篩分破碎一體碎煤機室布置研究

于志剛

（內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計院有限責任公司，呼和浩特 010020）

篩分破碎一體碎煤機室布置研究

于志剛

（內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計院有限責任公司，呼和浩特 010020）

篩碎系統(tǒng)是循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電廠燃料處理的重要環(huán)節(jié)，篩碎系統(tǒng)對來煤的破碎處理以及對入爐煤粒度的控制直接影響循環(huán)流化床鍋爐的燃燒穩(wěn)定以及鍋爐燃燒效率，進而影響整個電廠的運行及經(jīng)濟效益的優(yōu)劣。本文通過我院設(shè)計的東源熱電項目運煤系統(tǒng)中碎煤機室的設(shè)計優(yōu)化方案比較，討論篩碎一體式碎煤機在循環(huán)流化床鍋爐電廠運煤系統(tǒng)中的使用特點及適用范圍。

循環(huán)流化床鍋爐；篩碎系統(tǒng)；篩分破碎一體式碎煤

0 引言

循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電廠運煤系統(tǒng)中篩碎設(shè)備的選型直接影響整個運煤系統(tǒng)運行穩(wěn)定，由于目前國內(nèi)篩碎設(shè)備種類較多，各種破碎設(shè)備由于破碎機理、設(shè)備結(jié)構(gòu)的不同導致碎煤機室建筑的整體結(jié)構(gòu)及布置不同。

篩分破碎一體式碎煤機是目前國內(nèi)篩碎設(shè)備廠家研制新型破碎設(shè)備，其結(jié)構(gòu)原理是通過將細篩（輥式）、細碎（齒輥式）通過剛性連接為一個整體，采取防堵及防異物解決措施，使整個細粒篩碎設(shè)備布置在一層成為可能。

1 循環(huán)流化床鍋爐篩碎系統(tǒng)介紹

目前國內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐電廠的入爐煤粒度要求一般均為≤10mm。國內(nèi)電廠入廠來煤粒度一般均為≤300mm，如直接破碎至≤10mm，則由于破碎比過大，導致設(shè)備選型較困難，因此常規(guī)設(shè)計均為廠內(nèi)設(shè)置2級破碎，即廠內(nèi)設(shè)置粗、細碎各一級，入廠煤粒度由≤300mm經(jīng)一級粗碎破碎至≤50mm；再經(jīng)細碎煤機破碎至≤10mm以達到入爐煤粒度要求。

考慮到為減少過破碎現(xiàn)象以及適當降低碎煤機額定出力。一般在粗、細碎煤機前增設(shè)一級篩分設(shè)備。由于篩、碎設(shè)備均為大型設(shè)備，設(shè)備外形尺寸及占地較大，單體設(shè)備荷載較大，如粗、細碎煤機及粗、細篩煤機布置在一座碎煤機室內(nèi)。則整個碎煤機室的結(jié)構(gòu)、柱網(wǎng)均過于復雜，因此循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電廠運煤系統(tǒng)內(nèi)常規(guī)布置一般均為粗、細碎煤機室分開布置，由此導致循環(huán)流化床鍋爐運煤系統(tǒng)的整體占地大，工藝流程復雜。其總平面布置對整個發(fā)電廠總平面的布置影響較大。

2 粗碎煤機室設(shè)備選型及布置

常規(guī)循環(huán)流化床火力發(fā)電廠運煤系統(tǒng)粗碎系統(tǒng)需將燃煤由粒度≤300mm破碎至≤50mm，粗碎煤機室常用篩碎設(shè)備為滾軸篩+環(huán)錘式碎煤機或齒輥式碎煤機。（1）滾軸篩。滾軸篩篩分原理是通過設(shè)備內(nèi)布置多根篩輥，篩輥間距一般小于等于篩煤粒度，通過多軸篩輥驅(qū)動將煤流中小于篩分粒度要求的燃煤直接通過滾軸篩，進入下一級破碎系統(tǒng)或輸送系統(tǒng)。篩軸上不滿足粒度要求的大粒度燃煤輸送至環(huán)錘式碎煤機破碎；（2）環(huán)錘式碎煤機。環(huán)錘碎煤機是篩碎系統(tǒng)中將燃煤粒度由≤300mm破碎至≤50mm的主要破碎設(shè)備，其原理是通過電動機帶動環(huán)錘高速旋轉(zhuǎn)，通過環(huán)錘沖擊煤塊破碎燃煤至滿足出料粒度要求；（3）齒輥式碎煤機。齒輥式碎煤機破碎原理是通過2個嚙合的齒輥擠壓將燃煤粒度由≤300mm破碎至≤50mm；通過兩個齒輥間隙控制破碎粒度。

3 細碎煤機室設(shè)備選型及布置

循環(huán)流化床火力發(fā)電廠運煤細碎系統(tǒng)需將粗破后的燃煤由粒度≤50mm破碎至≤10mm，細碎煤機室常用篩碎設(shè)備為高幅振動篩+可逆錘擊式碎煤機或齒輥式碎煤機。

3.1 髙幅篩

高幅篩篩分原理是通過設(shè)備內(nèi)布置多片篩板，篩板內(nèi)密布篩棍，篩棍間距一般小于等于篩煤粒度，通過電機驅(qū)動偏心軸使各篩板振動給料，滿足粒度要求的通過篩板，不滿足粒度要求的大粒度燃煤輸送至可逆式碎煤機破碎。

3.2 齒輥式細碎機

齒輥式細碎機原理與齒輥式粗碎機原理一樣，通過2個嚙合的齒輥通過擠壓將燃煤粒度≤50mm破碎至≤10mm；通過兩個齒輥間隙控制破碎粒度。

4 各類型篩碎設(shè)備特點

（1）錘擊式碎煤機。1）環(huán)錘或可逆錘擊式碎煤機系統(tǒng)運行出力較高，適用于大出力破碎機，用作粗碎國內(nèi)運行業(yè)績可達到Q=2000t/h，用于細碎國內(nèi)運行業(yè)績最高可達到Q=650t/h；2）破碎粒度穩(wěn)定，破碎粒度可以通過調(diào)節(jié)破碎板調(diào)節(jié)出料粒度，使其能夠滿足入爐粒度要求；3）環(huán)錘式碎煤機與可逆錘擊式碎煤機由于破碎原理是通過高速旋轉(zhuǎn)的環(huán)錘或錘頭沖擊煤塊，通過沖擊力破碎煤塊。由此導致碎煤機整體動擾力較大，大出力碎煤機需設(shè)置減振平臺甚至獨立基礎(chǔ)，以降低動擾力對整體碎煤機室結(jié)構(gòu)的影響；4）環(huán)錘或可逆錘擊式碎煤機由于環(huán)錘或錘頭高速旋轉(zhuǎn)導致鼓風效應(yīng)，在落煤點處形成正壓，導致煤粉外溢，在采用此形式碎煤機的工程中均存在碎煤機室煤塵污染較重；5）環(huán)錘或可逆錘擊式碎煤機破碎燃煤時容易出現(xiàn)過破碎現(xiàn)象，尤其是細碎機，過破碎現(xiàn)象直接影響到鍋爐燃燒及效率；6）環(huán)錘或可逆式碎煤機電機功率較高，運行電負荷功率。

（2）齒輥式碎煤機。齒輥式碎煤機由于破碎機理不同于錘擊式碎煤機，其破碎原理是通過2個齒輥嚙合，通過齒輥擠壓破碎煤塊，因此其優(yōu)缺點基本和錘擊式碎煤機是相應(yīng)互補的。1）齒輥式碎煤機占地小，安裝高度低，非常適合布置緊湊、空間有限制的碎煤機室建筑；2）齒輥低速運轉(zhuǎn)，運轉(zhuǎn)時動擾力極低，基本可忽略動擾力對碎煤機室建筑物的影響；3）相比同等出力的錘擊式碎煤機，齒輥式碎煤機單機電機負荷功率要低于錘擊式碎煤機，同時設(shè)備造價也低于同等出力錘擊式碎煤機；4）齒輥式碎煤機由于通過擠壓式破碎物料，基本不存在過破碎現(xiàn)象，鼓風量較小，基本不存在運行風壓導致的噴粉現(xiàn)象產(chǎn)生，對碎煤機室的煤塵治理影響較小；5）由于齒輥式碎煤機出料間隙較小，其運行時一旦布料不均勻易發(fā)生堵煤現(xiàn)象；6）由于齒輥式破碎機破碎機理的原因，齒輥式破碎機采用擠壓式破碎，齒輥磨損較快，對齒輥材料要求較高；7）齒輥式破碎機整機只是通過兩齒輥間隙出料，運行一段時間后由于齒輥磨損，容易導致不滿足入爐粒度要求的煤通過；8）設(shè)備選型時用于粗碎大出力選型有部分運行業(yè)績，用于細碎煤機業(yè)績較少，其最大出力為350t/h～450t/h。更高出力齒輥式細碎機業(yè)績沒有實際運行業(yè)績。

5 篩碎一體式碎煤機在循環(huán)流化床鍋爐運煤系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用

在我院設(shè)計的東源熱電工程中，運煤系統(tǒng)出力為Q=500t/h，原初步設(shè)計為粗、細碎煤機室分開布置，其粗碎煤機采用雙齒輥式碎煤機，細碎機室篩碎設(shè)備采用高幅篩+可逆錘擊式碎煤機。

后經(jīng)調(diào)查國內(nèi)有碎煤機設(shè)備廠家優(yōu)化篩碎設(shè)備配置，設(shè)計出篩碎一體式碎煤機，其結(jié)構(gòu)原理是將細篩（輥式）、細碎（齒輥式）通過剛性連接為一個整體，采取防堵及防異物解決措施，使整個細煤篩碎設(shè)備布置在一層成為可能。這樣可以將粗碎（齒輥式），篩碎一體式碎煤機布置在一座碎煤機室內(nèi)，簡化了輸煤系統(tǒng)總平面布置，節(jié)省了輸煤建筑物工程投資。

6 結(jié)論

通過東源熱電工程粗、細碎煤機室設(shè)計優(yōu)化，以及針對篩碎一體式碎煤機布置研究，總結(jié)了以下設(shè)計經(jīng)驗：（1）采用篩分破碎一體式碎煤機后，整體投資造價無論從設(shè)備造價還是土建工程量上均有降低。因此可以確定使用篩分破碎一體式碎煤機后可以降低整個篩碎系統(tǒng)工程造價，具體降低工程量應(yīng)根據(jù)工程情況以及運煤系統(tǒng)出力具體核算；（2）篩碎設(shè)備種類較多，各有優(yōu)缺點，由于使用條件不同，因此各類型篩碎設(shè)備均有各自的市場，各行業(yè)針對篩破設(shè)備的選型也各有側(cè)重，針對國內(nèi)小型火力發(fā)電廠及其他行業(yè)自備電廠運煤系統(tǒng)中的篩碎設(shè)備可根據(jù)工程實際情況進行多類型設(shè)備比選。必要時通過詳細的調(diào)查研究，可以突破本行業(yè)設(shè)計習慣及規(guī)程進行設(shè)備選型；（3）目前很多小型火力發(fā)電廠及其他行業(yè)自備電廠項目建設(shè)模式以EPC總包模式較多，其建設(shè)模式?jīng)Q定了工程投資壓縮的非常低，由于采用篩碎一體碎煤機具有設(shè)備外形緊湊、整體占地及占用空間較小、節(jié)省土建及設(shè)備投資等特點，其使用具有一定的市場以及適用性。但同時由于篩碎一體式碎煤機設(shè)備主體仍為齒輥式碎煤機，其破碎機理導致的設(shè)備出力局限性決定了其適用范圍的局限性。建議其設(shè)備適用的運煤系統(tǒng)出力不宜過大。

綜上所述，篩碎一體式碎煤機工藝布置可以將常規(guī)粗、細碎煤機室合并為一座碎煤機室，具有節(jié)省工程建設(shè)投資、簡化工藝流程等優(yōu)點，因此建議在小型循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電廠運煤系統(tǒng)中可以根據(jù)工程需要采用其設(shè)備。同時應(yīng)密切跟蹤篩碎一體式碎煤機使用情況，及時與現(xiàn)場運行人員溝通，了解設(shè)備運行狀況，積累一定現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)及存在問題后，應(yīng)與設(shè)備廠家討論改進設(shè)計方案，完善設(shè)備，使設(shè)備更加可靠穩(wěn)定。

[1]《火力發(fā)電廠運煤設(shè)計技術(shù)規(guī)程第一部分 運煤部分》[M].（DL/T5187.1-2004）

[2]《大中型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)程》[M].（GB 50660-2011）.