摘要：

对化工厂输煤系统的粉尘治理技术进行了探讨，最终推荐采用防尘、除尘、管理相结合的综合粉尘治理方式。

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 .

关键词：输煤、防尘、除尘、除尘器、抑尘

1.概述

化工厂输煤系统的粉尘具有广泛性、多样性、治理难彻底性等特点，使得治理起来比较困难，它的产生与来煤煤种和煤源、燃料输送设备的结构等有着复杂的关系，但可以简单地归纳为以下几个方面：

落煤点产生的粉尘：如翻车机、汽车卸煤沟、斗轮堆取料机、叶轮给煤机、各转运站落料口及胶带输送机的尾部受料槽等处，由于落料存在着高低差，其料流所产生的正压诱导风将细微的物料颗粒带入空气中形成弥漫飘逸的粉尘。

贮煤场产生的粉尘：由于封闭的贮煤场造价较高且储量较小，在我国大部分化工厂均采用开放式贮煤场，这种开放式的贮煤场尤其在春、秋季节，储煤中含水率较低、而且自然风力较大，自然风将储煤卷入空气中而产生相当严重的粉尘。

胶带输送机回程皮带产生的粉尘：由于胶带输送机增面滚筒、改向滚筒等椭圆度的存在和滚筒上粘煤等原因造成胶带机在运行中回程皮带激烈扇动，致使粘附于回程皮带上的细微的物料颗粒进入空气中而产生粉尘。

由于输送中的物料漏撒于地面以及空气中的粉尘沉降在地面后，在自然风力或者运转机械所产生的风力作用下，再次进入空气中而产生粉尘二次污染。

对于上述产生的粉尘，首先要以防尘为主，其次是消除煤尘，再次是加强管理。以下简述防尘、除尘、抑尘、其他综合措施等综合治理办法，以期达到粉尘综合治理之目的。

2.防尘

输煤系统的防尘方式很多，最典型是在煤堆场设置挡风抑尘网（墙），挡风抑尘网一般分为主导风向设网和堆场四周设网两种方式。采用何种方式主要取决于堆场范围大小、堆场形状、堆场地区的风频分布等因素。

大量的实验结果说明，挡风网之所以能大量降低露天煤堆起尘量的机理关键是降低来流风的风速；最大限度地损失来流风的动能；避免来流风的明显涡流，减少风的湍流度。

根据空气动力学原理，当风通过由“挡风抑尘板”组成的“挡风抑尘墙”时，墙后面出现分离和附着两种现象，形成上、下干扰气流，降低来流风的风速，极大的损失来流风的动能；减少风的湍流度，消除来流风的涡流；降低煤堆表面的剪切应力和压力，从而减少堆起尘率。一般认为，在挡风板顶部出现空气流的分离现象，分离点和附着点之间的区域称为分离区，这段的长度称为尾流区的特征长度或有效遮蔽距离。“挡风抑尘墙”的抑尘效果或屏蔽作用取决于挡风板尾流区的特征长度和风速。

料堆起尘分为两大类：一类是料堆场表面的静态起尘；另一类是在堆取料等过程中的动态起尘。前者主要与物料表面含水率、环境风速等关系密切，后者主要与作业落差，装卸强度等相关联。

对于散料堆场，只有外界风速达到一定强度，该风力使料堆表面颗粒产生的向上迁移的动力足以克服颗粒自身重力和颗粒之间的摩擦力以及其他阻碍颗粒迁移的外力时，颗粒就离开堆垛表面而扬起，此时的风速就称为起动风速。

根据露天料堆粉尘扩散规律的试验研究，料堆起尘量与风速之间的关系如下所示：

Q=a(V-V0) n

式中：

Q-----------料堆起尘量；

V-----------风速；

V0---------起尘风速；

a-----------与粉尘粒度分布有关的系数；

n-----------指数（n>1.2）；

从上式可以看出料堆起尘量Q与风速差(V-V0)的高次方成正比。因此，降低料堆场的实际风速是减少起尘量的最有效方法。

从上式还可以看出，要使起尘量Q变小，主要的办法是降低“V-V0”的差值。设置挡风抑尘墙的目的是将V变小，湿法抑尘的目的是将V0变大，从而达到减少Q的目标。因此对露天料堆场来说，使用挡风抑尘墙和增湿抑尘是两种主要的减少起尘量的技术措施。

有关试验证实，对不同地区环境的煤堆来说，2.7<6.23。因此降低风速是减小露天煤堆起尘量最有效的方法。>< p="">

风通过防风网时，不能采取堵截的办法把风引向上方，应该让一部分气流经防风网进入庇护区，一部分气流经防风网进入庇护区，这样风的动能损失最大，防风网后的煤堆起尘量最小。试验结果是防风墙减尘效果较差，具有最适透风墙系数的防风网减尘效果最好。例如当使用V>V0的某一风速时，无任何风障时，煤堆起尘量为100%，设挡风墙起尘量仍有10%，而设挡风网时起尘量只有0.5%。此试验结果说明仅仅降低风速，不损失风的动能，也不能最大限度地减少煤堆起尘。

在近地层由于气象、地形及堆场物料等因素地影响，堆场风具有阵发性，易形成漩涡风，使煤堆起尘量增加，挡风网对较大地漩涡风有破碎作用。减小风的脉动速度，从而减少煤堆起尘，就挡风网而言，双层挡风网的脉动速度降低的程度更大。

通过以上所述可以看到，防风抑尘网是一种很好的煤场防尘措施，目前防风抑尘网已经在多个电厂、煤化工的煤场得到了应用，效果良好。

3.机械除尘

机械除尘主要有如下几种形式：水冲击式除尘器、布袋式除尘器、高压静电除尘器等。

3.1 水冲击式样除尘器

水冲击式除尘器是湿式除尘器中效果比较好的一种，其原理是将含尘气体用水洗的办法，通过粘附或相互凝聚将粉尘从空气中分离出来，以达到除尘的目的。除尘器工作时，水位自控系统自动冲水至工作水位，含尘气体进入除尘器内，气流向下冲击水面，较大的尘粒落入水中，尘气达到初净化。然后尘气通过“S”型弯道使水和含尘气体充分接触，细微粉尘被水捕获，净化后的气体由尘雾室的挡水板除掉水滴后排出。该除尘器除尘效率高，一般可达99%以上。不足之处在于对憎水性粉尘除尘效率低，对水硬性粉尘的泥浆和污水处理较难，除下的粉尘如不回收将造成浪费或处理不好造成二次污染。

3.2 布袋式除尘器

布袋式除尘器是利用滤料过滤粉尘分离捕集进行除尘的。它的工作原理是当含尘气体通过滤袋时，撞击到滤布纤维的粉尘便附着在其表面上，一些极细小的粉尘由于受到气体分子的布朗运动所提供的动力的影响，也跟着做布朗运动。这样，就增加了粉尘与纤维的碰撞和附着的机会。含气体通过滤袋时产生静电现象，从而增加滤袋对粉尘的吸附能力，附着的粉尘层也是一个过滤层，这样对细小粉尘的阻留作用更大。净化后的空气由上部排出，除下的粉尘经过振打装置定期由集灰斗、卸灰管排出或直接排至皮带上或煤斗中。该除尘器的除尘效率也较高，能达到99%以上，可满足排放要求。缺点是布袋的维护量较大，需要定期更换。滤料的性能需要进一步提高，才能发挥其作用。另外粉尘含湿量较大会影响袋式除尘器的效率。

3.3 高压静电除尘器

高压静电除尘器是建立在电除尘原理和尘源控制方法基础上的一种局部除尘装置。它的工作原理是将电晕线装在尘源点延长的导煤槽或垂直风筒中央，电晕线是正极，导煤槽或垂直风筒是负极。粉尘粒子荷电以后就附着在负极的外壳上，从而阻止了粉尘的飞扬。但这种除尘器不是所有煤种都适用，只有当粉尘的性质满足以下条件时才适用：一是煤的比电阻值在104～1012欧姆/厘米之间；二是煤尘的可燃质挥发份小于46%；三是煤尘的初始浓度不大于30克/立方米；并且当清除附着在壳壁上的粉尘时，振打产生的粉尘回落到皮带上，又增加了粉尘的二次飞扬。如不能将这部分粉尘除下来，必然要排到室外去，这样增大了排放空气的含尘浓度，不能满足排放标准。

3.4 影响除尘器效率的因素

除了上述提到的影响除尘器效率的因素外，还有如下一些因素影响除尘器的效率。

3.4.1 除尘器风机风量的选择设计

设计者在设计除尘器风机风量时套用有关设计规范得出的数据带有一定的普遍性，有时不一定能很好地适应于现场的具体情况。事实上即使针对某一具体的除尘点也很难准确地计算出它的诱导风量。因此，比较理想的作法是在风机风量选择时先根据现场具体情况计算出一近似值并以此为依据把风机设计成风量方便调节的风机。

对于除尘器风机风量的选择常存在这样的认识误区即认为风机风量选择时偏大些好。事实上风机风量偏大与偏小同样不好：风量太小不足以形成负压以平衡诱导风的正压，导致粉尘外冒；风量太大，则负压太大，除了不能有效地使较大尘粒（直径100μm以上的尘粒）自然沉降，还会使扬尘量大为增加，从而降低除尘器的除尘效率。

风机风量调试的一个比较好的经验是：当靠近除尘点周围的烟雾轻飘进除尘器的吸尘罩时，风机的风量为最佳值。

3.4.2 除尘器吸风口的合理布置

D-YM96明文规定除尘器的吸风罩边缘距导煤槽出口的距离为1.5倍的皮带宽度，吸风罩边缘距落料口的距离为1倍的皮带宽度，在现场调研中发现，许多电厂中的除尘器的吸风口的布置极不合理，有的吸风口距导料槽出口太近，距离不到500mm，有的吸风口距落料点的距离仅有100～200mm，前者必然导致严重漏风，影响负压形成，造成吸尘能力的明显下降，后者导致落料点的扬尘来不及自然沉降就被除尘器的风机吸走，从而大大降低了除尘器的出力和效率。

3.4.3 导煤槽的规格、结构形式与密封

根据TD75标准导煤槽的结构形式主要有矩形和喇叭形两种，但是这两种类型的导煤槽并不是最理想的导煤槽。这是因为煤流转运过程中产生的诱导风在这两种类型的导煤槽形成的气压分布不均匀，加剧空气的流动，不利于悬浮粉尘的稳定和沉降。一种新型的圆弧顶导煤槽更有利于诱导风的稳定、扬尘的自然沉降，从而提高除尘效率。

关于导煤槽的密封，传统的做法是采用帆布胶带来制做导煤槽挡皮。这种密封方法不但密封效果不好而且缺陷较多:导煤槽与运输胶带的摩擦大、磨损快、维护工作量大。一种新型的迷宫式挡煤皮不但密封好而且耐磨、寿命长、维护工作量小，对防止导煤槽中正压诱导风产生的粉尘外冒相当有效。

3.5除尘器效率的适用范围

采用除尘器除尘只能适用于粉尘的产生相对集中而且固定的地方，如胶带输送机头部落料斗、尾部受料槽、原煤仓等。它不适用于如叶轮给煤机、螺旋卸车机、斗轮堆取料机等移动尘源和贮煤场、汽车卸车处等大面积开放性尘源。

4.抑尘

抑尘的主要方式主要是喷水抑尘，喷水抑尘是一种最简单的降尘方式。煤之所以扬尘是由于煤的表面水份低，如果煤的表面水份达到一定程度，那么，在堆放和运输过程中产生的粉尘就极少。喷水抑尘就是向煤喷水或注水，使其增加表面湿度。但如果湿度太大，又会影响后续工序的效率，同时影响工厂的经济效益。所以喷水抑尘的喷水量的控制成为关键的部分。在进行喷水抑尘的设计过程中需要注意以下几个问题：一是喷嘴距皮带的高度要适中，使水的喷射范围在煤料以内，不能喷到皮带上，那样会使皮带打滑，影响运行；二是喷水除尘的水源选择问题，因为喷嘴的喷水孔比较小，如果水质不好，极易堵塞喷嘴，使喷水抑尘处于瘫痪状态；三是喷水抑尘系统的控制问题，喷水装置应在输煤皮带运行产生粉尘时开始工作最佳，如果提前工作，喷出的水存在皮带上，一部分煤粉将粘在皮带上，如果滞后，会造成粉尘飞扬。所以建议采用喷水装置就地手动和落煤自动启闭的方法，即皮带上有煤时喷水装置启动，无煤时自动关闭。

喷水抑尘系统操作方法简单，启动方便，安全省力。但在寒冷地区，冬季室外温度很低，存放室外的煤运到室内，喷水势必造成水与煤的冻结现象，严重的会造成皮带与煤冻结。为保证冬季安全运行，往往要关闭除尘系统，这样喷水除尘如同虚设。喷水抑尘系统的喷嘴水孔比较小，如果水质不好，极易堵塞喷嘴，如不及时维护，使喷水除尘处于瘫痪。

5.其他辅助的综合治理措施

5.1 采用水力冲洗

水力冲洗是所有撒、漏煤清理中最简便、高效的处理方式，为提高水力冲洗的效率可以考虑在输煤系统沿线安装一定数量的快速水冲洗接头（以每隔20m布置一个接头为佳），水力冲洗还可以使转运站和栈桥的地面经常保持湿润(不是积水)，可以避免地面粉尘在自然风、外界扰动或下皮带抖动的影响下而产生的粉尘二次污染。

5.2 在回程皮带头部加强清扫并进行密封

在胶带输送机的下层皮带头部设置3～4组胶环式自清扫托辊，制作一密封箱将合金清扫器未清除干净而由自清扫托辊清除下来的煤渣碎片及粉尘集中、封闭，用以消除整条回程皮带抖动产生的粉尘。这部分集中封闭起来的煤渣碎片和粉尘，不能采用水冲洗，要用真空吸尘车清除。

5.3 加强贮煤场周围的绿化

由于封闭的贮煤场造价较高且贮煤量较小，在我国大部分燃煤电厂均采用开放式贮煤场，这种开放式的贮煤场尤其在春、秋季节，粉尘相当严重，在这种煤场的四周栽上成长较快的数种，地面种草加以绿化，再加上喷水，可以取得不错的效果。

6.结论

以上所述的各种粉尘治理方法皆不能“包治百病”，所以粉尘治理工作要因地制宜，不同的地区、不同的煤种采用不同的防尘、除尘方式，才能达到更好的防治效果。另外，电厂的运行维护人员对设备的维护管理也很重要。总之，输煤系统粉尘综合治理是一项系统工程，应采取标本兼治的原则，简单实用的原则。

参考文献：

(1) 防风抑尘墙在黑岱沟露天矿中的应用研究 作者:李晋旭,李克民,杨明,杨贺, 期刊《金属矿山》 2010年 第01期

(2) 秦皇岛港煤堆场防风网结构风振响应分析 作者: 刘现鹏，王元战，洪宁宁，孙熙平，期刊《港工技术》2008(5)

(3) 输煤系统粉尘综合治理 作者：杨乃妮，《中国电力教育》2009年S1期

(4) 《火力发电厂输煤系统煤尘治理设计技术暂行规定》 能源部西北电力设计院，北京：水利电力出版社，1989

(5) 《除尘器在输煤系统煤尘治理中的作用》 山西电力工业局 中国电力出版社，1997