畢寧
摘 要:陜西彬長礦區(qū)煤矸石資源綜合利用發(fā)電工程是我院EPC工程,該電廠地處礦區(qū),有大量的煤泥資源。我院根據(jù)業(yè)主的要求,與鍋爐廠進(jìn)行多次配合,從鍋爐頂部噴入煤泥摻燒。
關(guān)鍵詞:煤泥輸送系統(tǒng);設(shè)計(jì);煤泥泵房
中圖分類號(hào):TK229.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):2095-2945(2017)36-0067-02
1 工程概況
陜西彬長礦區(qū)煤矸石資源綜合利用發(fā)電工程系新建工程,本期建設(shè)2×200MW國產(chǎn)燃煤機(jī)組,配循環(huán)流化床(CFB)鍋爐,并留有擴(kuò)建的余地。本期工程的鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)分別采用東方鍋爐(集團(tuán))股份有限公司、東方汽輪機(jī)廠和濟(jì)南發(fā)電機(jī)廠的產(chǎn)品。
電廠廠址位于彬(縣)、長(武)、旬(邑)供電區(qū),彬長旬供電區(qū)是咸陽電網(wǎng)的西北部末端。
本電廠煤泥主要來自幾公里外選煤廠,年煤泥量約40萬噸。煤泥經(jīng)汽車送至煤泥棚,通過管路直接送至鍋爐燃燒。
2 設(shè)計(jì)原始資料
鍋爐型式: 循環(huán)流化床鍋爐
設(shè)計(jì)煤種計(jì)算燃煤量: 133t/h
校核煤種計(jì)算燃煤量: 183t/h
煤泥泵房位置距爐膛水平輸送距離:#1爐約290m;#2爐約360m;
輸送高度:約為60m;
煤泥低位發(fā)熱量:18732千焦/千克;
煤泥含水率:31.3%。
3 煤泥輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1 煤泥摻燒量
煤泥摻燒量每爐16.5噸/小時(shí),每年煤泥輸送量在2×90750噸。
日利用小時(shí)為20小時(shí),年利用小時(shí)為5500小時(shí)。
3.2煤泥輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備布置
(1)工藝流程如圖1。
(2)系統(tǒng)簡介。本期工程采用循環(huán)流化床(CFB)鍋爐,燃用煤中摻燒煤泥,每爐煤泥摻燒量為16.5t/h。兩臺(tái)爐設(shè)置1套煤泥輸送系統(tǒng),煤泥輸送系統(tǒng)設(shè)備集中布置在地下煤泥泵房內(nèi),煤泥堆放在煤泥棚內(nèi)再由刮板輸送機(jī)輸送至膏體制備機(jī)后,進(jìn)入煤泥泵房20m3保漿緩存?zhèn)}中(設(shè)高低料位信號(hào));煤泥在保漿緩存?zhèn)}中被充分?jǐn)嚢?、均漿并調(diào)節(jié)到適合泵送的濃度。每個(gè)保漿緩存?zhèn)}下部設(shè)有兩個(gè)出料口,每個(gè)出料口配置一臺(tái)液壓閘板閥,出料口下接正壓給料機(jī)入口,其中備用系統(tǒng)正壓給料機(jī)配置雙入料口。煤泥通過正壓給料機(jī)以壓力給料的方式喂入膏體泵中,再由膏體泵以高壓的方式泵出。泵出的煤泥經(jīng)輸送管道和入爐設(shè)備進(jìn)入到鍋爐內(nèi)燃燒。同時(shí)系統(tǒng)配備三臺(tái)板式分配器,能夠?qū)崿F(xiàn)備用系統(tǒng)的任意切換,提高整套MNS煤泥輸送系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。
另外,管路系統(tǒng)還設(shè)有清洗回流管和放水口,當(dāng)輸送系統(tǒng)長期閑置或事故時(shí)可以將管路中的煤泥通過清洗回流管排出,清洗水由放水口放出,以防止煤泥在管路中干結(jié)。清洗回流管直接回流至煤倉間膠帶層水沖洗母管。
(3)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及布置。a.刮板輸送機(jī)。2臺(tái)爐設(shè)1臺(tái)出力為80t/h刮板輸送機(jī),連續(xù)輸送,刮板輸送機(jī)布置在干煤棚和煤泥泵房地下溝道中。b.膏體制備機(jī)。2臺(tái)爐設(shè)2臺(tái)處理量為30t/h的膏體制備機(jī),連續(xù)輸送,主要用于對(duì)煤泥進(jìn)行搓和粉碎,將含有大塊物料的板結(jié)煤泥,變成細(xì)碎。由電動(dòng)機(jī)通過三角帶帶動(dòng)減速器驅(qū)動(dòng)螺旋軸攪拌葉片,對(duì)粘稠物料進(jìn)行粗碎,此時(shí)添加的調(diào)節(jié)水未與粘稠物料充分?jǐn)嚭汀U吵砦锪线M(jìn)入搓和段,通過螺旋軸密集的粉碎刀片將粘稠物料與水充分?jǐn)嚭途鶆蚝笏统觥>鶆蚝吭?0%±3范圍內(nèi)的粘稠煤泥。布置在煤泥泵房-2.60層平臺(tái)上。c.保漿緩存?zhèn)}。2臺(tái)爐設(shè)2臺(tái)容積為20m3的保漿緩存?zhèn)},保漿緩存?zhèn)}為矩形臥式攪拌機(jī)構(gòu),由方倉、攪拌螺旋、液壓滑架、泵房綜合液壓站、減速電動(dòng)機(jī)、液壓缸、料位計(jì)、電控系統(tǒng)等部分組成。液壓移動(dòng)滑架貼近倉底,該設(shè)備用以防止煤泥板結(jié),起拱或搭橋,同時(shí)能保證倉內(nèi)煤泥連續(xù)出料。采用錘形攪拌葉片,攪拌葉片回轉(zhuǎn)半徑600mm,攪拌后濃度:70±3%,具有破碎、搓合、水分調(diào)節(jié)功能。布置在煤泥泵房-6.31層。d.正壓給料機(jī)。2臺(tái)爐設(shè)3臺(tái)給料能力為0~30t/h的正壓給料機(jī)(標(biāo)準(zhǔn))和1臺(tái)給料能力為0~30t/h雙入料正壓給料機(jī),煤泥正壓給料機(jī)輸送量可根據(jù)鍋爐負(fù)荷變化連續(xù)可調(diào),連續(xù)輸送。正壓給料機(jī)結(jié)構(gòu)形式為雙螺旋軸齒型葉片,采用變頻電機(jī)+變頻器+減速機(jī),使其可與粘稠物料泵的輸送量建立閉環(huán)控制,根據(jù)輸送量的變化適時(shí)調(diào)整正壓給料機(jī)的給料量。驅(qū)動(dòng)裝置的主軸和正壓給料機(jī)的主軸應(yīng)在同一軸線上。布置在煤泥泵房-6.31層。e.膏體泵。2臺(tái)爐設(shè)3臺(tái)給料能力為16.5t/h,出口壓力18Mpa,功率160kW的膏體泵。膏體泵應(yīng)能對(duì)輸送煤泥的粒度有一定的適應(yīng)性,煤泥粒度1mm;偶見粒度50mm。煤泥膏體泵送量可根據(jù)鍋爐負(fù)荷變化連續(xù)可調(diào),連續(xù)輸送,膏體泵最大輸出壓力滿足膏體泵停泵后滿負(fù)荷二次啟動(dòng)的要求,并不宜低于最大工作壓力的1.5倍。膏體泵配有泵出口壓力保護(hù),若泵出口壓力超過整定值,泵能自動(dòng)退出運(yùn)行。膏體泵布置在煤泥泵房-6.31層。f.板式分配器。2臺(tái)爐設(shè)3臺(tái)板式分配器,采用滑閥式結(jié)構(gòu)形式,以液壓油缸為動(dòng)力,能夠?qū)崿F(xiàn)備用系統(tǒng)的任意切換,布置在煤泥泵房-6.31層。g.旋轉(zhuǎn)分流器。每臺(tái)爐設(shè)2臺(tái)旋轉(zhuǎn)分流器,能夠?qū)崿F(xiàn)煤泥在鍋爐頂部2個(gè)給料口的任意切換,布置在鍋爐頂部57.417米。h.煤泥泵房設(shè)有1臺(tái)起重量3噸的手動(dòng)單軌小車、手拉葫蘆。
(4)煤泥輸送系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表1。
表1
4 供水系統(tǒng)
本系統(tǒng)須加水處共有膏體泵、保漿緩存?zhèn)}、動(dòng)力包等處。其中膏體泵、動(dòng)力包、入爐設(shè)備加工業(yè)水;爐頂入爐設(shè)備進(jìn)水采用閉式水。攪拌倉采用循環(huán)排污水。
煤泥泵房內(nèi)設(shè)置排水溝將清洗設(shè)備及冷卻水排入排污池,排污池的排水由排污泵輸送到保漿緩存?zhèn)}。
本工程煤泥輸送系統(tǒng)用水量詳見表2。
5 煤泥系統(tǒng)運(yùn)行及控制endprint
煤泥管道輸送系統(tǒng)包括刮板輸送機(jī)、煤泥的預(yù)處理、泵送、鍋爐給料、管道清洗等全套控制系統(tǒng)采用PLC程序自動(dòng)控制;系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制柜(含爐頂控制柜)采用PLC控制,可以實(shí)現(xiàn)泵機(jī)工作現(xiàn)場(chǎng)及爐頂給料系統(tǒng)所有相關(guān)設(shè)備的控制,例如:互鎖、聯(lián)動(dòng)、順序工作等功能。所有控制、聯(lián)鎖、保護(hù)功能均在控制系統(tǒng)內(nèi)完成。設(shè)就地手動(dòng)控制,遠(yuǎn)程自動(dòng)手動(dòng)控制及必要的報(bào)警等。
爐頂控制柜(PLC系統(tǒng))接入與DCS進(jìn)行硬接線信號(hào)接
口,并根據(jù)DCS發(fā)出的指令對(duì)各設(shè)備進(jìn)行控制,例如無級(jí)調(diào)節(jié)煤泥的泵送量等。爐頂控制柜(PLC系統(tǒng))并將系統(tǒng)內(nèi)各主要設(shè)備及系統(tǒng)參數(shù)通過硬接線信號(hào)送至主機(jī)DCS系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化,實(shí)現(xiàn)與DCS之間進(jìn)行通訊與聯(lián)控。
當(dāng)輸送系統(tǒng)長期閑置或事故時(shí)可以將管路中的煤泥通過清洗回流管排出,立式給料機(jī)具有二個(gè)工位:“給料”、“清洗”,具有送料、清洗、疏通干結(jié)粘稠物料的功能, 由接近開關(guān)限定相應(yīng)位置。給料器正常工位為上限工位即“給料”工位,當(dāng)鍋爐熱控室(上位機(jī)控制臺(tái)面板)發(fā)出清洗管路系統(tǒng)切換信號(hào)時(shí),三工位電磁換向閥導(dǎo)通液壓缸供油油路,電磁閥得電換向,液壓缸向下動(dòng)作,推移活塞向下移動(dòng),導(dǎo)通回流管路。當(dāng)推移活塞到達(dá)下極限位置時(shí),接近開關(guān)獲取信號(hào),PLC控制電磁閥失電恢復(fù)中位,切斷油路,液壓鎖鎖定液壓缸位置。液壓站與分流閥共用一臺(tái)爐頂綜合液壓站。
6 主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)
(1)煤泥輸送系統(tǒng)采用高濃度(煤泥含水率:31.3%),高壓力(膏體泵出口壓力18Mpa),故此輸送管道采用管內(nèi)噴涂的ZST180復(fù)合鋼管。(2)管路采用具有阻尼吸振的管路支架,能夠吸收管道的振動(dòng)。支架的設(shè)置原則,膏體泵出口直段管道的固定管卡距離不得大于400mm,出口8m以外直段管道的固定管卡間距為3m;第一彎頭處固定管卡不得少于8個(gè),其余彎頭處固定管卡數(shù)量遞減,但最少為3個(gè)(標(biāo)準(zhǔn)管道每節(jié)長6米,標(biāo)準(zhǔn)彎頭彎曲半徑為R=1m)。(3)煤泥管道室外防凍,在室外全程煤泥管道采用外保溫+蒸汽伴熱。(4)煤泥正壓給料機(jī)、膏體泵的煤泥泵送量應(yīng)能根據(jù)鍋爐負(fù)荷變化連續(xù)可調(diào),膏體泵最大輸出壓力滿足膏體泵停泵后滿負(fù)荷二次啟動(dòng)的要求,并不宜低于最大工作壓力的1.5倍。(5)管路系統(tǒng)還設(shè)有清洗回流管和放水口,清洗回流管和放水口設(shè)在爐頂立式給料機(jī)上,當(dāng)輸送系統(tǒng)長期閑置或事故時(shí)可以將管路中的煤泥通過清洗回流管排出,清洗水由放水口放出,防止煤泥在管路中干結(jié)。按廠家要求需要設(shè)置沉淀池,因此出現(xiàn)沉淀池內(nèi)煤泥的排放和沉淀池回水的回收一系列問題,后經(jīng)過和運(yùn)煤專業(yè)協(xié)調(diào),清洗回流管直接回流至煤倉間膠帶層水沖洗母管,從而解決了這個(gè)問題。
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