沿海燃煤火力发电厂输煤系统粉尘综合治理

摘要摘要：分析了沿海燃煤火力发电厂的输煤系统的粉尘污染，提出具体的输煤系统粉尘综合治理措施。关键词关键词：火力发电厂；环保；粉尘综合治理；输煤码头抑尘；圆形煤场；门式堆取料机1、火力发电厂输煤系统的粉尘污染及其危害随着国民经济的快速发展，作为经济发展的急先锋的电力，其健康良性发展的状况将直接影响国计民生，毫无疑问，电力工业的发展必需走可持续发展之路，火力发电厂更是如此。燃煤火力发电厂作为耗能企业，应该最大限度控制其对环境的污染。火力发电厂的首要污染源是锅炉燃煤尾气（主要是NOx和SOx），现代化的火力发电厂大都斥巨资引进脱硫与脱硝设备，取得了比较显著的环保效益。而沿海燃煤火力发电厂的煤粉扬尘对周边环境和海域、江河流域的污染则是比较显性的，其治理难度也是比较大的，随着世界范围内对环境保护的日益重视，我国为了与经济全球化发展的趋势相接轨，对环保的要求标准和与之相适应的法律法规也日益规范严格，提高粉尘的综合治理力度是发电企业不可或缺的环保举措。煤粉扬尘对人体的危害。燃煤火力发电厂输煤系统产生的粉尘，对于悬浮在空中粒度小于5μm的尘粒，由于微小尘粒与水滴在空中均存在环绕气膜现象，尘粒与水滴都必需有足够的相对速度，才能冲破环绕气膜实现接触凝聚，因此，微小尘粒很难被水湿润或与水滴凝聚，粉尘越细，在空中停留的时间就越长，被人体吸入的概率也越大，小于5μm的粉尘也称“吸入性粉尘”，这些粉尘表面活性强，与二氧化硫等有害气体或金属离子的亲和力强，对人体的危害极大；大于10μm的粉尘，几乎全部被鼻腔内的鼻毛、粘液所截留；5μm～10μm的粉尘，绝大部分也能被鼻腔、喉头器官、支气管等呼吸道的纤毛，分泌粘液截留，再经过人体保护性的条件反射如咳嗽、打喷嚏等排出体外；0.5μm～5μm的粉尘，容易穿透肺叶，深入肺泡中。除约0.4μm的一部分能够在人体呼气时排出体外，绝大部分都滞留在肺泡中形成纤维组织，导致矽肺病等呼吸系统疾病。煤粉尘除了对人体的呼吸系统造成很大的危害外，还对人体的消化系统、皮肤组织、眼睛和神经系统造成伤害。1、火力发电厂输煤系统的粉尘污染及其危害煤粉尘的爆炸危险。煤粉尘是可燃粉尘，它悬浮于空气中，当其浓度达到一定范围（一般煤尘的爆炸下限为114g/m3，对于挥发分大于25％的煤粉，爆炸下限可达35g/m3），在一定的湿度和温度条件下会引起爆炸，因此，煤尘是种具有爆炸危险性的粉尘，如果不对其加以治理抑制，将严重威胁到人身和设备的安全。对于建立于沿海的火力发电厂，粉尘的污染源主要有：1、火力发电厂输煤系统的粉尘污染及其危害1.1、输煤码头的污染源燃煤通过船运到达电厂输煤码头，通过卸船机将煤运送到煤场，由于散料在装卸过程中不可避免产生扬尘，对周边环境和海域产生污染。1、火力发电厂输煤系统的粉尘污染及其危害对于敞开式煤场，其污染主要是通过卸料过程产生的扬尘，另外由于受到沿海风力较大特别是台风的影响，对周边环境影响尤其严重。1.2、煤场的污染源1、火力发电厂输煤系统的粉尘污染及其危害1.3、输煤皮带系统的污染源输煤皮带系统的粉尘污染主要是由于粉尘外逸产生室内吸入性“飘尘”，主要是输煤沿程皮带系统在输送物料过程中产生的。如煤落入落差较大的落煤管时产生的大量含尘气流外溢；导煤槽密封不严和皮带跑偏时造成煤粉外逸；由于清扫器效果不佳而引起的空段回程皮带粘煤洒落；物料（煤）在输送过程中由于自身湿度不足而引起的扬尘。沿海燃煤火力发电厂输煤系统粉尘综合治理1、火力发电厂输煤系统的粉尘污染及其危害2.1、输煤码头煤污染的控制沿海的火力发电厂多用卸船机进行卸煤，卸船机分为链斗式和抓斗式，受到煤质的限制，我国沿海的火力发电厂多用桥式抓斗卸船机。卸船机在卸料过程中，一方面扬尘产生了直接污染，另外一方面漏煤、积煤对输煤码头形成污染，同时清理、冲洗漏煤、积煤时会对海域构成二次污染（主要污染）。由此，控制输煤码头煤的污染，应该对症下药进行治理。2、火力发电厂输煤系统的粉尘的综合治理2.1、输煤码头煤污染的控制2.1.1、输煤码头轨道改造以厦门华夏电力公司为例，该公司通过对输煤码头轨道的彻底改造，有效地解决了输煤码头对海域的二次污染问题。华夏电力公司煤码头轨道原来布置于轨道槽中（如图1右所示），在卸煤的生产实际工作中，出现较多的弊端，卸煤时飘扬的煤粉与小颗粒的煤块堆积在轨道槽里，在冲洗码头面时或在雨天天气里，煤粉与水相互作用，形成煤泥，即使定期清理也无法彻底干净。这样，不但给清扫码头面的卫生造成极大的困难，而且，轨道及其固定用的压板和螺栓螺母长期浸泡在水中，造成腐蚀，轨道高低差、水平度、轨距等参数调整起来极其困难，容易引起卸船机啃轨，严重影响卸船机的整体钢结构。2、火力发电厂输煤系统的粉尘的综合治理2.1、输煤码头煤污染的控制2.1.1、输煤码头轨道改造2、火力发电厂输煤系统的粉尘的综合治理沿海燃煤火力发电厂输煤系统粉尘综合治理2.1、输煤码头煤污染的控制2.1.1、输煤码头轨道改造经过现场周密考察，通过比较分析，在综合考虑经济效益、安全生产、时间效益的基础上，对输煤码头轨道进行了改造，如图1左所示。主要改造方案是：把轨道整体抬高，高出码头基础面300mm左右。主要步骤如下：（1）浇铸轨道抬高基础，并预埋好轨道压板螺栓（2）沿抬高基础面铺设16mm轨道钢垫板，钢板根据压板螺栓钻孔，做好防腐油漆并找平；（3）在抬高基础面与钢板之间浇注进口胶泥，再次找平；（4）GANTREXMK6（金莱迪斯）胶垫板；（5）铺设轨道，按有关技术要求调整好轨道的轨距、左右高低差、直线度、坡度；（6）轨道接缝采用堆焊保温处理，之后根据轨道曲面进行打磨；（7）安装GANTREX轨道压板，按要求紧固所有的压板螺栓，再次按规定调整轨道的各参数。2、火力发电厂输煤系统的粉尘的综合治理2.1、输煤码头煤污染的控制2.1.1、输煤码头轨道改造在抬高轨道过程中，考虑到生产的需要，应分段进行。在施工往半段后，在新轨与旧轨之间安装1：20的斜坡过度段，把卸船机从旧轨挪移到新轨段，再对另外半段进行施工。之后，按图1所示完善冲洗水的排污系统。这样，煤码头面的污水排向污水收集沟，经过沉淀之后，污水由设在码头头部的排污泵排走。轨道经过抬高之后，由于轨道高于码头基础面，不存在积水的问题，很好地解决了输煤码头面的对海域的二次污染问题，不仅如此，钢轨和压板螺栓不再浸泡在污水中，经过定期的防腐油漆，大大延长了其使用寿命，降低了维护量和维护难度，达到一矢多的的效果。2、火力发电厂输煤系统的粉尘的综合治理2.2、煤场扬尘污染的控制随着环保要求的日益提高，新建的燃煤火力发电厂一般淘汰了敞开式煤场，圆形煤场得到了广泛的应用（图2为圆形煤场的外观），它具有极佳的环保适用性。2、火力发电厂输煤系统的粉尘的综合治理沿海燃煤火力发电厂输煤系统粉尘综合治理2.2、煤场扬尘污染的控制2.2.1、圆形煤场的优点相比较于敞开式煤场，圆形煤场具有很大的优点和环保适用性。（1）储煤量高。相比较于其他煤场，圆形煤场储煤量大，占地面积小，场地利用率高。圆形煤场的储煤量达30万吨以上，能满足4*300MW机组存煤要求。另外，圆形煤场场损低（机械、化学损耗，（≤100J/kg），可降低煤热值的损耗；而且，圆形煤场配煤方便，使掺配后的煤质尽可能接近锅炉设计煤种，提高机组运行经济性。（2）环保效益极佳。圆形煤的污染极大，不但环保效果差，还对工作人员的身体健康造成危害。密闭式的圆形煤场及其堆取料设备场的优点主要体现在环保效益上。常规的敞开式条形煤场及其堆取料设备（斗轮堆取料机），在风力的作用下，煤场本身被风刮起的煤粉和斗轮堆取料机作业时所产生的扬尘，对厂区和周边环境（圆形堆取料机）就很好地解决了煤场的粉尘污染问题，它几乎不产生煤场粉尘污染，取得了极佳的环保效果。（3）供煤的安全可靠性高。与敞开式煤场不同，圆形煤场的储煤及其堆取料设备（圆形堆取料机）由于处于封闭的室内环境，不受恶劣天气条件的制约，即使在暴雨和台风天气条件下也可以照样给锅炉上煤，这对于处于台风多发地点沿海城市来讲，大大提高了供煤的安全可靠性高，从而间接提高了经济效益。2、火力发电厂输煤系统的粉尘的综合治理2、火力发电厂输煤系统的粉尘的综合治理2.2、煤场扬尘污染的控制2.2.2、圆形煤场门式堆取料机的防尘特点圆形煤场所使用的堆、取料设备一般为门式堆取料机（如图3所示）。其结构特点是堆取料机沿着圆形轨道做360°圆周运动，它的工作原理是：堆料时，高架栈桥上的来煤通过进料皮带机落到堆取料机中心立柱的受煤斗，经过堆取料机臂架上的悬臂皮带机将煤均匀洒落到圆形煤场内，再经过定心旋转将煤堆成圆环现状；取料时，由做定心旋转运动的链式刮板取料机从中心地下锥形料斗取料，所取的煤通过振动给料机进入出料皮带机。从图上可以看出，由于圆形煤场所使用的堆取料机被半球形的煤罐外壳所笼罩，堆取料作业集中于定心旋转的回转范围内，产生的扬尘范围小，又被拘囿在固定的区域内。所以，它很好地解决了常规的敞开式条形煤场堆取料机作业时所产生的大量扬尘对周边环境造成的大范围污染，既美观又环保，综合效益高。2.3、输煤皮带系统扬尘污染的控制的控制燃煤火力发电厂燃煤在破碎、转运过程中由高处经落煤管落下时产生的煤尘，不仅污染了环境，还危害工作人员的身体健康，同时，燃煤进入电气设备的控制箱、配电柜后，容易造成电气元件的腐蚀和引起误动作，特别是高挥发分煤尘积聚后，还会引起爆炸和自燃，这类煤粉污染主要在输煤皮带栈桥和转运站上，影响范围较大，治理难度较高，应采取多管齐下的综合措施。2、火力发电厂输煤系统的粉尘的综合治理2.3、输煤皮带系统扬尘污染的控制的控制2.3.1、除尘器在输煤皮带系统中的广泛应用输煤系统的除尘器一般布置在输煤皮带机尾部所在的转运站里，即尾部落煤点处的导煤槽上布置除尘器，目前一般采用的方法是在导料槽上部开口抽风除尘（如图4所示），且在导料槽出口处调协1～2道胶皮挡尘帘以阻止含尘气流外逸。采用抽风除尘装置主要有二项功能：一是将导料槽空间抽成微真空，减少粉尘从导料槽中逸出；二是将含尘气体中尘粉分离出来，使得排出空气的含尘量符合排放标准。输煤系统常用的除尘器主要有以下几类：（1）、湿式除尘：水浴式除尘器、水激式除尘器、水膜除尘器；（2）、干式除尘：袋式除尘器、高压静电除尘器、旋风除尘器；（3）、组合除尘：灰水分离式除尘器、旋风水膜除尘器、荷电水雾除尘器。2、火力发电厂输煤系统的粉尘的综合治理2.3、输煤皮带系统扬尘污染的控制的控制2.3.1、除尘器在输煤皮带系统中的广泛应用图4输煤皮带除尘布置示意图1-排风机；2-除尘器；3-风管；4-落煤斗；5-积尘斗；6-水管；7-卸尘机；8-吸尘罩；9-导煤槽；10-循环风管；11-落煤管；12-输煤皮带机2、火力发电厂输煤系统的粉尘的综合治理2.3、输煤皮带系统扬尘污染的控制的控制2.3.2、输煤皮带系统的水喷淋抑尘输煤皮带抑尘方法的另外一个措施是水喷淋抑尘法，即水雾除尘法。水雾除尘主要是通过对水的雾化，形成许多高速运动的细小水滴，通过碰撞去结合漂浮在空气中的煤尘粒子。煤尘因湿度增加及水的表面张力作用，使尘粒容易相互凝聚，引起体积和重量增加而迅速沉降，从而达到抑尘的目的。其优点主要是：造价低廉，控制简单，维护方便，效果显著，稳定性佳，结构简单，无需收集和输送含尘气体，不易造成二次污染。对于沿海燃煤火力发电厂，水雾除尘系统主要布置在卸船机卸料斗上方，常规条形储煤场，输煤皮带栈桥。水喷淋抑尘是燃煤火力发电厂输煤系统比较理想的除尘方式，得到各燃煤火力发电厂普及应用，这里不再赘述。2、火力发电厂输煤系统的粉尘的综合治理2.3、输煤皮带系统扬尘污染的控制的控制2.3.3、密闭式皮带输送机的应用沿海输煤系统皮带采用密闭式皮带输送机和密闭可调防偏导料槽，可以有效解决沿海因风力大而导致煤粉扬尘对周边环境的严重影响。密闭式皮带输送机采用机壳将整条皮带密封，具有如下的优点：（1）密闭式皮带输送机系统可以实现全封闭，避免了物料在输