國內(nèi)外電廠工業(yè)煙粉塵控制的簡介及現(xiàn)狀
近年，我國灰霾天氣頻繁出現(xiàn)，大氣污染狀況日趨嚴重，受到社會各界人士的廣泛關(guān)注。在今年的政府工作報告中，國家首次明確提出將在重點區(qū)域及省會直轄市推廣PM2.5監(jiān)測，這成為“兩會”期間節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域引起眾多熱議的關(guān)鍵詞之一?？梢姺蹓m污染已不再是單純的環(huán)境問題，已延伸為社會問題。燃煤電廠煤灰粉塵排放以及PM2.5細顆粒物是造成灰霾天氣的主要原因之一。除了對其進行監(jiān)測外，如何追本溯源開展有效治理更需要我們的重視和關(guān)注。
我們國家的工業(yè)煙粉塵排放治理跟國外有一定區(qū)別。國外第一步是先治理粉塵，比如五十年前，西方國家認識到粉塵的危害后，首先開始治理粉塵污染。最近二三十年他們則開始治理硫化物和氮氧化物污染。但我們國家正好相反，我們國家前幾年是直接進行工業(yè)二氧化硫排放的治理和控制，對工業(yè)粉塵的控制反而滯后了。
目前，國內(nèi)大多數(shù)火力發(fā)電廠的輸煤系統(tǒng)煤塵綜合治理主要是事后治理，所謂事后治理是指只重視已積煤塵的清掃而輕視煤塵起因的防治。
據(jù)調(diào)查，國內(nèi)大多數(shù)火力發(fā)電廠的輸煤系統(tǒng)的清掃方式大體可分以下三種：全系統(tǒng)采用水力清掃；全系統(tǒng)采用水力清掃加真空清掃；全系統(tǒng)采用真空清掃加人工清掃。根據(jù)對全國50多個大、中型火力發(fā)電廠的調(diào)查情況表明：80％以上的電廠推薦水力清掃，12％以上的電廠推薦水力與真空清掃相結(jié)合，只有少部分電廠推薦采用真空清掃。從二十多年的電廠實踐來看，雖然出現(xiàn)了氣力清掃，但相比之下，水力清掃還是深受電廠的歡迎，是電廠輸煤系統(tǒng)煤塵清掃的主流方式。
全國多數(shù)電廠的運行現(xiàn)狀表明，輸煤系統(tǒng)的煤塵綜合治理情況并不令人滿意，輸煤系統(tǒng)煤塵產(chǎn)生的原因較多，是一個綜合因素。在對哈三電廠、牡丹江二電廠電廠運行狀況的實地調(diào)查基礎(chǔ)之上，結(jié)合這幾年的實踐和認識，提出一套綜合的治理方案，希望可以改善我們新華電廠輸煤系統(tǒng)的煤塵綜合治理現(xiàn)狀。
因此我們公司這幾年一直在研究火電廠煤灰粉塵的治理和控制技術(shù)，經(jīng)過不斷摸索和創(chuàng)新，目前我公司已經(jīng)基本形成了一套煤灰粉塵的治理辦法。
煤灰粉塵PM2.5治理意義
除了對環(huán)境保護以及排放達標外，還可以從三個方面給企業(yè)帶來附加收益。
第一，除塵煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)能夠提高除塵效率99.8%以上，減少PM2.5粉塵排放。從除塵出口煙道進入脫硫塔的煙氣潔凈程度越高，那么脫硫效率就越高。從而可以有效降低脫硫成本，提高脫硫效率；減少吸風機葉片磨損延長設(shè)備壽命。
第二就是曲線落煤管，可以減少90%以上粉塵產(chǎn)生，落煤點居中提高輸送效率，沖擊力減小80%，延長皮帶壽命，給現(xiàn)場工作人員和環(huán)境減少危害。另外能夠節(jié)省大量用于沖洗皮帶間的水資源，尤其對于國內(nèi)水資源日益短缺有重要的戰(zhàn)略意義；
第三石子除塵煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)能耗低效率高環(huán)保。這些都是能給企業(yè)帶來節(jié)約成本和延長設(shè)備使用壽命的附加收益。
煤灰粉塵和PM2.5來源
燃煤電廠的燃料進廠后，先后經(jīng)過翻卸，給煤機械，皮帶多段轉(zhuǎn)運、破碎、篩分、犁煤等各種備煤設(shè)備進入原煤倉。在整個輸送工藝過程中，伴隨產(chǎn)生一次塵化氣流。轉(zhuǎn)段落差、破碎設(shè)備鼓風量，落煤管與水平夾角、皮帶速度等參數(shù)值越高，塵化強度就越大。一次塵化氣流會把煤塵揚起，使局部空氣塵化而形成塵源。塵源周邊的空氣被誘導(dǎo)、擾動而形成二次氣流。二次氣流將一次塵化氣流向四周空氣擴散、蔓延；充斥在作業(yè)現(xiàn)場。由于微塵中粒徑的占有相當比例，它們會長時間懸浮在空氣中而不能沉降，甚至造成二次揚塵。
所謂粉塵就是空氣中懸浮的固體微粒。在火電廠粉塵在主要形式為煤塵，是煤在儲存、輸送、篩碎過程中，在流動的空氣中會混有煤的細小顆粒，以煤塵的形式散發(fā)出來。魯陽電廠輸煤系統(tǒng)皮帶機采取的是露天布置加裝防雨罩，如不采取有效的降塵措施，任其自由擴散，將會對周圍環(huán)境造成嚴重污染事件。
雖然自然過程也會產(chǎn)生PM2.5，但其主要來源還是人為排放。人類既直接排放PM2.5，也排放某些氣體污染物，在空氣中轉(zhuǎn)變成PM2.5。直接排放主要來自燃燒過程，比如化石燃料（煤、汽油、柴油）的燃燒、生物質(zhì)（秸稈、木柴）的燃燒、垃圾焚燒。在空氣中轉(zhuǎn)化成PM2.5的氣體污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨氣、揮發(fā)性有機物。其它的人為來源包括：道路揚塵、建筑施工揚塵、工業(yè)粉塵、廚房煙氣。自然來源則包括：風揚塵土、火山灰、森林火災(zāi)、漂浮的海鹽、花粉、真菌孢子、細菌。
煤灰粉塵和PM2.5對人體的危害
輸煤系統(tǒng)的粉塵主要是煤塵和灰塵，如含有游離SiO2的煤塵吸入人體后并在肺中沉積，會引起纖維性病變，隨著時間積累會使肺部組織逐漸硬化，損害呼吸功能，此即為“矽肺”病，嚴重時引起窒息、危及生命。煤塵粒度大小對人體的危害程度也有較大關(guān)系。粒度愈小，愈不容易沉降，易懸浮在空氣中，當被人體吸入后易通過人體保護系統(tǒng)，進入肺部粘附在肺葉表面，一般小于5微米的塵粒。
煤塵含有游離二氧化硅吸入人體后，在肺內(nèi)沉積，能引起纖維性病變，使肺部組織逐漸硬化，造成矽肺病。粉塵顆粒越小，越不易趁獎沉降，長時間浮游在空氣中，被人吸入后，易于到達肺部，造成各種塵肺病。
如果空氣中粉塵PM2.5的濃度長期高于10微克/立方米，死亡風險就開始上升。濃度每增加10微克/立方米，總的死亡風險就上升4% ，得心肺疾病的死亡風險上升6% ，得肺癌的死亡風險上升8%[4-5]。這意味著多大的風險呢？我們可以拿吸煙做個比較。吸煙可使男性得肺癌死亡的風險上升21倍（也就是上升2100%），女性的風險上升11倍（1100%）；使中年人得心臟病死亡的風險上升2倍（200%）[6]。和吸煙一比，PM2.5的危害就顯得非常小了。如果吸煙都沒有讓你感到恐懼，那你就不用擔心眼下PM2.5超標對健康的影響了。
但是，從全社會的角度出發(fā)，降低這些看似不大的風險，收益卻是很大的。美國環(huán)保局在2003年做了一個估算：“如果PM2.5達標，全美國每年可以避免數(shù)萬人早死、數(shù)萬人上醫(yī)院就診、上百萬次的誤工、上百萬兒童得呼吸系統(tǒng)疾病”。相比當前的中國，美國當時的空氣質(zhì)量已經(jīng)相當不錯，只有很少的地區(qū)存在略微的超標。如果中國的粉塵和PM2.5能夠達標，社會收益無疑將會是巨大的。
粉塵對設(shè)備的危害
煤塵散落在皮帶轉(zhuǎn)動部分，會加速轉(zhuǎn)動件的磨損速度，引起機械缺油造成損壞；煤塵落在電氣元件上，會使元件接觸不良，引起誤動作。煤塵太多，隨著環(huán)境溫度升高，還會引起自燃。尤其是揮發(fā)份大于25%以上的煤種，當空氣中煤粉的濃度達到35g/m3及以上時，即會遇火爆炸。
為了確?，F(xiàn)場工作人員的身體健康和安全文明生產(chǎn)，提高設(shè)備健康水平，提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)能降耗，輸煤系統(tǒng)必須進行降塵治理。
電廠粉塵治理的原理
電廠粉塵治理常采用除塵器控制已經(jīng)產(chǎn)生的電廠粉塵和煙塵，按粉塵捕集機理可分為機械除塵器、電除塵器、過濾除塵器和洗滌除塵器等。
機械除塵器依靠機械力將塵粒從氣流中除去，其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備費和運行費均較低，但除塵效率不高；電除塵器利用靜電力實現(xiàn)粉塵顆粒與氣流分離，基本上有板式電除塵與管式電除塵兩種，電除塵的氣流阻力小，除塵效率可達99%以上，電除塵的初投資比較高，占地面積也較大。過濾袋式除塵器使含塵氣流通過袋式濾料將塵粒顆粒分離捕集，除塵效率較高一般為90%～99%，但是受袋式濾材的耐溫影響，有時不適用于溫度高的含塵工業(yè)廢氣；洗滌除塵器用液體（通常是水和有機溶劑）洗滌含塵工業(yè)氣體，使塵粒與液滴或液膜碰撞而被俘獲，并與氣流分離，除塵效率為80%～95%，運轉(zhuǎn)費用較高，吸收下來的廢液需要考慮回收或者進行二次處理。
總之，電廠粉塵治理的原理一方面是改進工藝，減少工業(yè)粉塵產(chǎn)生量，另一方面就是增加粉塵收集效率。
粉塵的擴散原理
任何粉塵都有要經(jīng)過一定的擴散過程，以空氣為媒介才能侵入人體。粉塵從靜止狀態(tài)變?yōu)閼腋∮谥車諝獾倪^程，稱為“塵化”作用。
原煤在移動時，松散的原煤不斷受到擠壓，把間隔中的空氣猛烈擠壓并釋放出來。當這些氣流向外高速運動時，氣流和煤粉發(fā)生剪切現(xiàn)象，帶動煤粉一起逸出。
原煤在自由下落時速度很快，會帶動周圍空氣隨其流動，這部分空氣成為誘導(dǎo)空氣，呈正壓。皮帶機輸送原煤，或在落煤管中從高處向下落時，由于煤粉和空氣的剪切，被誘導(dǎo)空氣帶著粉塵向四周飛揚。
上述幾種使煤塵由靜止狀態(tài)進入空氣中浮游的塵化作用，稱為一次塵化作用，它內(nèi)部的能量很小，只是造成局部污染。污染嚴重的主要原因是二次氣流，在正壓下它會把粉塵帶到整個棧橋形成更大的危害。
所以隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對環(huán)境保護的要求越來越高，與此同時新建大型火力發(fā)電廠的不斷增加，輸煤系統(tǒng)承擔的輸煤任務(wù)也加大，在輸煤過程中，會產(chǎn)生大量的煤粉塵，如何有效解決現(xiàn)場粉塵污染，改善工作環(huán)境，提高現(xiàn)場文明生產(chǎn)已顯得尤為重要。
采用抑塵方式（水霧除塵）
DIB-B高壓靜電除塵器采用“單電源多電場分布”的技術(shù)，電極的形式充分考慮了與高壓電源的負荷匹配，等效于三到五個電場串級運行，在除塵時煤塵在電場中分濃度、分段、分粒徑進行多級收集，使電除塵器的效率達到最佳，理論除塵效率可達99.5%以上，設(shè)備正常時實際效率不低于80%。此處采用吸塵方式優(yōu)點：除塵效率高、安全穩(wěn)定性好、有效防止二次揚塵等。
布袋除塵技術(shù)是成熟的粉塵收集和煙氣凈化技術(shù)，在中國多年的歷史，但因其廣泛的適用性和經(jīng)濟效益，已經(jīng)成為我國工業(yè)除塵的主要應(yīng)用技術(shù)，近年來保持高速增長。隨著我國工業(yè)化進程，日益增長的產(chǎn)能需求和日趨嚴格的排放標準對布袋除塵技術(shù)了更高的要求。現(xiàn)在，很多運行中的除塵設(shè)備已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)工藝的改進或排放達標的要求。
目前脈沖除塵布袋主要為圓或橢圓筒形設(shè)計，也有少量扁形袋。
褶皺式（或星形）布袋，是適用于現(xiàn)有脈沖噴吹布袋除塵器的最新技術(shù)。該技術(shù)不需要對布袋除塵器做任何結(jié)構(gòu)性的改變，對除塵器的核心部件布袋的設(shè)計進行了近乎革命性的改進。該技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用 ，為很多企業(yè)的技術(shù)和工藝瓶頸提供了出色的解決方案 。可以預(yù)見 ，該技術(shù)將在飛速增長的中國布袋除塵器產(chǎn)業(yè)占有重要地位！
水霧除塵是利用水加壓后由噴嘴噴出后形成的水霧，將煤塵吸附與捕集，迫使含濕塵粒附著在燃煤表面上，使揚塵點的粉塵達到有效控制。
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煤場噴霧降塵
噴霧降塵
