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燃煤電廠摻燒劣質(zhì)煤造成的影響

2017-03-27 16:57:42 大云網(wǎng)  點擊量: 評論 (0)
摘要:受煤碳市場供需關(guān)系變化和節(jié)能降耗的需要,火電廠需要摻燒發(fā)熱量低、雜物多的劣質(zhì)煤和高水分、高粘性、低熱值的煤泥,對發(fā)電廠輸煤、制粉、鍋爐系統(tǒng)設(shè)備造成堵塞、磨損、沖擊,增加能源消耗。為提升輸煤
      摘要:受煤碳市場供需關(guān)系變化和節(jié)能降耗的需要,火電廠需要摻燒發(fā)熱量低、雜物多的劣質(zhì)煤和高水分、高粘性、低熱值的煤泥,對發(fā)電廠輸煤、制粉、鍋爐系統(tǒng)設(shè)備造成堵塞、磨損、沖擊,增加能源消耗。為提升輸煤系統(tǒng)摻燒量和降低能耗,對輸煤系統(tǒng)篩分、除雜設(shè)備進行改造,保證輸煤和制粉系統(tǒng)安全、節(jié)能運行,來提高全廠的運行經(jīng)濟性和降低運營成本。

      一.概述

      河南華潤電力首陽山有限公司裝機容量為2*600MW,設(shè)計煤種為黃陵、銅川煤,校核煤種I為義馬煤,校核煤種II為地方煤。實際摻燒煤種包含:義馬低熱值煤、義馬煤泥、永華和鞏義貧瘦煤、焦煤、地方無煙煤等。

制粉系統(tǒng)為正壓直吹式,采用雙進雙出磨煤機,磨制設(shè)計煤種時,最佳鋼球裝載量下,煤粉細度200目通過75%,磨煤機分離器頂部裝有可調(diào)整角度的調(diào)節(jié)擋板,風(fēng)粉分配均勻、可調(diào),細度調(diào)節(jié)范圍70——95%(過200目)。

      二.摻燒劣質(zhì)煤對系統(tǒng)造成的影響

      1、來煤背景:

      火電廠燃煤受煤炭市場行情變化和節(jié)能降耗、降低成本因素的需要,會摻燒了無煙煤、煤泥等“劣質(zhì)煤”,這些煤源在生產(chǎn)和運輸過程中,會含有大量石塊、矸石、木塊、麻繩、鐵絲等纖維質(zhì)雜物。受來煤影響,不僅增加了輸煤系統(tǒng)篩分的工作量和難度,同時潛在影響鍋爐制粉系統(tǒng)的安全經(jīng)濟穩(wěn)定運行。

      2、進廠煤特點:

      煤量多,年平均320萬噸。

      煤種雜,進場煤源和煤種多,少則二十種,多則達四五十種。

      雜質(zhì)多,在生產(chǎn)和運輸過程中,無煙煤有的矸石、大塊、纖維質(zhì)雜物摻雜其中。

      粒度大,火力發(fā)電廠來煤大部分為沒有篩分的原煤,粒度在1——300mm之間。

      煤泥,煤泥是選煤廠的副產(chǎn)品,具有高水分、高粘性和低熱值特性。

     3、燃用劣質(zhì)煤后帶來的影響

     火電輸煤系統(tǒng)要將原煤經(jīng)過篩分、破碎、除雜、除鐵后在顆粒度控制在30mm以下后送入原煤倉,已保證制粉系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行。摻燒劣質(zhì)煤后帶來的問題:

      1)對輸煤系統(tǒng)的影響。煤中的纖維質(zhì)雜物造成篩分除雜設(shè)備卡塞,效率降低;煤中大塊和矸石加快了設(shè)備磨損;摻燒煤泥,煤質(zhì)水分(mt)14——20,灰分(Aar)30——40,造成輸煤制粉系統(tǒng)堵塞,輸煤破碎率低,入爐煤采樣代表性偏差高于60kacl/kg。

      2)對制粉系統(tǒng)的影響。分離器的調(diào)節(jié)擋板、回粉管堵塞,造成分離效果變差;爐渣含碳量增加,影響鍋爐經(jīng)濟運行;頻繁清理分離器和停運磨煤機,增大了運行、檢修人員的工作量,同時增加了發(fā)電成本。

       3)爐渣中有明顯的大碳粒,含碳量高;鍋爐飛灰含碳量增加,降低了鍋爐的運行經(jīng)濟性。

      三.篩分除雜設(shè)備效率分析:
      1、除雜設(shè)備

      原齒板式除雜物機利用偏心軸帶動齒板交替按回轉(zhuǎn)曲線軌跡運行,由于齒板工作面2米較長,雜物在分離速度較慢;齒板上下交叉間距變大,雜物容易隨煤流進入下級皮帶,除雜效果較差。

      2、概率篩篩分效果差原因:

      概率篩篩條水平自上而下呈25°布置組成篩面,激振裝置做定向直線振動使篩面獲得高頻振動,物料受激振力而周期性向前跳動,小顆粒穿過篩孔,落到下一層篩面上。由于篩條長2米,雜物在篩面上通行速度較慢,造成篩透率降低;篩面條形布置,纖維質(zhì)線性雜物易掛在篩條上,不能及時排除,造成篩面堵塞。

      3、效率統(tǒng)計

      四.篩分除雜設(shè)備結(jié)構(gòu)選型比較

      1、除雜設(shè)備比較

      1)除大木器式除雜物機:利用裝有旋轉(zhuǎn)齒形盤的三級主軸同向轉(zhuǎn)動除雜。缺點:多級分離交叉運行,大塊容易在過渡區(qū)域隨煤流進入皮帶,降低除雜效果。

      2)振動除雜物機:利用偏心電機振動進行篩分。缺點:當(dāng)煤中線性纏繞物多且煤濕時,容易造成堆積,篩孔堵塞失去除雜意義。

      3)滾軸式除雜物機:利用平行排列篩軸向同一方向轉(zhuǎn)動,煤沿篩面向前運動,對雜物進行分離,該除雜物機應(yīng)用較多,除雜效率在85%以上。缺點:落料點部位滾軸容易被大塊卡死,造成跳閘,影響流程;篩軸上麻繩、破布等纏繞物難清理;

      4)鉤齒式除雜物機:采用單組鉤齒旋轉(zhuǎn),提高煤流除雜能力,鉤齒滾筒變頻調(diào)速,控制煤流除雜時間和篩分速度,利用煤流沖擊和自身重力有效除去煤中雜物。優(yōu)點:該設(shè)備對塊狀雜物最小粒度大于有效分離間隔的雜物分離效率達到92%以上,且不發(fā)生堵煤。分揀線性纏繞物效率在90%以上。

      2、篩分設(shè)備比較

      1)振動篩:利用振動電機激振作為振動源,使物料在篩網(wǎng)上被拋起,向前作直線運動同時進行篩分。缺點:篩分效率不高,出力偏小,受煤質(zhì)變化影響大,頻繁堵塞。

      2)概率篩:利用概率篩分原理,篩面是靠激振裝置進行直線振動,區(qū)別于振動篩而利用概率原理,以很快的速度完成整個篩分過程,使物料篩分所需的時間僅為振動篩的1/3——1/20。缺點:當(dāng)煤中線性纏繞物多且煤濕時,容易造成堆積,篩透率不高。

      3)滾軸篩(目前電廠多采用此型篩分設(shè)備):利用平行排列篩軸向同一方向轉(zhuǎn)動,煤沿篩面向前運動,對雜物進行分離,篩片采用梅花型或多瓣型,當(dāng)煤質(zhì)較好時,設(shè)備運行穩(wěn)定,篩分效率在85%以上。缺點:當(dāng)煤質(zhì)較差(含水量〉12%,灰分〉28%,煤中石塊、草繩,鐵絲等纖維質(zhì)軟性雜質(zhì)多),滾軸篩存在易卡石塊、易纏雜物、篩孔易堵塞等缺陷,受煤質(zhì)變化影響該缺陷不易解決,一直困擾著滾軸篩的穩(wěn)定運行。

      4)拋物線型滾軸篩:拋物線型滾軸篩是由套在按變傾角布置的數(shù)根并列軸上的篩片,做同向等速旋轉(zhuǎn),形成一個滾動的篩面,物料在此篩面上流動時,篩分效率顯著提高,解決了傳統(tǒng)滾軸篩堵、卡、纏繞等問題。

      五.篩分除雜設(shè)備改造方案

      1、除雜設(shè)備改進方案

      除雜設(shè)備選用鉤齒式除雜設(shè)備。

      特點:

      1)采用旋轉(zhuǎn)鉤齒滾筒、六排鉤齒組360度安裝。

      2)鉤齒間距根據(jù)煤種特性設(shè)定。

      3)自動清除鉤齒雜物。

      4)采用變頻器控制旋轉(zhuǎn)速度,適應(yīng)煤量和煤種變化。

      2、篩分設(shè)備改進方案

      篩分設(shè)備升級為拋物線型滾軸篩

      特點:

      1)防卡塞改進:

      根據(jù)煤流量、篩齒線速度、物料特性,篩片改為拋物線型,降低了對應(yīng)的兩組篩片之間因擠住石塊而卡塞。

篩軸采用聚脂彈性基座,杜絕石塊在相鄰兩組篩片間卡塞。

      2)防纏繞改進:

      篩片用耐磨板處理后做薄,在轉(zhuǎn)動過程中煤流沖擊可清除掛在篩片上的雜物。

清掃用刮板用彈簧鋼制做配刀刃,傾斜布置在軸上,有效清除纏繞在軸上的軟性雜物。

      3)防堵改進:

      篩軸采用柔性基座,具有防堵措施,當(dāng)煤中水分在15%時,篩孔不易堵塞。

     篩片采用拋物線式,兩組交錯布置,不易粘煤,適用于煤泥摻燒工作開展。

      拋物線型滾軸篩出口裝有防積煤的設(shè)施,具有自清功能。

      4)防漏粉

      篩軸與機體相接處采用橡膠碗密封,和防卡裝置結(jié)合有效杜絕漏粉。軸承座采用骨架密封和機械迷宮雙重密封。

      5)篩透率

      拋物線型篩片選用耐磨鋼,熱處理后提高硬度和耐磨性同時做最薄,增加篩面的有效篩分面積,提高了透篩率。

      篩面采用變傾角布置,篩軸交錯布置,控制篩分顆粒在〈30mm同時,篩透率達到90%以上。

      滾軸篩如何能解決防堵、防卡、防纏繞問題是運行穩(wěn)定關(guān)鍵。通過比較和實驗,針對普通型滾軸篩存在問題進行改進,選用拋物型滾軸篩。

      拋物線型滾軸篩在卡塞,堵煤,防纏繞、密封方面進行改造和優(yōu)化,能解決普通滾軸篩存在的共性問題。

      六.篩分除雜設(shè)備改造實施

      1、除雜改造

      先對上煤線除雜物機改造,雜物由改造前的每天0.3-0.5噸,到改造后的每天6-12噸,特別是煤中石塊和纏繞物大量分揀,大量減少了進入煤倉中的雜物,使磨煤機分離器的堵塞得到緩解。效果顯著后,對堆煤線兩臺除大塊機進行改造。

      2、多級除雜

      除了傳統(tǒng)的除大塊、除雜物兩級除雜,在煤場下級皮帶增加除雜設(shè)備,實現(xiàn)多級除雜。

      3、篩分設(shè)備改造

      將原振動概率篩改為拋物線型滾軸篩。

      七.效果驗證

      1、鉤齒式除雜物機改造效果驗證:

      2、拋物線型滾軸篩改造效果驗證

      八.結(jié)論

      1、通過對輸煤系統(tǒng)篩分設(shè)備技術(shù)優(yōu)化和改進,設(shè)備效率顯著提升:

      1)輸煤系統(tǒng)篩分設(shè)備效率和篩透率提高到90%,增加了對大塊和雜物的篩分力度,下級碎煤機利用率得到提高;避免大塊矸石對設(shè)備和落煤管的沖擊磨損,落煤管襯板壽命延長2000小時以上;上煤粒度滿足≤30mm的要求,提高了入爐煤采樣的代表性,對減小熱值差提供了依據(jù);同時篩分設(shè)備適應(yīng)煤種能力提升,有助于摻燒煤泥降低燃料成本。

      2)制粉系統(tǒng)分離器雜物減少60%,清理次數(shù)減少50%;篩分粒度控制到30mm滿足了制粉系統(tǒng)經(jīng)濟運行;碎煤機利用率的提高減少了磨機鋼球損耗;爐渣含碳量減少提高了鍋爐運行經(jīng)濟性;減少停磨次數(shù)和檢修人員工作量,降低了運營成本。

      3)鍋爐飛灰含碳量降低0.54%,磨機鋼球年降低37噸。

      2、劣質(zhì)煤和煤泥摻燒提升

      摻燒劣質(zhì)煤能力到223萬噸/年,占進廠煤比例的70%,摻燒煤泥10萬噸/年。僅煤泥摻燒節(jié)約燃料成本1500萬元。

      九.結(jié)束語

      通過對篩分除雜設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新和改造,解決了通用火電廠輸煤系統(tǒng)篩分除雜設(shè)備易卡、堵、纏繞、效率低、不節(jié)能的共性難題,輸煤系統(tǒng)適應(yīng)煤種能力和摻燒能力顯著提升,提高入爐煤采樣代表性同時為降低熱值差提供可靠數(shù)據(jù)。

      經(jīng)過現(xiàn)場實踐,多級鉤齒除雜物機和拋物線型滾軸篩適應(yīng)于礦點多、煤種變化大、煤質(zhì)復(fù)雜(煙煤、貧瘦煤、無煙煤、褐煤、煤泥等)的電廠,為節(jié)能降耗、經(jīng)濟、安全可靠運行奠定了基礎(chǔ)。

      無煙煤等劣質(zhì)煤和煤泥摻燒是首陽山實施多煤種摻燒的最佳實踐案例,在煤炭市場變化較大環(huán)境下,通過創(chuàng)新思維模式,應(yīng)對外界煤炭供應(yīng)的變化,提高摻燒價值最大化,開展多煤種混配摻燒,為火力發(fā)電廠降低能耗和運營成本提供了借鑒經(jīng)驗。
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責(zé)任編輯:電小二

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