儲煤筒倉頂部皮帶中部采樣機的優化改造

謝武杰

(山西興能發電有限公司，山西 古交 030200)

1 問題的提出

山西興能發電有限公司輸煤系統設計配套1800 MW機組，一期為2×300 MW 機組，二期為2×600 MW機組，電廠燃煤采用皮帶機(寬度為1400 mm，速度為 2.5 m/s，出力為 1 500 t/h)直接運輸進廠，一期工程年燃煤量約為181萬t，達規劃容量時年燃煤量約為543萬t。電廠燃煤為100%洗中煤(終期時有少量原煤)，燃煤儲存采用直徑為22 m的筒倉4座，筒倉有效高度(包括下口錐體)約為37.4m，容積約為11470m3，筒倉下口的給料設備為環式給煤機。入廠燃煤采樣機只能安裝在筒倉上部#1皮帶尾部，原皮帶中部采樣機的工作原理為:按照設定的時間間隔，采樣抓斗動作1次，從運動的帶式輸送機上抓起樣品，樣品經過皮帶機架上的接料皮帶將樣品傳送至破碎機進行破碎，破碎系統將物料破碎到要求的粒度，經過接料小漏斗縮分至樣品集樣器。由于抓斗落下、抓起時間與采樣全斷面的矛盾無法解決，加之采樣輸送系統敞開，影響煤樣水分的準確性，縮分器為小接料溜槽，不是定時縮分，代表性較差。此外，多次發生抓斗落下不起的堵煤事故，嚴重影響上煤系統的安全、穩定運行。現在所有采樣機廠家的產品都是初級采樣和破碎2層布置結構，無法適應山西興能發電有限公司只能在同一層安裝所有設備的現場情況，因此，必須結合以上因素設計一套合理的方案。

2 原因分析

2.1 造成采樣煤質代表性不強的主要原因

(1)原皮帶中部采樣機初級采樣頭為升降式抓斗，采樣抓斗張開狀態下落到煤流斷面位置后，抓斗閉合并升起。如果先閉合后升起的話，在采樣抓斗閉合時間段中，由于煤流速度為2.5 m/s，抓斗閉合所采煤樣不是同一斷面，而是速度乘以閉合時間所得煤流長度范圍的不同斷面;如果邊閉合邊升起的話，抓斗閉合所采煤樣不是同一斷面的煤樣，皮帶斷面中下部一直采不到煤樣。

(2)原采制樣系統不封閉，導致水分損失而使煤樣水分不準。

(3)碎煤機為立式環錘碎煤機，無篩網，致使煤樣粒度無法滿足標準要求。

(4)縮分器為碎煤機下小接料溜槽，無法實現定時定量縮分，縮分煤樣代表性較差。

2.2 影響皮帶中部采樣機正常穩定運行的因素

(1)在采樣抓斗閉合時間段內，由于煤流速度為2.5 m/s，采樣抓斗一直處于煤流中相對靜止不動，煤流必然影響其閉合和升降，同時造成撒煤。

(2)最為嚴重的情況是，采樣抓斗在煤流中因為故障抬升不起，造成皮帶堆煤運行事故。(3)接料皮帶運行不穩致使拋、撒煤現象嚴重。(4)碎煤機入口漏斗粘煤易造成堵煤、撒煤現象。

3 優化方案

針對以上問題進行深入研究后，確定如下優化改造方案:皮帶中部采樣機按照設定采樣周期從主皮帶截取一定量的煤樣，通過不銹鋼密封溜槽送入初級皮帶給料機中;初級皮帶給料機上設有可調閘板用以調整煤流，將煤樣連續均勻地輸送至錘式破碎機并破碎到6mm以下，然后落入次級皮帶給料機中;在次級皮帶給料機上裝有二級縮分采樣器，按照設定的周期縮分出最終的煤樣送入旋轉式樣品收集器中，其余的煤樣通過次級皮帶給料機的頭部落煤管流入下方儲煤倉。

為了提高采樣煤質的代表性采取如下措施:

(1)初級采樣頭選用旋轉刮斗式，采樣刮板頭部設有軟不銹鋼絲或聚氨酯，確保既能完整地刮取煤流的全斷面，又不會損傷皮帶。

(2)刮斗采用不銹鋼制作并做圓角過渡，保證內部不積料和每次煤樣的代表性。

(3)初級采樣機框架(橫跨主皮帶)兩側設有裙板(高分子材料或不銹鋼)，在設計采樣機罩殼時，使罩殼底部深入皮帶約50 mm，保證刮料時不撒料。

(4)采用數顯式時間繼電器(采樣周期0～9999 s可調)，可根據應采樣的子樣數進行調節，從而保證使用方便，讀數準確、直觀。

(5)從初級采樣到縮分煤樣收集桶，采用全密封外罩，有效防止水分的散失和粉塵外泄。

(6)初級皮帶給料機和次級皮帶給料機頭部裝設刮板清掃器，避免濕細物料在皮帶上的黏結。

(7)皮帶給料機尾部裝設有手動可調節閘門，用以控制煤樣厚度及給料的均勻性，使瞬間所采煤樣均勻進入破碎機或通過縮分器，從而防止因進料過快、過猛而造成破碎機堵塞，并提高縮分煤樣的精度。

(8)破碎機采用環錘+篩板式，保證煤樣破碎粒度≤6 mm。

為了保證皮帶中部采樣機和上煤系統運行的穩定性，采取如下措施:

(1)皮帶中部采樣機防堵措施。

1)煤樣給料輸送設備選用皮帶機而非通常配置的斗提機。一方面，避免斗式提升機由于煤樣濕黏而容易粘堵料斗;另一方面，由于采制樣設備部件處在同一層，斗式提升機底座到其入料口高度最小尺寸無法得到滿足。

2)落煤管材料選用不銹鋼，表面質量較好，不易積煤，內徑較大或遠大于實際煤樣流量要求的管徑。

3)所有落煤管的傾斜角都不小于60°。

4)所有落煤管折彎后兩片對焊，減少焊縫數量且落煤管折彎處圓角過渡，使煤流易通過。

5)關鍵落煤管設有密封良好的檢修門，便于堵塞、斷煤時及時處理。

6)關鍵部位加檢測開關，發生堵煤時報警，收到報警信號后及時清理。

7)破碎機上配置液壓自動疏通裝置，清掃塊在疏通推桿作用下做上下往復運動，及時清理破碎板上黏附煤，保證不積煤、不堵煤。

(2)初級采樣的兩側設有聚氨酯，避免損傷皮帶，保證主皮帶安全運行的同時，防止煤粉外泄。

(3)初級采樣與主皮帶聯鎖，主皮帶停運時(包括故障停運)初級采樣頭立即停機(若正在動作，則動作結束后停機，保證采樣頭停止到位)，余下的設備則順序延時停機，保證系統內部不滯料。

(4)初級采樣頭部設有軟不銹鋼絲或聚氨酯，確保既能完整地刮取煤流的全斷面，又不會損傷主皮帶，保障安全生產。

4 改造效果

對入場燃煤皮帶中部采樣機進行有針對性的優化改造后，近期運行效果令人滿意。首先，入廠燃煤經皮帶中部采樣機采制后的煤樣代表性和水分都得到購銷雙方的認可，既保留了現有采樣機廠家產品的優點，又滿足了山西興能發電有限公司只能在同一層安裝所有采制樣設備的現場情況，為同類問題的處理提供了一套較為合理的借鑒方案。同時，對關鍵部位進行防堵、報警、密封、耐磨處理，一方面，大大延長設備檢修周期，減小檢修工作量;另一方面，提高皮帶中部采樣機的無故障率，保障入廠燃煤系統和采、制樣系統的安全、穩定運行。不但減輕了工人的勞動強度，節約了生產費用，而且為全廠經營結算提供了可靠、準確的數據。