石子煤負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)在清水川電廠二期工程中的應(yīng)用

張輝

(陜西清水川能源股份有限公司，陜西 榆林 719400)

0 引言

近年來(lái)，隨著火電廠大容量機(jī)組技術(shù)的日益成熟，大型火力發(fā)電機(jī)組得到了迅猛的發(fā)展。與此同時(shí)，中速磨煤機(jī)也得到廣泛的應(yīng)用。而中速磨煤機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的石子煤如果不及時(shí)清理，輕則會(huì)影響磨煤機(jī)的磨煤效果，重則會(huì)威脅磨煤機(jī)的安全運(yùn)行。由于清水川電廠的電煤全部來(lái)自馮家塔煤礦，該礦煤質(zhì)較差，原煤雖經(jīng)過(guò)了洗煤流程，但仍含有少量石頭、矸石和礦石等雜質(zhì)，導(dǎo)致中速磨煤機(jī)石子煤日排放量增大，如果將石子煤堆積在現(xiàn)場(chǎng)，會(huì)對(duì)作業(yè)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。人為增加磨煤機(jī)的送風(fēng)量和加載力，雖然可減少石子煤排放量，但也加劇了磨煤機(jī)磨輥的磨損速度，同時(shí)，對(duì)鍋爐運(yùn)行及受熱面的磨損也會(huì)帶來(lái)不利的影響。結(jié)合清水川電廠的實(shí)際情況，通過(guò)對(duì)人力輸送、機(jī)械輸送、水力輸送及負(fù)壓氣力輸送方式的優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比分析，選用合適的輸送石子煤方式供決策者選擇，是本文研究的主要課題。

1 石子煤負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)概況

清水川電廠所選石子煤負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)以1臺(tái)鍋爐所配的6臺(tái)HP型中速磨煤機(jī)為1個(gè)系統(tǒng)單元，二期工程共2臺(tái)鍋爐，配有2套系統(tǒng)單元。

1.2 設(shè)計(jì)和運(yùn)行條件

1.2.1 鍋爐資料

鍋爐燃煤量(BMCR工況):

設(shè)計(jì)煤種: 481.2 t/h;

校核煤種1: 524.3 t/h;

校核煤種 2: 445.7 t/h。

1.2.2 系統(tǒng)布置方式

每個(gè)系統(tǒng)單元配有6臺(tái)中速磨煤機(jī)，具體布置方式如圖1所示。

1.2.3 系統(tǒng)設(shè)備安裝位置

設(shè)備安裝位置在鍋爐爐后區(qū)域及主廠房煤倉(cāng)間0 m層。

1.2.4 煤質(zhì)分析

煤質(zhì)分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 燃煤技術(shù)參數(shù)

續(xù)表

1.3 負(fù)壓輸送系統(tǒng)的性能參數(shù)

負(fù)壓輸送系統(tǒng)的性能參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 負(fù)壓輸送系統(tǒng)的性能參數(shù)

2 石子煤負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)構(gòu)成、運(yùn)行原理及特點(diǎn)

2.1 負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)的設(shè)備組成

系統(tǒng)單元由螺旋給料裝置、氣力加速室、石子煤分離裝置、石子煤存儲(chǔ)料斗、脈沖反吹式濾筒除塵器、真空泵、輸送管路、多種氣動(dòng)(電磁)閥門(mén)、電氣和熱工控制部分等組成，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)設(shè)備組成

2.2 負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)工藝流程

負(fù)壓輸送系統(tǒng)是以輸送系統(tǒng)末端的引風(fēng)裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)形成負(fù)壓與外界壓力差為動(dòng)力，將外界空氣吸入管道。在螺旋給料機(jī)的帶動(dòng)下，磨煤機(jī)內(nèi)未磨碎的石子煤通過(guò)吸料口被帶入到截料斗，經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器后的煤粉粉塵和石子煤在離心力和重力的作用下被分離出來(lái)。帶有煤粉粉塵的空氣進(jìn)入過(guò)濾料斗，石子煤則在重力的作用下落到截料斗被集中收集，進(jìn)入到過(guò)濾料斗的煤粉粉塵隨流動(dòng)的空氣上升，經(jīng)過(guò)除塵器后被凈化處理，除塵后的空氣則排入大氣。吸附在除塵器上的細(xì)小粉塵在反吹及振打裝置的作用下，落到過(guò)濾料斗的底部。當(dāng)料斗中物料堆積到限定的高度后，料位計(jì)反饋信號(hào)到可編程序控制器(PLC)，隨即安排卸渣，灰渣由運(yùn)輸車(chē)輛運(yùn)至灰場(chǎng)堆棄處理，負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)工藝流程如圖3所示。

2.3 負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)的特點(diǎn)

負(fù)壓氣力輸送是全封閉型管道輸送系統(tǒng)，它具有以下特點(diǎn)。

(1)設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，安裝比較方便，建設(shè)時(shí)間短，易于實(shí)現(xiàn)。

(2)布置靈活，可通過(guò)管道從多處同時(shí)吸取物料，輸送到一處集中，較少占用主廠房室內(nèi)空間。

(3)初期投資費(fèi)用較大，運(yùn)行期間維修操作容易，方便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。

(4)負(fù)壓氣力輸送設(shè)備由計(jì)算機(jī)控制，自動(dòng)化程度高，高效節(jié)能，輸送效率高。

圖3 負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)工藝流程

(5)氣力輸送時(shí)石子煤及煤粉粉塵在管內(nèi)運(yùn)行，管內(nèi)處于負(fù)壓，粉塵不會(huì)外泄飛揚(yáng)，無(wú)二次污染，作業(yè)環(huán)境好。

(6)輸送能力強(qiáng)，不受環(huán)境溫度的影響且輸送量可按照現(xiàn)場(chǎng)要求進(jìn)行調(diào)整。

(7)噪音小，能夠滿足環(huán)保要求。

(8)采用螺旋給料機(jī)作為石子煤進(jìn)料設(shè)備，對(duì)粒徑大的石子煤無(wú)法輸送且容易卡死。

3 負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)與傳統(tǒng)輸送系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比

人工輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，不需要其他輔助設(shè)備，對(duì)空間也沒(méi)有特殊的要求。對(duì)于磨煤機(jī)而言，安全可靠性高，它可快速、方便、安全地從磨煤機(jī)卸料并輸送石子煤。該系統(tǒng)不占用或很少占用主廠房區(qū)域的空間。建設(shè)初期投資較少，但后期維護(hù)費(fèi)用較大。在煤質(zhì)較差的情況下，勞動(dòng)強(qiáng)度也會(huì)加大，對(duì)工作區(qū)域的污染較為嚴(yán)重。該操作系統(tǒng)不適合裝機(jī)容量較大的電廠。

機(jī)械輸送系統(tǒng)布置靈活，系統(tǒng)采用程序控制，自動(dòng)化程度較高。在一般情況下，機(jī)械輸送系統(tǒng)需要開(kāi)挖地下隧道且需要布置除塵、噴淋、通風(fēng)、沖洗、排污等設(shè)施，初期投資較大，后期設(shè)備檢修維護(hù)困難，維護(hù)費(fèi)用比較高。在這種傳輸方式下，石子煤是通過(guò)傳送皮帶或其他機(jī)械方式提升至儲(chǔ)料倉(cāng)，對(duì)周?chē)h(huán)境污染較小，基本上無(wú)粉塵飛揚(yáng)。煤倉(cāng)間0 m層也不會(huì)出現(xiàn)交通交叉的情況。但是，輸送設(shè)備出煤倉(cāng)間后需要爬升，占用爐后或爐側(cè)位置，給爐后的整體布置及運(yùn)行帶來(lái)不便。設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的可靠性及粉塵漏冒也是長(zhǎng)期以來(lái)需要解決的問(wèn)題。

水力輸送系統(tǒng)是靠水流在管道里流動(dòng)帶動(dòng)石子煤移動(dòng)的輸送方式。整套系統(tǒng)采用程序控制，自動(dòng)化程度高。在輸送過(guò)程中，無(wú)粉塵飛揚(yáng)且干凈、衛(wèi)生，對(duì)于發(fā)電廠的文明生產(chǎn)、生產(chǎn)達(dá)標(biāo)來(lái)講是較為理想的輸送方式。但該系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)布置占用0 m很大的空間，初期投資費(fèi)用較大，運(yùn)行后維護(hù)量大，水力輸送系統(tǒng)耗水量大，效率低(20%～40%)，管道易磨損，能耗大，調(diào)試磨合期長(zhǎng)，輸送的灰渣也難以再綜合利用，石子煤收集斗易堵及收集斗周?chē)穆┟爸T多問(wèn)題也很難解決。在正常情況下磨煤機(jī)不會(huì)進(jìn)水，但在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)水事故卻常常發(fā)生，這些因素也會(huì)影響磨煤機(jī)的安全運(yùn)行。

負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)穩(wěn)定性好，系統(tǒng)采用PLC程序控制，自動(dòng)化程度高，可以連續(xù)產(chǎn)生系統(tǒng)所需的負(fù)壓，及時(shí)解決管道漏冒的問(wèn)題。采用了環(huán)保型旋風(fēng)分離器對(duì)石子煤和所含灰塵進(jìn)行有效的分離處理，可保證工作環(huán)境的清潔。但該系統(tǒng)初期投資較大，系統(tǒng)較復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及管道較多，會(huì)占用煤倉(cāng)間0 m空間及爐側(cè)或爐后一定的空間。系統(tǒng)采用螺旋給料裝置對(duì)于粒徑較大的石子煤則無(wú)法輸送且容易造成堵塞卡死的情況。另外，石子煤與管網(wǎng)的長(zhǎng)期直接摩擦對(duì)管網(wǎng)的使用壽命也有一定的影響，必須定期更換。

4 結(jié)束語(yǔ)

石子煤作為一種特殊物料，有其特殊的輸送特性，負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)作為輸送石子煤的一種新的方式，與其他傳統(tǒng)的輸送方式相比有較多的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，也因自身輸送方式的特殊性其自身的缺點(diǎn)也比較明顯。通過(guò)對(duì)負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)機(jī)理及石子煤特點(diǎn)的深入了解并結(jié)合清水川電廠的實(shí)際情況，清水川電廠技術(shù)人員對(duì)負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)進(jìn)行了論證并到有運(yùn)行業(yè)績(jī)電廠進(jìn)行了調(diào)研，論證和調(diào)研結(jié)果表明，該系統(tǒng)符合嚴(yán)寒、缺水地區(qū)現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)的需要，可大大降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本，降低能源的消耗，也能及時(shí)解決石子煤排放過(guò)程中著火及粉塵污染等問(wèn)題。

［1］楊倫，謝一華.氣力輸送工程［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

［2］原松濤.火力發(fā)電廠氣力除灰技術(shù)及其應(yīng)用［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2002.

［3］崔功龍.燃煤發(fā)電廠粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2005.