火力發(fā)電廠石子煤系統(tǒng)選型探索

張民松 趙志亮

摘 要：本文針對磨煤機石子煤的排放、貯存、轉(zhuǎn)運等是當前火力發(fā)電廠重要研究探討的課題之一，結(jié)合內(nèi)蒙古蒙西高原××新建電廠的石子煤設(shè)備技術(shù)選型工作，力求從經(jīng)濟合理、安全可靠、節(jié)約能源、保護環(huán)境、以人為本，提高設(shè)備自動化程度，最大程度的滿足設(shè)備長周期穩(wěn)定運行的的需求，從燃煤來源、設(shè)備的形式以及優(yōu)缺點提出具體的建議，為電站鍋爐石子煤系統(tǒng)技術(shù)選型提供了非常有價值的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：自動化、保護環(huán)境

0 引言

火力電廠燃煤普遍煤種多變、煤質(zhì)低劣，產(chǎn)生的石子煤煤灰分高、發(fā)熱量低、硬度大[1]，不僅雜質(zhì)多，而且數(shù)量變幅大，相差可達一個數(shù)量級，相同的煤種，不同的磨煤機，不同的運行水平，石子煤量會相差一倍以上[2]，導致石子煤量更難預測。石子煤的數(shù)量與溫度均以及石子煤的大小都存在一定的不確定性，磨煤機周圍環(huán)境比較狹小，環(huán)境要求比較高，這些因素都給電廠石子煤運行環(huán)境帶來了很大的困難，各電廠及相關(guān)設(shè)計院都在不斷地做各種嘗試。

1 常見石子煤系統(tǒng)

目前國內(nèi)火力發(fā)電廠石子煤輸送系統(tǒng)的方式很多，有介紹及使用的系統(tǒng)大體可歸納為五大類：（1）固定+活動石子煤斗方式;（2）密封式活動石子煤斗方式;（3）機械輸送方式;（4）水力輸送方式;（5）氣力輸送方式。五種處理方式各有利弊。

1.1活動石子煤斗方式

活動石子煤斗方式是采用活動石子煤斗、電瓶叉車轉(zhuǎn)運方式來處理石子煤。

1.2密封式活動石子煤斗方式

密封式活動石子煤斗收集、經(jīng)叉車轉(zhuǎn)運出鍋爐房的簡易機械處理方式，每臺中速磨煤機設(shè)1套排石子煤管道、閥門、密封艙、活動石子煤斗及稱重報警裝置，每臺爐另設(shè)1臺活動石子煤斗作為公共備用;系統(tǒng)正常運行時打開石子煤排放二次關(guān)斷門，石子煤通過管道等壓的排入活動石子煤斗中，當石子煤斗裝滿報警后，關(guān)閉排放二次關(guān)斷閥門，將石子煤斗泄壓后由叉車轉(zhuǎn)運出鍋爐房卸料至自卸汽車運至灰場堆放或運至綜合利用點。

1.3機械輸送系統(tǒng)

機械輸送系統(tǒng)是采用振動（或刮板）輸送機、帶式輸送機將中速磨煤機排出的石子煤運送到石子煤倉內(nèi)集中，然后由汽車外運。優(yōu)點：運行可靠，檢修維護工作量小，并可實現(xiàn)程序控制，可以滿足大型電廠自動化高的要求。缺點：是開放式輸送，煤塵飛揚對環(huán)境污染較大，輸送向上仰角較小，一般不宜大于16°;只能直線輸送，占地面積大，需在主廠房零米下布置縱向隧道;轉(zhuǎn)動部件多運行維護工作量較大;石子煤排出溫度高也影響到帶式機推廣的使用，如河南省某某電廠為了解決皮帶機燒壞采用澆水冷卻，以致皮帶打滑，運行不穩(wěn)，增加了污染。該系統(tǒng)的電耗約為39KW。

1.4水力輸送系統(tǒng)

水力輸送系統(tǒng)是利用高壓水通過水力噴射器將中速磨煤機排出的石子煤輸送到脫水倉、灰渣漿池或刮板撈石子煤機內(nèi)，然后由汽車外運或同灰渣漿一起輸送至灰場。系統(tǒng)優(yōu)點：自動化程度較高;石子煤在密封管道內(nèi)輸送，運行過程對外界上無污染。該系統(tǒng)出力大，適用于石子煤量大的電廠。缺點是：耗水量較大;水力噴射器效率低、能耗大;輸送管閥磨損較快、檢修維護工作量較大。輸送系統(tǒng)復雜，調(diào)整磨合期長，輸送距離短，收集斗的大塊堵塞，泵閥的污水泄漏等情況難以避免。由于循環(huán)水質(zhì)與石子煤中煤粉含量有關(guān)，水池中會有煤泥沉積，可送往煤場處理但泵送系統(tǒng)距離長很難保證正常、又會增加耗水，如就地撈取又會污染環(huán)境。該系統(tǒng)耗水量約為20m3/h，耗電量約為150KW。

1.5氣力輸送石子煤系統(tǒng)

氣力輸送石子煤系統(tǒng)國內(nèi)僅少數(shù)電廠使用。氣力輸送又分為負壓輸送和正壓輸送兩種方式。該系統(tǒng)的優(yōu)點：自動化程度較高。缺點：系統(tǒng)復雜，系統(tǒng)及設(shè)備目前還不成熟，管道磨損較嚴重，輸送距離較短（實際應用在100m以內(nèi)），初投資很高，性價比較低。該系統(tǒng)耗電量約為242KW。

2 煤源及石子煤情況

為了充分做好××新建電廠的石子煤設(shè)備技術(shù)選型工作，針對石子煤系統(tǒng)設(shè)備進行了解，對附件幾家投運的電廠關(guān)于石子煤系統(tǒng)設(shè)備選型情況進行調(diào)研，以及相關(guān)電廠用煤源相近電廠的石子煤含量情況的了解。

××新建電廠所供煤源的石子煤含量做了相關(guān)實驗，煤礦相關(guān)技術(shù)人員在試驗全程參與中，針對煤礦向××新建電廠提供成品煤，隨機從三個原煤筒倉中，抽出了2組按校核煤種發(fā)熱量暫定4300大卡-4500大卡;粒徑小于50mm;全硫低于0.7，最大極限不超過1.0的原煤。針對石子煤的含量進行篩選分析計算。第一組數(shù)據(jù)石子煤含量為1.3%，第二組數(shù)據(jù)石子煤含量為1.5%。與煤礦技術(shù)人員了解到這兩組數(shù)據(jù)是正常情況下產(chǎn)生的石子煤含量，開采條件、地質(zhì)變化情況等石子煤最大含量是為2%-3%。

3 設(shè)備選型

××新建電廠技術(shù)人員和設(shè)計院通過對本地區(qū)已運行石子煤系統(tǒng)電廠的調(diào)研，結(jié)合本地區(qū)的煤種和石子煤量的情況，實地考察和參觀了采用連續(xù)機械輸送的方案，即石子煤經(jīng)排石子煤斗、埋刮板輸送機、斗式提升機送至石子煤倉貯存，參觀了已運行電廠的實際運行情況。技術(shù)人員認為該系統(tǒng)是可靠的，投運后節(jié)省了叉車轉(zhuǎn)運的時間，節(jié)省了叉車司機的人力成本，提高了電廠的自動化程度，也大大改善了煤倉間區(qū)域的環(huán)境情況（尤其改善了鍋爐房零米冬季防凍措施）。

經(jīng)過對選型方案的多方討論，××新建電廠實施階段最終確定方案為：石子煤處理系統(tǒng)采用連續(xù)機械輸送方案，即石子煤經(jīng)排石子煤斗、埋刮板輸送機、斗式提升機送至石子煤倉貯存。

4 機械輸送方案

石子煤系統(tǒng)機械輸送方案，即排石子煤斗、埋刮板輸送機、斗式提升機提升、石子煤倉儲存的方式，真正的實現(xiàn)遠程自動化，自動監(jiān)控，自動排放，自動轉(zhuǎn)運，并可根據(jù)石子煤量自動調(diào)節(jié)出力，有效節(jié)能，全封閉運行，絕對避免現(xiàn)場揚塵，污染，符合當前電廠的文明生產(chǎn)需要。

每臺爐設(shè)6臺中速磨煤機，5運1備，每臺磨煤機配1個固定石子煤斗，磨煤機排出的石子煤暫存在石子煤斗中。石子煤斗的進出口均設(shè)氣動關(guān)斷閥，兩道氣動關(guān)斷閥不允許同時打開。正常情況下，上部關(guān)斷閥打開，石子煤直接排入石子煤斗。當石子煤斗裝滿需要排放時，上部關(guān)斷閥關(guān)閉，打開石子煤斗的出口關(guān)斷閥，將石子煤通過落料管管道統(tǒng)一輸送至埋刮板輸送機上，再由埋刮板輸送機輸送至斗式提升機，從而提升至石子煤倉貯存。事故情況下，石子煤從石子煤斗側(cè)面的事故排石子煤口排出，由石子煤小推車拉走。

石子煤系統(tǒng)機械輸送全自動運行，無人工費;磨煤機排料自動控制，排放周期可調(diào)，可做到及時排料，磨煤機及料斗無堵料現(xiàn)象，防止石子煤自然，減少了檢修成本;磨煤機石子煤排放順暢，沒有堵料現(xiàn)象，降低了磨煤機負荷，節(jié)約運行費用;同時降低磨煤機磨損，延長了檢修周期，降低檢修成本;以上節(jié)約費用可在5年內(nèi)收回設(shè)備投入成本。

5 結(jié)語

通過大量的調(diào)研煤源情況以及石子煤的含量，結(jié)合石子煤系統(tǒng)目前運行方式的實際情況，該電廠經(jīng)過多次的討論，石子煤設(shè)備選型采用機械輸送方式，該設(shè)備運行方式在火電行業(yè)雖不在最理想的，根據(jù)煤源的情況是比較合適的，整體上節(jié)省了叉車司機的人力成本，提高了電廠的自動化程度，也大大改善了鍋爐煤倉間區(qū)域的環(huán)境情況，為職工提供了健康的工作環(huán)境，為以后新建和改造的機組對設(shè)備選型提供了豐富的經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]李凌月、徐波、蘇靖程、薛方明.燃煤電廠磨煤機石子煤高效分離回收技術(shù)研究及應用[J].《山東化工》2019，48卷

[2]張森.淺議火力發(fā)電廠石子煤收集系統(tǒng)[C].《發(fā)電技術(shù)》2007，161期