龍仕軍

某電廠煤制樣間除塵設計

龍仕軍

中南電力設計院

煤制樣間產(chǎn)生的煤塵危害性大，而常規(guī)的通風方式無法滿足制樣間的環(huán)保要求，介紹了一種新型除塵系統(tǒng)的技術特點以及在具體工程中的應用，達到了預期效果。

煤制樣間煤塵危害除塵系統(tǒng)工程應用

0引言

隨著火電裝機容量的不斷增加，電煤需求日益旺盛，電煤價格逐年攀升，燃料成本已占電廠經(jīng)營成本的70%左右，由于煤炭交易市場化，電煤中市場煤的比例逐年上升，而市場煤粒度范圍廣，煤炭品種多，所以火電廠都設計了入廠煤檢測中心用于來煤的采樣、制樣和化驗[1]。

1常規(guī)制樣間通風方案

某電廠三期擴建2×1000MW機組，是目前單機容量最大的火電機組，再加上老廠的4臺300MW機組，每天燃料消耗很大，制樣工作非常繁重。根據(jù)“綠色環(huán)保，以人為本”的設計理念，為保證人員和設備在適宜的環(huán)境下工作，業(yè)主要求制樣間按照“無塵制樣間”的標準設計。按照GBZ2.1-2007《工業(yè)場所有害因素職業(yè)接觸限值化學有害因素》[2]表4.2的規(guī)定，煤塵中含有10%及以下游離二氧化硅時，工作地點空氣中總塵時間加權平均允許濃度不應大于4mg/m3，呼吸性煤塵時間加權平均允許濃度不應大于2.5mg/m3。據(jù)測定，一臺錘式破碎機產(chǎn)塵量約為5g/min[3]，而常規(guī)設計，煤制樣間僅設軸流風機排風，根據(jù)《工業(yè)通風》[4]消除有害物通風計算公式：

式中：L為全面通風量，m3/s；x為有害物散發(fā)量，g/s；y0為送風空氣中有害物濃度，g/m3；y2為經(jīng)過時間室內(nèi)空氣中有害物濃度，g/m3；K為安全系數(shù)根據(jù)經(jīng)驗在3～10范圍內(nèi)選用。

取K=6，則對應一臺破碎機產(chǎn)塵量所需的通風量L=6×(5/60)/(0.004-0)=125m3/s

一臺破碎機即需要如此大的通風量，而該項目制樣間布置了4臺破碎機，采用常規(guī)全面通風方案稀釋室內(nèi)有害物濃度顯然是不現(xiàn)實的。

2 新型的制樣間除塵系統(tǒng)

為滿足業(yè)主“無塵制樣間”的設計要求，決定改用其它的方式對制樣間粉塵進行綜合治理，改善制樣間的工作環(huán)境，既滿足標準要求，又不對制樣過程產(chǎn)生影響、改變試樣制備的精密度、破壞其所具有的代表性。因此改進辦法必須與制樣工藝系統(tǒng)緊密結合。為此，聯(lián)合制樣設備制造廠，對該工程制樣間設計了一套新型的煤炭制樣除塵系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括塵源收集裝置、除塵管道及附件、粉塵預處理模塊、除塵主機以及自動控制系統(tǒng)。除塵設備平面布置見圖1，除塵主機設備參數(shù)見表1。

圖1制樣間除塵平面圖

表1除塵主機設備參數(shù)

制樣間除塵系統(tǒng)具有如下技術特點：

1）獨特的塵源控制方式

全面的治理整個制樣流程產(chǎn)生的粉塵，根據(jù)工藝過程不同的產(chǎn)塵、積塵特點，分別采用三種不同塵源控制方式，確保工作地點空氣中粉塵濃度滿足規(guī)范要求：

①由于破碎、縮分等制樣設備均封閉在相對密閉的外殼內(nèi)，通過在制樣設備外殼增加一個吸塵口，使制樣機內(nèi)部產(chǎn)生負壓，從根本上解決粉塵外泄的問題。此種方式所需的風量少，控制效果優(yōu)，不會妨礙制樣操作和設備的維護，占用的空間少，參見圖2。

圖2制樣設備密閉殼內(nèi)吸風集塵

②堆摻區(qū)在地面進行樣品的堆積摻合，采用外部集氣吸塵方式，沿堆摻區(qū)長度方向，在貼近地面的位置設置條縫型側吸口，能夠使堆摻鐵板區(qū)域產(chǎn)生從上到下的氣流，抑制粉塵的揚起，參見圖3。

圖3堆摻區(qū)地面?zhèn)任瘔m

③地面和制樣設備表面則合理分配清掃吸頭接口，配套的專用吸嘴能夠完成從地面到制樣設備粉塵的真空清掃，避免人工清掃時粉塵二次飛揚。

2）獨創(chuàng)的布設方式

管道的布置方式采用地溝暗裝敷設，完全不影響運行操作，并節(jié)省了大量的空間，給整個系統(tǒng)的安裝和維護帶來方便。參見圖4。

圖4除塵管道暗敷在地溝內(nèi)

堆摻鐵板區(qū)側吸口采用暗裝結構，不作業(yè)時側吸口暗藏在地溝內(nèi)，完全不影響人員通行，需要吸塵時，側吸口傾斜上翻開啟，露出地面。

除塵系統(tǒng)管道采用的是防銹耐磨材料制成，大大延長系統(tǒng)的使用壽命。

3）高效的除塵設備

采用多級綜合過濾，不僅提高粉塵的總過濾效率，而且保證系統(tǒng)長時間運行。

經(jīng)三種不同塵源控制方式收集的含塵氣流，首先進入粉塵預處理模塊，該模塊利用重力沉降、慣性過濾的機理對大顆粒粉塵進行初級過濾，防止大顆粒粉塵對主管造成損害，有效降低主機的過濾負荷。經(jīng)過預過濾處理的含塵氣流再進入暗敷在地溝內(nèi)除塵風管，各吸塵口收集粉塵通過主風管匯總輸送到除塵主機。

除塵主機采用一臺高效袋式除塵器[5]，當含塵氣流通過濾料時，依靠纖維的篩濾、攔截、碰撞、擴散和靜電吸引五種效應，將粉塵阻留在濾料上，進而達到除塵的目的。含塵氣流經(jīng)除塵器內(nèi)的濾袋過濾后，由除塵器所配排風機排至室外，除塵器收集的煤塵則儲存在灰斗內(nèi)。除塵器過濾效率大于99%，粉塵排放濃度小于80mg/Nm3，確保滿足GB20426-2006《煤炭工業(yè)污染物排排放標準》[6]表4煤炭工業(yè)大氣污染物排放限值的要求。

除塵器配有一臺空壓機反吹清灰，當濾袋表面所積的粉塵層厚到一定程度時，壓縮空氣在短暫的時間內(nèi)高速吹入濾袋，同時誘導數(shù)倍于噴射氣流的空氣。造成袋內(nèi)較高的壓力峰值和較高的壓力上升速度，使袋壁獲得很高的向外加速度，從而清落粉塵，以保證濾袋持續(xù)工作所需的透氣性。

4）完善的除塵控制系統(tǒng)

除塵系統(tǒng)采用的是自動控制系統(tǒng)，采用一鍵到位的處理模式，實現(xiàn)從風道、主機、除塵部件、反吹清掃一體化自動控制，使除塵系統(tǒng)時刻保持最佳的除塵效果。實現(xiàn)遠程和近程的雙向控制。中心采用PLC處理芯片，可視化的人機對話界面，操作直觀、簡單、方便，能夠更加快捷迅速處理各種信號，使整控制系統(tǒng)更穩(wěn)定。

每個吸塵口均采用軟密封電動風閥，能夠實現(xiàn)風路的完全關閉，該風閥與對應設備運行信號聯(lián)鎖，設備運行時，閥門自動開啟，設備停機時，閥門自動關閉，實現(xiàn)風量的合理分配。

除塵風機采用先進的變頻控制技術，可實現(xiàn)風量的按需調配，自動適應系統(tǒng)風量要求，節(jié)省運行能耗。

3總結

該除塵系統(tǒng)2012年10月安裝完畢，并通過業(yè)主的驗收。經(jīng)過半年以上的運行，業(yè)主反映設備情況良好、性能穩(wěn)定、操作簡單方便，達到了“無塵制樣間”的設計要求。

新型的煤炭制樣除塵系統(tǒng)從源頭上控制制樣破碎過程中產(chǎn)生的粉塵污染，在不影響工藝操作的前提下，全面治理整個制樣流程從破碎、混合到縮分各個階段產(chǎn)生的粉塵，確保制樣工作環(huán)境以及樣品質量，延長制樣設備的使用壽命?；緦崿F(xiàn)了制樣間“清掃、清潔、整理、整頓、素養(yǎng)、完全”的6S目標，值得同類項目借鑒或推廣使用。

[1]蔣秀梅.火力發(fā)電廠燃煤驗收及控制[J].華北電力技術,2012, (6):58-63

[2]中國疾病預防控制中心職業(yè)衛(wèi)生與中毒控制所.工業(yè)場所有害因素職業(yè)接觸限值-化學有害因素(GBZ2.1-2007)[S].北京:人民衛(wèi)生出版社,2007

[3]劉勇.破碎機產(chǎn)塵綜合治理的探討與實踐[J].煤炭工程,2011, (12):58-60

[4]孫一堅.工業(yè)通風(第3版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1997 [5]楊殿勛.袋式除塵器設計指南[M].北京:機械工業(yè)出版社,2012 [6]國家環(huán)境保護總局環(huán)境標準研究所.煤炭工業(yè)污染物排排放標準(GB20426-2006)[S].北京:中國環(huán)境科學出版社,2006

De s ign of Dus t Re m ova l for Coa l Sa m ple Pre pa ra tion Room in a Pow e r Pla nt

LONG Shi-jun
Central Southern China Electric Power Design Institute

The coal dust of coal sample preparation room is harmful,and the normal ventilation can not meet the environmental protection requirements.The technical features of a new dust removal system and the specific engineering applications were introduced,which achieves the desired effect.

coal sample preparation room,coal dust harmfulness,dust removal system,engineering application

1003-0344（2014）05-097-3

2013-8-14

龍仕軍（1970～）男，學士，高工；中南電力設計院發(fā)電工程公司（430071）；027-65263820；E-mail:longshijun@163.com