劉國(guó)瑞

(華東電力設(shè)計(jì)院，上海 200063)

伴隨著煤炭開采的逐年增加，煤矸石的處理問(wèn)題顯得越來(lái)越突出。目前我國(guó)煤矸石主要用于發(fā)電燃料、制磚、制水泥、井下充填、復(fù)墾造田、筑路等，綜合利用率僅有40%?！笆晃濉逼陂g我國(guó)將大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，按照減量化、再利用、再循環(huán)的原則，重點(diǎn)治理和利用煤矸石、礦井水和粉煤灰，煤矸石綜合利用率將達(dá)到70%以上。大力興建煤矸石電廠是提高我國(guó)煤矸石綜合利用率的一種有效途徑。

1 工程概況

淮南礦業(yè)集團(tuán)顧橋電廠工程建設(shè)2×300MW級(jí)亞臨界一次再熱CFB機(jī)組。本工程將燃用由淮南礦業(yè)(集團(tuán))公司下屬顧橋礦洗煤廠供應(yīng)的煤矸石、煤泥和洗中煤。顧橋洗煤廠年入洗能力為1000萬(wàn)t，與煤礦同時(shí)投產(chǎn)。洗煤廠每年可產(chǎn)煤矸石150萬(wàn)t、煤泥50萬(wàn)t、洗中煤300萬(wàn)t。

本工程設(shè)計(jì)煤種為煤矸石、煤泥和洗中煤混煤，混煤比約為2∶1∶1，校核煤種混煤比約為3∶1∶1。本年耗煤量約276.14萬(wàn)t(設(shè)計(jì)煤種)。工程燃用的煤矸石、煤泥量基本上與顧橋洗煤廠年生產(chǎn)的煤矸石、煤泥量相當(dāng)。顧橋洗煤廠的副產(chǎn)品作為本工程燃料來(lái)源能滿足要求。

2 原始資料

本工程煤源由顧橋選煤廠提供。煤質(zhì)資料及灰成分分析資料見表1。

耗煤量見表2。

表1 煤、灰質(zhì)數(shù)據(jù)

表2 機(jī)組耗煤量

3 各種混煤措施介紹

目前在電廠內(nèi)進(jìn)原煤斗前采用的混煤措施主要有：貯煤場(chǎng)內(nèi)各種大型煤場(chǎng)機(jī)械混煤和筒倉(cāng)混煤。

貯煤場(chǎng)內(nèi)各種大型煤場(chǎng)機(jī)械混煤主要包括以下兩種形式：①將電廠不同品種的燃煤在煤場(chǎng)中逐層堆放，取料時(shí)各品種的燃煤被取料機(jī)械自然混合在一起，從而達(dá)到混煤效果。這種混煤方式有一個(gè)前提，即不同品種的燃煤進(jìn)入電廠時(shí)必須有一定的規(guī)律，否則難以滿足逐層堆放的要求。但該方式很難按一定的配比進(jìn)行混煤，因此，對(duì)混煤要求較高或混煤煤種較多的工程不宜采用此方法。②不同品種的燃煤進(jìn)入電廠時(shí)分堆堆放，在同一煤場(chǎng)內(nèi)串聯(lián)2臺(tái)斗輪堆取料機(jī)，或一臺(tái)斗輪堆取料機(jī)及一臺(tái)取料機(jī)，通過(guò)同時(shí)開啟斗輪機(jī)取料達(dá)到混煤的目的。這種混煤工況會(huì)造成煤場(chǎng)設(shè)備過(guò)多，運(yùn)行頻繁，斗輪機(jī)效率下降，電耗增加，并因此影響到堆煤。除以上兩種主要混煤方式之外，還可以通過(guò)將不同品種的燃煤分堆堆放同時(shí)在煤堆下沿長(zhǎng)度方向設(shè)置一地下煤溝的方式，地下煤溝內(nèi)設(shè)出力可調(diào)的葉輪給煤機(jī)，葉輪給煤機(jī)下布置帶式輸送機(jī)，用于將地下煤溝內(nèi)的儲(chǔ)煤運(yùn)至爐膛。高處的煤可通過(guò)推煤機(jī)推至低處的地下煤溝內(nèi)。運(yùn)行前，先啟動(dòng)廠內(nèi)帶式輸送機(jī)，再投運(yùn)葉輪給煤機(jī)，每臺(tái)葉輪給煤機(jī)的行走長(zhǎng)度鎖定在地下煤溝內(nèi)其中一種煤的范圍內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)葉輪給煤機(jī)的出力，以達(dá)到混煤目的。

筒倉(cāng)混煤即根據(jù)需混合煤種數(shù)量，在廠內(nèi)設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的筒倉(cāng)，不同品種的燃煤分別儲(chǔ)存在不同的筒倉(cāng)內(nèi)。筒倉(cāng)出口可設(shè)置振動(dòng)給料機(jī)、葉輪給煤機(jī)、環(huán)式給煤機(jī)或活化給煤機(jī)等給煤設(shè)備，筒倉(cāng)下方設(shè)置帶式輸送機(jī)，通過(guò)調(diào)節(jié)給煤機(jī)出力，可將筒倉(cāng)內(nèi)燃煤按照特定比例卸至筒倉(cāng)下的帶式輸送機(jī)上，以達(dá)到混煤要求。

4 本工程混煤措施的選擇

本工程CFB鍋爐燃用的是由顧橋礦洗煤廠供應(yīng)的煤矸石、煤泥和洗中煤混煤，三個(gè)煤種需按照一定比例混合后進(jìn)入爐膛燃燒。

本工程經(jīng)壓濾車間產(chǎn)生的煤泥含水量約14%左右，業(yè)主根據(jù)某公司的推介，煤泥采用單獨(dú)調(diào)濕制漿泵送進(jìn)爐膛，而且，煤泥調(diào)濕制漿泵送進(jìn)爐膛的方式目前在國(guó)內(nèi)CFB鍋爐電廠已有一定的投運(yùn)經(jīng)驗(yàn)。煤泥自廠外的顧橋礦儲(chǔ)煤場(chǎng)采用普通帶式輸送機(jī)將輸送到廠內(nèi)煤泥泵房制漿，再經(jīng)膏體泵將煤泥高壓泵出，通過(guò)輸送管道送至鍋爐，經(jīng)立式給料機(jī)(具有管道清洗功能)入爐實(shí)現(xiàn)煤泥燃燒。

本工程如果欲在廠外顧橋礦儲(chǔ)煤場(chǎng)內(nèi)將煤種混合好后再輸入廠內(nèi)，一方面需與顧橋礦進(jìn)行協(xié)調(diào)，這在今后的電廠運(yùn)行過(guò)程中將產(chǎn)生諸多麻煩；另一方面，在貯煤場(chǎng)內(nèi)利用煤場(chǎng)機(jī)械混煤較難達(dá)到煤種按既定比例配比。因此，本工程選擇筒倉(cāng)混煤，不同的筒倉(cāng)分別儲(chǔ)存煤矸石及洗中煤。

5 本工程混煤方案分析

本工程廠內(nèi)設(shè)置混煤筒倉(cāng)4座，每座貯煤筒倉(cāng)的容量為3570 t，直徑為15 m，4座筒倉(cāng)總共可存放1.428萬(wàn)t，其中，2個(gè)筒倉(cāng)用于存放煤矸石，另外2個(gè)用于存放洗中煤。

筒倉(cāng)下部卸料采用直縫煤溝加葉輪給煤機(jī)方式，即在筒倉(cāng)下設(shè)長(zhǎng)縫隙式的煤槽，通過(guò)葉輪在撥煤平臺(tái)上旋轉(zhuǎn)撥煤至其下的帶式輸送機(jī)上，葉輪給煤機(jī)整體可沿帶式輸送機(jī)的方向在軌道上行走。本工程中筒倉(cāng)下部設(shè)兩路皮帶機(jī)，參數(shù)為：B＝1200 mm、V＝2.00 m/s、Q＝800 t/h。每路皮帶機(jī)上設(shè)3臺(tái)葉輪給煤機(jī)，葉輪給煤機(jī)出力為Q=200～400 t/h，兩臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用。通過(guò)分別設(shè)置在煤矸石筒倉(cāng)和洗中煤筒倉(cāng)下面的葉輪給煤機(jī)可以分別把煤矸石和洗中煤卸至皮帶機(jī)上，通過(guò)調(diào)節(jié)葉輪給煤機(jī)的出力，就可以將煤矸石和洗中煤混合至鍋爐所需的比例。

本工程混煤筒倉(cāng)設(shè)置空氣炮及移動(dòng)空壓機(jī)，以防堵。筒倉(cāng)上還設(shè)置CO氣探測(cè)器、可燃?xì)馓綔y(cè)器、煙霧探測(cè)器及溫度傳感器，以及時(shí)監(jiān)測(cè)筒倉(cāng)情況。

6 結(jié)論

循環(huán)流化床鍋爐燃用煤種往往較雜，一般包括煤泥、煤矸石和洗中煤，而且需按一定比例混合后輸入鍋爐燃燒。

由洗煤廠壓濾車間產(chǎn)生的煤泥送到電廠后如需調(diào)濕制漿后輸入爐膛，建議采用單獨(dú)泵送方式。

煤矸石、洗中煤等其他煤種需按比例混合后輸入爐膛，混合方式可通過(guò)在露天煤場(chǎng)利用煤場(chǎng)堆取料設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可通過(guò)筒倉(cāng)混煤，具體混煤方案的選擇需結(jié)合場(chǎng)地、煤種數(shù)量、燃煤特性等條件確定。因循環(huán)流化床鍋爐對(duì)于入爐燃料的配比、熱值、可磨指數(shù)等均有一定的要求，當(dāng)需按既定比例配比燃料且廠內(nèi)場(chǎng)地有限時(shí)，建議循環(huán)流化床鍋爐燃料混合采用筒倉(cāng)混合。

筒倉(cāng)卸料采用直縫煤溝加葉輪給煤機(jī)方式，盡管可一定程度上減弱采用傳統(tǒng)振動(dòng)給煤機(jī)易發(fā)生的蓬煤、堵煤現(xiàn)象，但筒倉(cāng)下口結(jié)構(gòu)仍有死角，長(zhǎng)條形縫隙的流通截面較小，易造成下口堵煤。而且葉輪給煤機(jī)的撥煤方式為被動(dòng)撥煤方式，無(wú)法解決筒倉(cāng)下部起拱時(shí)的堵煤情況。同時(shí)葉輪給煤機(jī)在工作時(shí)，煤在慣性力作用下常常灑煤到煤溝底部，較難清理。目前國(guó)外的筒倉(cāng)給料設(shè)備經(jīng)幾十年的更新?lián)Q代，已大量采用大開口、大出力的新型活化給煤機(jī)，可直接振動(dòng)活化筒倉(cāng)內(nèi)的物料，有效解決了堵煤、灑煤的問(wèn)題，且安裝簡(jiǎn)單，檢修、維護(hù)方便工作量小，并可提高筒倉(cāng)的有效儲(chǔ)煤體積，盡管價(jià)格較高，但仍值得推薦。

[1]熊立紅.燃料運(yùn)輸設(shè)備及系統(tǒng)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2005.

[2]丁立新.電廠鍋爐原理[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006.

[3]鄧金福.燃料設(shè)備運(yùn)行[M].北京：中國(guó)電力出版社，2005.

[4]盧庭文.燃煤電廠混煤配煤方案研究[J].廣東電力，2007，20(6).

[5]馮穎.新型振動(dòng)出煤機(jī)在儲(chǔ)煤筒倉(cāng)的應(yīng)用[J].四川電力技術(shù)，2003，(4).

[6]屠小寶.600MW鍋爐煤種適應(yīng)性試驗(yàn)研究[J].中國(guó)電力，2004，37(3).

[7]高超.220t/h煤泥矸石循環(huán)流化床鍋爐煤泥的燃燒及系統(tǒng)投運(yùn)分析[J].鍋爐制造，2006，(3).

[8]殷慶勇，時(shí)勇，李彥茹.循環(huán)流化床鍋爐燒煤泥＋煤矸石的試驗(yàn)[J].煤氣與熱力，2006，(3).

[9]陳榮根，王玉強(qiáng).循環(huán)流化床鍋爐洗煤泥輸送系統(tǒng)概述[J].鍋爐技術(shù)，2005，36(1).