某鋼鐵企業(yè)自備電廠粉煤灰分選系統(tǒng)的優(yōu)化改造

牛東風(fēng)，么穎林

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北 唐山 063200）

發(fā)電行業(yè)產(chǎn)生的粉煤灰的高效利用是我國經(jīng)濟建設(shè)中的一項重大技術(shù)經(jīng)濟政策。國內(nèi)大部分燃煤電廠為了進行粉煤灰高效再利用，采用粉煤灰細磨系統(tǒng)進行粗原灰的磨細。隨著國內(nèi)燃煤電廠燃燒的煤種品質(zhì)不斷下降，行業(yè)內(nèi)前期設(shè)計的粉煤灰細磨系統(tǒng)無法將原灰最大化的細磨，造成粉煤灰資源的極大浪費，粉煤灰綜合再利用率便低，對燃煤電廠粉煤灰的零排放和節(jié)能減排影響較大。隨著前些年所上設(shè)備的磨損老化及細灰市場需求的增大，近年來由于火力發(fā)電廠持續(xù)虧損、資金緊張，需要在降低運行成本、提高效益方面進行變革。很多火力發(fā)電廠都面臨著粉煤灰細磨系統(tǒng)升級改造的問題。

某鋼鐵企業(yè)自備電廠（2×300 MW）機組年產(chǎn)粉煤灰22萬t左右，其工藝流程：2臺機組產(chǎn)生的粉煤灰通過氣力輸送到3座原灰?guī)欤缓蠓勖夯彝ㄟ^微正壓輸送模式進入到立磨的中間倉（磨頭倉），再通過磨頭倉下的給料機將原灰送到立磨進行磨細，立磨機設(shè)旋風(fēng)分離器和布袋收塵器，磨細后的細灰通過微正壓輸送進入到緩沖倉，通過提升機進入2座5 000 m3的成品倉儲存，裝車外運時通過成品倉庫底部的出料系統(tǒng)出庫，經(jīng)提升機進入散裝倉外運。

1 粉煤灰細磨系統(tǒng)設(shè)備存在問題

現(xiàn)有系統(tǒng)目前存在的問題主要是某鋼鐵企業(yè)自備電廠2臺鍋爐是70%燃煤+30%煤氣摻燒型鍋爐，二期工程增設(shè)了燃氣發(fā)電機組，產(chǎn)生的煤氣分配到燃氣機組燃燒發(fā)電，致使2臺300 MW鍋爐燃氣摻燒量急劇下降，煤粉比例上升，產(chǎn)灰量急劇增大。粉煤灰細磨系統(tǒng)生產(chǎn)負荷過高，設(shè)備磨損嚴(yán)重，不滿足生產(chǎn)需求。同時現(xiàn)有庫區(qū)設(shè)備部分已損壞，無法有效利用現(xiàn)有2座5 000 m3鋼板倉庫容。冬季惡劣天氣時，粉煤灰外運困難，現(xiàn)有3座砼灰?guī)鞄烊萦邢蓿瑯O大影響了2臺發(fā)電機組安全運行。同時由于大量粉煤灰未達到分級效果，附加值低，造成了資源浪費。要解決這一問題，就必須對粉煤灰進行深加工，使其成為符合國家標(biāo)準(zhǔn)的商品灰，提高其附加值和利用率。

鑒于以上原因，建議增加一套粉煤灰分選裝置，同時將新增分選裝置與立磨系統(tǒng)結(jié)合運行，帶來直接的經(jīng)濟效益是降低了企業(yè)的生產(chǎn)運行成本。同時達到節(jié)能減排，構(gòu)建成環(huán)境友好型企業(yè)，達到了企業(yè)整體經(jīng)濟效益的目的。分選后的粗細灰可存儲在5 000 m3鋼板倉內(nèi)，增加了粉煤灰存儲庫容，可保障發(fā)電機組機組的運行安全，不因粉煤灰無法外運而造成機組降負荷或者停機。

2 粉煤灰細磨系統(tǒng)改造技術(shù)方案

2.1 新建分選系統(tǒng)

新建的分選系統(tǒng)計劃每小時處理原灰50 t，直接從3座原灰?guī)煜氯×希捎瞄]式負壓循環(huán)系統(tǒng)，原灰通過電動鎖氣器（變頻調(diào)速）、空氣斜槽均勻進入負壓輸送管路，與管內(nèi)負壓氣流均勻混合成氣固兩相流，由高壓離心風(fēng)機吸入粉灰粒度分選機進行粗細分選，粗灰經(jīng)舌板鎖氣器排入粗灰?guī)欤毣译S氣流進入旋風(fēng)分離器進行高效分離。分離后的細灰經(jīng)舌板鎖氣器后排入細灰?guī)欤形⒘糠蹓m的尾氣通過耐磨高壓離心風(fēng)機一部分經(jīng)回風(fēng)管回到原狀灰輸送管道，形成閉式循環(huán)；另一部分經(jīng)乏氣通過細灰?guī)祉數(shù)姆馐諌m器凈化排空。粉煤灰分選系統(tǒng)參數(shù)見表1。

表1 粉煤灰分選系統(tǒng)參數(shù)

2.2 具體改造方案

將現(xiàn)有的原灰至磨頭倉微正壓輸送系統(tǒng)拆除，新增一套分選系統(tǒng)，并結(jié)合立磨系統(tǒng)運行。

取灰位置在3座原灰?guī)斓倪\轉(zhuǎn)平臺，在原灰?guī)煜禄铱诨叶飞显O(shè)旁通管，接管上設(shè)置1臺DN200的手動插板閥和1臺DN200氣動閘閥，鎖氣器采用1臺YJD-HG-26型給料機，可調(diào)整給料速度，給料機出口接空氣斜槽，通過空氣斜槽將原灰均勻地送入分選系統(tǒng)管道。管道均布置在庫外，不占用庫內(nèi)的檢修空間，空氣斜槽可利用灰?guī)煸瓉磔斔凸艿赖目锥矗〝U孔）送至庫外，不需在灰?guī)焐显匍_孔。管道落灰點后設(shè)1臺DN250手動蝶閥作為吹堵裝置。

系統(tǒng)動力源為1臺高壓耐磨離心風(fēng)機，設(shè)在庫區(qū)底部散裝倉旁邊，風(fēng)機葉輪采取熱噴涂耐磨處理。風(fēng)機電機功率為250 kW，電壓380 V。采用軟啟動控制方式。風(fēng)機進出口各設(shè)1臺壓力變送器，用于在控制室內(nèi)顯示系統(tǒng)壓力。

原灰?guī)熘列L(fēng)分離器系統(tǒng)輸送管路采用Φ920mm×8 mm螺旋鋼管，旋風(fēng)出口至風(fēng)機以及風(fēng)機出口回風(fēng)管路采用Φ820 mm×8 mm螺旋鋼管；輸送管路帶灰段彎曲處采用耐磨彎頭，采用內(nèi)襯耐磨材料制作，并在彎頭出口設(shè)800~1 000 mm的耐磨直段；系統(tǒng)回風(fēng)管路彎曲處采用大曲率半徑焊接彎頭。

系統(tǒng)在風(fēng)機出口至取料點之間的回風(fēng)管路上設(shè)有乏氣排出管，乏氣管采用Φ219 mm×6螺旋鋼管，設(shè)1臺DN200手動蝶閥用于調(diào)節(jié)乏氣排量。乏氣排入細灰?guī)欤ㄉ⒀b庫）通過庫頂收塵器凈化排空。

為調(diào)節(jié)細度，分選器設(shè)有二次風(fēng)，本系統(tǒng)的二次風(fēng)取自乏氣收塵器風(fēng)機出口。二次風(fēng)管采用Φ219mm×6螺旋鋼管，進口處裝有1臺DN200手動蝶閥，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)系統(tǒng)細度。

將分選機和分離器布置在散裝庫頂，分選機下設(shè)舌板鎖氣閥，鎖氣閥出口設(shè)三通，一側(cè)通過空氣斜槽直接將分選后的粗灰送入磨頭倉，一側(cè)設(shè)空氣斜槽接入5 000 m3的粗灰鋼板倉，當(dāng)配套粗灰磨細系統(tǒng)時，分選后的粗灰可直接進入磨細系統(tǒng)進行磨細，粗灰磨細系統(tǒng)停運檢修時，分選后的粗灰進入5 000 m3的粗灰鋼板倉儲存；分離器下設(shè)2臺舌板鎖氣閥，舌板閥出口設(shè)空氣斜槽將分離后的成品細灰輸送至5 000 m3的細灰鋼板倉進行儲存。

2.3 改造效果

系統(tǒng)改造完成后，經(jīng)調(diào)試運行穩(wěn)定，達到了設(shè)計要求，原灰處理能力為50 t/h，分選效率≥80%，細灰篩余量率為8%~25%可調(diào)（45μm方孔篩），分離效率≥90%。同時整個分選系統(tǒng)呈負壓運行，無粉塵漏泄外逸，滿足現(xiàn)行的環(huán)保要求。

此次改造中，根據(jù)市場情況及用戶需求對系統(tǒng)進行了調(diào)節(jié)，既能直接銷售原灰，也可以生產(chǎn)Ⅰ、Ⅱ級細灰，極大豐富了產(chǎn)品種類，為進一步開拓市場打下了堅實的基礎(chǔ)。從目前來看，II級粉煤灰的價格遠遠高于原灰價格，并且有持續(xù)上漲的趨勢，待市場打開后，可極大提高粉煤灰銷售收入，帶來直接的經(jīng)濟效益。

同時分選系統(tǒng)投運后，粗細灰可通過分選系統(tǒng)進入2座5 000 m3成品庫儲存，可充分利用2座灰?guī)斓膸烊荩瑸?臺300 MW發(fā)電機組的安全生產(chǎn)提供了有利保障。

3 結(jié)論

某鋼鐵企業(yè)自備電廠（2×300 MW）機組灰?guī)彀惭b有一套粉煤灰細磨系統(tǒng)，能夠?qū)⒃?座原灰?guī)熘械脑夷ゼ毢笏椭良毣页善穫}。2臺鍋爐是70%燃煤+30%煤氣摻燒型鍋爐，某鋼鐵企業(yè)二期工程增設(shè)燃氣發(fā)電機組，產(chǎn)生的煤氣分配到燃氣機組燃燒發(fā)電，致使2臺300 MW鍋爐燃氣摻燒量急劇下降，煤粉比例上升，產(chǎn)灰量增大。粉煤灰細磨系統(tǒng)生產(chǎn)負荷過高，設(shè)備磨損嚴(yán)重，不滿足生產(chǎn)需求，于2020年對粉煤灰細磨系統(tǒng)進行升級改造。本文論述了原細磨系統(tǒng)存在的問題和原灰細磨系統(tǒng)的升級改造事項。