國華錦界電廠磨煤機石子煤排放系統(tǒng)改造項目

1、關(guān)于石子煤排放系統(tǒng)改造的申請書我廠磨煤機石子煤排放系統(tǒng)目前是全廠勞動強度最大、煤塵污染最嚴重、對員工呼吸系統(tǒng)危害最明顯、整體自動化程度最低的系統(tǒng)，急需改造。本文首先結(jié)合我廠#1機組6臺磨煤機近兩個月的運行實測數(shù)據(jù)，對本系統(tǒng)的利弊進行了總結(jié)分析；然后綜述并分析了目前各發(fā)電廠對中速碗式磨煤機排煤系統(tǒng)改造的典型方案，特別對國華定洲電廠的改造實例進行了詳實的數(shù)據(jù)分析；最后，結(jié)合我廠實際，提出了三條改造方案，以供參考。（注：本文所有數(shù)據(jù)均以#1機組為例）目錄一、系統(tǒng)概況3（1）石子煤排放系統(tǒng)3（2）石子煤排放方式3（3）石子煤排放率計算4（4）石子煤成分分析5(5) 石子煤著火時排放系統(tǒng)的溫度分布6二、

2、目前我廠石子煤排放存在問題及原因分析7(1)嚴重煤塵污染引起的人身及設(shè)備危害：7(2) 火災(zāi)的威脅9(3)運輸中的污染10(4)石子煤收集箱的設(shè)計缺陷10三、目前主流的石子煤排放裝置分析（中速碗式磨）11（1）水力輸送11（2）振動輸送+膠帶輸送機輸送11（3）螺旋輸送機輸送12（4）埋刮板輸送機輸送12（5）負壓氣力輸送12（6）正壓氣力輸送13（7）封閉式石子煤機械清運13（8）等壓排放密封收集裝置13（9）人工清運14四、國華定洲電廠改造實例14五、我廠的石子煤排放裝置改造（變更）方案探究15（1）外包排放任務(wù)，維持人工排放15（2）改造為等壓密封排放系統(tǒng)16）石子煤等壓排放密封收集裝置

3、概況16）改造后的效果17（3）節(jié)能葉輪改造及石子煤排放系統(tǒng)改造的綜合升級方案17參考文獻19一、系統(tǒng)概況 我廠#1爐600mw機組采用中速磨煤機冷一次風正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每臺爐配6臺hp-1003型中速磨煤機(上海重型機器廠產(chǎn)品)，燃燒設(shè)計煤種時，5臺運行，1臺備用。（1）石子煤排放系統(tǒng)每臺磨煤機設(shè)置一套排放裝置(為上海重型機器廠配套設(shè)計提供)，由：排放口、排放管道、石子煤收集箱進口門、石子煤收集箱、石子煤收集箱出口門、敞開式石子煤斗。該石子煤收集箱進、出口門為dn250 pn1.6mpa氣動插板門,在現(xiàn)場由控制按鈕啟閉操作;石子煤收集箱容積約在0.18m3；敞開式石子煤斗為長1.2m、高

4、0.57m、寬1.1m/2，斜度42°，為不規(guī)則斜斗設(shè)計，等效容積約0.48m3。另配2t叉車一臺，用于石子煤斗的就位、拖出及運輸。（2）石子煤排放方式hp1003磨煤機的石子煤系統(tǒng)采用人工清理方式，每臺磨煤機配1個固定石子煤斗，每爐共6臺，每爐配2個活動石子煤斗。固定石子煤斗和活動石子煤斗有效容積均為1m3（實際計算大約為0.48m³），設(shè)備均布置在0m平臺，石子煤排放到活動石子煤斗后用叉車將活動石子煤斗叉起，運至鍋爐房外。在固定石子煤斗的進口及排出口各配帶一個氣動排石子煤閘閥，用于石子煤的排放，每臺磨煤機就地配帶一個就地控制箱，用于石子煤系統(tǒng)的閥門操作，便于石子煤的人工

5、排放。（磨煤機部分設(shè)計值見表1）表1：磨煤機設(shè)計值摘錄（3）石子煤排放率計算【設(shè)計排放率】取磨煤機磨損后的最大出力65.3t/h,計算最小的石子煤排放率p=0.04165.3=0.628【實測排放率】以#1爐d磨煤機實際運行情況統(tǒng)計，取80%出力，即48t/h，石子煤密度1取2000kg/m³，移動石子煤斗有效體積取0.48m³，實際測得石子煤排率p=0.48*2000*1.56*48*1000=5，即80%出力時每兩小時石子煤為0.48t，也即半斗石子煤。實際運行比設(shè)計值大了8倍?。ň唧w測量過程見圖1）圖1：石子煤斗容積計算及石子煤排放量測量（4）石子煤成分分析石子煤一般

6、為原煤中的石塊、煤矸石和運輸中混入的雜質(zhì)等硬度大、熱值低不利于磨煤機運行和燃燒的顆粒物。但是通過#1爐石子煤的外觀、硬度、顏色、大小、著火性的因素分析，部分磨的石子煤中明顯存在不少原煤成分，造成了極大地熱值浪費。有關(guān)結(jié)論還待進行石子煤成分的熱值分析及其理化特性實驗。圖2為b磨石子煤結(jié)焦內(nèi)容物，明顯存在原煤和高熱值成分。圖2：石子煤結(jié)焦著火時典型內(nèi)容物(5)石子煤著火時排放系統(tǒng)的溫度分布上圖是#1爐b磨石子煤著火時的典型溫度分布圖，從圖中可以看出，石子煤著火后，溫度最高點出現(xiàn)在一次氣動門入口管道處，可以判斷火灶就在此處，也可以判斷此處一定具備著火三要素：著火溫度、助燃物質(zhì)和燃燒物。磨入口混合風溫

7、在250（規(guī)程要求磨入口風溫不超230），高氧高溫空氣通過石子煤排放通道漏風流通后可以達到80120，雖不能穩(wěn)定可靠得達到煤炭的著火點（揮發(fā)分最高的褐煤著火點也在270），但是炭質(zhì)在和高溫空氣接觸時會不斷被氧化，氧化時散發(fā)熱量，相對封閉的空間內(nèi)，熱量積聚便會使局部自燃，加之煤中夾雜著木屑、棉絮、橡膠、塑料、粉塵等低燃點物質(zhì)，自燃在所難免，進而導致并不純粹的石子煤著火。運行數(shù)據(jù)也表明煤質(zhì)和石子煤排放量以及著火難易性關(guān)聯(lián)很大。二、目前我廠石子煤排放存在問題及原因分析按照石子煤排放裝置設(shè)計標準，本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作快捷方便。但隨著運行時間增加，設(shè)備磨損以及煤質(zhì)變化，目前，實際運行與原設(shè)計數(shù)據(jù)相差甚遠

8、，石子煤量均遠大于設(shè)計值（最高例已達到設(shè)計值的8倍之多），且出入口閥門磨損漏風引起的煤塵噴濺，帶來了極其嚴重的污染以及安全隱患，使該石子煤排放裝置已經(jīng)不能滿足現(xiàn)場“本安綠色”的生產(chǎn)要求了。 (1)嚴重煤塵污染引起的人身及設(shè)備危害：石子煤排放裝置長周期運行導致出入氣動閥門磨損嚴重，普遍漏風，石子煤排放時，在較大氣壓的沖擊下，煤灰噴濺，現(xiàn)場環(huán)境污染嚴重，煤塵有效污染空間能達到v=4r³3*2=4*3³3*2=56m³，運行人員操作區(qū)域煤塵峰值濃度達到-，呼吸性巖塵接觸濃度目前無條件測量（粉塵中游離二氧化硅危害更甚）；排放現(xiàn)場經(jīng)常是煤塵滾滾、烏煙瘴氣，煤氣味嗆人的惡劣條

9、件，嚴重影響現(xiàn)場人員的身心健康。特別是部分磨煤機刮板室的結(jié)構(gòu)缺陷，導致石子煤刮板室落渣口結(jié)渣（有些是入口氣門前法蘭處結(jié)渣）、加之高氧通風條件，著火現(xiàn)象頻發(fā)（比如#1爐b磨，今年上半年累計著火不小于10次），缺氧燃燒導致的一氧化碳、硫化物等有毒氣體以及緊急排放時滾燙的火球，嚴重威脅著運行人員的生命安全（見圖3）。圖3：石子煤著火同時飛揚的煤塵，加劇著附近設(shè)備的磨損、腐銹程度(見圖4)，特別是磨煤機油系統(tǒng)，同時時刻影響著文明生產(chǎn)。圖4：煤塵污染實例(2) 火災(zāi)的威脅由于石子煤斗為敞開式，高溫石子煤露天推擠，表層溫度一般在7090，夾雜著煤粉、木屑、橡膠制品的石子煤，自燃隱患大。正常運行中，石子煤排

10、放出口門稍有不嚴密（目前多數(shù)不嚴密），就會形成高溫高氧氣體的持續(xù)流通，在排放系統(tǒng)內(nèi)達到一定的可燃元素(c、h)和溫度時，就引起自燃或燃燒，發(fā)生排放口結(jié)炭及排放管燒紅變形現(xiàn)象，損壞設(shè)備（目前b、c磨石子煤收集箱落煤管已燒紅掉漆，外觀腐銹）。另外飛濺的火星是現(xiàn)場火災(zāi)發(fā)生的危險源，一旦碰上易燃品，就會引起現(xiàn)場火災(zāi)的發(fā)生。危險裸露且不加治理的火源，非常不符合本安體系建設(shè)。(3)運輸中的污染由于活動石子煤斗為敞開式，只要稍微裝滿一點，就會在運輸過程中一路散落，且經(jīng)運輸車輛輪子的滾壓，很難清理干凈，保潔人員每班清掃2次，費水費時，竟也難以達到公司文明生產(chǎn)的要求。 (4)石子煤收集箱的設(shè)計缺陷由于石子煤排放

11、裝置設(shè)置了中間石子煤收集箱，排放通道的傾斜角度偏小，加之延長了自然排放的管程距離，引起石子煤排放不暢，石子煤收集箱永遠積存著厚厚的石子煤，經(jīng)常需人工進行扒出，增加了維護人員的工作量和勞動強度。在煤質(zhì)變化，石子煤較多時，威脅著石子煤的正常排放。石子煤收集箱容積小(0.18m3)，導致排放頻繁，加快了進、出口關(guān)斷門的磨損，并且增加了閥門啟、閉的氣耗。表2：石子煤排放系統(tǒng)主要危害點統(tǒng)計危害源危害方式產(chǎn)生方式原因粉塵、巖灰呼吸、表面接觸石子煤排放敞口排放一氧化碳、硫化物呼吸石子煤缺氧自然出入口氣動門漏風火球燙傷、火災(zāi)刮板室設(shè)計缺陷導致石子煤斗著火刮板室、風環(huán)設(shè)計缺陷粉塵大顆粒對臨近設(shè)備的磨損、腐銹石子

12、煤排放敞口排放落地煤塵地面污染煤塵飛揚、敞口運輸敞口排放三、目前主流的石子煤排放裝置分析（中速碗式磨）目前火力(燃煤)發(fā)電廠中，磨煤機石子煤的排放方式較多。以下對磨煤機石子煤的主要排放方式分析如下：（1）水力輸送用高壓水通過管道將石子煤輸送到撈渣機，再用車運送到石子煤堆放場或用高壓水將石子煤輸送到渣池或脫水倉，脫水后用車運走。該方式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，占地面積大，需大量用水，造成水源一次污染;運行中易發(fā)生管道堵塞、難于疏通，運行和維護成本高。（2）振動輸送+膠帶輸送機輸送石子煤由磨煤機排入煤斗下的振動輸送機，在振動電動機的帶動下，均勻地進入膠帶輸送機，將石子煤提升到一定高度，排入石子煤倉，然后用車運

13、走。該方式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也較復雜，運行中振動輸送機易發(fā)生堵塞故障，皮帶輸送機密封較為困難，易發(fā)生粉塵污染問題，運行和維護成本較高。（3）螺旋輸送機輸送石子煤由磨煤機排入石子煤斗，通過石子煤斗下部連接管道進入螺旋輸送機，由螺旋輸送機將石子煤運至鍋爐端部處的斗鏈提升機入口，再由斗鏈提升機提升至石子煤倉，然后用車運走。該方式較為可靠、密封好、揚塵較少。但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也較復雜，設(shè)備磨損大，出現(xiàn)故障時，故障難點難于找到，搶修時間較長，運行和維護成本較高。（4）埋刮板輸送機輸送由斗鏈提升機將石子煤箱內(nèi)的石子煤提升到一定高度后，送入埋刮板輸送機輸送到石子煤倉，然后用車運走。該方式密封好、揚塵較少。但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復雜，設(shè)

14、備磨損大，易發(fā)生埋刮板機斷鏈、斗輪提升機因落料堵塞跳閘等故障，運行和維護成本較高。（5）負壓氣力輸送采用真空氣力輸送。它由石子煤收集箱、給料機構(gòu)、氣力加速室、輸送管、真空泵、石子煤倉、脈沖反吹式除塵器、負荷釋放閥組成。由真空泵提供真空產(chǎn)生吸引力，利用高速氣流輸送和清理石子煤;然后用車運走。該方式密封好、無揚塵污染。但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，管道磨損快，真空泵噪音大，運行和維護成本較高。（6）正壓氣力輸送由石子煤收集箱、倉泵、輸送管路、石子煤倉、布袋除塵器等組成。以壓縮空氣為輸送介質(zhì)，利用壓縮空氣的靜壓和動壓將石子煤送到終端石子煤倉，再用車運走。該方式密封好、現(xiàn)場無揚塵污染，與負壓氣力輸送相比，輸送速度低

15、、輸送距離長、管道磨損小。但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復雜，要求磨煤機底部空間較大，需用一定的壓縮空氣，運行成本較高。（7）封閉式石子煤機械清運該系統(tǒng)包括由全封閉式雙閘板門、石子煤臨時儲存斗、封閉式石子煤刮板機、斗式提升機(可選)、負壓除塵裝置(或噴淋降塵裝置)、鋼制石子煤倉、全自動控制系統(tǒng)等組成。工藝流程：磨煤機石子煤斗入口閥(全封閉雙閘板閥)石子煤斗石子煤斗出口閥(全封閉雙閘板閥)封閉式石子煤刮板機負壓除塵裝置(或噴淋降塵裝置)斗式提升機(可選)鋼制石子煤倉運輸車輛。該系統(tǒng)密閉性好，現(xiàn)場無揚塵污染。但由于石子煤斗容積小，進、出口門開、關(guān)頻繁，易發(fā)生缺陷，煤刮板機易磨損，運行和維護成本較高。（8）等壓排放密

16、封收集裝置該裝置由一次門、變徑管、二次門、密封艙組件和石子煤斗組成。正常運行中，一次門、二次門開啟，泄壓閥關(guān)閉，密封艙斷面密封環(huán)關(guān)閉;當石子煤斗裝滿后，先關(guān)閉一次門，再開二次門，開啟泄壓閥泄壓，然后開啟密封環(huán)(向上抬升50mm)，再由叉車直接運至堆放場地，利用叉車能旋轉(zhuǎn)360度的叉腳將斗 內(nèi)石子煤傾倒掉。等壓排放密封收集裝置較簡單、改造費用較少(一臺600mw級機組約100萬元左右)，運行維修費用較少，密封性要求高，目前較為常見。上述各排放方式的改造投資，按一臺600mw級機組為例，需在250300萬元左右。（9）人工清運人工定時將石子煤從石子煤箱內(nèi)排出，然后再用小推車運走。該方式簡單、投資少

17、、運行維修費用少。但工人勞動強度大，潛在火種源，敞口操作污染嚴重，嚴重危害運行人員身體健康；在燃煤煤質(zhì)差、石子煤量大時，不能滿足安全生產(chǎn)需要。四、國華定洲電廠改造實例2015年上半年該廠完成了3、4號機組的超低排放改造，實現(xiàn)了磨煤機石子煤零排放。試驗結(jié)果表明，在機組燃煤1萬噸情況下，石子煤排量為887千克，石子煤排放率為0.08615，同比改造前下降了58倍，我廠目前在5的水平，比之大58倍!定洲電廠3、4號機組屬于正壓直吹中速制粉系統(tǒng)，磨煤機采用hp1003型磨煤機，定洲電廠石子煤排量最大時達到6，且顆粒度較大，不利于鍋爐燃燒。為解決上述問題，在2014年底3、4號機組綠色發(fā)電超低排放改造中

18、，定洲電廠按計劃實施了兩臺66 萬千瓦機組的磨煤機進行節(jié)能葉輪改造及石子煤負壓排放系統(tǒng)改造，達到了hp磨煤機石子煤零排放的目的。改造后，通過國網(wǎng)河北省電力公司電力科學研究院進行的磨煤機節(jié)能葉輪改造分析試驗表明，改造后的磨煤機石子煤排放量下降顯著，在機組燃煤1萬噸情況下，石子煤排量為887千克，石子煤排放率為 0.08615，同比改造前下降了58倍，再回收摻燒，使機組全年折合標煤可節(jié)省1500噸。五、我廠石子煤排放裝置改造方案探究（1）外包排放任務(wù)，維持人工排放建議將此項工作承包給磨煤機維護或者雇員（保潔）等，專人專責。磨煤機維護人員對設(shè)備結(jié)構(gòu)熟悉，作業(yè)工具齊全，一旦發(fā)生煤斗著火、落口結(jié)渣，可在

19、第一時間有效處理。可行性：此排放系統(tǒng)操作簡單、對制粉系統(tǒng)無影響，具有外包的安全性；就地/遠方均裝有“物料高”報警燈，dcs可準確查詢排放次數(shù)，dcs還可監(jiān)視出入口閥門狀態(tài)，加之就地集控巡檢巡回檢查，石子煤排放在嚴格的監(jiān)視之下，外包完全是可行的。優(yōu)勢：巡操人員每班僅排煤操作大約需70分鐘（不包括磨的啟停巡操、給煤機的巡檢任務(wù)），外包后，可把集控巡檢從無技術(shù)含量、純粹的高強度體力勞動中解放出來，這是對人力資源的尊重。并且外包后，對吸納當?shù)鼐蜆I(yè)、提高外包人員收入都是有益的。（2）改造為等壓密封排放系統(tǒng)“石子煤等壓排放密封裝置”排放方案投資少、效果好，是中速磨煤機石子煤排放方案中目前較為主流的改造方案

20、。）石子煤等壓排放密封收集裝置概況該裝置由一次門、變徑管、二次門、密封艙組件和石子煤斗組成。正常運行中，一次門、二次門開啟，泄壓閥關(guān)閉，密封艙斷面密封環(huán)關(guān)閉;當石子煤斗裝滿后，先關(guān)閉一次門，再開二次門，開啟泄壓閥泄壓，然后開啟密封環(huán)(向上抬升50mm)，再由叉車直接運至堆放場地，利用叉車能旋轉(zhuǎn)360度的叉腳將斗內(nèi)石子煤傾倒掉。圖5為此改造方案的示意圖。圖5：石子煤等壓排放密封收集裝置系統(tǒng)示意圖）改造后的效果環(huán)境衛(wèi)生得到了徹底的改善，無揚塵飛灰；操作簡單方便，使用安全可靠，極大地改善了運行人員的勞動強度；消除了石子煤的燃燒現(xiàn)象，減少了資源的浪費；運行成本小。只需少量的用氣量(關(guān)斷閥所需)及油耗(叉車運輸所耗)，無需用水噴淋及減少了地面的水沖洗(全年節(jié)水約300t);維修量小，維修費用少。投資小(按一臺600mw等級機組為例，投資在100萬元以內(nèi)； 要比其他石子煤排放方式少2.5倍以上)。（3）節(jié)能葉輪改造及石子煤排放系統(tǒng)改造的綜合升級方案石子煤排放量大、石子煤熱值高這些只是表象，磨煤機內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計缺