撫順頁巖煉化廠蒸汽鍋爐混配煤工藝技術(shù)研究

韓 偉，霍明亮

（撫順礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司工程技術(shù)研究中心，遼寧 撫順 113017）

撫順頁巖煉化廠蒸汽鍋爐混配煤工藝技術(shù)研究

韓 偉，霍明亮

（撫順礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司工程技術(shù)研究中心，遼寧 撫順 113017）

撫順頁巖煉化廠現(xiàn)有燃煤蒸汽鍋爐2臺(tái)，燃料為3 500 cal/g的褐煤，用氣力輸送方式供煤。運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)現(xiàn)2個(gè)問題：氣力輸送方式供煤運(yùn)行不穩(wěn)定，經(jīng)常發(fā)生堵管現(xiàn)象；褐煤原料發(fā)熱量低，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。為了解決以上問題提出了混配煤工藝技術(shù)研究項(xiàng)目。

混配煤；動(dòng)力煤；褐煤

0 引言

原煤儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的可靠性與原料煤質(zhì)量是燃煤蒸汽鍋爐能夠穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素，頁巖煉化廠2臺(tái)鍋爐燃燒褐煤的能力是2×30 t/h，褐煤粒度是0～8 mm，設(shè)計(jì)要求發(fā)熱量達(dá)到14.65 MJ/kg。2臺(tái)鍋爐頂有6個(gè)煤倉，有效容積是615 t，可供鍋爐運(yùn)行10 h，每個(gè)倉頂有2根φ270的氣力輸送管道。運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)現(xiàn)2個(gè)問題：①氣力輸送方式供煤運(yùn)行不穩(wěn)定，經(jīng)常發(fā)生堵管現(xiàn)象；②進(jìn)廠的褐煤發(fā)熱量2.93～14.65 MJ/kg，發(fā)熱量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，且很不穩(wěn)定[1]。為了解決以上問題，提出以下措施：①考慮到褐煤粉塵較大，暴露在空氣中運(yùn)輸不僅影響廠區(qū)環(huán)境，且容易自燃，決定新建一套封閉錨鏈運(yùn)輸系統(tǒng)，做為氣力輸送檢修調(diào)試時(shí)的備用系統(tǒng)；②在鍋爐房東側(cè)空?qǐng)鲂陆?個(gè)儲(chǔ)煤倉，容積為3×200 t，分別用來存儲(chǔ)撫順動(dòng)力煤，錨鏈運(yùn)輸?shù)暮置汉蜌饬斔秃置海趥}下出料口設(shè)置可以計(jì)量的螺旋輸送機(jī)，定量的運(yùn)到鍋爐頂6個(gè)煤倉，實(shí)現(xiàn)配煤，使進(jìn)入鍋爐的燃煤達(dá)到設(shè)計(jì)的發(fā)熱量要求[2]。

1 現(xiàn)況介紹

現(xiàn)有供煤系統(tǒng)包括儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和備煤系統(tǒng)。原煤儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)系如圖1所示。

褐煤用自卸卡車運(yùn)入廠內(nèi)卸到地下受煤斗，受煤斗下有2個(gè)振動(dòng)給煤機(jī)，把煤給到1#膠帶，煤在1#膠帶經(jīng)過除鐵后轉(zhuǎn)載到滾軸篩，滾軸篩篩孔是40 mm，篩上物進(jìn)入雙齒輥破碎機(jī)，破碎到－40 mm，破碎后的物料和滾軸篩上物料卸到2#膠帶，經(jīng)過1個(gè)分叉溜槽將料轉(zhuǎn)載到3 000 m3倉上的2條配倉膠帶3#膠帶A和3#膠帶B，配倉膠帶用犁式卸料器卸料，2個(gè)儲(chǔ)煤倉分別用環(huán)式給煤機(jī)將料卸到倉下4#A膠帶和4#B膠帶，在經(jīng)過5#A膠帶和5#B膠帶轉(zhuǎn)載進(jìn)入備煤系統(tǒng)。原煤儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)主要設(shè)備明細(xì)見表1所示。

備煤系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)系圖如圖2所示。備煤系統(tǒng)是一開一備的2套系統(tǒng)，現(xiàn)以一套系統(tǒng)進(jìn)行說明。燃煤經(jīng)5#膠帶轉(zhuǎn)載到901#錨鏈，由振動(dòng)給料機(jī)給到雙齒輥破碎機(jī)，破碎到－15 mm的物料給到904#香蕉篩，香蕉篩有2層篩板，上層篩板篩孔是15 mm，下層篩板篩孔是8 mm，最上層的15～40 mm物料進(jìn)入熱風(fēng)爐，中間8～15 mm物料直接進(jìn)入滾筒干燥機(jī)，0～8 mm篩下物料通過氣力輸送進(jìn)入鍋爐頂煤倉。備煤系統(tǒng)主要設(shè)備明細(xì)見表2所示。

圖1 原煤儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)系圖[3]

2 混配煤工藝方案

鍋爐煤熱值達(dá)到14.65 MJ/kg即可穩(wěn)定運(yùn)行，褐煤的發(fā)熱量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，而撫順西露天礦－20 mm洗后煤的發(fā)熱量在16.74 MJ/kg以上，將西露天洗后煤與褐煤按照一定比例混合即可滿足鍋爐要求?；炫涿汗に嚰夹g(shù)方案利用新建的3個(gè)緩沖倉存儲(chǔ)撫順西露天洗后煤、新建錨鏈運(yùn)輸褐煤、氣力輸送褐煤。其中新建錨鏈運(yùn)輸褐煤系統(tǒng)作為氣力輸送裝置的備用系統(tǒng)，當(dāng)氣力輸送系統(tǒng)故障檢修時(shí)，利用錨鏈運(yùn)輸褐煤。緩沖倉下利用可計(jì)量的螺旋輸送機(jī)將動(dòng)力煤和褐煤按計(jì)算好的比例轉(zhuǎn)運(yùn)到一條錨鏈上，最后在進(jìn)入到鍋爐頂緩沖倉過程中實(shí)現(xiàn)配煤。

配煤計(jì)算公式：

可得 x：y=（14.65 － b）：（a － 14.65）。

其中：a為洗后煤熱值，MJ/kg；b為褐煤熱值，MJ/kg；x 為動(dòng)力煤用量，t/h；y 為褐煤用量，t/h[4]。

依據(jù)該計(jì)算公式，可以根據(jù)動(dòng)力煤與褐煤的發(fā)熱量，計(jì)算出2種煤的質(zhì)量混合比例。例如進(jìn)廠的動(dòng)力煤發(fā)熱量是16.74 MJ/kg，褐煤的發(fā)熱量是11.30 MJ/kg，動(dòng)力煤與褐煤和質(zhì)量比為8:5。調(diào)整配煤倉下螺旋輸送機(jī)的出料量，使動(dòng)力煤與褐煤和質(zhì)量比達(dá)到8:5。

作為混配煤原料的撫順西露天洗后動(dòng)力煤與褐煤的主要技術(shù)參數(shù)見表3所示。褐煤系統(tǒng)混配煤工藝技術(shù)方案主要包括配煤倉的設(shè)計(jì)以及動(dòng)力煤儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，褐煤運(yùn)輸系統(tǒng)，配煤運(yùn)輸系統(tǒng)4個(gè)部分。

圖2 備煤儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)系圖[3]

表2 備煤系統(tǒng)主要設(shè)備明細(xì)

表3 撫順西露天洗后動(dòng)力煤與褐煤的主要技術(shù)參數(shù)

2.1 配煤倉的設(shè)計(jì)

鍋爐頂6個(gè)倉有效儲(chǔ)煤615 t。2臺(tái)鍋爐褐煤用量每小時(shí)30×2=60 t，6個(gè)倉可提供10.3 h的鍋爐用煤量。每天下班前將鍋爐倉灌滿，新建3個(gè)煤倉儲(chǔ)6 h量即可滿足鍋爐運(yùn)行到第2天早8時(shí)。按動(dòng)力煤與褐煤 1：1 比例儲(chǔ)煤，每小時(shí) 30 t，6 h180 t，則每個(gè)煤倉應(yīng)能儲(chǔ)存6 h煤量為宜，每煤倉容積為200 m3[5]。

煤倉傾角不小于55°，倉內(nèi)設(shè)置煤位指示計(jì)，煤倉上下設(shè)置信號(hào)。綜合場(chǎng)地空間、倉高、傾角等因素，經(jīng)計(jì)算用3個(gè)6×6 m、高11 m、傾角65°的方倉。為了解決堵倉問題，在倉傾角位置設(shè)置透?jìng)}孔[6]。

2.2 動(dòng)力煤儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)

現(xiàn)有供煤系統(tǒng)有2個(gè)3 000 m3煤倉，可以滿足備煤系統(tǒng)50 h的需求，經(jīng)過工藝研究認(rèn)為用一個(gè)3 000 m3煤倉為備煤系統(tǒng)儲(chǔ)煤也可以滿足工藝要求，故決定用其中一個(gè)煤倉儲(chǔ)存撫順動(dòng)力煤。每個(gè)3 000 m3煤倉倉下有一個(gè)環(huán)式給煤機(jī)，每個(gè)環(huán)式給煤機(jī)有2個(gè)下料口，分別能把物料卸到4#A和4#B皮帶上?，F(xiàn)擬將4#A皮帶機(jī)尾向東平移，在該位置增加一條600 mm的錨鏈，環(huán)式給煤機(jī)將料卸到錨鏈上，在由錨鏈將動(dòng)力煤運(yùn)到倉外，在經(jīng)過斗式提升機(jī)將料轉(zhuǎn)載到200 m3動(dòng)力煤倉。動(dòng)力煤運(yùn)輸系統(tǒng)主要設(shè)備明細(xì)如表4所示。

表4 動(dòng)力煤運(yùn)輸系統(tǒng)主要設(shè)備明細(xì)

2.3 褐煤儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)

現(xiàn)有褐煤的運(yùn)輸方式是氣力輸送，褐煤在備煤車間經(jīng)過破碎篩分后0～8 mm的物料由2條DN250的管道直接送到燃煤蒸汽鍋爐頂?shù)?個(gè)煤倉?？紤]到褐煤粒度較小，極易容易產(chǎn)生粉塵，為了保證現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境衛(wèi)生與職業(yè)衛(wèi)生要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)平面布置要求，現(xiàn)擬用5條封閉錨鏈運(yùn)輸褐煤。在904A和904B篩下漏斗分別增加1條錨鏈，篩下0～8 mm物料有2個(gè)運(yùn)輸方式：①進(jìn)入倉泵氣力輸送，在200 m3前增加三通，并設(shè)閥門，通過閥門的切換使氣力輸送即能直接送到燃煤鍋爐頂儲(chǔ)煤倉，也能進(jìn)入新建200 m3氣力輸送煤倉；②物料經(jīng)過錨鏈的轉(zhuǎn)載進(jìn)入褐煤倉。褐煤運(yùn)輸系統(tǒng)主要設(shè)備明細(xì)見表5所示。

表5 褐煤運(yùn)輸系統(tǒng)主要設(shè)備明細(xì)

2.4 配煤運(yùn)輸系統(tǒng)

配煤工藝是將3個(gè)來源不同的品種煤分別存放在3個(gè)200 m3倉中，出料時(shí)利用可計(jì)量運(yùn)輸設(shè)備按規(guī)定數(shù)量出料，按比例同時(shí)送到一條錨鏈上，最后在進(jìn)入燃煤蒸汽鍋爐頂料倉時(shí)完場(chǎng)配煤。配煤的準(zhǔn)確性很大程度上取決于3個(gè)200 m3倉下出料量的準(zhǔn)確計(jì)量，經(jīng)過生產(chǎn)廠商的問詢與技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇了變頻雙螺旋輸送機(jī)。

配煤運(yùn)輸系統(tǒng)流程是3臺(tái)雙螺旋輸送機(jī)將褐煤和動(dòng)力煤按比例輸送到301#錨鏈，經(jīng)過302#斗式提升機(jī)和303#錨鏈的轉(zhuǎn)載運(yùn)輸?shù)饺济赫羝仩t頂配倉304#錨鏈，304#錨鏈有6個(gè)出料口，分別對(duì)應(yīng)一臺(tái)螺旋輸送機(jī)將料送到倉的中心。為了保證儲(chǔ)煤倉的密封性，在每個(gè)倉口和螺旋送機(jī)出料口中間增加雙層重力翻板閥。該閥分上下2層，工作是先由機(jī)械傳動(dòng)開啟上層閥，靠平衡配重自行關(guān)閉上閥，接著由機(jī)械傳動(dòng)開啟下層閥，靠平衡配重自行關(guān)閉下閥，這樣完成一次卸料周期，保證卸料過程倉的密封[7]。配煤運(yùn)輸系統(tǒng)主要設(shè)備明細(xì)見表6所示。

表6 配煤運(yùn)輸系統(tǒng)主要設(shè)備明細(xì)

2.5 配煤總體工藝設(shè)備聯(lián)系圖

該工藝方案還需要對(duì)原有氣力輸送管道進(jìn)行改造，原有系統(tǒng)是氣力輸送直接從備煤車間進(jìn)入到鍋爐頂6個(gè)緩沖倉，改造后的方案要求褐煤先進(jìn)入配煤倉。需要在配煤倉位置增加三通，并設(shè)置閥門和反吹掃管，防止管道堵塞。配煤系統(tǒng)總體工藝設(shè)備聯(lián)系圖如圖3所示。

圖3 配煤工藝設(shè)備聯(lián)系圖

2.6 配煤工藝總平面布置圖

考慮到現(xiàn)場(chǎng)有1個(gè)柴油庫房和2個(gè)液氨儲(chǔ)罐，保證混煤倉與柴油庫最小13 m距離和蒸汽鍋爐檢修空間的需要。

3 結(jié) 語

混配煤工藝方案的實(shí)施可以提高燃煤蒸汽鍋爐原料供應(yīng)的靈活性。當(dāng)進(jìn)廠的褐煤發(fā)熱量大于3 500 cal/g時(shí)，可以單獨(dú)使用褐煤；當(dāng)進(jìn)廠的褐煤發(fā)熱量低于3 500 cal/g時(shí)，可以和洗后動(dòng)力煤配煤使用；當(dāng)氣力輸送方式不穩(wěn)定時(shí)，可以使用密封錨鏈運(yùn)輸褐煤；當(dāng)氣力輸送能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使用氣力輸送方式運(yùn)輸褐煤，保證鍋爐燃料的穩(wěn)定供應(yīng)。

［1］陳鵬．中國(guó)煤炭性質(zhì)、分類和利用［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009．

［2］楊金和．煤炭化驗(yàn)手冊(cè)［M］．北京：煤炭工業(yè)出版社，1998．

［3］遼寧省石油化工規(guī)劃設(shè)計(jì)院．頁巖油化工深加工示范項(xiàng)目（煤制氫單元）設(shè)計(jì)說明書［R］．沈陽：遼寧省石油化工規(guī)劃設(shè)計(jì)院，2012．

［4］陳文敏．動(dòng)力配煤［M］．北京：煤炭工業(yè)出版社，1999．

［5］戴少康．選煤工藝設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)手冊(cè)［M］．北京：煤炭工業(yè)出版社，2009．

［6］煤炭工業(yè)部選煤設(shè)計(jì)研究院．選煤廠設(shè)計(jì)手冊(cè)工藝部分［M］．北京:煤炭工業(yè)出版社，1978．

［7］曹衛(wèi)軍．雙層重錘翻板閥與星型卸灰閥的使用選擇［J］．山東工業(yè)技術(shù)，2015（20）：7．

［8］中華人民共和國(guó)公安部．建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范［M］．北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2014.

Study on technology of mixing coal in steam boiler of Fushun Shale Refining Plant

HAN Wei,HUO Mingliang
(Engineering Technology Research Center,Fushun Mining Group Co.,Ltd.,Fushun 113017,China)

Fushun shale refinery has two coal－fired steam boilers,fuel for 3 500 cal/g of lignite,pneumatic conveying method for coal supply.Two problems were found during operation:pneumatic conveying mode of coal supply is unstable and often emerges blocking phenomenon;lignite raw material has low heat and fail to meet design requirements.In order to solve the above problems,we put forward the research project of mixed coal technology.

mixed coal;thermal coal;lignite

TD824

B

1671－9816（2017）11－0090－05

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.11.025

韓偉，霍明亮.撫順頁巖煉化廠蒸汽鍋爐混配煤工藝技術(shù)研究［J］.露天采礦技術(shù)，2017，32（11）：90－93.

2017－06－27

韓 偉（1985—），男，遼寧沈陽人，本科，畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)礦物加工工程專業(yè)，現(xiàn)從事選礦工藝設(shè)計(jì)工作。

【責(zé)任編輯：張 夙】