燃煤电站输煤转运点运用3-DEM技术设计优化-燃煤电站输

                                               襄樊凯瑞电力科技有限公司   燃煤电站输煤转运点3-DEM技术优化设计---襄樊凯瑞电力科技有限公司  燃煤电站燃料带式连续输送系统是保证电站发电的重要设备之一，燃料输送系统高效运转的关键是胶带间的转载点，转运点技术影响物料输送的效率、胶带等设备的寿命、站点作业环境、系统运行的安全以及系统的运行成本。现有燃煤电站物料（煤）转运点系统头部漏斗、缓冲锁气器、三通挡板、落煤管和导料槽等设计选型一直遵照《火力发电厂带式输送机运煤典型设计选用手册》（D‐YM96）进行完成，传统的设计思维是：为有效保证设备的使用寿命，通过在落煤管中形成“料磨料”减少设备的磨损；“料磨料”的设计思想虽然在一定程度上减少对落煤管和皮带的直接磨损，但因为在物料输送过程中，对落煤管、缓冲锁气器、电动三通落煤管、皮带以及托辊的冲击严重，降低设备的使用寿命，同时造成系统密封效果差，漏粉严重；受料不均引起皮带跑偏造成皮带磨损加剧；分散的物料受落煤管结构的影响出现不同的速度（0~6.5米/秒）和加速度，造成物料之间相互撞击形成物料外泄以及严重的扬尘（对无烟煤尤为如此），形成电站输煤栈桥恶劣的工况条件，除尘设备运行维护费用高，频繁的栈桥冲洗浪费水资源；物料运行不同的速度和加速度在多雨季节造成落煤管堵塞严重，严重影响电站的安全运行。随着电站装机容量越来越大，单位时间煤炭的消耗量剧增，传统的设计思想带来电站输煤栈桥恶劣的工况条件，给电站运行带来一系列的安全隐患，落煤管系统的设计是粉尘、堵煤、跑偏产生的根源所在。 目前电站转运点存在的普遍问题包括：  粉尘治理问题堵煤问题胶带偏载跑偏问题杂物清除问题          针对目前燃煤电站转运点存在的粉尘大、堵煤、跑偏以及杂物处理的问题，按照传统的设计思想和设备配置，无法从根本上消除，燃煤电站传统设计存在的问题分析： 1                                                 襄樊凯瑞电力科技有限公司   2  一、传统设计转运点的粉尘治理问题： 火力发电厂燃料系统在卸煤和煤的输送过程中造成的环境污染是十分严重的。其特点是污染点多、污染面积大、污染源控制难度大，粉尘污染直接影响环境及设备的安全运行，同时危害运行人员的身心健康。下面以燃料系统输煤皮带转运点的除尘进行分析。1、输煤皮带转运点粉尘产生的原理及影响因素(1)传统“料磨料”指导思想设计的落煤管结构使物料运行过程中过于分散造成物料间冲击挤压，造成粉尘的大量扬起；诱导风也是产生粉尘的主要因素。原煤从一条皮带上经落煤管倒运到另一条皮带时，原煤运行时有一定的初速度，进入落煤管后，初速度得到加速，下落过程的同时携带了大量的诱导风进入。当煤到落煤管的下半部时，变成正压，此时诱导风与原煤中的细粉尘相互作用，形成尘气，带到下一条皮带的导料槽内，使导料槽内形成一定的正压，从各个漏点向外飘逸。(2)皮带上原煤输送量越大，其原煤下落时所携带的诱导风就越大。(3)落煤管的倾斜角度越接近于垂直，落差大，原煤在落煤管内的下落速度快，其所携带的诱导风就越大，对系统的冲击大，粉尘大，对系统的破坏严重。(4)落煤管的截面尺寸越大，煤下落时所携带的诱导风越大。(5)原煤的粒度越细越干，其与诱导风相互混合的越好，所造成的粉尘污染越严重。(6)落煤管下部的导料槽内越处于正压，粉尘大量向外飘逸（只要导料槽内为正压，就必然从各漏点或出口处向外飘逸粉尘）。（7）导料槽密封性能差，粉尘在诱导风产生的正压作用下，向导料槽四周扩散，高落差点因物料的冲击造成胶带抖动严重，导料槽密封等级下降，导料槽无法建立起负压状态，粉尘四处扩散；  (8)传统设计落料点物料对导料槽密封板冲击磨损严重，落料点不正等原因造成出现撒煤现象；(9)使用的各类除尘器都受煤的特性的制约，能耗和维护工作量大，除尘效率普遍较低；   2、目前除尘技术及设备性能对比 2.1荷电除尘（电除尘）荷电除尘技术在处理电阻率为106Ω~1013Ωm粉尘时有较高的除尘效率，当电阻率小于106Ωm和大于1013Ωm时，除尘效率都会降低。原煤的比电阻率值经过针板法、平行圆板法和同心圆法测定后的电阻率都在2×1014Ωm以上，所以荷电除尘技术在输煤系统上不宜采用。需要采用的应注意两个问题：一是失去异极性电荷或未被捕集的煤尘会重新返回气流，而造成二次                                               襄樊凯瑞电力科技有限公司   3  污染；二是受到荷电作用后的煤尘更容易沉附于肺泡和支气管中，对人体的危害更大；三是对挥发分高的褐煤和烟煤需要防止自燃和爆炸的现象。2.2布袋除尘布袋除尘技术是采用过滤装置捕集粉尘，具有较高的除尘效率，适用于干物料的过滤除尘。输煤系统的粉尘治理，因原煤自身含有内在水份和外在水份，采用布袋除尘设备后，含有水份的粉尘很容易吸附在滤袋内和粘附在滤料的表面上，不论是对滤料加热振打，脉冲反吹，都难以将吸附到滤料中的粉尘去除干净，久而久之除尘系统阻力加大，只能频繁地更换滤料，增加检修和运行成本，所以该技术一般不适合用在输煤皮带转运点处的粉尘治理上。2.3水雾除尘水雾喷淋和蒸汽捕集技术是在导料槽内安装高压喷嘴，使之喷出的水雾或蒸汽作用在粉尘上，将粉尘加湿或将粉尘吸附在水滴表面。便之增加质量，在重力作下被捕集下来，此技术的缺点是:一是浪费水资源；二是增加湿度后需要烘干，浪费能源；三是水雾控制系统设计存在缺陷，自动控制系统没有同煤炭的含水量结合起来，造成浪费现象严重；2.4湿式除尘器湿式除尘技术与布袋除尘技术都是在导料槽上布置几个吸管，使槽内形成一定的负压，将抽吸的含尘气体经过除尘器净化后对空排放，出于净化装置的不同，所取得的效果也是不一样的。湿式除尘器的种类较多，除尘效率也较高，因其使用的场地和方法的不同，用在输煤皮带转运点上粉尘治理的除尘器，应选择除尘效率高，运行成本低，免维护，操作简单的湿式旋流除尘器，该种除尘器已在多家电厂使用，效果很好，但管道需要频繁清理，浪费水资源。二、传统设计转运点的堵煤问题：堵煤在过去主要是南方电站梅雨季节由于煤炭含水量持续偏高（8%以上），造成燃料输送溜槽以及储存料斗发生物料堵塞，随着煤炭市场的供应紧缺以及煤炭价格的不断攀升，煤炭的品质不断下降，煤炭中灰分以及水分含量持续走高，而且电站用煤的来源越来越杂，水分含量超过13%以上后就会出现严重堵煤现象，目前北方也有很多电厂燃料输送受堵煤的困扰，严重影响电站的安全运行。电站堵煤现象分冲击点堵煤和溜槽挂煤堵煤两种堵煤现象，产生的原因也不同。冲击点堵煤 发生在落煤管拐角处以及料斗侧面，如果水分含量高，堵煤现象将会频繁发生。溜槽挂煤堵煤是由于煤炭中灰分以及水份含量偏高，输煤溜槽表面粗糙、摩擦系数高，以及溜槽倾角偏小等原因，造成物料输送过程中，细粘的物料逐步从底部和两侧直角部位开始形成挂料，挂料会越积越厚，不断减小落煤管的过流面积，最终形成堵煤，挂料堵煤相比冲击堵煤更难以清                                               襄樊凯瑞电力科技有限公司   除。目前电站为减少堵煤现象的发生以及便于堵煤后落煤管的疏通，设计安装有仓壁振动器，但由于目前的设计方式中，整个落煤管同头部漏斗、导料槽等焊接在一起，振动器只能起到“隔靴搔痒”的作用，而且会经常发生烧电机、安装螺栓松动脱落、振动电机连同安装座整体脱落、无法长期工作等故障，故障极其频繁，而且目前的设计控制系统只是在发生堵煤现象后，通过人为发出指令启动振动电机，起不到预防堵煤的作用，对挂煤堵煤起不到任何作用。  从以上堵煤的原因分析看出，堵煤除了受燃料制约以外，传统的落煤管的设计结构造成容易出现冲击性的堵煤，由于堵煤现象造成的后续危害很大，目前很多设计院为防止堵煤现象的发生，加大落煤管的倾角甚至设计为垂直落料，在减少堵煤现象的同时也造成转运站点粉尘无法治理，对设备胶带的损伤日益严重，造成设备损伤严重和胶带撕裂破坏事故； 目前通用的设计由于落煤管冲击破坏严重，为提高使用寿命，选择安装可更换的耐磨衬板，由于目前电站为降低成本，人员配置尽可能的减少，维护和检修往往采用外包的形式，导致转运站缺陷发现不及时，经常出现衬板脱落造成胶带设备损坏事故，衬板安装的不平整也是造成堵煤现象的主要原因，特别是陶瓷-橡胶复合衬板，抗冲击性能差，同时易造成堵煤现象；三、传统设计胶带运行跑偏的问题 输送机在运行过程中，由于各种原因经常会出现胶带跑偏现象，这不仅会引起漏料、设备的非正常磨损与损坏、降低生产率，而且会影响整套设备的正常工作。造成输送机胶带跑偏的根本原因是：胶带所受的外力在胶带宽度方向上的合力不为零或垂直于胶带宽度方向上的拉应力不均匀而引起的。  由于导致胶带跑偏的因素很多，故应从输送机的设计、制造、安装调试、使用及维护等方面来着手，解决胶带的跑偏规律是：“跑紧不跑松”、“跑高不跑低”、“跑后不跑前”。对空载跑偏，传统设计的各类调心托辊存在纠偏效果差，使用寿命短的缺陷，摩擦调心托辊和带立辊的感应式调心托辊对胶带的边缘有损伤； 4  对偏载跑偏，由于我国目前对胶带转运点设计均遵照《火力发电厂带式输送机运煤典型设计选用手册》（D-YM96）进行的落煤管系统设计，从头部漏斗的选择到落煤管出口和导料槽的布局，均通过手册上标准套用完成，没有结合物料的流动特性（物料的速度、抛出角度、物料的流动方向、物料运动时的体积中心等）进行有针对性的优化，除以上所述的冲击和堵煤问题外，也导致物料通过胶带转运时落料点严重不正，造成胶带受料                                               襄樊凯瑞电力科技有限公司   5  偏载跑偏，偏载跑偏除对胶带设备的损伤外，最直接的结果是胶带的输送效率的降低，燃料运行时间增长，能耗提高；现有电站输煤系统只要是按照《火力发电厂带式输送机运煤典型设计选用手册》（D-YM96）进行的落煤管系统设计，都存在物料部不对中的“短板转运点”，严重影响电站燃料的输送效率。四、传统设计杂物的处理问题我国的发电用动力煤在生产及运输过程中，有大量的木块、石块、破布、稻草及纤维质等杂物被掺杂在煤炭中，虽然在火电厂燃煤输送系统中，布置有种类繁多的筛分设备，但这些筛分设备经常被杂物堵塞、卡滞，很难正常运行，当这些杂物进入制粉系统的磨煤机后，磨煤机不能磨碎这些杂物，造成磨煤机经常卡滞，严重时损坏磨煤机，或被磨煤机内的热风吹出机体，进入煤粉分离设备，将分离器的热风挡板堵塞，影响煤粉分离效果，并造成锅炉风压不稳定，煤粉在炉内不能充分燃烧，从而使锅炉的飞灰及炉渣的含炭量上升，浪费能源，造成发电成本上升。目前电站杂物造成停机检修的设备包括：滚轴筛：轴筛无法筛分掉纤维类杂物，纤维类杂物经常缠绕在滚轴上降低筛分面积减小，需要停机人工清理，因为石块和矸石造成滚轴筛频繁卡跳，维修频繁，维护费用高；碎煤机：石块、木棒和纤维杂物进入碎煤机后碎煤机无法破碎，需要经常停机清理，每7---10天需停机清理一次，对设备的损伤也严重；球磨机：石块和纤维类进入球磨机，对球磨机衬板和钢球损伤严重，造成球磨机自重增加，能耗升高，效率降低，需要定期停机清理；对直吹式双进双出球磨机，也会造成粗细粉分离器堵塞，造成锅炉风压不稳，灰渣增碳，浪费原料；皮带给煤机：大块和杂物进入炉前料斗后，在通过胶带给煤机给煤时，易造成给煤机胶带撕裂，停机检修；五、传统设计转运点粉尘监测问题目前我国对胶带转运点没有设计粉尘在线监测系统，粉尘治理的设备运行也没有同粉尘监测实现控制上的联动，除尘设备如除尘器、喷雾系统等设计控制方面都是同胶带运行或煤流的感应实现联动，这样的设计模式存在以下缺陷：1、在煤含水量高时，除尘器和喷雾照样按照联动方式运行，造成除尘器管路和滤袋易堵塞，燃料含水量进一步增加，提高了锅炉的能耗；2、通过燃料的水分含量监测或通过人为就地控制喷雾实施效果很差，经常出现胶带停机