某电厂煤制样间除尘设计

龙仕军

某电厂煤制样间除尘设计

龙仕军

中南电力设计院

煤制样间产生的煤尘危害性大，而常规的通风方式无法满足制样间的环保要求，介绍了一种新型除尘系统的技术特点以及在具体工程中的应用，达到了预期效果。

煤制样间煤尘危害除尘系统工程应用

0引言

随着火电装机容量的不断增加，电煤需求日益旺盛，电煤价格逐年攀升，燃料成本已占电厂经营成本的70%左右，由于煤炭交易市场化，电煤中市场煤的比例逐年上升，而市场煤粒度范围广，煤炭品种多，所以火电厂都设计了入厂煤检测中心用于来煤的采样、制样和化验[1]。

1常规制样间通风方案

某电厂三期扩建2×1000MW机组，是目前单机容量最大的火电机组，再加上老厂的4台300MW机组，每天燃料消耗很大，制样工作非常繁重。根据“绿色环保，以人为本”的设计理念，为保证人员和设备在适宜的环境下工作，业主要求制样间按照“无尘制样间”的标准设计。按照GBZ2.1-2007《工业场所有害因素职业接触限值化学有害因素》[2]表4.2的规定，煤尘中含有10%及以下游离二氧化硅时，工作地点空气中总尘时间加权平均允许浓度不应大于4mg/m3，呼吸性煤尘时间加权平均允许浓度不应大于2.5mg/m3。据测定，一台锤式破碎机产尘量约为5g/min[3]，而常规设计，煤制样间仅设轴流风机排风，根据《工业通风》[4]消除有害物通风计算公式：

式中：L为全面通风量，m3/s；x为有害物散发量，g/s；y0为送风空气中有害物浓度，g/m3；y2为经过时间室内空气中有害物浓度，g/m3；K为安全系数根据经验在3～10范围内选用。

取K=6，则对应一台破碎机产尘量所需的通风量L=6×(5/60)/(0.004-0)=125m3/s

一台破碎机即需要如此大的通风量，而该项目制样间布置了4台破碎机，采用常规全面通风方案稀释室内有害物浓度显然是不现实的。

2 新型的制样间除尘系统

为满足业主“无尘制样间”的设计要求，决定改用其它的方式对制样间粉尘进行综合治理，改善制样间的工作环境，既满足标准要求，又不对制样过程产生影响、改变试样制备的精密度、破坏其所具有的代表性。因此改进办法必须与制样工艺系统紧密结合。为此，联合制样设备制造厂，对该工程制样间设计了一套新型的煤炭制样除尘系统。该系统包括尘源收集装置、除尘管道及附件、粉尘预处理模块、除尘主机以及自动控制系统。除尘设备平面布置见图1，除尘主机设备参数见表1。

图1制样间除尘平面图

表1除尘主机设备参数

制样间除尘系统具有如下技术特点：

1）独特的尘源控制方式

全面的治理整个制样流程产生的粉尘，根据工艺过程不同的产尘、积尘特点，分别采用三种不同尘源控制方式，确保工作地点空气中粉尘浓度满足规范要求：

①由于破碎、缩分等制样设备均封闭在相对密闭的外壳内，通过在制样设备外壳增加一个吸尘口，使制样机内部产生负压，从根本上解决粉尘外泄的问题。此种方式所需的风量少，控制效果优，不会妨碍制样操作和设备的维护，占用的空间少，参见图2。

图2制样设备密闭壳内吸风集尘

②堆掺区在地面进行样品的堆积掺合，采用外部集气吸尘方式，沿堆掺区长度方向，在贴近地面的位置设置条缝型侧吸口，能够使堆掺铁板区域产生从上到下的气流，抑制粉尘的扬起，参见图3。

图3堆掺区地面侧吸集尘

③地面和制样设备表面则合理分配清扫吸头接口，配套的专用吸嘴能够完成从地面到制样设备粉尘的真空清扫，避免人工清扫时粉尘二次飞扬。

2）独创的布设方式

管道的布置方式采用地沟暗装敷设，完全不影响运行操作，并节省了大量的空间，给整个系统的安装和维护带来方便。参见图4。

图4除尘管道暗敷在地沟内

堆掺铁板区侧吸口采用暗装结构，不作业时侧吸口暗藏在地沟内，完全不影响人员通行，需要吸尘时，侧吸口倾斜上翻开启，露出地面。

除尘系统管道采用的是防锈耐磨材料制成，大大延长系统的使用寿命。

3）高效的除尘设备

采用多级综合过滤，不仅提高粉尘的总过滤效率，而且保证系统长时间运行。

经三种不同尘源控制方式收集的含尘气流，首先进入粉尘预处理模块，该模块利用重力沉降、惯性过滤的机理对大颗粒粉尘进行初级过滤，防止大颗粒粉尘对主管造成损害，有效降低主机的过滤负荷。经过预过滤处理的含尘气流再进入暗敷在地沟内除尘风管，各吸尘口收集粉尘通过主风管汇总输送到除尘主机。

除尘主机采用一台高效袋式除尘器[5]，当含尘气流通过滤料时，依靠纤维的筛滤、拦截、碰撞、扩散和静电吸引五种效应，将粉尘阻留在滤料上，进而达到除尘的目的。含尘气流经除尘器内的滤袋过滤后，由除尘器所配排风机排至室外，除尘器收集的煤尘则储存在灰斗内。除尘器过滤效率大于99%，粉尘排放浓度小于80mg/Nm3，确保满足GB20426-2006《煤炭工业污染物排排放标准》[6]表4煤炭工业大气污染物排放限值的要求。

除尘器配有一台空压机反吹清灰，当滤袋表面所积的粉尘层厚到一定程度时，压缩空气在短暂的时间内高速吹入滤袋，同时诱导数倍于喷射气流的空气。造成袋内较高的压力峰值和较高的压力上升速度，使袋壁获得很高的向外加速度，从而清落粉尘，以保证滤袋持续工作所需的透气性。

4）完善的除尘控制系统

除尘系统采用的是自动控制系统，采用一键到位的处理模式，实现从风道、主机、除尘部件、反吹清扫一体化自动控制，使除尘系统时刻保持最佳的除尘效果。实现远程和近程的双向控制。中心采用PLC处理芯片，可视化的人机对话界面，操作直观、简单、方便，能够更加快捷迅速处理各种信号，使整控制系统更稳定。

每个吸尘口均采用软密封电动风阀，能够实现风路的完全关闭，该风阀与对应设备运行信号联锁，设备运行时，阀门自动开启，设备停机时，阀门自动关闭，实现风量的合理分配。

除尘风机采用先进的变频控制技术，可实现风量的按需调配，自动适应系统风量要求，节省运行能耗。

3总结

该除尘系统2012年10月安装完毕，并通过业主的验收。经过半年以上的运行，业主反映设备情况良好、性能稳定、操作简单方便，达到了“无尘制样间”的设计要求。

新型的煤炭制样除尘系统从源头上控制制样破碎过程中产生的粉尘污染，在不影响工艺操作的前提下，全面治理整个制样流程从破碎、混合到缩分各个阶段产生的粉尘，确保制样工作环境以及样品质量，延长制样设备的使用寿命。基本实现了制样间“清扫、清洁、整理、整顿、素养、完全”的6S目标，值得同类项目借鉴或推广使用。

[1]蒋秀梅.火力发电厂燃煤验收及控制[J].华北电力技术,2012, (6):58-63

[2]中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所.工业场所有害因素职业接触限值-化学有害因素(GBZ2.1-2007)[S].北京:人民卫生出版社,2007

[3]刘勇.破碎机产尘综合治理的探讨与实践[J].煤炭工程,2011, (12):58-60

[4]孙一坚.工业通风(第3版)[M].北京:中国建筑工业出版社,1997 [5]杨殿勋.袋式除尘器设计指南[M].北京:机械工业出版社,2012 [6]国家环境保护总局环境标准研究所.煤炭工业污染物排排放标准(GB20426-2006)[S].北京:中国环境科学出版社,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

龙仕军（1970～）男，学士，高工；中南电力设计院发电工程公司（430071）；027-65263820；E-mail:longshijun@163.com