浅谈燃煤发电厂输煤系统的水幕除尘

电力18讯：    摘  要：对不同的煤种加入不同的水量，可以有效地消除运输中煤粉对环境的污染。文章介绍了燃煤发电厂输煤系统利用水幕、水喷雾降尘的原理和具体方法，并提出了煤的外在水分极限值可遏制粉尘产生的见解。

    关键词：输煤系统；水幕除尘；外在水分；环境保护

　

1问题的提出

    在燃煤发电厂，一般煤是由列车运到生产现场，经卸车、转运、破碎等环节，最终将煤运至原煤仓供锅炉燃烧，其倒运路径如图1所示。

            



    从图1中可以看出，原煤从入厂到锅炉原煤仓供锅炉燃烧，要经过十多个环节，若不采取有效措施，每个环节都会产生大量粉尘，不仅污染环境，而且危害人身健康，特别是粉尘粒度在0.5～5 μm时，容易穿透人的肺叶，对人体伤害极大，对此，国家有关标准规定，在燃煤发电厂的输煤系统中，各工作间的空气含尘浓度值≤10 mg/m3。因此，如何根据原煤输送工艺流程，通过合理配置降、除尘装置，达到遏制和消除粉尘是输煤系统中亟待解决的问题。多年实践证明，水幕除尘是一个经济有效的方法。    

2理论分析与试验

    煤是一种可燃的有机质岩石，煤中水分按存在状态可分为外在水分（表面水分）、内在水分（固有水分）和化合水分（结晶水分）。外在水分存在于煤的表面和煤粒缝隙间，它与外界条件（如温度、湿度等）变化有密切关系；内在水分存在于煤粒的毛细孔中；化合水分是与煤中的矿物质相结合的水分。后两种水分在室温条件下不会发生变化，要在较高温度下才能分解逸出。因此，在除尘问题上，只针对外在水分进行研究就可以了。

  煤中外在水分的多少，对输煤系统和锅炉的燃烧都有一定的影响。当水分少时，煤较为干燥，在运输及破碎过程中，将会产生大量粉尘，污染环境，对人身造成危害，能源也受到损失。当水分多时，增加了煤的粘度，会出现以下问题：在运输过程中落煤筒将产生粘着或堵塞现象；碎煤机破碎困难，负荷增大；煤的实际计量值偏差大；磨煤机的出力减少；在向锅炉供煤过程中产生断流现象；对燃烧情况造成一定影响。因此，如何控制煤的外在水分量是问题的关键。

    经过反复试验与分析，认为：煤在倒运过程中，外在水分的理想值是达到极限值时，既能有效地遏制粉尘，又不会给后道工序带来不利影响。不同的煤种，其外在水分是不同的，加水量要随之而变，具体煤种及相关的外在极限水分见表1。

　



　

3加水部位与水量计算

3.1加水部位

        a. 翻车前加水在运煤列车车箱未进入翻车机前，对停在轨道上的列车车箱内的原煤进行加水，通过加水的时间，控制水分渗入煤层的情况，作为源头遏尘。

        b. 翻车中加水翻车机作为卸煤的主要设备，也是原煤进厂的第一道环节，在卸车时将产生大量的粉尘，尤其是外在水分含量较低的煤，粉尘更为严重，如包头、山西的部分煤种就是如此。通过翻车机翻车向煤中加入适量水分，让水和煤在翻卸过程中均匀结合，使煤的表面达到湿润，一方面遏制了现场的粉尘，另一方面也为下道工序奠定了良好的基础。这是输煤系统中的头道工序，是整个系统中降、除尘的关键。

         c. 给煤设备及转运处加水尽管以上两道工序均进行了加水，由于煤体集中，时间较短，又受水量所限，一方面煤和水的掺配是不均匀的，另一方面也达不到煤的外在水分的极限值。因此，在整个原煤输送过程中，还要根据煤种、煤量及其外在水分的多少，在容易产生粉尘的地方（给煤设备及煤的转运处）进一步加水，使之达到其外在水分的极限值。

3.2加水方式及水量计算

3.2.1水幕加水

       水幕加水是利用特殊设计的专用喷头，在运煤系统的关键部位，形成水幕帘或喷水旋涡，根据胶带输送机上煤的当前运量、煤种的外在水分及其极限值等相关参数，计算出喷头的加水量。利用电气控制或自动控制，通过合理组合，确定整个系统自开始至最终煤仓各区段的加水量。

3.2.2喷雾加水

       其形式与水幕加水基本相同，它主要是形成小面积的水雾，通过微小水滴与空气中的粉尘颗粒结合，消除粉尘。

3.2.3加水量计算实例

        若测得某原煤的外在水分为4%，其外在水分的极限值为12%时，胶带输送机的当前运量为800 t/h，喷嘴流量在0.5 MPa