石子煤真空清理技術(shù)在電廠的運(yùn)用與實(shí)踐

朱昌厚,張永福,許濤

石子煤真空清理技術(shù)在電廠的運(yùn)用與實(shí)踐

朱昌厚,張永福,許濤

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司熱電總廠，安徽馬鞍山243000）

針對(duì)鍋爐直吹式制粉系統(tǒng)石子煤排放對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)造成的嚴(yán)重污染，結(jié)合馬鋼新區(qū)電廠12#鍋爐的生產(chǎn)現(xiàn)狀，介紹了該廠在采用石子煤真空清理技術(shù)后取得的成功經(jīng)驗(yàn)和實(shí)績(jī)。

石子煤；真空清理；運(yùn)用

1 引言

馬鋼熱電總廠12#鍋爐采用冷一次風(fēng)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，配備4臺(tái)中速磨煤機(jī)（HP-683型），磨煤機(jī)排放出的殘余煤矸石經(jīng)過(guò)外排、裝袋后，通過(guò)汽車(chē)運(yùn)送至其它末端用戶，而煤矸石排放時(shí)所產(chǎn)生的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境污染一直無(wú)法根治。隨著國(guó)家對(duì)工業(yè)企業(yè)環(huán)境治理法規(guī)的逐步完善和相繼出臺(tái)，馬鋼熱電總廠對(duì)徹底改變12#鍋爐石子煤排放的現(xiàn)狀，采取積極措施，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備部件進(jìn)行改造后，實(shí)現(xiàn)了石子煤的真空清理。切實(shí)可行的改造措施和成功經(jīng)驗(yàn)，為其它電廠提供了借鑒和參考。

石子煤是指磨煤機(jī)排出的石塊及鐵絲等雜質(zhì)，其正常成分中一般灰分大于70%，熱值小于4800 kJ/kg。

2 設(shè)備改造

2.1 降低HP型中速磨煤機(jī)的石子煤排放量

HP型碗式磨煤機(jī)雖然具有很多優(yōu)點(diǎn)，但也存在如煤粉細(xì)度合格率低、磨輥磨損嚴(yán)重等問(wèn)題，特別是磨煤機(jī)石子煤量大，容易造成石子煤斗堵塞、外運(yùn)輸送麻煩，以及排放時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的極度破壞。研究表明，磨煤機(jī)內(nèi)部風(fēng)環(huán)處的上升氣流明顯降低，這是造成磨煤機(jī)石子煤量大的主要原因。所以，縮小風(fēng)環(huán)面積，通過(guò)提高風(fēng)環(huán)出口的氣流速度，是解決石子煤量大的根本途徑，也是實(shí)現(xiàn)石子煤真空清理的必由之路。12#鍋爐某時(shí)間段石子煤的排放量8～9車(chē)/天。按每車(chē)載重10 t計(jì)算，每天約有80～90 t的石子煤排放量，若想實(shí)現(xiàn)通過(guò)真空管道進(jìn)行輸送石子煤，幾乎不可能，且設(shè)備的故障率和磨損率都會(huì)極高。

2.2 HP型中速磨煤機(jī)的風(fēng)環(huán)改造實(shí)例

由于磨煤機(jī)風(fēng)環(huán)改造存在失敗的風(fēng)險(xiǎn)，因此決定先用一臺(tái)磨（丙磨）進(jìn)行試驗(yàn)性改造，待成功后，再逐步推廣實(shí)施。

第一次改造:將磨輥彈簧間隙由3 mm降至1.3 mm，以增強(qiáng)磨輥的碾壓能力，磨輥與磨碗間隙由12 mm降至6 mm。外側(cè)空氣節(jié)流環(huán)一部分移至內(nèi)側(cè)，保持中風(fēng)環(huán)（見(jiàn)圖1）間距35 mm。葉輪與分離體護(hù)板水平間隙（圖2）縮小至15 mm。

小結(jié)：丙磨石子煤量經(jīng)過(guò)測(cè)試，4 h內(nèi)石子煤排量約1.36 t。較同期減少約60%。此次改造，石子煤排量的減少對(duì)磨入口的風(fēng)量、出口一次風(fēng)速的要求都很高，若四臺(tái)磨都按此改造，一次風(fēng)機(jī)出力將顯不足。考慮在下次改造中，嘗試改變風(fēng)環(huán)位置，同時(shí)加豎隔板來(lái)強(qiáng)化風(fēng)的剛性，提高風(fēng)環(huán)處的風(fēng)速。

圖1 中風(fēng)環(huán)間隙

圖2 葉輪與分離體水平間隙

第二次改造：改變空氣節(jié)流環(huán)位置，將中風(fēng)環(huán)改成內(nèi)風(fēng)環(huán)，保持間距35 mm。在內(nèi)風(fēng)環(huán)外沿加一圈高度為120 mm的隔板，并用18根加強(qiáng)筋（圖3）固定。

圖3 風(fēng)環(huán)外加隔板加強(qiáng)筋

小結(jié)：丙磨石子煤量經(jīng)過(guò)測(cè)試，6 h內(nèi)石子煤排量約1.88 t，排量與第一次比差不多。下次改造，準(zhǔn)備將葉輪與分離體護(hù)板水平之間間隙繼續(xù)減少，以提高風(fēng)環(huán)處的風(fēng)速。并嘗試改變風(fēng)環(huán)位置，將內(nèi)風(fēng)環(huán)改至外風(fēng)環(huán)。磨輥與磨碗間隙準(zhǔn)備調(diào)整增至8 mm，適當(dāng)增加煤層研磨厚度。

第三次改造：改變空氣節(jié)流環(huán)位置，形成間距35 mm的外風(fēng)環(huán)，并在外風(fēng)環(huán)外沿加高度為120 mm的隔板。調(diào)整隔板與分離體護(hù)板保持垂直間隙10 mm，見(jiàn)圖4。調(diào)整磨輥與磨碗間隙由6 mm升至8mm。

圖4 外隔板與分離體垂直間隙

小結(jié)：此次試驗(yàn)效果非常好，經(jīng)過(guò)測(cè)試，4 h內(nèi)石子煤排量約0.5 t，基本達(dá)到了預(yù)想改造效果。但停磨檢查發(fā)現(xiàn)，風(fēng)環(huán)上留有較多大塊煤矸石，堵塞了風(fēng)環(huán)約50%的面積，煤矸石直徑遠(yuǎn)高于焦化和我廠協(xié)議的煤塊直徑≤30 mm標(biāo)準(zhǔn)。于是考慮在下一次改造中，將風(fēng)環(huán)間距升至40 mm，以減少堵塞風(fēng)環(huán)的煤矸石。在此期間，一個(gè)70 mm螺栓由焦化皮帶進(jìn)入中速磨，導(dǎo)致帶加強(qiáng)筋的隔板全部拉掉，對(duì)磨輥套損傷較大，事后分析判斷，加強(qiáng)徑可能是導(dǎo)致隔板全部被拉掉的主要原因。于是，決定取消帶加強(qiáng)筋的隔板，直接把分離體護(hù)板與葉輪水平間隙控制好，希望也能達(dá)到此次改造效果。

第四次改造：取消加強(qiáng)筋及隔板。分離體護(hù)板下移，與葉輪形成10 mm水平間隙。保留中風(fēng)環(huán)40 mm。

小結(jié)：經(jīng)過(guò)測(cè)試，石子煤排量上升明顯，改造宣告失敗。事后分析原因：中風(fēng)環(huán)間距40 mm與先前風(fēng)環(huán)間距35 mm比較，風(fēng)環(huán)面積增大，導(dǎo)致風(fēng)環(huán)風(fēng)速降低是石子煤排量增大的主要原因。

第五次改造：分離體護(hù)板與葉輪形成10 mm水平間隙，保留中風(fēng)環(huán)35 mm，其余所有漏風(fēng)焊縫封死。

小結(jié)：石子煤排量有所減少，但不理想。分析原因：分離體護(hù)板與葉輪之間的水平風(fēng)與風(fēng)環(huán)處風(fēng)形成對(duì)沖，消耗了一部分動(dòng)能，看來(lái)不能取消隔板，它是保證風(fēng)的剛性，保持風(fēng)環(huán)高風(fēng)速的關(guān)鍵。下次改造，將隔板高度由120 mm降為60 mm，略高于葉輪與分離體護(hù)板水平間隙，提高隔板的抗撞擊能力。加強(qiáng)筋由18根減為7根。對(duì)隔板這樣改造希望既能提高風(fēng)的剛性，同時(shí)又能減輕大鐵件對(duì)隔板的破壞程度。

第六次改造：分離體護(hù)板與葉輪形成10 mm水平間隙。外圈隔板與分離體護(hù)板保持垂直間隙10 mm。保留外風(fēng)環(huán)35 mm，在外風(fēng)環(huán)加高度60 mm的隔板。

小結(jié)：經(jīng)過(guò)測(cè)試，石子煤排量較第四、第五次改造降低不少，但達(dá)不到第三次改造效果，需再次改造。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隔板的高度多少對(duì)石子煤排量是有較大影響的，還是恢復(fù)120 mm為宜。為防止出現(xiàn)隔板被鐵件拉掉的那種情況，取消加強(qiáng)筋。隔板內(nèi)圈底部采取滿焊的方式，估計(jì)其強(qiáng)度可以撐住鐵件和石子煤撞擊。

第七次改造：分離體護(hù)板與葉輪形成10 mm水平間隙，保留中風(fēng)環(huán)35 mm，加高度120 mm外隔板,取消加強(qiáng)筋，隔板底部采取滿焊，外隔板與分離體護(hù)板（圖五）保持垂直間隙10 mm。

小結(jié)：此次改造，丙磨石子煤排量大幅減少，在煤質(zhì)好時(shí)，4 h內(nèi)石子煤排量能達(dá)到0.02 t。磨煤機(jī)磨碗壓差較之前調(diào)整前上升約0.3 kPa，磨電流無(wú)明顯變化。決定以此次改造做為模板，對(duì)剩余三臺(tái)磨進(jìn)行改造。

改造后石子煤排量大幅減少，石子煤排放率由原來(lái)的7%降至0.2%左右，按照4臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行計(jì)算，每天可減少石子煤排放約73 t，全年就可減少石子煤排放26630 t。經(jīng)多次檢測(cè)，煤矸石熱值為1～2 MJ/kg之間，較改造前的平均測(cè)量熱9 MJ/kg下降很多，我們認(rèn)為，本次改造圓滿達(dá)到預(yù)計(jì)效果。

試驗(yàn)結(jié)論：通過(guò)增加磨煤機(jī)葉輪空氣節(jié)流環(huán)數(shù)量和安裝風(fēng)環(huán)隔板，減小葉輪有效通流面積和空氣調(diào)節(jié)罩間隙，可以有效提高葉輪出口風(fēng)速，增加對(duì)磨碗擠出煤和石子的托舉力，降低石子煤中的含煤量和石子煤的排量。

3 真空管道輸送設(shè)備的引入

3.1 真空管道輸送原理

在成功解決石子煤排量大的問(wèn)題后，12#爐又率先引進(jìn)、吸收、消化石子煤真空清理技術(shù)。其原理主要是利用氣力輸送把磨煤機(jī)產(chǎn)生的廢料（石子煤）通過(guò)真空泵的抽吸實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清理的一個(gè)過(guò)程。系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成：連續(xù)給料機(jī)構(gòu)、輸送管網(wǎng)、真空動(dòng)力部分、除塵系統(tǒng)、石子煤倉(cāng)及控制部分。磨煤機(jī)產(chǎn)生的石子煤首先被收集在磨煤機(jī)底部的石子煤箱里，石子煤箱上有三個(gè)閥門(mén)，磨煤機(jī)正常工作時(shí)石子煤箱的入口閥打開(kāi)，落料閥和事故排放閥關(guān)閉，當(dāng)石子煤箱容積滿時(shí)，關(guān)閉入口閥，打開(kāi)落料閥，把石子煤排放到螺旋給料機(jī)中。給料機(jī)能均勻地把石子煤喂送到管網(wǎng)的氣力加速室中，石子煤在輸送管網(wǎng)中被高速流動(dòng)的氣流帶動(dòng)，最后被輸送到石子煤倉(cāng)。其中大顆粒的石子煤在重力沉降的作用下落到石子煤倉(cāng)的底部，而一些細(xì)小的粉塵隨氣流進(jìn)入到除塵器中，吸附在濾網(wǎng)上，最后在脈沖反吹的作用下沉積到石子煤倉(cāng)的底部。潔凈的空氣通過(guò)真空泵，最后經(jīng)排氣消聲器排入大氣。石子煤真空清理系統(tǒng)原理圖見(jiàn)圖5。

圖5 石子煤真空清理系統(tǒng)原理圖

3.2 設(shè)備的維護(hù)與常見(jiàn)問(wèn)題的解決

（1）管網(wǎng)的日常維護(hù)

因負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)對(duì)管道要求的特殊性，整個(gè)管道必須在負(fù)壓下有良好的氣密性。所以應(yīng)定期檢查管道的磨損情況，特別是彎頭處、異徑三通處和管網(wǎng)與石子煤倉(cāng)連接的小旋風(fēng)桶處，如發(fā)現(xiàn)管道磨穿應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)或更換磨損處的管道。定期檢查管網(wǎng)末端的氣動(dòng)刀閘閥的運(yùn)行情況，檢查過(guò)濾減壓閥的壓力值并清理過(guò)濾器內(nèi)的雜質(zhì)。定期檢查閥門(mén)、法蘭等各連接處的密封情況，如發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)，應(yīng)及時(shí)處理，保證管網(wǎng)系統(tǒng)具有良好的氣密性。

（2）真空動(dòng)力裝置的日常維護(hù)

定期檢查真空泵上方的分流閥的運(yùn)行情況及隔聲罩內(nèi)部的負(fù)荷釋放閥的運(yùn)行情況，檢查過(guò)濾減壓閥的壓力，清理過(guò)濾器內(nèi)部的雜質(zhì)。開(kāi)機(jī)前應(yīng)檢查真空泵皮帶松緊，用3公斤力壓于皮帶中間（即真空泵皮帶輪與中央軸皮帶輪中間），皮帶下陷約10 mm為適宜。皮帶太松會(huì)造成皮帶打滑，容易燒毀皮帶，張緊的過(guò)程中用平尺校正皮帶輪位置，張緊完成后緊固電動(dòng)機(jī)底角的安裝螺栓。皮帶太緊對(duì)真空泵及驅(qū)動(dòng)裝置有不良影響，并會(huì)造成皮帶斷裂。設(shè)備使用中如發(fā)現(xiàn)排氣口排放異常（冒灰），應(yīng)停機(jī)檢查除塵器。

（3）除塵器的日常維護(hù)

定期檢查脈沖反吹系統(tǒng)氣包的壓力，如果氣包壓力過(guò)低的話，則達(dá)不到脈沖反吹的效果，長(zhǎng)期下去濾桶會(huì)被堵塞，直至破裂。如果發(fā)現(xiàn)動(dòng)力頭的出口消聲器排氣異常（冒灰）的話則必須馬上停機(jī)檢查除塵器是否正常工作。

（4）螺旋給料機(jī)的維護(hù)

檢查輸送槽是否有滲漏、裂紋，螺旋葉片是否完好。檢查所有的螺栓是否松動(dòng)，如有松動(dòng)須立即擰緊。檢查減速機(jī)油位及油色，如油不足應(yīng)立即加油。減速機(jī)每工作2000 h應(yīng)擰下加油孔上的通氣帽，用黃油槍頂住加油孔連續(xù)壓入潤(rùn)滑脂，并檢查軸承的磨損程度。

（5）電氣故障分析和處理見(jiàn)表1

表1 電氣故障分析及處理

4 結(jié)束語(yǔ)

12#爐石子煤系統(tǒng)通過(guò)設(shè)備的改造、引進(jìn)、消化和吸收，最大限度的降低了石子煤排放時(shí)所造成的空氣污染，與傳統(tǒng)的機(jī)械振動(dòng)式清理系統(tǒng)、皮帶式輸送系統(tǒng)、水力輸送系統(tǒng)和人工清理等方式相比，該真空清理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了過(guò)程全自動(dòng)，排放零污染的綜合效益。

App lication and Practice of Pebble Coal Vacuum Cleaning Technology in Power Plants

Zhu Changhou,Zhang Yongfu,Xu Tao
(Thermal Power plant of Maanshan Iron and Steel Co.,Ltd.,Maanshan,Anhui 243000,China)

Regarding the serious pollution caused by pebble coal discharge from boiler direct-bloWpulverizing system,the experiences gained and achievements made after pebble coal vacuum cleaning technology was adopted at the No.12 boiler in the power plant of Masteel’s NeWArea are introduced.

pebble coal;vacuum cleaning;application

TK22

B

1006-6764（2015）09-0050-04

2015-05-12

朱昌厚（1973-），男，大學(xué)?？茖W(xué)歷,技師，現(xiàn)從事馬鋼新區(qū)電廠的生產(chǎn)運(yùn)行工作。