火力发电厂运煤系统煤尘治理研究

周瑞强

摘 要：目前国内火力发电厂运煤系统普遍存在煤尘污染严重，环境脏乱差，安全文明生产隐患大等现象，严重影响环境以及运行人员的身心健康和安全文明生产。本文通过对运煤系统各环节产生煤尘产生的原因分析，研究和制定出煤尘的综合治理和安全文明生产的措施。

关键词：火力发电厂；运煤系统；煤尘治理

火力发电厂所需燃煤经厂外铁路或公路运输进入电厂后，先后要经过卸煤系统（如翻车机卸煤、卸煤沟卸煤等）、储煤场储煤、带式输送机转运、筛分、破碎等各环节，最后合格的燃煤进入锅炉原煤仓。在整个运煤系统工艺过程中，随着燃煤的翻卸、堆取料机的堆存作业、各个转运站的转运、燃煤的筛分破碎，这些环节都会产生大量的煤尘。由于这些粉尘粒径较小，它们会长时间悬浮在空气中而不能沉降，对环境的环境造成污染和危害运行人员的身心健康。因此研究如何防止和减小运煤系统产生煤尘和对煤尘进行综合治理的措施是非常必要的。

为遏制污染物排放，提高大气质量，国家环保部颁布了《GB13223-2011 火电厂大气污染物排放标准》，以及《国务院关于印发大气污染防治行动计划的通知》（国发【2013】37号），大型煤堆、料堆要实现封闭储存或建设防风抑尘设施，和《关于印发<京津冀及周边地区落实大气污染防治行动计划实施细则>的通知》（环发【2013】104号），“到2015年底，各种煤堆、料堆实现封闭储存或建设防风抑尘设施”。所有这些法规和条例的发布，为电厂煤尘治理提供了强大的政策依据，同时也使火力发电厂煤尘治理更加感觉到紧迫性和必要性。

为了更好的贯彻执行国家现行建设方针和经济政策，确保发电厂符合职业安全卫生和文明生产的要求，满足环境保护和建设绿色电站的目标，运煤系统需采取多项措施进行煤尘综合治理。

1 卸煤系统煤尘治理

卸煤系统的粉尘主要是由燃煤在翻卸过程中随着翻卸设备的作业产生，大量的粉尘飘落在工作车间，造成工作场地的严重污染，对人员和设备均造成很大的危害。漂浮在空中的煤尘还随风污染大气环境。为防止这一环节的污染，传统的喷水抑尘作用非常有限。干雾抑尘加抑尘剂技术是一种国际上更先进的抑尘措施，其原理是：超声波水雾抑尘系统将水、气两种能源介质经调压、调量后输送至特制的双流体喷嘴，在喷嘴的外部将水“剪切”成10μm以下的水雾颗粒，10μm以下的水雾颗粒可直接喷射至产尘点（尘源部位），10μm以下的水雾颗粒可对悬浮在空气中的尘埃——特别是直径在10μm以下的可吸入尘埃和2.5μm以下的可入肺尘埃进行有效的吸附而聚结成团，聚结成团的尘埃受重力作用而沉降，从而达到抑尘作用。

抑尘剂是一种可降解的生态环保型制剂。它由新型多功能高分子聚合物组合而成。聚合物分子间的交联度会形成网状结构，同时分子间存在各种离子基团，能产生较强的亲合力，具有良好的成膜特性，可以有效的固定尘埃并在物料表面形成结壳型防护膜。它的作用机理是通过捕捉、吸附、团聚粉尘微粒，将其紧锁于网状结构之内，起到防尘、防浸蚀和抗冲刷的作用。

抑尘剂经水稀释后加入上述的干雾抑尘系统，在燃煤翻卸过程中不间断喷洒，可有效抑制煤尘，达到目前相关的粉尘浓度和排放标准要求。

2 储煤系统煤尘防治

大型火力发电厂煤场储量达几十万吨，每天有大量的燃煤经煤场机械堆入煤场或从煤场取料向锅炉原煤仓供煤。在堆取作业过程中产生大量的煤尘，为防止煤尘飞扬，造成大气污染，根据国家相应的标准和规范，应采用封闭的储煤场。传统的方式如在露天煤场加防风抑尘网已不能满足环保要求。应采用全封闭储煤场型式，如：圆形储煤场、条形斗轮机煤场加全封闭网架型式的储煤场、大型筒仓、以及近年某工程引进美国的球形储煤场等。同时在煤场内为防治粉尘，也均要设置干雾抑尘系统，覆盖整个储煤场，抑制粉尘和防止粉尘外泄。

3 运煤系统各输送和转运环节的煤尘防治

（1）防止带式输送机跑偏和粉尘外溢。带式输送机采用全封闭型式，其结构型式将传统带式输送机两侧的托辊改成高分子材质的滑板，再加上全密封罩，使煤尘不能外泄。所有滚筒均采用胶面滚筒，传动滚筒胶面带沟槽，用以减少滚筒粘煤，增加滚筒摩擦系数。带式输送机承载托辊均采用槽形前倾托辊与上调心托辊按照一定顺序布置的方式；空载段采用V形前倾托辊、平行下托辊和下调心托辊按一定顺序布置的方式。带式输送机设置防跑偏装置可有效的防止了输送带的跑偏，从防止燃煤的撒落。

（2）清扫器。带式输送机头部装有两级清扫器，头部漏斗尺寸完全能够接受清扫下来的积煤，下胶带靠近头部滚筒处设置了清扫托辊，尾部改向滚筒和垂直拉紧装置之前设置了空段清扫器。采用恒压自调压力式调节机构，设有压力指示窗，能方便掌握压力情况；材料为聚氨酯复合材料（属于自润滑材料），摩擦系数0.099cc，去污能力强，能去除皮带表面的0.1毫米之污物。从而有效的清除了皮带承载面卸煤后和非承载面的煤尘。

（3）转运落煤管。转运站采用先进的惯性流体技术曲线落煤管技术，该技术可以从根本上改变燃煤电厂粉尘的产生。流线型的落煤管设计代替了传统的方形结构设计，先进的弧形滑道完成对煤流全程导流，避免煤流出现大的加速度而形成高压气流，并且尾部的J型导流嘴最终实现了煤流的无粉尘输送。避免了传统结构中的死角和物料和物料、物料和落煤管碰撞，从而克服了传统落煤管积煤、挂料及堵煤、落煤诱导风量大的现象发生以及产生大量煤尘。

此外，曲线落煤管对物料有良好的导流性，物料对中性好，减少了因物料偏心造成的带式输送机跑偏现象。

（4）导料槽。采用全封闭导料槽，导料槽长度较长，其长度与胶带运行速度能够完全适应。在落料点正下方设置了缓冲床。导料槽采用双层弹性密封，随皮带可作15～45°的波动，材料采用聚氨酯复合材料，使用寿命是合成橡胶的一倍，且密封性能优异，安装后至报废前无需再作调节，能自我补偿配合。

（5）碎煤机内装有风量调节板，调整调节板，使入口处呈微负压，减少粉尘飞扬。

（6）原煤加湿。原煤表面水分偏低是产生煤尘的根本原因，当原煤中水分保持在8% ～10%，煤尘便基本上得到控制。有限的提高原煤表面水分，是当前防止煤尘飞扬比较有效的措施，但原煤中水分过高，对制粉系统和锅炉热效率会产生负效应，因此要控制好原煤加水量。在各转运点仍采取干雾抑尘方式，抑制粉尘飞扬。

（7）输送机头部落料和导料槽出口加干雾抑尘。

（8）除尘。1）各转运点采用无动力除尘设备；2）地下部分均设有机械通风设施；3）煤仓间原煤斗上设置袋式除尘器。

4 积尘的清扫

4.1 水力清扫和真空清扫

运煤系统转运站、碎煤机室各层、栈桥和煤仓间带式输送机层地面均采用水力清扫。冲洗胶管长度20m，冲洗枪的射程8 ～ 20m， 再通过一定的布置，使之能延伸到相应层地面的各处空间，且收放自如。在不使用时能自动卷到卷盘箱内，各管接头处不渗不漏。使运煤系统一直保持整洁，有序状态，并且便于水清洗。主厂房煤仓间可结合主厂房煤仓间其它各层采用真空清扫。

4.2 集水井

运煤系统中翻车机室、卸煤沟、各转运站和碎煤机室底层均设有集水井，建筑物内周边设有排水沟，建筑物内各层地面经冲洗后，通过排水沟，迅速汇集到集水井，避免了二次污染。当集水井中的污水汇集到一定的高度水位时，污水泵便自动启动，避免了因人工开启不及时造成的污水在转运站内漫流的状况。污水泵停止工作后，电动阀门自动打开，使冲洗管内的清水将污水管冲刷一番，防止污水堵塞管道而造成的污水泵不能正常工作，从而改善了水力清扫环境。

4.3 煤泥水处理

燃煤电厂含煤废水中主要含有以煤屑为主的悬浮物，具有色黑、加药后形成的矾花结构松散、沉降速度慢等特点。不同的燃煤电厂煤堆场废水中所含悬浮物的浓度差异较大，决定了投加混凝剂种类和数量不尽相同。由于混凝药剂选择和投加不当，使得一些燃煤电厂煤堆场废水处理后达不到预期效果。由于不能及时对进水和出水水质、处理流量、加药量、水池液位等进行监控，因此，燃煤电厂煤废水处理后的水量和水质无法得到保证。目前国内多已采用高效煤水净化技术，该技术是将物理处理与化学处理有机的组合为一体的物化处理工艺，其主要特点是将煤水处理中的混凝反应，离心分离，重力分离，动态过滤和污泥浓缩等过程有机的组合成同步处理工艺。煤泥水经加药、混凝、沉淀、过滤后，水质能够达到SS≤10mg/l，处理后的水用于运煤系统冲洗及喷淋，一方面，节约用水；另一方面，避免环境二次污染。

运煤系统煤尘治理和安全文明生产是当前各个电厂迫切需要解决的问题，电厂在设计之初，就应设置完整煤尘防治设施，而不是先污染后治理。电厂投运后，燃料运输车间应加强管理，煤尘治理的各项措施和相关设备维护均要落实到位，只有通过好的设计以及良好的管理和运行才能实现煤尘的综合治理，相信通过以上治理措施并认真落实每项治理措施，运煤系统一定能够达到满足环境保护和安全文明生产的要求。