何永學(xué)

（云南省電力設(shè)計(jì)院發(fā)電部，云南 昆明 650011）

1 煤泥燃燒發(fā)電的節(jié)能環(huán)保意義

煤泥是煤粉含水形成的半固體物,是煤炭生產(chǎn)過(guò)程中的一種產(chǎn)品。常出自煉焦煤選煤廠的浮選尾煤、動(dòng)力煤洗煤廠的洗選煤泥、煤炭水力輸送后產(chǎn)出的煤泥等。煤泥有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1、粒度細(xì)、微粒含量多；2、持水性強(qiáng)，水分含量高；3、一般仍有2500大卡～5500大卡的熱量，甚至超過(guò)一些低熱質(zhì)動(dòng)力煤；4、黏性較大、灰分高。

我國(guó)是煤炭大國(guó)，煤炭是我國(guó)使用最多、最重要的能源。每年煤炭工業(yè)排出的煤泥數(shù)量無(wú)法估量。煤泥的堆放、貯存和運(yùn)輸都比較困難，遇水即流失，風(fēng)干即飛揚(yáng)。結(jié)果不但浪費(fèi)了寶貴的煤炭資源，而且造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，有時(shí)甚至制約了洗煤廠的正常生產(chǎn)，成為選煤廠棘手的問(wèn)題。

煤泥和煤矸石都是可以利用的低熱值燃料 ,如不很好地加以利用 ,不僅造成資源浪費(fèi) ,而且嚴(yán)重污染環(huán)境。煤泥、煤矸石如用于礦山井下充填、回填塌陷區(qū)等方法不能創(chuàng)造直接的經(jīng)濟(jì)效益 ,甚至有可能造成新的污染。因此 ,煤泥、煤矸石發(fā)電是理想的利用方法。[1]大量煤泥能通過(guò)燃燒來(lái)發(fā)電，既節(jié)能又環(huán)保，利國(guó)利民有著重大的意義。

2 發(fā)電廠煤泥處理技術(shù)

我們知道，常規(guī)燃煤發(fā)電廠均是使用帶式輸送機(jī)將小塊狀煤運(yùn)送入鍋爐原煤倉(cāng)。而帶式輸送機(jī)是無(wú)法將黏性大、水份高的煤泥直接進(jìn)行輸送的。為了使煤泥能夠順利進(jìn)入鍋爐燃燒，技術(shù)方法有：一、先將煤泥進(jìn)行干燥處理，使之形成固體塊狀（必要時(shí)還需通過(guò)一道破碎工序），然后再使用帶式輸送機(jī)運(yùn)入原煤斗；二、用壓力泵通過(guò)管道將煤泥壓入鍋爐燃燒。因而發(fā)電廠的煤泥處理系統(tǒng)分成煤泥干燥系統(tǒng)和煤泥管道輸送系統(tǒng)兩種形式，以下是此兩種不同形式系統(tǒng)的介紹：

2.1 煤泥干燥處理系統(tǒng)

煤泥干燥處理后進(jìn)入鍋爐燃燒，此種方式是燃燒煤泥電廠最初使用的工藝。其簡(jiǎn)要流程為：濕煤泥濾餅經(jīng)壓濾車間出料刮板機(jī)給入密封刮板機(jī)后進(jìn)滾筒干燥機(jī)，干燥后的煤泥產(chǎn)品由密封刮板排料機(jī)轉(zhuǎn)載后進(jìn)入帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)送至鍋爐煤倉(cāng)。

此系統(tǒng)工藝流程中重要的氣體流程為：冷空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入熱風(fēng)爐，產(chǎn)生的熱煙氣進(jìn)入滾洞干燥機(jī)，與濕煤泥濾餅完成質(zhì)熱交換后，尾氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器、引風(fēng)機(jī)、濕式除塵器、煙囪排至大氣。濕式除塵器內(nèi)的水及水霧層分別捕集和吸附含塵氣流中的粗細(xì)顆粒后變成污水進(jìn)集水池；集水池下常設(shè)兩臺(tái)泵，一臺(tái)打溢流供濕式除塵器循環(huán)用水，另一臺(tái)打底流至濃縮機(jī)。

2.2 煤泥管道輸送系統(tǒng)

煤泥管道輸送是近年發(fā)展起來(lái)，先進(jìn)的一種煤泥入爐輸送工藝。本文分別從工藝系統(tǒng)流程和主要設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)、重點(diǎn)的介紹。

1）工藝系統(tǒng)：洗煤廠產(chǎn)生的煤泥經(jīng)過(guò)壓濾機(jī)壓濾后用車運(yùn)到電廠煤泥堆場(chǎng)，然后通過(guò)裝載機(jī)進(jìn)入煤泥輸送系統(tǒng)。煤泥經(jīng)強(qiáng)力攪拌倉(cāng)攪拌后經(jīng)鑄石刮板輸送機(jī)輸送至攪拌緩沖倉(cāng)均漿攪拌后進(jìn)入預(yù)壓螺旋，由預(yù)壓螺旋以正壓給料的方式喂入煤泥泵，由煤泥泵以高壓泵送方式泵送出，經(jīng)超低摩阻內(nèi)涂層管輸送到循環(huán)硫化床鍋爐爐頂部，通過(guò)分流器、多功能給料器和鍋爐接口器直接進(jìn)入鍋爐內(nèi)燃燒。

必要的清洗流程：當(dāng)電廠鍋爐長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)維護(hù)時(shí)，存在管路中的煤泥極易沉淀板結(jié)。為止系統(tǒng)非常有必要設(shè)置清洗裝置，當(dāng)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間停車時(shí)，可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效清洗。常用系統(tǒng)和備用系統(tǒng)通過(guò)高壓濃料換向閥自動(dòng)完成功能切換。

2）分系統(tǒng)及主要設(shè)備：

煤泥管道輸送相對(duì)煤泥干燥系統(tǒng)更為復(fù)雜，設(shè)備相對(duì)較多，以下將介紹其重要的分系統(tǒng)及關(guān)鍵設(shè)備：

a、預(yù)處理分系統(tǒng)：由于煤泥含水量大、粘度大有可能結(jié)塊以及摻雜著矸石等情況。直接泵送時(shí)煤泥難以吸入濃料泵，因此煤泥的預(yù)處理對(duì)于確保整個(gè)泵送系統(tǒng)的可靠運(yùn)行具有十分重要的意義。

預(yù)處理基本工藝為：煤泥棚內(nèi)的煤泥由裝載機(jī)進(jìn)行上料進(jìn)入膏漿制備機(jī)，制備機(jī)內(nèi)的煤泥加入適量的水，經(jīng)膏漿制備機(jī)均勻制漿后，達(dá)到輸送所需的30%的含水率，此時(shí)煤泥具有較好的流動(dòng)性，既能滿足刮板輸送機(jī)的輸送要求又可以通過(guò)渣漿分離機(jī)對(duì)矸石等雜物進(jìn)行篩分。由膏漿制備機(jī)均勻制漿的煤泥進(jìn)入渣漿分離機(jī)進(jìn)行篩分。篩上物為矸石等雜物，篩下物為符合煤泥輸送系統(tǒng)要求的潔凈煤泥。

b、保漿緩沖倉(cāng)：保漿緩沖倉(cāng)常為方形鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)臥式攪拌螺旋和液壓移動(dòng)滑架，底部設(shè)有矩形大口徑出料口。（見(jiàn)圖1）

c、正壓給料機(jī)：為變螺距雙軸結(jié)構(gòu)，采用變頻電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力。主要作用是以正壓方式向膏體泵供料，同時(shí)輸送量可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，保證與膏體泵輸送量相匹配。（見(jiàn)圖2）

d、膏體泵:是一種先進(jìn)的煤泥泵送設(shè)備，該泵具有以下特點(diǎn)：出口壓力大、輸送距離遠(yuǎn)；換向閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，吸、排料無(wú)阻礙；料缸直徑大，便于含水量低的煤泥吸入；采用閉式液壓系統(tǒng)，具有壓力沖擊小、管路壓力損失小、高效、節(jié)能、出料穩(wěn)定等優(yōu)異功能。主要易損件表面經(jīng)過(guò)特殊強(qiáng)化處理，使用壽命長(zhǎng)，并可方便地進(jìn)行維修和更換。（見(jiàn)圖3）

e、膏體輸送管路：輸送管道應(yīng)具有摩擦系數(shù)小、耐磨損、耐腐蝕、耐沖擊，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。還應(yīng)該良好的密封和抗振性。f、立式給料機(jī)：是一種爐頂給料裝置，采用滑閥式結(jié)構(gòu)形式，以液壓油缸為動(dòng)力，入料端與輸送管相連，出料端通過(guò)鍋爐接口器與鍋爐相連。同時(shí)，立式給料機(jī)另一端連接清洗回流管，與電廠排水系統(tǒng)相連。立式給料機(jī)具有二個(gè)工位：送料工位、清洗工位，具有送料、清洗、疏通干結(jié)物料的功能。（見(jiàn)圖4）

3 兩種工藝的比較

3.1 兩種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)：

一、煤泥干燥處理：1)優(yōu)點(diǎn)：a、工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，程序簡(jiǎn)潔；b、設(shè)備一次性投資相對(duì)小。

2)缺點(diǎn)：a、由于使用傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)等設(shè)備，使得整個(gè)系統(tǒng)占用地面積大；b、系統(tǒng)多處于開(kāi)放式，煤泥對(duì)環(huán)境造成較大污染；c、運(yùn)送距離較短，對(duì)場(chǎng)地和布置形式要求高；d、設(shè)備故障率高、運(yùn)行的可靠性較低。

二、煤泥管道輸送處理：

1）優(yōu)點(diǎn)：a、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小，管道布置簡(jiǎn)便靈活，可以架空或地溝鋪設(shè)、垂直上升及以各種角度轉(zhuǎn)彎；b、輸送過(guò)程全密封、無(wú)污染；c、輸送壓力高、距離遠(yuǎn)、輸送高度高；d、工藝較為先進(jìn)，系統(tǒng)可靠性較高。

2）缺點(diǎn)：a、工藝環(huán)節(jié)復(fù)雜，環(huán)節(jié)較多；b、設(shè)備一次性投資較大。

3.2 兩種系統(tǒng)在電廠實(shí)際運(yùn)營(yíng)效果比較：

一、煤泥干燥處理在早期的煤泥燃燒電廠廣為使用，運(yùn)行中出現(xiàn)較多的問(wèn)題：

首先是占地大、現(xiàn)場(chǎng)顯得臟亂，檢修也較麻煩。其次需要人力多、常用電功率大，每噸煤泥處理運(yùn)營(yíng)的費(fèi)用較高。再次是干燥后的煤泥呈大小不一的鵝卵石狀，表面光滑，有較強(qiáng)韌性、不易被破碎。如煤泥量大，容易導(dǎo)致系統(tǒng)堵塞。

但煤泥干燥系統(tǒng)也并無(wú)優(yōu)處：對(duì)于電廠鍋爐燃燒來(lái)說(shuō)，其系統(tǒng)帶入的水份很少，有利燃燒。還可根據(jù)用戶要求控制產(chǎn)品的粒度和水份，干燥煤泥產(chǎn)品水份可達(dá)8%以下，粒度可控制在8-10mm左右，但成本會(huì)隨著水份的不斷降低而增加。

二、煤泥管道輸送能較好地解決電廠運(yùn)煤系統(tǒng)中故障率高、易堵塞的生產(chǎn)難題，顯著提高電廠的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。其不但能不間斷地將煤泥輸入鍋爐燃燒，而且可根據(jù)鍋爐情況無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)輸送量。運(yùn)行成本也相對(duì)低。但煤泥管道輸送也給鍋爐帶入了較多的水份，影響到了燃燒的效率。一次性投資也較高。

結(jié)語(yǔ)：煤泥燃燒發(fā)電是一項(xiàng)新興的技術(shù)。其符合我國(guó)建節(jié)能環(huán)保型社會(huì)的基本國(guó)策，應(yīng)大力發(fā)展。盡管是"煤泥干燥處理"或是"煤泥管道輸送"還都存在著缺點(diǎn)，但這兩種處理系統(tǒng)畢竟實(shí)現(xiàn)了煤泥輸入到鍋爐中燃燒進(jìn)而發(fā)出綠色電能。從事此方面的研究的科技人員需多實(shí)踐多交流，尤其在"煤泥低阻力管道輸送"和"除去煤泥中過(guò)多的水份"等課題上爭(zhēng)取突破。為我們國(guó)家的節(jié)能減排做出更大的貢獻(xiàn)。

[1]李劍鋒.煤泥、煤矸石發(fā)電大有作為.《中國(guó)資源綜合利用》2000年第9期.