热电厂输煤无动力除尘改造及节能优化

宋军峰

（克拉玛依石化公司热电厂，新疆克拉玛依 834003）

0 引言

某炼化企业自备热电厂输煤装置运行时，为了保障输煤系统的正常运行，上煤期间员工需要对输煤系统进行巡检，长时间在粉尘环境中工作。为了保障员工的职业健康，热电厂输煤皮带主要是采用喷淋降尘和布袋除尘的方式来减少粉尘。这两种降尘方式均能在一定程度上降低粉尘浓度，改善环境空气质量，但是，由于喷淋降尘增加了燃煤中的水分、降低了燃煤品质，导致燃煤的消耗增加，而布袋除尘主要是增加了电耗及维护检修成本。鉴于对环保达标、节能降耗、清洁生产提出更高要求的现实情况，对现有的除尘方式进行无动力除尘优化改造，要求不需用其他附属设备收集和运输煤尘，同时具有维护方便、节能环保的特点。

1 输煤基本情况介绍

某炼化企业热电厂有4 台中压煤粉锅炉，容量为4×130 t/h，实际出力480 t/h。根据生产需要冬季运行4 台锅炉，夏季运行2台锅炉。年用煤量约33 万吨。

燃料输煤装置由甲、乙两路各3 条输送带，除铁器、筛碎煤机、布袋除尘器、喷淋装置等组成，输煤带设计出力270 t/h。从煤矿拉来的原煤利用装载机在煤场卸下，经除铁、筛选、破碎后，通过输送带运到锅炉原煤仓，供锅炉燃烧使用。输煤装置可以满足4 台锅炉的燃煤供应。

该热电厂通过在输煤皮栈桥转运点，通过加装喷淋除尘设施、导煤槽密封、原煤仓加装锁器气等措施，基本上消除了输煤栈桥内粉尘飞扬的现象。但在煤质干、粉状煤的情况下就会出现粉尘超标的情况，影响环保达标和职业健康。对于热电厂输煤皮带喷淋系统，容易造成水喷淋启动不及时、车间粉尘浓度大。另外，由于喷淋量难以控制，喷淋量小不能抑制皮带扬尘，喷淋量大又造成煤表面水分含量增大使原煤热值降低，引起锅炉热效率下降和制粉系统堵塞。

2 无动力除尘工作原理及优点

无动力除尘装置由导料槽、尘料分流装置、抑尘装置、密封挡帘装置、雾化系统、多功能滤网式泄压窗、自动控制装置和外部调整固定部分组成。其中，导料槽、抑尘室装置、密封挡帘装置采用全封闭除尘结构。其工作过程是：燃煤在上一段皮带工作时自上而下落料时，落料口及封闭导料槽内产生大量冲击粉尘空气，根据空气动力学原理，采用压力平衡和闭环流通方式最大限度地降低煤流导管内粉尘空气的压力，使燃煤下落时粉尘空气和燃煤分流运行，正压粉尘空气通过多功能泄压窗过滤隔离粉尘，被净化的空气被排放到装置外；尘料分流装置使粉尘大部分隔离在集中降尘室内，抑尘装置和密封挡帘装置有效地阻止了剩余粉尘的横向运动，配合辅助移动式雾化控制系统、及自动控制装置的协调工作，实现了空气粉尘的泄压、重力降尘等良性循环，使粉尘气流无外泄，从而达到了粉尘集中潮解、降尘、处理后的粉尘落在物料上随传送带运走的目的。

无动力除尘装置有结构合理、无占地（只占用皮带上方空间）、投资少、无需人值守、无需动力电、稳定可靠等特点。无动力除尘系统为无能量消耗，经济适用，效果好，可以作到全自动免维护，大大改善了维护工人的劳动强度，无二次污染产生。

布袋式除尘器是一种干式滤尘装置。布袋式除尘器在除尘方面虽然能达到除尘效果，但同时存在很多的缺点，比如：①普遍存在占地面积大、运行成本高、不节能、维修劳动强度大、有二次污染等问题；②布袋遇到颗粒粒径较大的含尘气体时，除尘器的阻力过高，会使除尘系统的风量明显下降；③布袋较易磨损，清灰时不能破坏初层，以免效率下降；④对于高温气体必需采用降温措施，粉尘积累在滤料表面会增加过滤阻力、降低布袋除尘器的效率，当滤料两侧的压力差很大时会把一些已附着在滤料上的细小尘粒挤压过去，使除尘器效率下降（阻力较大时，一般压力损失为1000～1500 Pa），除尘器的阻力达到一定数值后要及时清灰，不仅增加工人的劳动强度，而且清灰时还会产生二次污染；⑤收集高湿度的含尘气体时还得采取保湿措施，以免“糊袋”，因此布袋除尘器对气体的湿度有一定要求，而且需要常常更换布袋，布袋消耗量较大不经济；⑥需要配备用电设备，但配备除尘电机增加了耗电量，不节能。

3 应用效益分析

（1）效益1：回收煤尘。该自备热电厂皮带宽800 mm，通常环境煤尘浓度为650 mg/m3，热电厂改造的无动力除尘单落料口风量约6000～8000 m3/h，环保达标粉尘控制要求在4 mg/m3。热电厂共有落料点12 个，管带机2 个，1#带4 个（老煤场2 个，管带输送2 个），2#皮带2 个，3#皮带4 个。据此核算，单落料点回收煤量为（650-4）×8000=5 168 000 mg=5.2 kg/d，这样每天使用10 h，则每天可以回收煤52 kg/d。每年按运行365 d 计算，则每年可以回收煤52×365=19 t。因此，12 个落料点回收煤量228 t/年，折合费用约6.4 万元。

（2）效益2：节约电费。改造后不使用用电设备，改造前布袋除尘电机2 台，每台7.2 kW。用电量按每天10 h 计算，一年用电52 560 kW·h，改造后每年可节约费用2.3 万元。改造前布袋除尘总计14 个220 V 电磁阀，每年用电2044 kW·h，改造后拆除可节约费用879 元。因此，采用无用电设备每年可节约电费约2.35 万元。

（3）效益3：节约维护费用。布袋除尘器每年需要更换布袋和进行检修维护，不但增加工人的劳动强度，而且维修时有二次污染的风险。布袋除尘设备如果按传统的局部通风加除尘方案计算，做成全封闭式的，通风量约为8000 m3/h，系统阻力约为2800 Pa 左右，配备过滤面积200 m3布袋除尘器。布袋按22 元/m3、每年更换一次计算，每年更换布袋的费用约为4400 元/年。配备2 台通风机功率约为14.4 kW，每天按送电工作10 h 计，每年消耗电费用2.3 万元；不计维修设备折旧，每年传统除尘直接运维费用约为14 万元。

4 结论

本次改造有如下特点：①无动力，不用动力电，无噪声，回收燃煤，节省电能（不用电动机等大功率电器）；②无占地面积，只占用传送带上方的空间；③无二次污染，处理粉尘是在全封闭密封的条件下工作，处理后的粉尘回落到物料上运走；④自动化程度高，设备安装后无须人工操作，免维护；⑤投资少，设备仅需要一次性投资，较传统除尘设备而言，大大降低设备使用中的运行成本；⑥安全可靠，因为没有动力电和旋转部件，基本上属于静态工作，不产生噪音；⑦除尘效果好，经处理后的工作环境，无可见粉尘，并达到国家“作业场所空气中呼吸性粉尘卫生标准”（＜6 mg/m3）。

结合某热电厂无动力除尘改造实际情况，通过实际运行极大降低了环境煤尘，使得环保达标。不仅改善了工作人员恶劣工作环境，保障工作人员长期身心健康，并且还节约了能源，取得一定的经济效益。从运行效果来看，设备运行安全可靠，经济效益明显，值得推广。