火力發電廠飛灰運輸方式選擇研究

中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司 廣東廣州 510663

摘要：本文依托某火力發電廠項目對飛灰運輸方式進行了論述，通過技術經濟比較，指出汽車運輸方式無論從技術上和經濟上都更適合火力發電廠的飛灰運輸。

關鍵詞：火力發電廠；飛灰；運輸

0 概述

飛灰又稱粉煤灰，主要是煤粉在高溫中燃燒、冷卻而形成，在經過燃燒煙氣經過除塵器等設備后予以從煙氣中脫除，是燃煤火力發電廠的副產物。目前火力發電廠的廠內除灰方式一般采用干除灰，除塵器灰斗中的干灰通過正壓氣力輸灰系統輸送至灰庫，灰庫中的飛灰可運輸至廠外綜合利用用戶或者運至灰場填埋。

國內外一般采用密閉粉狀物料運輸車將灰庫中的干灰運輸至綜合利用用戶。對于飛灰運往灰場填埋的方式，一般有水力輸灰管道輸送、直接氣力輸灰至灰場旁灰庫、管狀帶式輸送機（管帶機）運輸、汽車運輸等方式。水力輸灰管道的方式因其耗水耗電、對環境的污染大等特點，近年來已經逐漸被淘汰，本文依托某海外項目對其它三種運輸方式進行比較研究。

1 項目概況

某中國公司承建的海外項目為2×660MW級燃煤火力發電廠，因當地無綜合利用條件，所有飛灰均需運輸至灰場填埋，灰場距廠區距離約3.5km。電廠總飛灰量為85t/h，機組常年保持高負荷運行，每天的飛灰量為2100t/d，每年的飛灰量為65×104t/a（干灰）。廠內的除灰系統采用正壓氣力干除灰系統。初期灰場大約可儲存5年的飛灰。

2 直接氣力輸灰方式

直接氣力輸灰方式是指將電除塵灰斗中的飛灰，采用壓縮空氣通過長距離的輸灰管道輸送至灰場。

若采用直接氣力輸灰方式將飛灰運輸至灰場，則需要將現有灰庫的位置移至灰場旁邊，廠內飛灰直接輸送至灰場旁的灰庫，之后經過灰庫的加濕裝置加濕后卸到灰場中。

因灰場距離廠區距離長達3.5km，而目前的氣力輸送系統輸送距離一般均不超過2km，因此目前氣力輸灰系統尚無法做到一級輸送，需要在輸送至灰場的中途1.7km處建設一座中轉緩沖灰庫，并配備空壓機房等附屬設施，飛灰經過轉運后二級氣力輸送至灰場。

按照相關規程規定，中轉灰庫的容量不應小于8h設計煤種的灰量，因此中轉灰庫的有效容積不小于900m3。中途空壓機房內需要配置6套0.75MPa，50Nm3/min微油螺桿式空壓機并配備相應的后處理系統。廠內至灰場需要新建輸灰管道及管架3.5km。

3 管帶機運輸方式

管帶機是由普通帶式輸送機發展而來的一種運輸機械，通過托輥等裝置的排列，強制膠帶卷成圓管狀而輸送物料的一種新型帶式輸送機。管帶機可以在三維空間進行彎曲，因而可以適應復雜地形，布置靈活，且物料被包裹在皮帶中，密閉性好，能夠有效減小運輸途中物料泄露、灑落造成的環境污染。

若采用管帶機運輸，可通過廠內灰庫下的加濕裝置將飛灰加濕，裝載到管帶機上，管帶機將加濕灰運輸至灰場卸載點后卸載。因運輸距離較遠，在3.5km的運輸途中，需要增加一座轉運站。

管帶機的參數為管徑Φ350mm，帶速V=2.5m/s，出力Q=400t/h，總長L=3.5km，由兩條管帶機首尾相連組成一套運輸系統。

4 汽車運輸方式

汽車運輸方式是電廠采用的傳統運灰方式，通過廠內灰庫下的加濕裝置將飛灰加濕，裝載到自卸汽車上，自卸汽車將加濕后的灰運輸至灰場的指定位置后卸載。

汽車考慮采用租用社會運輸車輛，以綜合運費計價，汽車運價一般為1.0-1.1元/噸公里。每天加濕灰的運輸需要載重30t的自卸車約84輛（次）。

采用汽車運輸方式，一般需要新建一條運灰道路。但對于其他方案而言，灰場的人員通行以及鍋爐底渣、石子煤等的運輸也常常需要采用灰場道路，因此，無論采用何種方案，去往灰場的道路是必不可少的。

5 方案技術經濟比較

三種飛灰運輸方式的比較如表1所示。

表1 飛灰運輸方案技術經濟比較表

項目氣力輸送管帶機運輸汽車運輸

運輸

距離約3.5km約3.5km約3.5km

主要工藝系統或設備一級氣力輸送系統、緩沖灰庫、中途空壓機房及壓縮空氣系統、二級氣力輸送系統、終端灰庫等。廠內氣力輸送系統、灰庫系統、管帶機系統。廠內氣力輸送系統、灰庫系統等。汽車可考慮租用社會車輛。

技術復雜性復雜，一、二級氣力輸送系統的銜接以及長距離氣力輸送使該方案變得十分復雜。較復雜，與沿途地形關聯較大。低，流程簡單。

技術難度高，應用實例少。較高，國內有少許應用業績，東南亞地區較常見。低，最常用

靈活性低，輸送方式為點對點方式，因此必須在灰場灰庫單點卸料，遠離卸料點的灰場區域堆灰不便。如果今后灰場位置變化后需另新增輸送系統。低，輸送方式為點對點方式，因此必須在灰場管帶機頭部卸料點卸料，遠離卸料點的灰場區域堆灰不便，如果今后灰場位置變化后需另新增輸送系統。高，可適應灰場各個方位堆灰及今后灰場位置變化。

年運行費用（萬元/年）52560308

初投資（萬元）+4590+5350/

說明：

1）氣力輸灰方式的年運行小時按7500h計算，汽車運輸方案和管帶機運輸方案的年運輸加濕灰按80×104t/a計算。

2）電價按0.5元/kWh計算，汽車運價按照1.1元/噸公里計算。

3）氣力輸送方式的耗電量相比汽車運輸方案約增加1400kW，管帶機運輸方式的耗電量相比汽車運輸方案約增加600kW。

4）因三種方案均需要使用灰場道路，因此未計入灰場道路引起的造價增加（3km運灰道路造價約525萬）。

6 結論

氣力輸送方式初投資較汽車運輸方式增加較多，技術方案較復雜，靈活性低，且年運行費用高于汽車運輸，耗能較大而效果卻很小，說明在長距離輸灰方面，二級氣力輸送方案并不具有優勢。

管帶機運輸方式，初投資較汽車運輸方式增加較多，但年運行費用較低。根據本項目灰場貯量較小的特點，在5年的堆灰期中不能回收初投資。5年后若堆灰場位置變化，則不得不另新建一套管帶機輸送系統，或者改用其他運輸方式。

此外，無論是氣力輸灰方式，還是管帶機運輸方式，中途均建設有需要巡檢值守的構筑物，無疑增加了運行人員巡檢工作量，提高了電廠管理的難度。

汽車運輸方案的初投資小，能夠適應本項目灰場的特點，靈活性高，技術難度小，且根據本項目的特點，能靈活的應對灰場位置的變化和灰場各處堆灰的要求。綜合考慮初投資和運行等各方面原因，汽車運輸方案應當作為本項目的飛灰運輸方案。說明在3km左右的運輸距離條件下，傳統的汽車運輸方案仍然具有明顯優勢。

參考文獻：

[1] DL/T 5142-2002.火力發電廠除灰技術規程.北京：中國計劃出版社，2012：43.

[2] 孫祥虎.鍋爐氣力除灰系統設計方案選擇[J].中國粉體工業，2014，6：16-18.