馮佐江,王新偉
(1.陜西榆林能源集團橫山煤電有限公司,陜西榆林 719316;2.陜西榆林能源集團楊伙盤煤電有限公司,陜西榆林 719316)
CFB 循環(huán)流化床鍋爐機組無制粉系統(tǒng),輸煤系統(tǒng)破碎后的燃煤直接進入機組燃燒,因此對燃煤粒級分布的要求比較嚴格,燃料粒度問題對CFB 機組運行十分重要。
CFB 機組輸煤系統(tǒng)現(xiàn)使用篩分設(shè)備有交叉篩、滾軸篩及高幅振動篩等,每種設(shè)備都有優(yōu)點和缺點。通過比較,高幅振動篩具有分段篩分、開孔率高、篩分效率高的優(yōu)點,目前在國內(nèi)CFB機組行業(yè)市場占有率在85%以上。
為了使燃煤顆粒度及篩分效率達到更高的要求,把改善高幅振動篩做為輸煤系統(tǒng)的一項重點工作,為此采取了一系列措施。
CFB 機組輸煤系統(tǒng)包括篩煤機、破碎機等主要設(shè)備,進入破碎機之前要解決3 個問題,一是將低熱值煤(煤矸石、煤泥、洗中煤)中的雜物(木塊、布條等)篩分出來;二是解決燃料粒度不合格問題;三是提高篩煤機篩分效率。
早年投產(chǎn)的CFB 機組一般設(shè)置兩篩兩碎,即使這樣也經(jīng)常發(fā)生燃料過破碎和大顆粒產(chǎn)生,粒度不合格的問題。近幾年各電廠反饋比較強烈,以至于新建電廠加裝三級篩成為一種趨勢,也就是現(xiàn)在流行的三篩兩碎的工藝,即粗篩、粗碎、細篩、細碎,加上三級篩。
(1)高幅篩結(jié)構(gòu)組成:篩板、密封板、緊固平臺、激振器軸、防護罩、電機軟連接、偏心機構(gòu)、軸承室等(圖1)。
圖1 高幅振動篩結(jié)構(gòu)
(2)高幅篩細篩系類參數(shù)見表1。
表1 高幅篩細篩系類參數(shù)表
(3)高幅篩粗篩系類參數(shù)見表2。
表2 高幅篩粗篩系類參數(shù)表
低熱值煤含雜物較多,有頑固性矸石、木塊、布條等,這些物料細碎機無法處理,細碎機通常都會有避讓功能,使其和合格物料一起落入下級設(shè)備。
加裝三級篩目的是把較大的不合格物料篩分出來,據(jù)國內(nèi)多家電廠實際運行論證,不合格的物料粒度均在20 mm 以上,20 mm 以上物料對鍋爐的床壓、排渣及磨損影響較大,所以必須將這些不合格的物料篩分出去,如果進入鍋爐會造成爐床結(jié)焦、排渣困難,最終導(dǎo)致停機事故,影響機組安全穩(wěn)定運行。
2011 年投產(chǎn)的山西同煤王坪電廠,燃料進煤方式是通過坑口煤礦輸煤系統(tǒng)皮帶直接入廠為主,輔助汽車運煤方式相結(jié)合來滿足燃料需求。燃料中雜物、石頭及煤矸石較多,煤矸石硬度較高不易破碎。
廠內(nèi)(二、三級)篩煤設(shè)備選用河南威猛公司生產(chǎn)的高幅振動篩,由于三級篩(共四段篩板)孔徑搭配不好,出現(xiàn)了一系列問題。原設(shè)計的三級篩孔徑均為10 mm,使用過程中三級篩篩上合格物料過多,降低了篩分效率,增加了燃料成本。經(jīng)雙方技術(shù)協(xié)商將三級篩(共4 段篩板)孔徑全部改為20 mm,結(jié)果又出現(xiàn)篩下物不合格的物料過多,幾乎造成結(jié)焦停爐事件。
三級篩篩分效率要提高,每段篩板篩孔搭配很關(guān)鍵。根據(jù)選煤原理,必須在三級篩(共4 段篩板)上面設(shè)計不同的孔徑。例如上煤量在600 t 到1000 t 三級篩,入料端第一段篩板孔徑為18 mm,中間兩段篩板孔徑為16 mm,出料端最后一段篩板孔徑為14 mm,這樣設(shè)計最為合理。物料進入三級篩第一段時比較集中,讓第一段孔徑大的篩面先篩選出大部分合格物料,第二、三段起到快速篩分作用,第四段篩上物基本是大于14 mm 的顆粒。這樣不會將合格物料帶出去,提高了篩分效率,又能篩選出不合格物料,保證滿足入爐煤顆粒度的要求。
王平電廠原三級高幅篩(共4 段篩板)設(shè)計孔徑均為10 mm,運行約15 h/d,三級篩篩上大顆粒物料約2.5 t/h,每天丟棄量約為37.5 t。經(jīng)過改造后,三級高幅篩(共4 段篩板)第一段孔徑為18 mm、第二、三段孔徑為16 mm、第四段孔徑為14 mm 孔徑,三級篩篩上物約1.9 t/h,均為大于14 mm 的矸石、石頭和未破碎的煤塊,每天丟棄量約為28.5 t。有了王坪電廠的經(jīng)驗,近兩年投產(chǎn)運行的國金、國峰、神東河曲等電廠都設(shè)計安裝了篩孔改造后的三級高幅振動篩,并得到眾多用戶的高度評價。
通過上述示例分析,建議原篩板篩孔尺寸均為7~10 mm 的三級高幅振動篩,篩孔尺寸按第一段18 mm、二、三段16 mm、四段14 mm 進行改造,既提高了篩分效率,又保證了入爐煤顆粒度的要求,為鍋爐實現(xiàn)長周期、安全穩(wěn)定運行奠定了基礎(chǔ)。
總之,由于CFB 機組輸煤系統(tǒng)篩分設(shè)備選擇不同,導(dǎo)致許多火電廠燃料篩分效率和顆粒度的效果不理想,隨著660 MW超超臨界CFB 機組的投產(chǎn),使得燃料顆粒度合格率和篩分效率被更加重視,需要進一步加強對其研究。