淺談煤泥輸送系統的應用

摘 要：隨著工業產業的升級，節能環保成為社會生產的常用名詞，如何利用劣質能源以達到良好的經濟效益已經成為社會熱點問題。煤泥是煤礦開采及洗選煤副產品，其發熱量有些在2500-3500大卡甚至更高，利用好這些能源對社會的貢獻不言而喻。目前最為常見的煤泥輸送系統的關鍵設備就是煤泥輸送膏體泵，其能夠輸送含水量在30%的膏狀煤泥。

關鍵詞：煤泥輸送系統；膏體泵；刮板輸送機；煤泥膏體

1 煤泥輸送系統的總體生產流程

一般來說煤泥來自煤礦或者選煤廠，發熱量隨煤質的變化而不相同，煤泥儲存在儲煤倉中利用上料裝置進行上料，上料裝置各有不同，一般上料通過刮板輸送機進行傳送，在通過刮板輸送機的轉載、分配向下級傳送。在這過程中最為關鍵的一個步驟是將各種不同含水率的煤泥制備成含水率在30%左右的煤泥膏，然后煤泥膏進入儲料倉，再通過膏體泵輸送到鍋爐內燃燒。

例如某公司煤泥輸送系統生產工藝流程如下：煤泥通過汽車運輸入廠，儲存在煤泥堆放場，通過裝載機將煤泥卸到上料刮板機，再轉運到分配刮板輸送機，通過分配刮板機按照生產需要，可分別將煤泥放至4個膏漿制備機；煤泥在膏漿制備內通過加水后充分攪拌，形成膏狀煤泥后排到渣漿分離器；渣漿分離器可將超過50mm的塊狀物體分離出來，膏狀煤泥進入儲料倉；儲料倉內的煤泥根據鍋爐負荷的需求，經正壓給料機，進入膏體泵，再通過DN=200mm的管道送入鍋爐廠房，并經爐頂給料器入爐燃燒（圖1）。

2 煤泥膏體泵泵送原理

膏體泵是由兩只油缸、洗滌室、換向機構、兩只物料缸、料斗、S管、擺臂、兩只擺動油缸和出料口組成。膏體泵以電動機為動力，由PLC進行控制采用全液壓驅動，該泵兩個輸送缸活塞分別與主油缸活塞桿相連接，在主油缸液壓油的作用下作往復運動，一缸前進，另一缸后退，料缸出口與料斗相連，S管一端是出料口，另一端通過花鍵軸與擺臂相連接，在擺動油缸的作用下可以左右擺動。使S管入口交替與兩個輸送缸相連，S擺管內部設有自動補償磨損的自動密封環。

3 煤泥輸送過程

在上料環節，以前采用裝載機上料，使用裝載機上料的缺點是裝載機間斷把煤泥通過落料倉倒入上料刮板機中，在經過上料、配料環節后，煤泥到膏漿制備機時仍不均勻，會導致制備出煤泥后，煤泥的含水率變化大不好控制，在泵送中影響管道的泵送壓力。有很多方法改進了上料過程，如在落料倉中加入勻料器，勻料器能夠起到緩沖給料的作用，使得裝載機間斷給料后能夠通過勻料器達到持續給料的目的。再者，可以在落料倉之前加裝螺旋給料機等裝置，最終能夠實現持續給料的目的。

在上料、配料環節一般采用刮板輸送機輸送，然后由分配刮板機將煤泥輸送至膏漿制備機，在上述敘述中曾提到，如果煤泥來料斷續的情況下，膏漿制備機工作中制備水與煤泥的拌合比不穩定，造成煤泥膏體過稀或過稠，泵送時管道壓力有變化，造成管道過快磨損等現象，另外如果煤泥量在膏漿制備機中過大，容易造成攪拌電機因過載而保護動作跳機，從而聯跳刮板機，使整個系統的生產中斷。所以，煤泥在上料、配料過程的連續給料非常重要，需高度重視，否則將影響整個系統的穩定運行。

4 煤泥膏體的制備

煤泥膏的制備過程比較簡單，與現場操作人員的經驗、熟練程度有很大關系。膏漿制備機通常用于黏稠固廢處置成套系統中物料預處理的第一道工藝，根據物料具體情況加入適量的水，通過攪拌槳葉充分攪拌均勻，經振動篩篩分，將不適合輸送的大塊物料及鋼絲繩、鋼筋等雜物剔除，改善物料的泵送特性。其主要適用于處理落地的物料或物料含雜物較多且雜物尺寸大于50mm又不能破碎的工況。膏漿制備機一般為矩形臥式攪拌結構，由電機減速機、攪拌軸及攪拌槳葉、篩網、除渣機構以及液壓站等組成，進料口和出料口分別位于倉的兩側。進料若采用用連續給料以便于物料攪拌更充分、出料更均勻，可根據需要設置料位計。膏漿制備機每根臥式錘形攪拌螺旋均由減速電機驅動，相鄰兩根軸相對旋轉，并將物料由進料端推向出料端。攪拌螺旋的作用是摻入適量的水后，將倉中較大的粘稠物料結塊打散或把倉內板結的粘稠物料攪開，并將物料攪拌均勻，從而提高物料的泵送特性。出料口設有篩網和除渣機構，篩網由油缸驅動，其作用是讓大塊物料或未攪拌均勻的物料留在倉內繼續攪拌，直至攪拌成漿體后經篩網流出。另外，也可避免大塊雜物直接落到振動篩上，對這些雜物可定期集中打開篩網處理。

5 煤泥膏體的輸送

制備好的煤泥膏體含水率在30%左右最為適合泵送，通過渣漿分離設備將煤泥膏體中的大塊雜志過濾后，進入到煤泥儲料倉中，然后經過正壓給料機、膏體泵通過泵送管道向鍋爐泵送。值得考慮的是，泵送管道的距離越長，則膏體泵泵送的壓力越高，對系統穩定、長期運行越不利，所以，在設計時務必盡可能在條件允許的前提下縮短泵送管道距離，從而最大程度上降低泵送壓力、減小管道內壁磨損量。

6 煤泥燃燒的給料方式

在泵送過程中，一般通過泵送管道最終輸送到循環流化床鍋爐燃燒，鍋爐的給料方式一般有以下幾種方式：

6.1 爐頂給料

這種給料方式應用最為廣泛，優點是結構簡單，性能可靠、穩定。缺點是從爐膛頂部給入，離爐膛煙氣出口較近，煤泥熱爆后的碎屑會隨煙氣直接進入分離器，煤泥在爐膛中停留時間不足，煤泥細微顆粒多，會造成鍋爐飛灰含碳量高，燃燒效率低。

6.2 爐膛中部給料

這種給料方式與爐頂給料相比，煤泥在爐膛中停留時間有所延長，飛灰含碳量雖有所降低，但仍然不夠理想。

6.3 返料腿給料

煤泥通過返料腿給料，在爐膛中停留時間達到最長，燃燒效率最高，但在鍋爐低負荷運行時，返料灰量較低，攜帶能力不足，可能導致煤泥在返料器中粘結，因此鍋爐低負荷期無法摻燒煤泥。

6.4 爐膛密相區給料

煤泥從爐膛下部使用噴槍給入，在爐膛內停留時間長，燃燒效率高，使用噴槍以霧化形式給入，不受負荷影響，可任意調節給入量。但需要專用噴槍使煤泥霧化，結構相對復雜，噴槍存在磨損問題。

無論何種給料方式，都是將煤泥送入鍋爐內燃燒，達到節能減排的目的。目前國家大力提倡節約資源，煤泥作為一種采煤、洗煤的副產品，其有效利用一直以來是困擾上述煤炭企業的難題，煤泥輸送系統甚至可以輸送化工廢料、生產渣料進入鍋爐燃燒，從而達到環保要求。當然煤泥的制備、泵送、傳輸及燃燒過程中尚不完善處，需要廣大一線技術人員在生產應用中持續關注、改進，最終能夠使煤泥輸送系統逐步趨于完善。

參考文獻

[1]張鵬程，鞏長勇.一種新型高壓膏體輸送泵——錐閥泵的研制與應用[J].煤炭工程，2013（4）.

[2]張鵬程，鞏長勇.膏體制備機的研究及改進[J].煤炭工程，2013（7）.