煤泥液態(tài)運(yùn)輸和分離技術(shù)在煤泥硫化床鍋爐的應(yīng)用與研究

申志永

【摘 要】煤泥硫化床鍋爐的燃料以煤泥為主，傳統(tǒng)煤泥運(yùn)輸方式多使用刮板或皮帶機(jī)運(yùn)輸至鍋爐頂部然后經(jīng)鍋爐頂部給料機(jī)調(diào)整并控制鍋爐給料；本文論述的是通過工藝流程的優(yōu)化或系統(tǒng)改建后把煤泥進(jìn)行液態(tài)運(yùn)輸和分離使用的技術(shù)和應(yīng)用研究。

【關(guān)鍵詞】煤泥；液態(tài)運(yùn)輸；分離與應(yīng)用

0 前言

目前國內(nèi)大中型煤礦多有配套洗煤廠和坑口電廠，其中有的發(fā)電廠采用洗煤廠生產(chǎn)精煤后副產(chǎn)品-煤泥為主要燃料進(jìn)行火力發(fā)電，從而減少企業(yè)成本和增加企業(yè)收入。煤泥硫化床鍋爐主要燃料為煤泥，傳統(tǒng)煤泥運(yùn)輸方式大多用刮板和皮帶機(jī)運(yùn)輸，然后經(jīng)鍋爐頂部給料設(shè)備調(diào)整并控制鍋爐給料。傳統(tǒng)運(yùn)輸方式技術(shù)成熟可靠，但運(yùn)輸設(shè)備維修保養(yǎng)費(fèi)用高，非封閉運(yùn)輸必然出現(xiàn)粉塵污染，易造成粉塵對(duì)職工的職業(yè)危害，燃料輸送環(huán)節(jié)衛(wèi)生清理勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題，另外還存在工藝環(huán)節(jié)浪費(fèi)現(xiàn)象。本文重點(diǎn)論述的是針對(duì)坑口電廠或綜合利用電廠如何通過工藝流程的優(yōu)化或系統(tǒng)改建后把煤泥進(jìn)行液態(tài)運(yùn)輸并分離使用的技術(shù)方案和應(yīng)用研究。

1 煤泥液態(tài)運(yùn)輸分離應(yīng)用的可行性分析

在論述煤泥液態(tài)運(yùn)輸之前我們先來簡單描述一下洗煤廠生產(chǎn)煤泥的工藝。煤炭開采出來后經(jīng)過篩選等環(huán)節(jié)進(jìn)行跳汰（浮選）產(chǎn)生洗煤后的煤泥水，然后對(duì)煤泥水進(jìn)行加入絮凝劑沉淀收集后經(jīng)渣漿泵運(yùn)輸?shù)綁簽V車間，進(jìn)入壓濾機(jī)脫離水份生成煤泥最后煤泥餅塊落至煤泥場地，然后再進(jìn)入銷售煤泥或運(yùn)輸?shù)诫姀S燃料需要的運(yùn)輸環(huán)節(jié)。

由于洗煤廠與電廠之間多為分開管理，設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)沒有考慮優(yōu)化融合的問題，因此電廠使用煤泥時(shí)，先從煤泥場地用車輛裝運(yùn)或轉(zhuǎn)運(yùn)到皮帶機(jī)等運(yùn)輸設(shè)備再加水調(diào)制運(yùn)輸至爐頂給料機(jī)再進(jìn)入鍋爐燃燒。從生產(chǎn)環(huán)節(jié)上看煤泥生產(chǎn)出來后再運(yùn)輸再加水存在重復(fù)環(huán)節(jié)，通過環(huán)節(jié)優(yōu)化分析，如果把洗煤廠渣漿泵運(yùn)輸?shù)綁簽V機(jī)進(jìn)行脫水的環(huán)節(jié)改為直接運(yùn)輸?shù)诫姀S入爐前來進(jìn)行控制脫水，脫水程度達(dá)到含水量30%左右既可達(dá)到電廠生產(chǎn)需求。而洗煤廠的落地煤泥要控制水份較小能成煤泥餅狀。所以直接把煤泥以液態(tài)運(yùn)輸?shù)诫姀S并進(jìn)行脫水既能保障電廠入爐煤泥30%左右含水量的需求又減少了洗煤廠生產(chǎn)煤泥的環(huán)節(jié)和原材料等能源消耗，間接減少了洗煤廠能源消耗等綜合費(fèi)用，減少了企業(yè)整體生產(chǎn)成本。因此硫化床鍋爐煤泥液態(tài)運(yùn)輸分離應(yīng)用具有可行性。

2 煤泥液態(tài)運(yùn)輸?shù)难芯繎?yīng)用

從上面洗煤廠生產(chǎn)過程和鍋爐燃料運(yùn)輸過程我們可以發(fā)現(xiàn)，煤泥先脫水落地成為干燥煤泥后再運(yùn)輸再加水存在工藝重復(fù)和浪費(fèi)；我們可以在煤泥生產(chǎn)工藝的渣漿泵運(yùn)輸?shù)綁簽V環(huán)節(jié)前進(jìn)行優(yōu)化改造，主要內(nèi)容如下：

2.1 測算洗煤廠渣漿泵功率揚(yáng)程、管道流速、管道安裝條件和環(huán)境是否可以滿足把未分離的煤泥水運(yùn)輸至鍋爐燃料添加工位；

2.2 根據(jù)鍋爐的環(huán)境工況，在高于鍋爐投料口一定位置，距離鍋爐投料口直徑30m范圍內(nèi)為宜建設(shè)煤泥水的接收處理單元；

2.3 煤泥水接收處理單元的主要組成；

2.3.1 連接煤泥水的管道和渣漿泵，能夠把煤泥水輸送到需求工位。

2.3.2 煤泥中儲(chǔ)設(shè)備：一般使用具有攪拌功能的中儲(chǔ)倉即可滿足需要，中儲(chǔ)倉的大小可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境，燃料預(yù)存儲(chǔ)備量需求等進(jìn)行定制。

2.3.3 煤泥脫水回收：煤泥脫水回收設(shè)備目前技術(shù)相對(duì)成熟，以離心脫水設(shè)備或壓濾機(jī)脫水為例，目前都實(shí)際運(yùn)用到生產(chǎn)現(xiàn)場效果良好，可實(shí)現(xiàn)煤泥水脫水比例的有效控制，滿足煤泥硫化床燃料含水量控制需求，避免或減少煤泥再加水工序。離心脫水設(shè)備洗和壓濾機(jī)脫水設(shè)備各有優(yōu)缺點(diǎn)，離心機(jī)配套設(shè)備及控制系統(tǒng)投入相對(duì)高但干凈衛(wèi)生可實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)；壓濾機(jī)使用成本低，易維修和保養(yǎng)但需人員操作控制開板時(shí)間，全自動(dòng)化程度低。如果從經(jīng)濟(jì)方面考慮，本文建議使用壓濾機(jī)。

2.3.4 脫水回收：使用離心機(jī)或壓濾機(jī)進(jìn)行煤泥脫水收固環(huán)節(jié)中均有煤泥水脫出水份的回收部件和管路，可把脫出的大量水份回收利用或輸送至其他可利用環(huán)節(jié)。

2.3.5 煤泥推送設(shè)備：一般使用雙螺旋推料器、無軸螺旋推料器、混凝土輸送泵、專用煤泥泵均可，無論使用哪種設(shè)備都應(yīng)具備變頻控制給料功能以滿足鍋爐給料的集控操作。如果從經(jīng)濟(jì)方面考慮，本文建議使用螺旋推料器。

3 推廣應(yīng)用前景及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益分析

煤泥液態(tài)運(yùn)輸和分離技術(shù)在煤泥硫化床鍋爐的優(yōu)化應(yīng)用可產(chǎn)生良好的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3.1 社會(huì)效益

3.1.1 有利于改善輸煤崗位職工勞動(dòng)條件和作業(yè)環(huán)境、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，有利于員工健康和增長壽命。

3.1.2 提高了勞動(dòng)效率，減少了操作人員，能夠?qū)崿F(xiàn)了系統(tǒng)的連續(xù)、穩(wěn)定、高可靠性運(yùn)行及自動(dòng)控制，提高了勞動(dòng)效率，奠定了無人值守操作的基礎(chǔ)。

3.1.3 實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)整體節(jié)能，簡化了煤泥制備、輸送系統(tǒng)，大幅度節(jié)省人力和能耗，有利于提高效率，節(jié)約資源，實(shí)現(xiàn)過程節(jié)能。

3.1.4 實(shí)現(xiàn)了煤泥漿液目標(biāo)運(yùn)輸-分離-燃燒的協(xié)調(diào)、統(tǒng)一的系統(tǒng)管控。顛覆了選煤廠傳統(tǒng)煤泥漿液處理工藝和煤泥電廠燃料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，建立了煤泥電廠燃料高效節(jié)能生產(chǎn)、輸送、利用的典范。

3.2 環(huán)境效益

將煤礦選煤廠煤泥水濃縮池底流通過脫水機(jī)濃縮到直接可以供循環(huán)流化床鍋爐使用的燃料，產(chǎn)出的煤泥漿可直接進(jìn)入輸送泵站，脫水設(shè)備，中儲(chǔ)倉存儲(chǔ)，經(jīng)過管道送入鍋爐燃燒。整個(gè)過程全密封、對(duì)環(huán)境無污染。不需要專門的煤泥堆場，避免了煤泥堆放、運(yùn)輸過程中水份流失、風(fēng)干揚(yáng)塵、粉塵污染等問題，可以有效改善環(huán)境，達(dá)到清潔環(huán)保的目的。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益

下面是某小型綜合利用煤泥硫化床電廠依托洗煤廠進(jìn)行煤泥液態(tài)運(yùn)輸分離應(yīng)用產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，我們以此為例來對(duì)煤泥液態(tài)運(yùn)輸分離應(yīng)用進(jìn)行效益分析。

3.3.1 某電廠燃料供應(yīng)系統(tǒng)使用5臺(tái)裝載機(jī)，實(shí)現(xiàn)煤泥液態(tài)運(yùn)輸后裝載機(jī)可做為備用設(shè)備減少為2臺(tái)，直接節(jié)約設(shè)備更新投入費(fèi)用100萬元，減少柴油消耗費(fèi)用約計(jì)50萬元/年，減少車輛維修保養(yǎng)費(fèi)用約計(jì)10萬元/年。

3.3.2 間接減少洗煤廠生產(chǎn)成本能源消耗等綜合費(fèi)用約計(jì)350萬元/年，減少企業(yè)整體生產(chǎn)成本。

3.3.3 原煤泥供應(yīng)系統(tǒng)裝機(jī)總功率695kw，實(shí)際運(yùn)行功率約計(jì)456kw/小時(shí)，煤泥液態(tài)運(yùn)輸和脫水系統(tǒng)裝機(jī)功率<200kw實(shí)際運(yùn)行以200kw/小時(shí)，平均運(yùn)行17小時(shí)/天計(jì)算，每年節(jié)約電能152萬kw，以0.65元度折算，年節(jié)約增效99萬元，以工業(yè)用電成本計(jì)算將會(huì)增加2-3倍。

3.3.4 原煤泥供應(yīng)系統(tǒng)有設(shè)備27臺(tái)套，維修保養(yǎng)費(fèi)用每年約計(jì)40萬元以上，采用煤泥液態(tài)運(yùn)輸和脫水系統(tǒng)后，維修保養(yǎng)費(fèi)用每年10萬元以下節(jié)約75%以上。

3.3.5 原有煤泥供應(yīng)系統(tǒng)每班6人其中2人主要工作為系統(tǒng)衛(wèi)生清理工作，新系統(tǒng)投用后可減少為4人，鏟車司機(jī)可減少4人；富裕人員安排其它崗位，可節(jié)約增效30萬元。

3.3.6 原煤泥系統(tǒng)是把洗煤廠生產(chǎn)出的煤泥，經(jīng)鏟車、刮板、給料機(jī)、皮帶機(jī)、勻料機(jī)、煤泥泵等設(shè)備運(yùn)輸?shù)藉仩t料口，中間環(huán)節(jié)還要加水處理，光皮帶等設(shè)備衛(wèi)生清理用水約7500噸/年；新系統(tǒng)運(yùn)行方式是把多余水份去處，并且過濾后的水份達(dá)70%以上且能回收利用，每年可節(jié)約增效10萬元以上。

綜上所述煤泥的液態(tài)運(yùn)輸和給料系統(tǒng)成功實(shí)施后可產(chǎn)生直接效益329萬元/年，間接效益1100萬元以上，如新建坑口電廠參照此模式進(jìn)行，將會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

4 結(jié)語

本文論述的煤泥液態(tài)運(yùn)輸分離應(yīng)用，對(duì)洗煤廠煤泥漿液液態(tài)運(yùn)輸脫水分離與電廠燃料一體化具有較高的實(shí)用價(jià)值，對(duì)新建洗煤、發(fā)電設(shè)計(jì)時(shí)的優(yōu)化組合以及具備條件的準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)洗煤、發(fā)電聯(lián)合優(yōu)化改造的企業(yè)提供了參考和分析。endprint