邱生祥

(福建龍凈環(huán)保股份有限公司，福建省龍巖市，364000)

0 引言

隨著我國(guó)火力發(fā)電機(jī)組向大容量、高參數(shù)的方向發(fā)展，磨煤機(jī)的選型也越來越傾向于MPS或者HP型中速磨。與傳統(tǒng)的鋼球磨相比，中速磨具有噪音低、占地小、電耗小、系統(tǒng)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但運(yùn)行過程中也會(huì)產(chǎn)生一些問題，如石子煤的處理問題。石子煤排放不及時(shí)，易造成磨煤機(jī)內(nèi)部著火或部件損壞，影響安全運(yùn)行。

隨著電廠石子煤排放量的增加，人工處理方式下，現(xiàn)場(chǎng)煤粉外泄污染嚴(yán)重、勞動(dòng)強(qiáng)度大；水力輸送方式下，系統(tǒng)復(fù)雜、耗水以及運(yùn)行效率低；機(jī)械輸送方式下，占地多、土建隧道工作量較大［1-4］；負(fù)壓吸送方式下，存在磨損嚴(yán)重、管道堵塞、無法處理大顆粒石子煤、輸送效率低等缺點(diǎn)［5-7］。由此，電廠迫切需要一種可靠、清潔的石子煤處理方法。

正壓輸送方式，因具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、布置靈活、占地小、不耗水、輸送氣源可考慮直接從電廠集中空壓機(jī)站獲取、運(yùn)行能耗較小等優(yōu)點(diǎn)，是輸送石子煤的一種較好的方式。通過采取市場(chǎng)調(diào)查、理論研究與試驗(yàn)相結(jié)合的手段，成功研發(fā)了石子煤正壓氣力輸送系統(tǒng)，并應(yīng)用于某電廠600 MW機(jī)組，運(yùn)行效果良好。

1 系統(tǒng)的開發(fā)

1.1 輸送形式

正壓氣力輸送石子煤解決了長(zhǎng)期困擾火電廠的石子煤處理問題，典型系統(tǒng)配置如圖1［1］所示。

1.2 輸送方案

開發(fā)的裝置能輸送最大直徑為50 mm的石子煤顆粒?？諝馐强蓧嚎s的，要確定管道內(nèi)的速度與分布，就必須準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)壓力損失，選擇合適的氣源設(shè)備。不同粒徑的石子煤，所需的空氣輸送速度不同。當(dāng)空氣速度高時(shí)，石子煤顆粒的輸送速度隨之增大，對(duì)管道磨損和彎頭的沖擊加大，同時(shí)對(duì)彎頭的點(diǎn)蝕加劇；當(dāng)空氣速度低于一定值，石子煤顆粒沉積在管底，無法輸送。因此，需有效控制輸送壓損和速度。

圖1 石子煤正壓氣力輸送系統(tǒng)流程Fig.1 Flow chart of positive pneumaticm ill reject conveying system

1.3 輸送發(fā)送器

現(xiàn)有的各種細(xì)粉料氣力輸送發(fā)送器，用于輸送石子煤時(shí)，產(chǎn)生的問題是：對(duì)于下出料結(jié)構(gòu)形式的發(fā)送器，石子煤出料太快，很短時(shí)間內(nèi)就把管道堵死；對(duì)于上出料結(jié)構(gòu)形式的發(fā)送器，進(jìn)入發(fā)送器的壓縮空氣從石子煤顆粒間逃逸，造成石子煤在發(fā)送器內(nèi)不出料［8-11］。因此，本文重點(diǎn)研究發(fā)送器結(jié)構(gòu)及布?xì)夥绞降脑O(shè)計(jì)，采用導(dǎo)料彎頭形式，通過對(duì)不同布?xì)饨Y(jié)構(gòu)作排料輸送試驗(yàn)，確定了適應(yīng)石子煤輸送的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性最佳的發(fā)送器結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求。

發(fā)送器的倉(cāng)泵采用導(dǎo)料彎頭形式，如圖2所示。該形式的倉(cāng)泵能夠克服上引式和下引式倉(cāng)泵的缺點(diǎn)，具有出料順暢可控、不易堵塞的優(yōu)點(diǎn)。給氣裝置由增壓、引導(dǎo)、輸送和補(bǔ)氣4個(gè)部分組成。通過對(duì)各股氣流流量的有效調(diào)節(jié)，在滿足出力要求的前提下，保證粗石子煤有序進(jìn)入管道，順利送出。

圖2 石子煤輸送倉(cāng)泵結(jié)構(gòu)Fig.2 Structure ofm ill reject conveying bin pump

1.4 運(yùn)行工藝

不同于粉料輸送，石子煤在輸送管道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是滾動(dòng)向前的。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，結(jié)合模擬試驗(yàn)，確定合理的運(yùn)行工藝，并設(shè)計(jì)了可靠的管路消堵技術(shù)。采用正壓充氣、負(fù)壓反抽式自動(dòng)消堵裝置，解決了異常堵管后的消堵問題。由于石子煤顆粒粗、質(zhì)量大，正常運(yùn)行時(shí)管道底部有部分石子沉積。因此，在每個(gè)輸送循環(huán)結(jié)束時(shí)，進(jìn)行短時(shí)吹掃，有效解決管道沉積問題。根據(jù)石子煤正壓輸送特性，合理設(shè)置參數(shù)，包括輸送時(shí)間、堵管壓力以及清堵壓力等，確保每個(gè)輸送循環(huán)的正常運(yùn)行。

1.5 石子煤箱的開發(fā)

有效濾除超過輸送顆粒粒徑范圍的石子煤顆粒，防止大顆粒在輸送管道中產(chǎn)生機(jī)械性堵管，是保證石子煤正常輸送的關(guān)鍵。由于磨機(jī)高度限制，不能采用成熟的濾除設(shè)備(如振動(dòng)過濾篩)實(shí)現(xiàn)粗細(xì)分離，因此，需重點(diǎn)進(jìn)行石子煤箱的過濾裝置設(shè)計(jì)，解決石子煤在過濾裝置上的堆積問題。通過對(duì)不同過濾板孔尺寸、過濾板安裝角度、過濾板清掃裝置的石子煤箱做石子煤下料試驗(yàn)，確定了適應(yīng)石子煤下料的過濾結(jié)構(gòu)。開發(fā)的石子煤箱能夠保證小于輸送顆粒粒徑范圍的石子煤顆粒順利通過過濾裝置進(jìn)入發(fā)送器輸送，而超出輸送粒徑范圍的顆粒又不至于堆積在過濾裝置上。

(1)過濾形式采用多孔板結(jié)構(gòu)，孔徑φ60 mm，開孔率75％。該過濾板既能確保粗顆粒的濾除，又具有足夠的強(qiáng)度，滿足使用要求。

(2)過濾板的安裝角度可調(diào)(調(diào)節(jié)范圍為20°～35°)，以適應(yīng)磨機(jī)工況的變化，當(dāng)石子煤量小時(shí)，板的角度調(diào)??；反之則調(diào)大。

(3)過濾板加裝氣動(dòng)振打裝置，確保板上的粗顆粒能夠順利滑入到對(duì)應(yīng)的排放口。

1.6 閥門

石子煤是大顆粒物料，倉(cāng)泵進(jìn)滿料后，現(xiàn)有的適合粉煤灰等細(xì)粉料輸送的閥門不能有效阻斷物料。通過對(duì)不同形式閥門的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)擺動(dòng)閥具有較好的擠開石子煤的功能，在此基礎(chǔ)上，通過對(duì)原閥板、空腔、導(dǎo)軌等的創(chuàng)新優(yōu)化，開發(fā)出了能滿足石子煤輸送的專用擺動(dòng)閥，外形如圖3所示。

圖3 專用擺動(dòng)閥Fig.3 Special rocker valve

專用擺動(dòng)閥具有如下特點(diǎn)：

(1)閥板、閥座采用硬質(zhì)合金，保證氣密性的同時(shí)又提高了耐磨性。

(2)閥門具有全流通結(jié)構(gòu)，確保在閥體空腔內(nèi)不會(huì)因細(xì)煤粉存積而影響動(dòng)作靈敏度。

(3)單板的擺動(dòng)閥，具有較好的擠壓石子煤的功能，確保料滿時(shí)閥門能夠關(guān)閉。

2 工程應(yīng)用

某電廠600 MW機(jī)組2號(hào)爐A-F磨配備了石子煤正壓氣力輸送系統(tǒng)，設(shè)計(jì)輸送氣源直接從電廠集中空壓機(jī)站獲取，無需另行增加氣源設(shè)備。系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

表1 某電廠600 MW機(jī)組2號(hào)爐設(shè)計(jì)參數(shù)Tab.1 Design parameters of unit No.2 in 600 MW power p lant

系統(tǒng)于2010年8月順利通過調(diào)試及負(fù)載運(yùn)行。2011年10月，四川省電力工業(yè)調(diào)整試驗(yàn)所對(duì)A磨進(jìn)行了性能測(cè)試，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)要求值比較見表2。

表2 某電廠600 MW機(jī)組2號(hào)爐A磨測(cè)試數(shù)據(jù)Tab.2 Test data for m ill A of unit No.2 in 600 MW power p lant

由此可見，石子煤正壓氣力輸送系統(tǒng)的應(yīng)用效果良好。

3 結(jié)論

(1)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和工業(yè)應(yīng)用驗(yàn)證表明，較均勻的石子煤粗顆粒較好輸送；當(dāng)輸送含有較多細(xì)粉的物料時(shí)，所需氣量比輸送由篩網(wǎng)篩過的大顆粒物料的氣量增加了45％，因現(xiàn)場(chǎng)濕度較大，細(xì)粉在管道中易粘附在管道內(nèi)壁以及沉淀在管道底部，因此需用較大的速度和氣量才能保證穩(wěn)定輸送。為減小耗氣量，建議電廠改進(jìn)磨機(jī)運(yùn)行工藝，以減少石子煤中細(xì)粉含量。

(2)大于60 mm的顆?；螂s物較難輸送，容易在出料口等處形成機(jī)械卡塞，并且所需輸送氣量也更大。某電廠1號(hào)爐F磨與2號(hào)爐A、B磨相比，粗顆粒和雜物少且細(xì)粉料又少，因此輸送耗氣量小且順暢。為實(shí)現(xiàn)石子煤的零排放，還需從源頭上杜絕雜物和大顆粒物料，即在燃煤進(jìn)入磨機(jī)前，將燃煤顆粒直徑限制在60 mm以下，同時(shí)杜絕鋼筋、鐵絲等雜物進(jìn)入磨煤機(jī)內(nèi)。

［1］許華，王仕能，潘仁湖，等.石子煤正壓氣力輸送系統(tǒng)在成都金堂電廠的試運(yùn)［J］.電力建設(shè)，2010，31(8)：82-84.

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