摘要：

對化工廠輸煤系統(tǒng)的粉塵治理技術(shù)進行了探討，最終推薦采用防塵、除塵、管理相結(jié)合的綜合粉塵治理方式。

The Analysis and Management of Dust Treatment in convey coal system of chemical plant ，recommend a method of Dust comprehensive treatment , this method include dust-proof, dedusting,management .

關(guān)鍵詞：輸煤、防塵、除塵、除塵器、抑塵

1.概述

化工廠輸煤系統(tǒng)的粉塵具有廣泛性、多樣性、治理難徹底性等特點，使得治理起來比較困難，它的產(chǎn)生與來煤煤種和煤源、燃料輸送設備的結(jié)構(gòu)等有著復雜的關(guān)系，但可以簡單地歸納為以下幾個方面：

落煤點產(chǎn)生的粉塵：如翻車機、汽車卸煤溝、斗輪堆取料機、葉輪給煤機、各轉(zhuǎn)運站落料口及膠帶輸送機的尾部受料槽等處，由于落料存在著高低差，其料流所產(chǎn)生的正壓誘導風將細微的物料顆粒帶入空氣中形成彌漫飄逸的粉塵。

貯煤場產(chǎn)生的粉塵：由于封閉的貯煤場造價較高且儲量較小，在我國大部分化工廠均采用開放式貯煤場，這種開放式的貯煤場尤其在春、秋季節(jié)，儲煤中含水率較低、而且自然風力較大，自然風將儲煤卷入空氣中而產(chǎn)生相當嚴重的粉塵。

膠帶輸送機回程皮帶產(chǎn)生的粉塵：由于膠帶輸送機增面滾筒、改向滾筒等橢圓度的存在和滾筒上粘煤等原因造成膠帶機在運行中回程皮帶激烈扇動，致使粘附于回程皮帶上的細微的物料顆粒進入空氣中而產(chǎn)生粉塵。

由于輸送中的物料漏撒于地面以及空氣中的粉塵沉降在地面后，在自然風力或者運轉(zhuǎn)機械所產(chǎn)生的風力作用下，再次進入空氣中而產(chǎn)生粉塵二次污染。

對于上述產(chǎn)生的粉塵，首先要以防塵為主，其次是消除煤塵，再次是加強管理。以下簡述防塵、除塵、抑塵、其他綜合措施等綜合治理辦法，以期達到粉塵綜合治理之目的。

2.防塵

輸煤系統(tǒng)的防塵方式很多，最典型是在煤堆場設置擋風抑塵網(wǎng)（墻），擋風抑塵網(wǎng)一般分為主導風向設網(wǎng)和堆場四周設網(wǎng)兩種方式。采用何種方式主要取決于堆場范圍大小、堆場形狀、堆場地區(qū)的風頻分布等因素。

大量的實驗結(jié)果說明，擋風網(wǎng)之所以能大量降低露天煤堆起塵量的機理關(guān)鍵是降低來流風的風速；最大限度地損失來流風的動能；避免來流風的明顯渦流，減少風的湍流度。

根據(jù)空氣動力學原理，當風通過由“擋風抑塵板”組成的“擋風抑塵墻”時，墻后面出現(xiàn)分離和附著兩種現(xiàn)象，形成上、下干擾氣流，降低來流風的風速，極大的損失來流風的動能；減少風的湍流度，消除來流風的渦流；降低煤堆表面的剪切應力和壓力，從而減少堆起塵率。一般認為，在擋風板頂部出現(xiàn)空氣流的分離現(xiàn)象，分離點和附著點之間的區(qū)域稱為分離區(qū)，這段的長度稱為尾流區(qū)的特征長度或有效遮蔽距離。“擋風抑塵墻”的抑塵效果或屏蔽作用取決于擋風板尾流區(qū)的特征長度和風速。

料堆起塵分為兩大類：一類是料堆場表面的靜態(tài)起塵；另一類是在堆取料等過程中的動態(tài)起塵。前者主要與物料表面含水率、環(huán)境風速等關(guān)系密切，后者主要與作業(yè)落差，裝卸強度等相關(guān)聯(lián)。

對于散料堆場，只有外界風速達到一定強度，該風力使料堆表面顆粒產(chǎn)生的向上遷移的動力足以克服顆粒自身重力和顆粒之間的摩擦力以及其他阻礙顆粒遷移的外力時，顆粒就離開堆垛表面而揚起，此時的風速就稱為起動風速。

根據(jù)露天料堆粉塵擴散規(guī)律的試驗研究，料堆起塵量與風速之間的關(guān)系如下所示：

Q=a(V-V0) n

式中：

Q-----------料堆起塵量；

V-----------風速；

V0---------起塵風速；

a-----------與粉塵粒度分布有關(guān)的系數(shù)；

n-----------指數(shù)（n>1.2）；

從上式可以看出料堆起塵量Q與風速差(V-V0)的高次方成正比。因此，降低料堆場的實際風速是減少起塵量的最有效方法。

從上式還可以看出，要使起塵量Q變小，主要的辦法是降低“V-V0”的差值。設置擋風抑塵墻的目的是將V變小，濕法抑塵的目的是將V0變大，從而達到減少Q(mào)的目標。因此對露天料堆場來說，使用擋風抑塵墻和增濕抑塵是兩種主要的減少起塵量的技術(shù)措施。

有關(guān)試驗證實，對不同地區(qū)環(huán)境的煤堆來說，2.7<6.23。因此降低風速是減小露天煤堆起塵量最有效的方法。>< p="">

風通過防風網(wǎng)時，不能采取堵截的辦法把風引向上方，應該讓一部分氣流經(jīng)防風網(wǎng)進入庇護區(qū)，一部分氣流經(jīng)防風網(wǎng)進入庇護區(qū)，這樣風的動能損失最大，防風網(wǎng)后的煤堆起塵量最小。試驗結(jié)果是防風墻減塵效果較差，具有最適透風墻系數(shù)的防風網(wǎng)減塵效果最好。例如當使用V>V0的某一風速時，無任何風障時，煤堆起塵量為100%，設擋風墻起塵量仍有10%，而設擋風網(wǎng)時起塵量只有0.5%。此試驗結(jié)果說明僅僅降低風速，不損失風的動能，也不能最大限度地減少煤堆起塵。

在近地層由于氣象、地形及堆場物料等因素地影響，堆場風具有陣發(fā)性，易形成漩渦風，使煤堆起塵量增加，擋風網(wǎng)對較大地漩渦風有破碎作用。減小風的脈動速度，從而減少煤堆起塵，就擋風網(wǎng)而言，雙層擋風網(wǎng)的脈動速度降低的程度更大。

通過以上所述可以看到，防風抑塵網(wǎng)是一種很好的煤場防塵措施，目前防風抑塵網(wǎng)已經(jīng)在多個電廠、煤化工的煤場得到了應用，效果良好。

3.機械除塵

機械除塵主要有如下幾種形式：水沖擊式除塵器、布袋式除塵器、高壓靜電除塵器等。

3.1 水沖擊式樣除塵器

水沖擊式除塵器是濕式除塵器中效果比較好的一種，其原理是將含塵氣體用水洗的辦法，通過粘附或相互凝聚將粉塵從空氣中分離出來，以達到除塵的目的。除塵器工作時，水位自控系統(tǒng)自動沖水至工作水位，含塵氣體進入除塵器內(nèi)，氣流向下沖擊水面，較大的塵粒落入水中，塵氣達到初凈化。然后塵氣通過“S”型彎道使水和含塵氣體充分接觸，細微粉塵被水捕獲，凈化后的氣體由塵霧室的擋水板除掉水滴后排出。該除塵器除塵效率高，一般可達99%以上。不足之處在于對憎水性粉塵除塵效率低，對水硬性粉塵的泥漿和污水處理較難，除下的粉塵如不回收將造成浪費或處理不好造成二次污染。

3.2 布袋式除塵器

布袋式除塵器是利用濾料過濾粉塵分離捕集進行除塵的。它的工作原理是當含塵氣體通過濾袋時，撞擊到濾布纖維的粉塵便附著在其表面上，一些極細小的粉塵由于受到氣體分子的布朗運動所提供的動力的影響，也跟著做布朗運動。這樣，就增加了粉塵與纖維的碰撞和附著的機會。含氣體通過濾袋時產(chǎn)生靜電現(xiàn)象，從而增加濾袋對粉塵的吸附能力，附著的粉塵層也是一個過濾層，這樣對細小粉塵的阻留作用更大。凈化后的空氣由上部排出，除下的粉塵經(jīng)過振打裝置定期由集灰斗、卸灰管排出或直接排至皮帶上或煤斗中。該除塵器的除塵效率也較高，能達到99%以上，可滿足排放要求。缺點是布袋的維護量較大，需要定期更換。濾料的性能需要進一步提高，才能發(fā)揮其作用。另外粉塵含濕量較大會影響袋式除塵器的效率。

3.3 高壓靜電除塵器

高壓靜電除塵器是建立在電除塵原理和塵源控制方法基礎上的一種局部除塵裝置。它的工作原理是將電暈線裝在塵源點延長的導煤槽或垂直風筒中央，電暈線是正極，導煤槽或垂直風筒是負極。粉塵粒子荷電以后就附著在負極的外殼上，從而阻止了粉塵的飛揚。但這種除塵器不是所有煤種都適用，只有當粉塵的性質(zhì)滿足以下條件時才適用：一是煤的比電阻值在104～1012歐姆/厘米之間；二是煤塵的可燃質(zhì)揮發(fā)份小于46%；三是煤塵的初始濃度不大于30克/立方米；并且當清除附著在殼壁上的粉塵時，振打產(chǎn)生的粉塵回落到皮帶上，又增加了粉塵的二次飛揚。如不能將這部分粉塵除下來，必然要排到室外去，這樣增大了排放空氣的含塵濃度，不能滿足排放標準。

3.4 影響除塵器效率的因素

除了上述提到的影響除塵器效率的因素外，還有如下一些因素影響除塵器的效率。

3.4.1 除塵器風機風量的選擇設計

設計者在設計除塵器風機風量時套用有關(guān)設計規(guī)范得出的數(shù)據(jù)帶有一定的普遍性，有時不一定能很好地適應于現(xiàn)場的具體情況。事實上即使針對某一具體的除塵點也很難準確地計算出它的誘導風量。因此，比較理想的作法是在風機風量選擇時先根據(jù)現(xiàn)場具體情況計算出一近似值并以此為依據(jù)把風機設計成風量方便調(diào)節(jié)的風機。

對于除塵器風機風量的選擇常存在這樣的認識誤區(qū)即認為風機風量選擇時偏大些好。事實上風機風量偏大與偏小同樣不好：風量太小不足以形成負壓以平衡誘導風的正壓，導致粉塵外冒；風量太大，則負壓太大，除了不能有效地使較大塵粒（直徑100μm以上的塵粒）自然沉降，還會使揚塵量大為增加，從而降低除塵器的除塵效率。

風機風量調(diào)試的一個比較好的經(jīng)驗是：當靠近除塵點周圍的煙霧輕飄進除塵器的吸塵罩時，風機的風量為最佳值。

3.4.2 除塵器吸風口的合理布置

D-YM96明文規(guī)定除塵器的吸風罩邊緣距導煤槽出口的距離為1.5倍的皮帶寬度，吸風罩邊緣距落料口的距離為1倍的皮帶寬度，在現(xiàn)場調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，許多電廠中的除塵器的吸風口的布置極不合理，有的吸風口距導料槽出口太近，距離不到500mm，有的吸風口距落料點的距離僅有100～200mm，前者必然導致嚴重漏風，影響負壓形成，造成吸塵能力的明顯下降，后者導致落料點的揚塵來不及自然沉降就被除塵器的風機吸走，從而大大降低了除塵器的出力和效率。

3.4.3 導煤槽的規(guī)格、結(jié)構(gòu)形式與密封

根據(jù)TD75標準導煤槽的結(jié)構(gòu)形式主要有矩形和喇叭形兩種，但是這兩種類型的導煤槽并不是最理想的導煤槽。這是因為煤流轉(zhuǎn)運過程中產(chǎn)生的誘導風在這兩種類型的導煤槽形成的氣壓分布不均勻，加劇空氣的流動，不利于懸浮粉塵的穩(wěn)定和沉降。一種新型的圓弧頂導煤槽更有利于誘導風的穩(wěn)定、揚塵的自然沉降，從而提高除塵效率。

關(guān)于導煤槽的密封，傳統(tǒng)的做法是采用帆布膠帶來制做導煤槽擋皮。這種密封方法不但密封效果不好而且缺陷較多:導煤槽與運輸膠帶的摩擦大、磨損快、維護工作量大。一種新型的迷宮式擋煤皮不但密封好而且耐磨、壽命長、維護工作量小，對防止導煤槽中正壓誘導風產(chǎn)生的粉塵外冒相當有效。

3.5除塵器效率的適用范圍

采用除塵器除塵只能適用于粉塵的產(chǎn)生相對集中而且固定的地方，如膠帶輸送機頭部落料斗、尾部受料槽、原煤倉等。它不適用于如葉輪給煤機、螺旋卸車機、斗輪堆取料機等移動塵源和貯煤場、汽車卸車處等大面積開放性塵源。

4.抑塵

抑塵的主要方式主要是噴水抑塵，噴水抑塵是一種最簡單的降塵方式。煤之所以揚塵是由于煤的表面水份低，如果煤的表面水份達到一定程度，那么，在堆放和運輸過程中產(chǎn)生的粉塵就極少。噴水抑塵就是向煤噴水或注水，使其增加表面濕度。但如果濕度太大，又會影響后續(xù)工序的效率，同時影響工廠的經(jīng)濟效益。所以噴水抑塵的噴水量的控制成為關(guān)鍵的部分。在進行噴水抑塵的設計過程中需要注意以下幾個問題：一是噴嘴距皮帶的高度要適中，使水的噴射范圍在煤料以內(nèi)，不能噴到皮帶上，那樣會使皮帶打滑，影響運行；二是噴水除塵的水源選擇問題，因為噴嘴的噴水孔比較小，如果水質(zhì)不好，極易堵塞噴嘴，使噴水抑塵處于癱瘓狀態(tài)；三是噴水抑塵系統(tǒng)的控制問題，噴水裝置應在輸煤皮帶運行產(chǎn)生粉塵時開始工作最佳，如果提前工作，噴出的水存在皮帶上，一部分煤粉將粘在皮帶上，如果滯后，會造成粉塵飛揚。所以建議采用噴水裝置就地手動和落煤自動啟閉的方法，即皮帶上有煤時噴水裝置啟動，無煤時自動關(guān)閉。

噴水抑塵系統(tǒng)操作方法簡單，啟動方便，安全省力。但在寒冷地區(qū)，冬季室外溫度很低，存放室外的煤運到室內(nèi)，噴水勢必造成水與煤的凍結(jié)現(xiàn)象，嚴重的會造成皮帶與煤凍結(jié)。為保證冬季安全運行，往往要關(guān)閉除塵系統(tǒng)，這樣噴水除塵如同虛設。噴水抑塵系統(tǒng)的噴嘴水孔比較小，如果水質(zhì)不好，極易堵塞噴嘴，如不及時維護，使噴水除塵處于癱瘓。

5.其他輔助的綜合治理措施

5.1 采用水力沖洗

水力沖洗是所有撒、漏煤清理中最簡便、高效的處理方式，為提高水力沖洗的效率可以考慮在輸煤系統(tǒng)沿線安裝一定數(shù)量的快速水沖洗接頭（以每隔20m布置一個接頭為佳），水力沖洗還可以使轉(zhuǎn)運站和棧橋的地面經(jīng)常保持濕潤(不是積水)，可以避免地面粉塵在自然風、外界擾動或下皮帶抖動的影響下而產(chǎn)生的粉塵二次污染。

5.2 在回程皮帶頭部加強清掃并進行密封

在膠帶輸送機的下層皮帶頭部設置3～4組膠環(huán)式自清掃托輥，制作一密封箱將合金清掃器未清除干凈而由自清掃托輥清除下來的煤渣碎片及粉塵集中、封閉，用以消除整條回程皮帶抖動產(chǎn)生的粉塵。這部分集中封閉起來的煤渣碎片和粉塵，不能采用水沖洗，要用真空吸塵車清除。

5.3 加強貯煤場周圍的綠化

由于封閉的貯煤場造價較高且貯煤量較小，在我國大部分燃煤電廠均采用開放式貯煤場，這種開放式的貯煤場尤其在春、秋季節(jié)，粉塵相當嚴重，在這種煤場的四周栽上成長較快的數(shù)種，地面種草加以綠化，再加上噴水，可以取得不錯的效果。

6.結(jié)論

以上所述的各種粉塵治理方法皆不能“包治百病”，所以粉塵治理工作要因地制宜，不同的地區(qū)、不同的煤種采用不同的防塵、除塵方式，才能達到更好的防治效果。另外，電廠的運行維護人員對設備的維護管理也很重要?？傊斆合到y(tǒng)粉塵綜合治理是一項系統(tǒng)工程，應采取標本兼治的原則，簡單實用的原則。

參考文獻：

(1) 防風抑塵墻在黑岱溝露天礦中的應用研究 作者:李晉旭,李克民,楊明,楊賀, 期刊《金屬礦山》 2010年 第01期

(2) 秦皇島港煤堆場防風網(wǎng)結(jié)構(gòu)風振響應分析 作者: 劉現(xiàn)鵬，王元戰(zhàn)，洪寧寧，孫熙平，期刊《港工技術(shù)》2008(5)

(3) 輸煤系統(tǒng)粉塵綜合治理 作者：楊乃妮，《中國電力教育》2009年S1期

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