330 MW機(jī)組石子煤沖渣水閉式循環(huán)改造及節(jié)能分析

摘 要：介紹了石子煤水力沖渣系統(tǒng)進(jìn)行閉式循環(huán)改造的項(xiàng)目，包括新建的一級(jí)澄清池、二級(jí)澄清池和清水池，其加裝了連接管道和閥門(mén)，形成了沖渣水閉式循環(huán)回路，基本實(shí)現(xiàn)了石子煤沖渣水零排放，達(dá)到了節(jié)水減污及節(jié)電降耗的良好效果，對(duì)燃煤電廠同類系統(tǒng)改造具有較好的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：石子煤;澄清;水力沖渣;閉式循環(huán);改造

0? ? 引言

某電廠燃煤機(jī)組設(shè)計(jì)煤種和校核煤種都是山西大同煙煤，但實(shí)際燃燒煤種較多，主要有印尼煤、煙煤、混煤、平煤等多個(gè)煤種。其中夾雜著大量的煤矸石、碎煤塊、石子等雜質(zhì)，統(tǒng)稱為石子煤，其由磨煤機(jī)研磨后經(jīng)渣倉(cāng)排放出來(lái)。石子煤的密度與顆粒大且硬度高，含粉塵量大，難以輸送且不易處理。

石子煤的排放處理采用水力輸送方式。原有的石子煤水力沖渣系統(tǒng)流程為：每臺(tái)機(jī)組5臺(tái)磨煤機(jī)將石子煤排放至煤斗中，煤斗進(jìn)出口各由閥門(mén)控制，日常運(yùn)行中煤斗進(jìn)口閥保持常開(kāi)，石子煤斗滿時(shí)進(jìn)口閥關(guān)，出口閥開(kāi)。出口閥是可以控制石子煤流量的氣動(dòng)閥。3臺(tái)沖渣水泵將循環(huán)水泵來(lái)水加壓后，通過(guò)水力噴射器把煤斗的石子煤送入運(yùn)輸管道，管道內(nèi)高流速水將石子煤送入脫水倉(cāng)。兩臺(tái)脫水倉(cāng)一備一用，用車將脫水后的石子煤運(yùn)走。脫水倉(cāng)及石子煤斗密封箱等處流出的污水集合至灰渣泵房，由灰渣泵加壓輸送出去。石子煤水力沖渣系統(tǒng)一般每天運(yùn)行6次，每次連續(xù)運(yùn)行1.5 h，電耗和水耗較高，而且排水也會(huì)帶來(lái)環(huán)境污染。

1? ? 系統(tǒng)改造

對(duì)兩臺(tái)燃煤機(jī)組石子煤水力沖渣系統(tǒng)進(jìn)行改造，主要是加裝了石子煤沖渣水澄清設(shè)備，使沖渣水經(jīng)過(guò)沉淀處理后回收進(jìn)行循環(huán)利用，達(dá)到減少環(huán)境污染和節(jié)水節(jié)電的目的。

1.1? ? 澄清水池設(shè)計(jì)建設(shè)

建造澄清水池，容積選定為513 m3，長(zhǎng)、寬、高為15 m×9 m×3.8 m，埋深地下約1.5 m，水池露出地面2.3 m。水池一體式構(gòu)造，內(nèi)部分為80 m3一級(jí)澄清池、233 m3二級(jí)澄清池和200 m3清水池。水池安裝有溢流口、排污口和就地水位計(jì)，水池內(nèi)安裝清淤用直梯、磁翻板式水位計(jì)。水池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚度不少于300 mm，內(nèi)部表面為水泥抹面，外表面是石米抹面，隔墻厚度、材料滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。水池外安裝斜鋼梯。水池上部鋪蓋花紋鋼板，厚度不少于3 mm。水池容量及布置如圖1所示。

1.2? ? 改造設(shè)備安裝

（1）分別從兩臺(tái)爐磨煤機(jī)脫水倉(cāng)的排水管加裝DN250的排水管至澄清池，總長(zhǎng)約250 m。管道架空安裝，安裝DN250閥門(mén)4個(gè)及操作平臺(tái)，管道及支架全部做防腐處理。

（2）修復(fù)脫水倉(cāng)集水裝置，對(duì)溢流水進(jìn)行收集，統(tǒng)一排到一級(jí)澄清池。

（3）從清水池至磨煤機(jī)石子煤沖渣泵入口母管處加裝DN300水管，長(zhǎng)約60 m，安裝DN300閥門(mén)1個(gè)。管道埋地（部分利用原有溝道）并做防腐處理。管道清水池一側(cè)入口管高度應(yīng)高于沖渣泵入口高度。

（4）安裝DN108清水池補(bǔ)充水管道約30 m，DN100閥門(mén)1個(gè)。

（5）原沖渣水泵的進(jìn)出口母管設(shè)再循環(huán)管，中間安裝電動(dòng)門(mén)，并設(shè)壓力開(kāi)關(guān)控制電動(dòng)門(mén)。沖渣泵出口壓力高于1 600 kPa，再循環(huán)門(mén)開(kāi)啟;低于1 200 kPa，再循環(huán)門(mén)關(guān)閉。

（6）配備有接觸器、繼電器等設(shè)備的開(kāi)關(guān)型電動(dòng)閥門(mén)，運(yùn)用380 V動(dòng)力電源和開(kāi)/關(guān)信號(hào)控制閥門(mén)。電動(dòng)調(diào)節(jié)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)供電為AC220 V，采用二進(jìn)制控制方式，位置反饋為4～20 mA電流。

（7）由機(jī)組DCS系統(tǒng)控制工程新增加的儀表與控制設(shè)備。

（8）電動(dòng)閥門(mén)的電動(dòng)裝置動(dòng)力電纜選用ZRA-VV22-

0.6/1.0 kV，電纜管線采用鍍鋅鋼管或不銹鋼軟管。

（9）電纜敷設(shè)安裝包含電纜頭的制作安裝及材料、線鼻、電纜終端護(hù)套、電纜標(biāo)牌等，電纜敷設(shè)完畢后恢復(fù)電纜通道防火蓋板并將電纜孔洞封堵。

1.3? ? 改造后的系統(tǒng)流程

改造后，實(shí)現(xiàn)了石子煤沖渣水系統(tǒng)閉式循環(huán)，能重復(fù)利用水資源，系統(tǒng)運(yùn)行中僅需少量的廠外工業(yè)水補(bǔ)充，也僅有少量的澄清池排污水。新系統(tǒng)的流程圖如圖2所示。

2? ? 節(jié)能分析

石子煤水力沖渣系統(tǒng)進(jìn)行閉式循環(huán)改造后，由于沖渣水實(shí)現(xiàn)了循環(huán)使用，系統(tǒng)不再需要持續(xù)供應(yīng)補(bǔ)充水，也不再需要持續(xù)往外排水，所以節(jié)省了大量系統(tǒng)用水，節(jié)約了可觀的水費(fèi)。同時(shí)，通過(guò)減少?zèng)_渣用水的供應(yīng)量降低了循環(huán)水泵的耗電量，通過(guò)減少?zèng)_渣水的排放降低了灰渣泵的耗電量，節(jié)約了可觀的水泵運(yùn)行所需電費(fèi)。石子煤水力沖渣系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)如表1所示。

設(shè)備電費(fèi)按該電廠的上網(wǎng)電價(jià)0.42元/kWh計(jì)算，水費(fèi)按循環(huán)水成本0.5元/m3計(jì)算;沖渣水泵額定流量155 m3/h;循環(huán)水泵額定流量16 200 m3/h，額定功率1 250 kW;灰渣泵額定流量1 040 m3/h，額定功率570 kW。根據(jù)運(yùn)行實(shí)際情況統(tǒng)計(jì)，沖渣水系統(tǒng)每天運(yùn)行6次，每次連續(xù)運(yùn)行1.5 h，即每天連續(xù)運(yùn)行9 h;按1年365天計(jì)，沖渣水系統(tǒng)每年需運(yùn)行3 285 h。

（1）節(jié)約電費(fèi)：

石子煤水力沖渣系統(tǒng)年用水量：

155×3 285=509 175 m3

改造后可節(jié)約循環(huán)水泵運(yùn)行年耗電量：

（509 175÷16 200）×1 250≈39 288.19 kWh

改造后可節(jié)約灰渣泵排廢水年耗電量：

（509 175÷1 040）×570≈279 067.07 kWh

可節(jié)約年使用電費(fèi)：

（39 288.19+279 067.07）×0.42≈133 709.21元

（2）節(jié)約水費(fèi)：

509 175×0.5=254 587.5元

（3）每年可節(jié)約水電費(fèi)：

133 709.21+254 587.5=388 296.71元≈38.83萬(wàn)元

（4）項(xiàng)目回報(bào)：

改造工程總投資為50萬(wàn)元，收回成本所需時(shí)間為：

50÷38.83≈1.29年

此改造項(xiàng)目投資成本回收時(shí)間僅1.29年，之后每年可節(jié)約38.83萬(wàn)元的水電費(fèi)，項(xiàng)目投資回報(bào)率高。

3? ? 結(jié)語(yǔ)

某電廠通過(guò)對(duì)兩臺(tái)燃煤機(jī)組的石子煤水力沖渣系統(tǒng)實(shí)施閉式循環(huán)改造，節(jié)省了大量水資源和廠用電消耗，并且降低了環(huán)境污染，提高了本廠的經(jīng)濟(jì)效益，這對(duì)燃煤電廠同類系統(tǒng)改造具有較好的借鑒意義。

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收稿日期：2021-03-01

作者簡(jiǎn)介：于孟泉（1993—），男，廣東東莞人，330 MW機(jī)組集控主操，熱能動(dòng)力助理工程師，集控值班員技師，主要從事集控運(yùn)行工作。