高水分褐煤對(duì)運(yùn)煤系統(tǒng)的影響

馬茹， 曲名新， 趙瑞娥

（1.湖北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，武漢430040；2.中南電力設(shè)計(jì)院，武漢430071）

0 引言

褐煤有煤化程度較低、水分較高、孔隙度大、揮發(fā)分高、黏性大、熱值低[1]等特點(diǎn)。火電廠(chǎng)采用高水分褐煤作為燃料，其運(yùn)煤系統(tǒng)如果按常規(guī)煤種設(shè)計(jì)，很容易發(fā)生堵煤或系統(tǒng)出力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求[2-6]等問(wèn)題。本文以越南某2×330 MW CFB燃煤電站為例，探討高水分褐煤運(yùn)煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

1 工程概況

越南某2×330 MW CFB燃煤電站本期新建容量為2×330 MW的亞臨界循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組，同時(shí)為遠(yuǎn)期擴(kuò)建預(yù)留場(chǎng)地。采用1107 t/h的循環(huán)流化床鍋爐，只考慮爐內(nèi)脫硫，不設(shè)置脫硝設(shè)施。本工程設(shè)計(jì)煤種和校核煤種均采用越南本地產(chǎn)高水分、高揮發(fā)分、低熱值褐煤。煤質(zhì)分析見(jiàn)表1，鍋爐耗煤量見(jiàn)表2。綜合表1和表2的數(shù)據(jù)，正是由于褐煤水分較高，造成鍋爐耗煤量較大，從而導(dǎo)致運(yùn)煤系統(tǒng)出力較大。

2 運(yùn)煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 運(yùn)煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

本工程燃煤采用汽車(chē)運(yùn)輸至電廠(chǎng)，每天運(yùn)輸時(shí)間為10 h，來(lái)煤最大粒徑為300 mm。卸煤系統(tǒng)按兩班運(yùn)行，每班運(yùn)行6 h。卸煤裝置采用縫式卸煤槽，設(shè)12個(gè)卸車(chē)位。雙線(xiàn)縫式煤槽按貫通式卸車(chē)布置，為運(yùn)煤車(chē)輛預(yù)留了足夠的回轉(zhuǎn)場(chǎng)地，以提高卸煤速度。在縫式煤槽上部設(shè)置孔徑為300 mm×300 mm的固定煤篦，以分離并清除部分大塊煤。車(chē)道處煤篦孔徑為200 mm×200 mm。

本工程設(shè)置條形煤場(chǎng)兩座，堆煤高度12 m。兩座煤場(chǎng)可供電廠(chǎng)2×330 MW機(jī)組燃用15 d。

本工程鍋爐對(duì)燃煤的粒度要求為dmax＜20 mm，d50=1.5-2.8 mm。在碎煤機(jī)室內(nèi)設(shè)置一級(jí)篩分裝置和兩級(jí)碎煤設(shè)備，粗碎機(jī)采用齒輥破碎機(jī)，其額定出力860 t/h，入料粒度≤300 mm，出料粒度≤50 mm。篩分設(shè)備采用高幅概率組合篩，其額定出力860 t/h，篩分效率不小于85%，篩上物通過(guò)落煤管進(jìn)入細(xì)碎機(jī)，篩下物粒度≤20 mm，直接進(jìn)入帶式輸送機(jī)。破碎設(shè)備采用可逆錘擊式細(xì)碎機(jī)，額定出力600 t/h，入料粒度≤50 mm，出料粒度≤20 mm。為防止堵煤，根據(jù)運(yùn)行情況可將可逆錘擊式細(xì)碎機(jī)下部的篦板取消。

表1 煤質(zhì)分析表

表2 鍋爐耗煤量表

2.2 燃料制備系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

根據(jù)來(lái)煤粒度和入爐煤粒度的要求，本工程采用兩級(jí)篩碎系統(tǒng)。在煤場(chǎng)后設(shè)置一座碎煤機(jī)室，內(nèi)設(shè)兩級(jí)破碎機(jī)和一級(jí)細(xì)篩裝置。第一級(jí)破碎設(shè)備選用國(guó)產(chǎn)齒輥式破碎機(jī)，額定出力860 t/h，入料粒度≤350 mm,出料粒度≤50 mm。由于本工程一級(jí)破碎機(jī)擬采用雙齒輥破碎機(jī)，雙齒輥破碎機(jī)具有破碎兼篩分的功能，粒徑50 mm以下的物料直接從齒間隙漏下，不會(huì)受到二次破碎，因而在一級(jí)破碎之前不設(shè)置粗篩。

細(xì)篩分設(shè)備采用國(guó)產(chǎn)高幅概率組合篩。高幅概率組合篩出力為Q=860 t/h，入料粒度≤50 mm，篩下物粒度≤20 mm。

第二級(jí)破碎設(shè)備選用進(jìn)口的可逆錘擊式破碎機(jī)。可逆錘擊式破碎機(jī)的出力為Q=600 t/h，入料粒度≤50 mm，出料粒度＜20 mm。來(lái)煤中含有的石塊很少，夾層中可能含有少量石塊，在裝車(chē)前可人工清除。而且鍋爐廠(chǎng)允許入爐煤中含有不多于10%的石子，為簡(jiǎn)化系統(tǒng)及節(jié)省工程投資，在細(xì)碎機(jī)出口不設(shè)篩分設(shè)備。

2.3 燃料制備設(shè)備運(yùn)行情況

1）齒輥式破碎機(jī)。齒輥式破碎機(jī)在國(guó)內(nèi)矸石電廠(chǎng)運(yùn)行特別在煤礦是有較好業(yè)績(jī)的。可對(duì)抗壓強(qiáng)度≤160 MPa的煤矸石進(jìn)行破碎。破碎出的物料粒度均勻，過(guò)粉率低，滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。由于齒輥式破碎機(jī)采用螺旋齒板結(jié)構(gòu)，低速相對(duì)咬合，破碎強(qiáng)度高，但動(dòng)擾力不大，土建基礎(chǔ)處理費(fèi)用低于高速旋轉(zhuǎn)的環(huán)錘破碎機(jī)，設(shè)備費(fèi)較環(huán)錘破碎機(jī)低，廠(chǎng)用電也比環(huán)錘破碎機(jī)低，所以齒輥式破碎機(jī)的建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用較低。

2）可逆錘擊式破碎機(jī)。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的電廠(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，可逆錘擊式破碎機(jī)符合為CFB循環(huán)硫化床鍋爐發(fā)電廠(chǎng)配套使用，對(duì)煤二級(jí)破碎加工出力范圍大，從15 t/h至800 t/h，并能獲得理想的破碎顆粒匹配的曲線(xiàn)要求。

可逆錘擊式破碎機(jī)關(guān)鍵部件如錘頭單邊使用壽命可達(dá)到4000～6000 h，雙邊8000～12 000 h，耐磨破碎板使用壽命18 000 h，破碎篩使用壽命10 000 h以上，轉(zhuǎn)子軸承使用壽命90 000 h。

考慮到本工程燃煤水分較大，為防止物料黏結(jié)在破碎板的凹槽中形成堆積，影響破碎效果，防止破碎機(jī)內(nèi)腔堵塞，加設(shè)了電加熱裝置。破碎機(jī)采用電加熱裝置對(duì)破碎板進(jìn)行加熱，加熱溫度范圍為130～170℃，加熱元件敷設(shè)在破碎板與殼體之間，加熱功率為30 kW左右。

3）高幅概率組合篩。高幅概率組合篩的技術(shù)特點(diǎn)是：分料、布料，概率、組合、立體篩分。篩機(jī)整體不振動(dòng)、篩網(wǎng)振動(dòng)、篩分過(guò)程中保持較大的振幅、篩分面積、篩網(wǎng)開(kāi)孔率、篩面利用率，以最終得到較高的篩分效率。

高幅概率組合篩現(xiàn)已于2015年在河南晉煤天慶煤化工有限責(zé)任公司投入使用。該項(xiàng)目采用1臺(tái)出力300 t/h的高幅概率組合篩，用于篩分破碎后的洗煤，入料粒度＜12 mm，篩下物粒度＜6 mm。據(jù)運(yùn)行專(zhuān)工介紹，煤的外水分約為15%左右。據(jù)了解，運(yùn)行狀況良好,無(wú)堵煤現(xiàn)象發(fā)生。

2.4 防止堵煤的其他措施

除在設(shè)備選型方面考慮設(shè)備對(duì)高水分褐煤的適應(yīng)性外，在運(yùn)煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中還采取了以下措施：1）在運(yùn)煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)中盡量減少電動(dòng)三通的使用，以降低煤流轉(zhuǎn)運(yùn)落差，如：在煤倉(cāng)間轉(zhuǎn)運(yùn)站頭部使用犁式卸料器代替三通實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)交叉運(yùn)行的功能，可降低轉(zhuǎn)運(yùn)落差約3 m。2）所有落煤管尺寸按增大一級(jí)設(shè)計(jì)，為煤流提供更大的通流面積。3）所有落煤管的角度均按不小于65°[7]設(shè)計(jì)。

3 結(jié)語(yǔ)

火電廠(chǎng)采用高水分褐煤作為燃料時(shí)，其運(yùn)煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)一定要考慮物料的特性。選擇設(shè)備時(shí)除了考慮出力，還應(yīng)考慮設(shè)備的防堵特性。同時(shí)，落煤管之類(lèi)的附件設(shè)計(jì)也需要充分體現(xiàn)防堵的原則。

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