海外某CFB電廠物料輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)總結(jié)

中國電建集團(tuán)江西省電力設(shè)計(jì)院有限公司 熊 京

1 項(xiàng)目概況

本工程建設(shè)廠址位于Serang，Banten Province，Indonesia，是某造紙企業(yè)的自備電廠，在現(xiàn)有廠區(qū)內(nèi)部北側(cè)新建1×410t/h 高溫超高壓循環(huán)流化床鍋爐配70MW抽汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，為造紙廠供熱供電。

2 設(shè)計(jì)原始資料

本工程燃料為印尼煤，摻燒10%的污泥。煤質(zhì)分析資料見表1，耗煤量及灰渣量見表2、表3。

表1 煤質(zhì)分析資料

表2 耗煤量（單位：t/h）

表3 灰渣量（單位：t/h）

3 系統(tǒng)介紹

3.1 運(yùn)煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本工程設(shè)置兩座跨度45m，長度120m的干煤棚，全封閉布置。干煤棚四周設(shè)高約3m的擋煤墻，堆煤高度約10.5m，可儲(chǔ)煤量5.4萬t，可滿足1×410t/h循環(huán)流化床鍋爐額定工況下燃用30d。每座干煤棚內(nèi)設(shè)1個(gè)受煤斗，每個(gè)煤斗出口設(shè)置2臺(tái)出力150t/h振動(dòng)給煤機(jī)，保證連續(xù)均勻地向帶式輸送機(jī)給煤。每座干煤棚設(shè)一臺(tái)跨距43.5m橋式抓斗起重機(jī)，單臺(tái)橋抓起吊能力為5m3。篩碎系統(tǒng)采用單元式布置，共設(shè)置2臺(tái)四齒輥式碎煤機(jī)，齒輥式碎煤機(jī)額定出力180t/h，入料粒度≤300mm，出料粒度≤10mm，滿足循環(huán)流化床鍋爐入爐煤粒徑要求。

從干煤棚地下煤斗至主廠房原煤倉的燃煤輸送帶式輸送機(jī)采用帶寬B=650mm，帶速V=1.6m/s，出力Q=150t/h。帶式輸送機(jī)為雙路布置，一路運(yùn)行，一路備用，并具備同時(shí)運(yùn)行的條件。鍋爐設(shè)有3個(gè)煤倉，配煤方式采用B=650mm電動(dòng)犁式卸料器。

3.2 污泥床料輸送系統(tǒng)

本項(xiàng)目的污泥實(shí)際為造紙廠的廢料，在紙廠內(nèi)晾干后運(yùn)至電廠的污泥床料傾倒站。不再設(shè)置污泥干化系統(tǒng)。通常啟動(dòng)床料系統(tǒng)設(shè)斗提機(jī)、料斗、螺旋輸送機(jī)。床料經(jīng)卡車運(yùn)至廠內(nèi)，人工卸至斗提機(jī)中，經(jīng)斗提機(jī)提升至料斗中，再由螺旋輸送機(jī)送至爐膛。因本工程床料需求量較小，因此沒有設(shè)置單獨(dú)的床料系統(tǒng)，而是與污泥輸送合并，設(shè)一個(gè)污泥床料倉，由帶式輸送機(jī)運(yùn)輸床料和污泥至污泥床料倉。料倉底部設(shè)螺旋輸送機(jī)，料倉中的床料和污泥經(jīng)螺旋輸送機(jī)和輸送管道輸送至爐膛。

在C2棧橋西側(cè)設(shè)置污泥床料傾倒站，長25m，寬20m，高9.7m。污泥和床料均通過旋轉(zhuǎn)清堵給料機(jī)，由帶式輸送機(jī)輸送至污泥床料倉。帶式輸送機(jī)均為單路布置，參數(shù)為B=500mm，v=1.6m/s，Q=25t/h。

3.3 除渣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

除渣系統(tǒng)采用干式機(jī)械除渣系統(tǒng)，主要包括鏈斗輸渣機(jī)、斗提機(jī)和渣倉等。鍋爐產(chǎn)生的高溫爐渣經(jīng)水冷式滾筒冷渣器冷卻后，落入其下方的鏈斗輸渣機(jī)。通過鏈斗輸渣機(jī)送至斗提機(jī)，最后提升輸送至渣倉，渣倉下通過卸料設(shè)備裝車外運(yùn)。本工程設(shè)置2套鏈斗輸渣機(jī)及斗提機(jī)，其中1套運(yùn)行1套備用。鏈斗輸渣機(jī)和斗提機(jī)的設(shè)計(jì)出力均為7t/h，大于鍋爐額定排渣量的250%。設(shè)1座直徑8m的鋼渣倉，其有效容積為500m3，可儲(chǔ)存鍋爐BMCR工況下約9.6d的排渣量。渣倉下部設(shè)1臺(tái)出力為100t/h的干渣散裝機(jī)和1臺(tái)出力為100t/h的濕式雙軸攪拌機(jī)，將干渣、濕渣分別裝車外運(yùn)。

3.4 除灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)

除灰系統(tǒng)采用正壓濃相氣力輸送方式，包括從省煤器、煙道和除塵器灰斗排放口開始至灰?guī)斐隹诘臍饬Τ蚁到y(tǒng)和從省煤器、煙道和除塵器一電場的灰管切換閥開始至鍋爐爐膛入口為止的飛灰再循環(huán)系統(tǒng)。

氣力除灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)出力14t/h，大于鍋爐燃用設(shè)計(jì)煤種時(shí)BMCR工況下排灰量的150%。電除塵器為雙室四電場，設(shè)有8個(gè)灰斗，省煤器設(shè)有3個(gè)灰斗，煙道設(shè)有3個(gè)灰斗，每個(gè)灰斗下設(shè)1個(gè)倉泵，灰斗內(nèi)的飛灰落入倉泵后，通過輸灰管道進(jìn)入灰?guī)臁ｋ姵龎m器和煙道灰斗共設(shè)1套氣化風(fēng)系統(tǒng)。

設(shè)2座混凝土灰?guī)欤孔規(guī)熘睆綖?2m，有效容積為2000m3。2座灰?guī)炜蓛?chǔ)存鍋爐BMCR工況下約14.9天的排灰量。每座灰?guī)旆謩e設(shè)有1臺(tái)雙軸攪拌機(jī)和1臺(tái)干灰散裝機(jī)，出力均為100t/h，儲(chǔ)存在灰?guī)靸?nèi)的干灰可通過干灰散裝機(jī)或者雙軸攪拌機(jī)裝車外運(yùn)。灰?guī)靸?nèi)設(shè)有氣化風(fēng)系統(tǒng)。

本工程設(shè)有飛灰再循環(huán)系統(tǒng)，可將省煤器、煙道和除塵器灰斗內(nèi)未燃盡的碳和石灰石等物料返回輸送至鍋爐內(nèi)燃燒。鍋爐正常工況下飛灰再循環(huán)量為3.6t/h，飛灰再循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)出力7.2t/h，為鍋爐正常工況下飛灰再循環(huán)量的200%。

飛灰再循環(huán)系統(tǒng)設(shè)有1臺(tái)Q=24Nm3/min、P=60kPa的輸送風(fēng)機(jī)和1座有效容積為50m3的飛灰再循環(huán)倉。利用空壓機(jī)房提供的氣源，采用氣力輸送將省煤器、煙道和除塵器一電場灰斗的飛灰輸送至飛灰再循環(huán)倉，再利用輸送風(fēng)機(jī)提供的氣源，將飛灰輸送至鍋爐爐膛添加口。

3.5 石灰石系統(tǒng)設(shè)計(jì)

石灰石系統(tǒng)包括石灰石塊的存儲(chǔ)和破碎制粉、石灰石粉的儲(chǔ)存和輸送。因項(xiàng)目所在地?zé)o法采購到成品袋裝石灰石粉，且最大的石灰石塊尺寸約300mm，超出一級(jí)制粉系統(tǒng)的破碎比。故在廠內(nèi)設(shè)置石灰石塊堆場和石灰石破碎、制粉系統(tǒng)。且因場地受限，石灰石粉采用二級(jí)氣力輸送，輸送氣源由空壓機(jī)房提供。

設(shè)1座石灰石儲(chǔ)藏間，長25m，寬20m，有效容積約840m3，可儲(chǔ)存鍋爐BMCR工況下約33d的石灰石耗量。石灰石塊采用錘破機(jī)+斗提機(jī)+原料倉+皮帶機(jī)+磨粉機(jī)的機(jī)械破碎方式。原料粒度≤300mm的石灰石塊通過汽車運(yùn)輸至石灰石原料儲(chǔ)存間，石灰石塊（粒度≤300mm）經(jīng)錘破機(jī)錘破后（粒度≤30mm）通過振動(dòng)給料機(jī)、斗式提升機(jī)輸送至石灰石塊緩沖粉倉臨時(shí)儲(chǔ)存，緩沖粉倉直徑4m，有效容積50m3。緩沖粉倉里破碎后的石灰石塊，經(jīng)變頻皮帶給料機(jī)至磨粉機(jī)磨粉、分選制成粒度≤1mm的石灰石粉。石灰石粉經(jīng)螺旋輸送機(jī)、斗式提升機(jī)至石灰石粉緩存?zhèn)}[1]。石灰石粉緩存?zhèn)}直徑6m，有效容積75m3。

因輸送距離較遠(yuǎn)，故一級(jí)石灰石粉輸送系統(tǒng)額定出力應(yīng)不小于3.0t/h。二級(jí)石灰石粉輸送系統(tǒng)額定出力應(yīng)在0～3.0t/h，連續(xù)輸送出力可調(diào)，大于鍋爐額定石灰石耗量的150%。一級(jí)氣力輸送系統(tǒng)將石灰石緩存?zhèn)}內(nèi)的石灰石粉輸送至石灰石爐前倉，二級(jí)氣力輸送系統(tǒng)再將石灰石爐前倉內(nèi)的石灰石粉輸送至鍋爐爐膛添加口。石灰石爐前倉同樣為直徑6m、有效容積75m3，可儲(chǔ)存鍋爐BMCR工況下約50h的石灰石耗量。石灰石粉添加口共6個(gè)，爐前4個(gè)爐后2個(gè)。石灰石粉管道分配器采用球型分配器，用耐磨材料制作，精密加工，確保不因分配器的原因?qū)е率沂鄯峙洳痪Ｈ沂蹅}頂部均設(shè)布袋除塵器、高料位計(jì)和連續(xù)料位計(jì)等，側(cè)壁設(shè)振打器。

3.6 壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

全廠集中設(shè)置1座空壓機(jī)房，為全廠提供儀用氣、檢修用氣和輸送用氣。空壓機(jī)采用母管制，共設(shè)3臺(tái)離心式空壓機(jī)和3臺(tái)組合式干燥機(jī)。空壓機(jī)參數(shù)為Q=35Nm3/min、P=0.80MPa，組合式干燥機(jī)參數(shù)為Q=42Nm3/min、P=1.0MPa，并配置前后置過濾器。空壓機(jī)和干燥機(jī)均為2運(yùn)1備。壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)有1臺(tái)儀用氣儲(chǔ)氣罐和2臺(tái)輸送檢修用儲(chǔ)氣罐，容積均為10m3。本工程地處熱帶氣候且靠近海邊、空氣潮濕，壓縮空氣系統(tǒng)在空壓機(jī)出口母管上配置一臺(tái)緩沖儲(chǔ)氣罐，以排除壓縮空氣中的部分水分，減輕干燥機(jī)工作負(fù)荷。各系統(tǒng)輸送用氣緩沖儲(chǔ)氣罐，布置在各用氣點(diǎn)。

4 設(shè)計(jì)總結(jié)及問題反饋

4.1 輸煤及污泥床料輸送部分總結(jié)

輸煤系統(tǒng)整體較為簡單，不再贅述。設(shè)計(jì)過程中，因布置原因調(diào)整過皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的方向，然而現(xiàn)場所供設(shè)備依舊為調(diào)整前的朝向，安裝時(shí)才發(fā)現(xiàn)問題，現(xiàn)場結(jié)構(gòu)改動(dòng)難度較大。此外因入爐煤采樣裝置是總包方已購設(shè)備，而設(shè)計(jì)參數(shù)(尤其是棧橋高度）與本工程有所不同，設(shè)計(jì)院和廠家配合時(shí)，未向廠家反饋本項(xiàng)目最終資料，廠家按之前的合同供貨，導(dǎo)致安裝時(shí)溜槽長度短了2m，且基礎(chǔ)位置出現(xiàn)偏差，只好根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整安裝位置并制作溜槽。因此，設(shè)計(jì)上有任何調(diào)整，都應(yīng)和廠家及相關(guān)專業(yè)反饋，并郵件確認(rèn)，避免后期遇上問題糾纏不清。

現(xiàn)場運(yùn)行過程中，業(yè)主通過污泥床料系統(tǒng)輸送輕質(zhì)塑料碎屑，出現(xiàn)了由于塑料密度太低且互相纏繞，堵在旋轉(zhuǎn)清堵機(jī)出口無法自行落下的問題。此為設(shè)計(jì)階段業(yè)主未明確塑料的類型、密度等資料，未考慮輸送輕質(zhì)塑料碎屑時(shí)自重過輕無法落下的情況。此在設(shè)計(jì)初期，應(yīng)當(dāng)明確所有燃料的成分形態(tài)并獲取詳細(xì)資料。暫時(shí)采取在煤場將塑料和煤混合，通過輸煤皮帶輸送至爐膛的方法，此方法人工量較大，非長久之計(jì)。

4.2 除渣部分總結(jié)

因滾筒式冷渣器出口高度僅為1.1m，且鏈斗輸渣機(jī)為雙路布置，從出渣口到輸渣機(jī)底部，需要不小于2750mm的凈空。原始設(shè)計(jì)方案為輸渣機(jī)地下布置，設(shè)凈高度不小于2.2m的廊道。因運(yùn)行檢修條件較差，且地下部分土建成本較高，多次和總包方、業(yè)主方溝通后，改為半地下布置，坑道深度為1.65m，寬度為3.8m，四周設(shè)欄桿，兩端設(shè)爬梯。冷渣器設(shè)檢修平臺(tái)，平臺(tái)基礎(chǔ)落在坑道中間的部分則由結(jié)構(gòu)專業(yè)拉一道橫梁橫跨坑頂兩側(cè)[2]。

4.3 石灰石系統(tǒng)總結(jié)

本工程采用爐內(nèi)噴石灰石粉脫硫的形式，要求石灰石粉粒度≤1mm。由于業(yè)主采購到的石灰石塊尺寸在25～30cm左右，而石灰石磨粉機(jī)入料粒度通常不大于35mm，為此，本工程設(shè)石灰石塊儲(chǔ)存、破碎、制粉及氣力輸送系統(tǒng)。且因場地受限，布置上較為復(fù)雜。本工程石灰石粉耗量為1.8t/h，取出力最小的石灰石制粉系統(tǒng)，即8～10t/h。而一級(jí)破碎所選取的錘式破碎機(jī)，最小出力為30t/h，與制粉系統(tǒng)出力不匹配，且降出力運(yùn)行效果很差。因此本工程在一級(jí)破碎和二級(jí)破碎（制粉）之間，設(shè)一座緩沖倉，用于解決出力不匹配問題。

4.4 壓縮空氣系統(tǒng)總結(jié)

對(duì)于空壓機(jī)的選擇，國內(nèi)小機(jī)組通常采用螺桿式空壓機(jī)，經(jīng)濟(jì)性高靈活性好，而離心式空壓機(jī)更適合于額定負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行。本工程耗氣量較小，總耗氣量約63Nm3/min，但業(yè)主要求采用離心式空壓機(jī)。溝通無效后，按業(yè)主要求設(shè)置3臺(tái)Q=35Nm3/min的離心式空壓機(jī)。設(shè)備安裝時(shí)因疫情只能由廠家遠(yuǎn)程指導(dǎo)，開機(jī)前才有廠家工作人員前往現(xiàn)場確認(rèn)，實(shí)際運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)高溫報(bào)警或者壓力過低報(bào)警。而供貨廠家僅遠(yuǎn)程線上指導(dǎo)，難以排查出真正的問題所在。

5 結(jié)語

海外項(xiàng)目的設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)習(xí)慣、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)項(xiàng)目有較大差異。為此，在簽訂設(shè)計(jì)合同前，需要反復(fù)和業(yè)主溝通談判，盡量去現(xiàn)場考察，在了解項(xiàng)目需求和當(dāng)?shù)貤l件的基礎(chǔ)下，面對(duì)面和業(yè)主溝通協(xié)商。簽訂協(xié)議后，方案擬定、設(shè)備選型、材料選擇都需要嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)合同，不能出現(xiàn)偏差。設(shè)計(jì)合同中未明確規(guī)定的，也應(yīng)當(dāng)向業(yè)主核實(shí)確認(rèn)，避免項(xiàng)目實(shí)施后出現(xiàn)不必要的麻煩。對(duì)于海外項(xiàng)目，業(yè)主審查過程嚴(yán)格，圖紙出版需要經(jīng)過多級(jí)多次確認(rèn)，且業(yè)主對(duì)于設(shè)備的計(jì)算選型、邏輯控制、檢修維護(hù)等方面很是在意。因此需要提供完備的計(jì)算書、圖紙、模型曲線、規(guī)程規(guī)范等設(shè)計(jì)依據(jù)，并做好反復(fù)溝通解釋的心理準(zhǔn)備。由于地理位置和工作習(xí)慣等原因，該工程業(yè)主對(duì)設(shè)備出力及堆場儲(chǔ)量的要求都大于國內(nèi)規(guī)范要求。工程設(shè)計(jì)余量較大。