荷重，在屋面上需開設(shè)吸塵管和落塵管的孔洞，屋面開孔易漏水；
4.2.2.4  吸塵和落塵管道可能會(huì)因車間內(nèi)設(shè)備眾多而不能直落，會(huì)出現(xiàn)水平管道而易堵塞；
4.2.2.5若幾個(gè)吸塵點(diǎn)合用一臺(tái)除塵設(shè)備，需設(shè)置隨運(yùn)煤方式轉(zhuǎn)換的切換風(fēng)閥，并經(jīng)常切換，風(fēng)閥易損壞，導(dǎo)致配風(fēng)吸塵不理想；
4.2.2.6在設(shè)備發(fā)生故障或檢修時(shí)，因無互為備用的設(shè)備，可能造成多個(gè)產(chǎn)塵點(diǎn)無法控制；
4.2.2.7操作人員需經(jīng)常到屋面巡視，增加了運(yùn)行和維護(hù)設(shè)備的工作量；
4.2.2.8解決了設(shè)備安裝空間局限問題，但不可避免長(zhǎng)期運(yùn)行管道積灰堵塞的常見問題。
因此，采用將電除塵設(shè)備直接安裝在輸煤皮帶導(dǎo)料槽上和庫**面上的布置方式的優(yōu)勢(shì)是顯而易見的。
常規(guī)通用的電除塵器由于體積大、重量重和除塵效率偏低，無法滿足原設(shè)計(jì)位置的放置（在樓層上）．或只能在地面布置，這樣使吸塵風(fēng)管長(zhǎng)而難以避免水平管布置，長(zhǎng)期使用容易產(chǎn)生管道堵塞和維護(hù)工作量大等問題，除塵器收集的粉塵不能利用煤輸送帶自動(dòng)回收，需另設(shè)粉塵回收設(shè)備；如采用濕式回收，形成“干式收塵一濕式回送”，這是十分不合理的配置，既增加了投資和運(yùn)行費(fèi)用，也大大增加了維護(hù)管理的工作量，并占據(jù)了地面較大的空間（包括設(shè)備和處理水池），不利于整體廠容美觀，而且要重新設(shè)計(jì)除塵器車間的支承基礎(chǔ)、排灰溝和沉淀池等土建，加大基建投資，增加了綜合一次性投資費(fèi)用，所以這種布置不宜選用，應(yīng)選擇體積小、重量輕的電除塵器。應(yīng)配備可靠、穩(wěn)定的防煤塵燃爆的功能，如：防閃絡(luò)高壓供電控制，電場(chǎng)閃烙（火花）能量控制、主電場(chǎng)粉塵濃度控制、設(shè)置防爆卸壓閥門、開機(jī)防爆控制和關(guān)機(jī)積灰自動(dòng)清除等措施，可靠有效地防止和控制
粉塵燃爆。  
電除塵治理輸煤系統(tǒng)煤塵建議**采用塵源就地控制的布置和干收塵干回送集塵的方式。

5、輸煤系統(tǒng)常用布袋除塵器和電除塵器技術(shù)參數(shù)與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

6結(jié)論
    通過以上分析比較，輸煤系統(tǒng)除塵設(shè)計(jì)的優(yōu)化選擇如下：
6.1  靜電除塵方式的綜合性價(jià)比**布袋除塵方式。電除塵方式雖然一次性投資高，但按30年運(yùn)行使用除塵設(shè)備計(jì)算，布袋除塵器比靜電除塵器綜合費(fèi)用高出l 035. 12萬元。
6.2**采用塵源就地控制的布置方式，可節(jié)省除塵的綜合一次性投資，并可大量減輕設(shè)備維護(hù)工作量。
6.3**采用“干式除塵一千塵回收”的方式，可節(jié)省土建投資和減輕清灰工作量。
6.4電除塵設(shè)備必須具備可靠穩(wěn)定的防避煤粉塵燃爆的功能。
6.5電除塵比布袋除塵方式節(jié)能**過了50qo，采用靜電除塵方式符合國(guó)家“環(huán)保節(jié)能”的政策，減少在處理煤粉塵等易燃易爆場(chǎng)合使用，電除塵器  電廠的自用電量，為電廠節(jié)能降耗作出貢獻(xiàn)。