火力發電廠運煤系統設計優化和節能降耗

唐德強

（秦能齊源電力工程設計有限公司濟南分公司，山東濟南 250101）

1 火力發電廠的節能與降耗

火力發電廠的節能降耗是優化我國經濟資源和戰略資源的重要舉措，是實現可持續發展和節能的核心。火力發電廠的節能應該成為能源節能的核心。燃煤電廠節能的關鍵是降低能源消耗。煤炭作為電廠的“燃料”，約占電廠總成本的70%。這是發電企業效率高低的關鍵，也是企業實現經營目標的關鍵。同時，運煤系統占地面積大、加工設備多、總功率高。因此，煤炭輸送系統是電廠節能的關鍵之一。

火力發電廠運煤系統建設的主要內容是電站規劃、方案設計、設備選型和生產管理。設計是工程的基石，節能是運煤系統設計的基本要求。設計必須符合國家政策和規定。在節能方面，以能源經濟為主體，學習世界上的先進創新理念，并對發電廠運煤系統安全穩定運行進行綜合分析。

2 火力發電廠燃煤運煤系統概述

火電廠燃煤運煤系統是將煤從卸料場運到煤場，從煤場運到鍋爐煤倉的輸送系統。煤炭運輸系統通常包括拖車、滑輪、煤帶式輸送機和粉碎機等。一般情況下，運煤系統可以自動完成整個運煤過程，為火力發電廠提供大量的優質煤炭資源，確保發電設備正常運行。運煤系統是電廠的重要組成部分，因此，電廠運煤系統是否能夠穩定、可靠地運行，是決定發電系統能否正常運行的關鍵。因此，對電廠的煤炭運輸、設計、設備選型和設備維護都有很高要求。近年來，隨著電子信息技術的不斷發展和科學技術的進步，電廠燃煤輸送設備和系統正逐步走向自動化、科技化和智能化。電廠自動化的整體水平得到了提高。

3 電廠運煤系統存在的問題

3.1 輸送帶問題

如果輸送帶很窄，運煤系統將無法正常工作，這主要由以下原因造成：①設計不合理，當物料進入運煤系統輸送帶時，會發生碰撞；②安裝托輥時皮帶兩側張力不同；③由于卸料裝置安裝不當，導致皮帶兩側強度不一致。此外，滑脫也是常見現象，會導致輸煤系統磨損，甚至引起火災。

3.2 人為因素造成的問題

由于電廠燃煤輸送系統的特殊性，操作人員和技術人員必須具有較高的專業素質和實踐經驗。但是實際情況，燃料電廠工作人員的整體質量和安全意識都很低，經常忽視相關的規章制度和業務規則，大大增加了燃煤電廠的安全風險。

3.3 區域控制問題

電廠運煤系統正常運行過程中會產生大量粉塵，如果這種情況得不到控制，會嚴重威脅工人健康，引發其他危險。煤粉極易燃，如果空氣中煤粉含量過高，可能會引起火災或爆炸，給企業造成不可估量的損失。在粉塵環境中，很多設備的使用壽命也受到影響。

3.4 煤炭特性

燃煤發電廠中，如果煤炭較潮濕，在原煤運輸過程中輸送帶可能會發生堵塞，影響正常運煤。此外，部分煤炭長期存儲后，增加了自燃的可能性和發生火災的風險。

3.5 環境因素引起的問題

電廠運煤系統是一個大系統，完全暴露在外部環境，受到外部環境嚴重影響，無法正常運行。如果有冰雹，剩余的煤很可能會坍塌；干旱和霜凍也可能影響系統正常運行，使煤炭無法正常運輸，對電廠正常發電產生不利影響。

4 電廠運煤系統的優化設計

為優化運煤系統設計，重視節能要求，煤炭系統的設計方案應充分借鑒國內外先進設計理念，符合建設節能社會的要求，符合環保要求，創新優化設計。

輸煤系統的優化設計是整個發電廠工藝系統的優化設計。輸煤系統主要包括卸煤設備、皮帶機械、煤過濾器和磨煤機等配套設備。煤炭運輸系統的設備分布廣泛，系統運行引發諸多問題，工作環境復雜，流程困難。因此，電廠運煤系統需要綜合優化。煤炭運輸系統的主要過程是將煤炭運輸到相應設施中，然后將其運輸到儲存地點。煤場中的煤由帶式破碎機輸送到格柵破碎機，然后由格柵破碎機輸送到前部破碎機。電廠運煤系統存在的主要問題是煤場自燃造成的損失、篩分裝置效率低，以及運輸過程中煤粉過多。因此，有必要分析這一過程存在的問題，提出具體措施。

4.1 盡量減少煤炭運輸系統的運輸鏈

每次運煤都存在粉塵、磨損、堵煤等問題。如果系統工作不正常，功耗將會增加。因此，煤炭運輸系統應根據工廠的實際情況盡可能簡單化。降低運煤系統的故障率和能耗。

4.2 嚴格管控煤場煤的儲存量

一般來說，鍋爐中儲存的煤的最大數量是20 d，使用揮發性褐煤時，儲存時間不得超過15 d，產能過剩可能導致煤炭自燃。

4.3 運煤系統過程中的篩煤機

篩煤機選型必須準確，設備必須適應系統使用。許多煤炭運輸系統在篩分和研磨系統中存在缺陷。因此，為提高運煤系統效率，需要一種適合實際煤質的篩分裝置。

4.4 運煤系統

我國傳統的運煤系統主要采用人工控制或部分集中控制。目前，可以充分利用PLC 系統來提高運行的連續性和效率。

上述方式極大優化了運煤系統，形成高效、靈活和自動化的運煤系統。

5 發電廠運煤系統的節能降耗

中國資源豐富，然而，由于人口眾多，人均資源利用率低，節能難度很大。燃煤發電站是發電和能源消費的重要組成部分，節能勢在必行。

5.1 減少運煤系統的電力損耗

5.1.1 節能降耗的意義

（1）降低發電成本，具有可觀的經濟效益。

（2）電站運煤系統還可以節約能源和資源。

（3）響應國家低碳生活和節能號召。

5.1.2 電廠運煤系統能耗分析

目前，我國煤炭運輸系統的能源消耗主要包括煤炭運輸設備的消耗和電力消耗的修正。在各種用電方式中，設備運行能耗最高。

5.1.3 電廠燃煤處理系統中的浪費

在電廠輸煤系統運行中，電能浪費是非常重要的問題。

（1）運煤系統設計不合理。這種情況往往是由整體設計錯誤、設備選擇不當等原因造成的。在企業管理和規劃中，存在很多問題，如煤炭的裝載、煤炭的儲運暴露、煤炭轉運點的設計不合理等，導致運煤系統的機械設備不能在正常負荷下運行，造成電力浪費。

（2）缺乏經濟性。在電廠煤炭運送系統中，部分人員缺乏節約意識，導致資源和能源巨大浪費。

5.2 節能措施

（1）合理設計運煤系統。本文的主要目的是優化設計，節約能源，即電廠在設計運煤系統時，應選擇合適的設備設施，減少通道切換造成的長期不平衡。煤炭管理系統的操作安排在同一時間，減少設備操作和煤炭系統的啟動時間，降低設備的操作時間。根據實際需要和操作模式，減少能源消耗，盡可能簡化工作流程。

（2）節約理念。發電本身是一項非常昂貴的活動，電廠必須堅持節能理念。只有培養員工的節約意識，才能實現節能降耗，營造效率最大化的工作氛圍，實現資源節約。

（3）提高操作人員的技能。為了提高培訓的質量和效果，不僅要注重理論，而且要關注現場調查、操作員培訓、業務原則和方法訓練。在火力發電廠設備操作實踐中總結經驗和教訓，熟悉各種設備的使用方法，縮短設備運行時間。

（4）完善照明系統的電源管理。照明的安全性和成本效益是一項重大挑戰，許多發電廠的照明設施必須持續運作。然而在某些情況下，受設備工作時間和照明的要求，前燈必須關閉。

（5）加強除塵設備管理。除塵設備應與照明設備相同。使用后立即停止電源，直到下一次啟動。這可以降低除塵設備的能源消耗，是一項重要節能措施。

5.3 煤炭運輸系統的節能

在運煤系統的設計中，應盡可能采用可靠的檢測技術和設備，提高系統的機械化水平和自動化水平，提高運煤系統的可靠性和安全性。同時，應研究性能檢測設備的特點，積極采用新技術，選用最先進的輔助設備，優化節能。新技術、新設備和新應用材料應在技術和經濟上加以證明。在運煤系統設計中，采用了一系列節能技術和設備，實現了節能。

（1）起重機設備的耗電量是電廠總耗電量的重要組成部分。利用變頻技術調整供電車輛和旋轉設備的頻率變化，提高啟動和制動性能，是最有效的節能降耗方法。

（2）輸送帶采用Y 系列電機，提高電機效率。通過降低啟動電流，選擇發動機功率的正常值，可以縮小發動機的選擇范圍，也可以反復增加功率，節省發動機消耗。

（3）永磁體的優點是采用稀土材料，永磁體無磁場運動，具有節能、磁場穩定、結構簡單和重量輕等特點。在相同的技術經濟條件下，與電磁鐵相比，永磁體具有節能優點，值得推廣。運煤系統采用永磁消除器，設備配置減少約100 kW，年節能80 萬千瓦。電網電價為0.27 元/（kW·h），每年可節省21.6 萬元。

5.4 燃料管理和控制裝置的設計和改進

節能的最后一步是對生產鏈的控制和管理。除上述系統外，運煤系統的設計還應明確監測設施和生產管理，以方便燃煤電廠的管理、供應和需求，以及運煤系統運行，節省能源。

（1）改進燃料管理和控制設計。監測設施的建立和完善，以及創新管理模式的創建，可以有效管理和運營燃料發電廠，了解煤炭分布，設計最好的燃料采購計劃，減少能源消耗。

（2）制定設計規范，增加設備使用，節約能源。運煤系統的設計應明確煤炭運輸系統的能耗指標，相應的運行要求和運煤生產方式，為控制煤炭運輸系統的能耗提供評價標準。系統及其運行方式不合理，都不能保證能源的有效利用。在運煤系統正常、安全生產過程中，避免停機故障對人員和設備的損害，節約能源。

6 結語

煤炭運輸系統的優化設計是為了節約能源。對電廠運煤系統的設備運行優化，做好工藝優化、設備配置、輸煤系統設備選型等。大力推進智能系統建設，為煤炭運輸系統使用創造條件，大量節約能源。