摘 要:介紹了石子煤水力沖渣系統(tǒng)進(jìn)行閉式循環(huán)改造的項目,包括新建的一級澄清池、二級澄清池和清水池,其加裝了連接管道和閥門,形成了沖渣水閉式循環(huán)回路,基本實現(xiàn)了石子煤沖渣水零排放,達(dá)到了節(jié)水減污及節(jié)電降耗的良好效果,對燃煤電廠同類系統(tǒng)改造具有較好的借鑒意義。
關(guān)鍵詞:石子煤;澄清;水力沖渣;閉式循環(huán);改造
0? ? 引言
某電廠燃煤機(jī)組設(shè)計煤種和校核煤種都是山西大同煙煤,但實際燃燒煤種較多,主要有印尼煤、煙煤、混煤、平煤等多個煤種。其中夾雜著大量的煤矸石、碎煤塊、石子等雜質(zhì),統(tǒng)稱為石子煤,其由磨煤機(jī)研磨后經(jīng)渣倉排放出來。石子煤的密度與顆粒大且硬度高,含粉塵量大,難以輸送且不易處理。
石子煤的排放處理采用水力輸送方式。原有的石子煤水力沖渣系統(tǒng)流程為:每臺機(jī)組5臺磨煤機(jī)將石子煤排放至煤斗中,煤斗進(jìn)出口各由閥門控制,日常運行中煤斗進(jìn)口閥保持常開,石子煤斗滿時進(jìn)口閥關(guān),出口閥開。出口閥是可以控制石子煤流量的氣動閥。3臺沖渣水泵將循環(huán)水泵來水加壓后,通過水力噴射器把煤斗的石子煤送入運輸管道,管道內(nèi)高流速水將石子煤送入脫水倉。兩臺脫水倉一備一用,用車將脫水后的石子煤運走。脫水倉及石子煤斗密封箱等處流出的污水集合至灰渣泵房,由灰渣泵加壓輸送出去。石子煤水力沖渣系統(tǒng)一般每天運行6次,每次連續(xù)運行1.5 h,電耗和水耗較高,而且排水也會帶來環(huán)境污染。
1? ? 系統(tǒng)改造
對兩臺燃煤機(jī)組石子煤水力沖渣系統(tǒng)進(jìn)行改造,主要是加裝了石子煤沖渣水澄清設(shè)備,使沖渣水經(jīng)過沉淀處理后回收進(jìn)行循環(huán)利用,達(dá)到減少環(huán)境污染和節(jié)水節(jié)電的目的。
1.1? ? 澄清水池設(shè)計建設(shè)
建造澄清水池,容積選定為513 m3,長、寬、高為15 m×9 m×3.8 m,埋深地下約1.5 m,水池露出地面2.3 m。水池一體式構(gòu)造,內(nèi)部分為80 m3一級澄清池、233 m3二級澄清池和200 m3清水池。水池安裝有溢流口、排污口和就地水位計,水池內(nèi)安裝清淤用直梯、磁翻板式水位計。水池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),厚度不少于300 mm,內(nèi)部表面為水泥抹面,外表面是石米抹面,隔墻厚度、材料滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。水池外安裝斜鋼梯。水池上部鋪蓋花紋鋼板,厚度不少于3 mm。水池容量及布置如圖1所示。
1.2? ? 改造設(shè)備安裝
(1)分別從兩臺爐磨煤機(jī)脫水倉的排水管加裝DN250的排水管至澄清池,總長約250 m。管道架空安裝,安裝DN250閥門4個及操作平臺,管道及支架全部做防腐處理。
(2)修復(fù)脫水倉集水裝置,對溢流水進(jìn)行收集,統(tǒng)一排到一級澄清池。
(3)從清水池至磨煤機(jī)石子煤沖渣泵入口母管處加裝DN300水管,長約60 m,安裝DN300閥門1個。管道埋地(部分利用原有溝道)并做防腐處理。管道清水池一側(cè)入口管高度應(yīng)高于沖渣泵入口高度。
(4)安裝DN108清水池補充水管道約30 m,DN100閥門1個。
(5)原沖渣水泵的進(jìn)出口母管設(shè)再循環(huán)管,中間安裝電動門,并設(shè)壓力開關(guān)控制電動門。沖渣泵出口壓力高于1 600 kPa,再循環(huán)門開啟;低于1 200 kPa,再循環(huán)門關(guān)閉。
(6)配備有接觸器、繼電器等設(shè)備的開關(guān)型電動閥門,運用380 V動力電源和開/關(guān)信號控制閥門。電動調(diào)節(jié)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)供電為AC220 V,采用二進(jìn)制控制方式,位置反饋為4~20 mA電流。
(7)由機(jī)組DCS系統(tǒng)控制工程新增加的儀表與控制設(shè)備。
(8)電動閥門的電動裝置動力電纜選用ZRA-VV22-
0.6/1.0 kV,電纜管線采用鍍鋅鋼管或不銹鋼軟管。
(9)電纜敷設(shè)安裝包含電纜頭的制作安裝及材料、線鼻、電纜終端護(hù)套、電纜標(biāo)牌等,電纜敷設(shè)完畢后恢復(fù)電纜通道防火蓋板并將電纜孔洞封堵。
1.3? ? 改造后的系統(tǒng)流程
改造后,實現(xiàn)了石子煤沖渣水系統(tǒng)閉式循環(huán),能重復(fù)利用水資源,系統(tǒng)運行中僅需少量的廠外工業(yè)水補充,也僅有少量的澄清池排污水。新系統(tǒng)的流程圖如圖2所示。
2? ? 節(jié)能分析
石子煤水力沖渣系統(tǒng)進(jìn)行閉式循環(huán)改造后,由于沖渣水實現(xiàn)了循環(huán)使用,系統(tǒng)不再需要持續(xù)供應(yīng)補充水,也不再需要持續(xù)往外排水,所以節(jié)省了大量系統(tǒng)用水,節(jié)約了可觀的水費。同時,通過減少沖渣用水的供應(yīng)量降低了循環(huán)水泵的耗電量,通過減少沖渣水的排放降低了灰渣泵的耗電量,節(jié)約了可觀的水泵運行所需電費。石子煤水力沖渣系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)如表1所示。
設(shè)備電費按該電廠的上網(wǎng)電價0.42元/kWh計算,水費按循環(huán)水成本0.5元/m3計算;沖渣水泵額定流量155 m3/h;循環(huán)水泵額定流量16 200 m3/h,額定功率1 250 kW;灰渣泵額定流量1 040 m3/h,額定功率570 kW。根據(jù)運行實際情況統(tǒng)計,沖渣水系統(tǒng)每天運行6次,每次連續(xù)運行1.5 h,即每天連續(xù)運行9 h;按1年365天計,沖渣水系統(tǒng)每年需運行3 285 h。
(1)節(jié)約電費:
石子煤水力沖渣系統(tǒng)年用水量:
155×3 285=509 175 m3
改造后可節(jié)約循環(huán)水泵運行年耗電量:
(509 175÷16 200)×1 250≈39 288.19 kWh
改造后可節(jié)約灰渣泵排廢水年耗電量:
(509 175÷1 040)×570≈279 067.07 kWh
可節(jié)約年使用電費:
(39 288.19+279 067.07)×0.42≈133 709.21元
(2)節(jié)約水費:
509 175×0.5=254 587.5元
(3)每年可節(jié)約水電費:
133 709.21+254 587.5=388 296.71元≈38.83萬元
(4)項目回報:
改造工程總投資為50萬元,收回成本所需時間為:
50÷38.83≈1.29年
此改造項目投資成本回收時間僅1.29年,之后每年可節(jié)約38.83萬元的水電費,項目投資回報率高。
3? ? 結(jié)語
某電廠通過對兩臺燃煤機(jī)組的石子煤水力沖渣系統(tǒng)實施閉式循環(huán)改造,節(jié)省了大量水資源和廠用電消耗,并且降低了環(huán)境污染,提高了本廠的經(jīng)濟(jì)效益,這對燃煤電廠同類系統(tǒng)改造具有較好的借鑒意義。
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收稿日期:2021-03-01
作者簡介:于孟泉(1993—),男,廣東東莞人,330 MW機(jī)組集控主操,熱能動力助理工程師,集控值班員技師,主要從事集控運行工作。