唐 暉
(中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院有限公司,廣東廣州510663)
隨著各省“十三五”電力規(guī)劃綱要的陸續(xù)提出,我國(guó)燃煤發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域發(fā)電技術(shù)和裝備不斷向高參數(shù)、高效率、大容量及清潔化方向發(fā)展。其中,大型超臨界循環(huán)流化床鍋爐以其燃料適應(yīng)性高、燃燒效率高、氮氧化物排放低、石灰石爐內(nèi)脫硫成本低、負(fù)荷調(diào)節(jié)比大和負(fù)荷調(diào)節(jié)快等突出優(yōu)點(diǎn)正日益受到青睞。如何優(yōu)化其給煤系統(tǒng)的煤倉(cāng)間設(shè)計(jì),降低輸煤皮帶層高度,對(duì)降低工程造價(jià)、推動(dòng)新型燃煤機(jī)組應(yīng)用、響應(yīng)能源規(guī)劃綱要具有重要意義。
中心給料機(jī)是一種用于料倉(cāng)物料定量輸出的設(shè)備,通過(guò)可變頻調(diào)速的刮刀將物料推到中心孔落下,刮刀式下料裝置可以取出料倉(cāng)中用一般機(jī)械非常難取出的散裝物料。中心給料機(jī)由大口到小口的給料過(guò)程在同一平面上完成,無(wú)需過(guò)渡,給料通暢。
中心給料口的直徑(4~6 m)遠(yuǎn)大于常規(guī)煤斗落煤口直徑(~1 m),使得在同樣取滿足相關(guān)規(guī)程要求的煤斗容積和煤倉(cāng)壁板傾角的前提下,中心給料煤斗結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)于常規(guī)雙曲線煤斗(圖1),為降低煤倉(cāng)間高度創(chuàng)造了條件。
圖1 煤斗結(jié)構(gòu)比較
由于煤斗下部的體積比常規(guī)煤斗大,因此在容量相同的情況下,中心給料機(jī)煤斗設(shè)計(jì)方案的頂標(biāo)高比常規(guī)煤斗低。在一個(gè)典型350 MW循環(huán)流化床機(jī)組工程[廣東華電南雄“上大壓小”熱電聯(lián)產(chǎn)(2×35萬(wàn)kW)工程]中,其高差在2 m左右。
中心給料方式屬于強(qiáng)制給煤,因此煤斗無(wú)需安裝垂直方向上的煤閘門。煤斗與給煤機(jī)的接口可比常規(guī)煤斗降低約1 m。
采用中心給料機(jī)方案,可以大幅降低煤倉(cāng)間高度。造價(jià)方面,需整體比較中心給料機(jī)設(shè)備增加的成本和降低的各項(xiàng)成本。
煤倉(cāng)間空間利用率增高,應(yīng)注意統(tǒng)籌考慮煤斗、中心給料機(jī)和下部給煤機(jī)的檢修維護(hù)空間。
常規(guī)煤粉爐通常同樣可以采用中心給料機(jī),以取用其帶來(lái)的降低高度便利。
將給煤機(jī)及其皮帶傾斜布置(圖2),可以進(jìn)一步降低給煤口的高度。但給煤皮帶的傾斜角度不能太大,否則將會(huì)影響給煤皮帶的工作。
圖2 給煤機(jī)傾斜布置示意圖
給煤機(jī)傾斜布置可以降低給煤機(jī)層約1 m。
采用中心給料機(jī)方案,可以進(jìn)一步降低煤倉(cāng)間高度。造價(jià)方面,需整體比較中心給料機(jī)設(shè)備增加的成本和降低的各項(xiàng)成本。
在實(shí)際設(shè)計(jì)之中,考慮給煤機(jī)層建筑樓面找坡宜與傾斜方向一致,最終給煤機(jī)層與鍋爐鋼架相應(yīng)平臺(tái)形成一定高差。如有必要,應(yīng)考慮設(shè)置通行斜梯、給煤機(jī)皮帶維護(hù)階梯大平臺(tái)等??紤]到荷載,平臺(tái)不宜設(shè)置為混凝土結(jié)構(gòu)。
對(duì)于常規(guī)煤粉爐而言,其給煤層的高度由磨煤機(jī)的高度、磨煤機(jī)檢修要求以及送粉管道的布置等因素共同決定,不存在給煤機(jī)皮帶,因此與此方案無(wú)關(guān)。
鍋爐給煤口高度給定后,給煤機(jī)出口后落煤管長(zhǎng)度也成為直接影響煤倉(cāng)間最終高度的重要因素。
落煤管一般包括煤閘門、直管段、補(bǔ)償器等管件。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎考慮管件選型,適當(dāng)配合增大管徑、斜管角度,盡量避免變徑管、(斜)三通等管件增加落煤管段長(zhǎng)度。
對(duì)于常規(guī)煤粉爐而言,不存在此段落煤管,因此與此方案無(wú)關(guān)。
輸煤皮帶層標(biāo)高是煤倉(cāng)間和輸煤棧橋土建造價(jià)的決定性因素之一,它還影響輸煤皮帶的運(yùn)行電耗。降低輸煤皮帶層標(biāo)高可降低建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用。
對(duì)典型循環(huán)流化床機(jī)組,輸煤皮帶層高度各項(xiàng)如表1所示。
表1 循環(huán)流化床機(jī)組高度變量
其計(jì)算公式為:
對(duì)典型煤粉爐機(jī)組,輸煤皮帶層高度各項(xiàng)如表2所示。
表2 煤粉爐機(jī)組高度變量
其計(jì)算公式為:
通過(guò)多種方案優(yōu)化火電廠工程設(shè)計(jì),在滿足各方要求下可以盡量降低煤倉(cāng)間的標(biāo)高,從而帶來(lái)造價(jià)降低、易于運(yùn)行維護(hù)等便利。這些方案對(duì)今后火電廠煤倉(cāng)間的設(shè)計(jì)有參考和借鑒意義。