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大唐国际张家口发电厂石子煤排放系统调研报告调研报告人：调研参与人：调研时间：调研地点：1、概况**发电厂总装机容量为2×330MW，1、2号炉分别配有5台HP863中速碗式磨煤机。石子煤排放系统采用排渣一、二次门控制，排至石子煤斗，由于排渣门漏风以及排渣量较大，使得磨煤机排渣系统易结焦，生产现场文明生产受到很大影响。同时，在安全方面，由于石子煤由人工掏渣，然后用拖拉机运出，人工掏石子煤最为不安全因素为：石子煤经常烫伤人；SO2气味呛人喘不过气，影响运行人员身体健康。综合上述分析，石子煤排放系统改造是非常必要的，它关系我厂文明生产及安全生产工作的开展。针对1、2号炉石子煤冲洗系统现存问题及结合我厂文明生产标准，我们对1、2号炉石子煤冲洗系统改造进行了科学的论证和分析计算，提出了以下方案：目前国内石子煤输送方式分析石子煤是指原煤经过磨煤机碾磨后未被磨制成粉的石头、煤矿石、金属块等。中速磨煤机在工作时，会产生石子煤。石子煤具有如下特点：（1）、温度高、易结焦；（2）、颗粒大、密度大、硬度高；（3）、伴随粉尘；（4）、含有so2、co等有毒气体等特性。因此使得石子煤的输送较一般灰渣输送难度大。另外我国电厂燃煤普遍煤种多变、煤质低劣，产生的石子煤不仅杂质多，而且数量变幅大，相差可达一个数量级。相同的煤种，不同的磨煤机，不同的运行水平，石子煤量会相差一倍以上，导致石子煤量更难预测。石子煤收集斗的温度也直接受到磨煤机工况的影响，石子煤如果不能即时被排出，会引起石子煤直接堵在一次风口，引起石子煤燃烧等异常情况；石子煤的温度也同样难以控制，甚至造成堵磨，影响锅炉正常运行。石子煤的数量与温度以及石子煤的粒径都存在一定的不确定性，磨煤机周围空间狭小，环境要求高，这些因素都给石子煤处理系统的设计带来了很大的困难，各设计院和发电厂都在不断地做各种尝试，均难以得到理想的方案。目前，国内石子煤处理方式通常分为：人工、机械和水力输送三种，三种不同的系统，又分别有许多变化，各种方案五花八门，各有自己的特点。以下就目前国内较为普遍的几种方案作一归纳整理。1.1、人工输送方式人工输送主要包括石子煤收集斗、活动石子煤斗（早期是直接排到地上）、自卸卡车三大部分。典型系统流程示意图如下：石子煤收集斗部分，在人工、机械和水力输送三种方式下基本上一致，都是由进料阀，石子煤收集斗，出料阀组成。进料阀与出料阀一般选择气动阀门，进出料阀门选型时均需考虑高温和磨损工况。人工输送的特点就是人工将石子收集斗中的石子煤（或排放到地上的石子煤）运送到自卸卡车，转运至灰场。或人工将石子煤运到其它中转场地。也就是活动石子煤斗这个环节。无论是人工、水力、机械输送方式，都可能存在由自缷卡车将石子煤运到石子煤场或其它场地这个环节。活动石子煤斗这个环节，各电厂有不同的方式，有采用人力小车，人工转运至自卸卡车方式的，有采用磨煤机检修行车人工吊运活动石子煤斗至自卸卡车的，也有采用叉车运送石子煤到自卸卡车的方式。活动石子煤斗这个环节，需要人工开关石子煤收集斗排放阀，人工装载活动石子煤斗。人工操作的特点是：1）、系统简单，运行方便，初投资少，适应性强；2）、清理不及时，容易堵磨，制粉率下降直接影响安全生产；3）、有害气体和粉尘浓度大，车间污染严重；4）、工活动石子煤斗磨煤机图1人工清除式石子煤系统典型流程图气动进料门石子煤收集斗气动出料门自缷汽车灰场人劳动强度大，经常被烫伤，易患有职业病。以上是几种活动小车实际照片，各种方式各有优缺点，劳动强度上会有一定的区别，初期投资也不一样，总体来说，使用叉车的方式单个活动斗装载量最大，工作强度也较低，使用人力小车的方式最为灵活，且图片中人力小车的设计还存在较大的改良空间。石子煤量大的电厂，在现有的人工处理方式下，不适宜进行人工石子煤清理。人工输送方式比较适用于石子煤量较少的情况。国内好几个电厂都因为实际燃用煤种与设计煤种偏差较大，石子煤量大大超出设计，甚至达到了每10分钟，就需要清一次石子煤，连续作业，还是不能满足石子煤的清理要求。机械输送方式如上图3所示，机械输送石子煤系统的石子煤收集斗以及自卸卡车运送到灰场部分与人工输送石子煤系统相同，机械输送部分主要由一级输送设备与二级输送设备组成。机械输送方式设计的核心，实际上就是一级输送设备与二级输送设备的选用、系统布置及运行方式的确定。一般分为以下三种方式：1）、一级输送设备选用的振动输送机，振动输送机布置在磨煤机靠汽机侧地下，水平布置，收集在石子煤收集斗中的石子煤，排出后经下溜管排到振动输送机中，振动输送机再将石子煤输送到爬坡皮带机，经皮带将石子煤提升，运至储存仓暂存，再由自卸卡车运送到灰场。该套系统的主要问题是振动输送机布置在地下，空间的狭小，虽然是全封闭设计，但还是漏渣冒灰，再加上地上封闭环境中的高温，检修环境很差，偏心式的振动输送机运行是振动力大，多次导致基础振坏，另外振动输送机经常出现振动输送机堵塞，振动弹簧断裂情况。2）、一二级输送设备均选用了进口链式刮板输送机，间断输送方磨煤机图3机械清除式石子煤系统典型流程图气动进料门石子煤收集斗气动出料门二级输送机一级输送机）石子煤储存箱自缷汽车灰场式。每台磨配置一台一级石子煤刮板输送机（每炉5台），每炉5台石子煤刮板机共用一台二级石子煤刮板输送机，石子煤经由一二级刮板输送机至储存仓集中，再由自卸卡车外运。一级刮板机布置在地下，二级刮板机水平段布置在地下，再经改向爬坡到地上石子煤储存仓。该系统运行较为平稳，没有明显的振动，噪音不大，但是刮板机回程携料或多或少总是存在的，由此会引起漏渣冒灰现象，运行环境也不是很好。3）、采用振动输送机配合斗子提升机提升至石子煤仓的系统形式，以减少爬坡输送设备对炉后或炉侧位置的占用，但振动输送机布置在地下，斗子提升机的运行维护及环境也是个严重的问题。机械输送方式特点：（1）、锅炉房内的地下隧道是必不可少的，总是有一条或二条输送机需布置在地下密闭空间内，系统故障率高，检修工作量大，且检修难度大；（2）、设备腐蚀严重，使用寿命短；（3）、地下隧道内需设计除尘、冲洗、排污系统，初期投资大；（4）、输送过程扬尘、泄露严重，工作环境差；（5）、大部分系统还需布置爬坡输送机，占用炉后或炉侧位置，给炉后的整体布置及运行带来不便。1.3、水力输送方式水力输送石子煤系统的石子煤收集部分与人工、机械方式的收集斗设计基本相同，也是进料阀加收集斗加出料阀，收集斗上安装料位计，但收集斗内都设计有格栅，把会引起水力输送管道堵管的大块石子煤和铁丝等杂质隔离在石子煤收集斗内。水力输送系统的石子煤收集斗一般需要采用水封式石子煤斗。水力输送系统的特点在于石子收集斗排放门后采用了主要由水力喷射器组成的水力输送系统输送石子煤。水力输送单元后续的处理方式较多：有的电厂采用输送至石子煤刮板捞渣机的形式，有的电厂采用了将石子煤输送至渣的脱水仓，与渣一起脱水后用汽车运往灰场的形式，也有的电厂采用了将石子煤输送到刮板捞渣机，再随炉底渣一道排入渣仓，随炉底渣一起外运。水力喷射处理单元根据系统设计的不同，可以包括高压水泵、水力喷射器、回水池、污水池、排污泵、储水池、补充水泵、回水泵、溢流水箱、溢流水泵以及配套管道、阀门、节流孔板、压力开关等系统设备。水系统的设计关键是水平衡和污泥的处理，石子煤水系统最好不要跟化水系统或其它水系统混用，以避带来环保上的问题。水力输送系统另外一个问题是由水力输送单元固有的特性引起的。因为管道中如果有大块的石子煤，很容易引起系统堵管，因此必磨煤机图4水力石子煤系统流程图水力喷射处理单元刮板捞渣机-渣仓气动进料门石子煤收集斗气动出料门石子煤刮板机自缷汽车底渣脱水仓须在石子煤收集斗中设计格栅。在早期的石子煤系统中，格栅孔距在60mm左右，孔距过大，经常引起输送管路堵塞，后来，很多电厂进行了改造与尝试，格栅孔距陆续变成现在的35mm左右，却引起了新的问题。格栅将石子煤收集斗分成了上下两个空间，短时间的大块的石子煤的沉积，很快就会引起收集斗内格栅网孔堵塞，导致小的石子煤块也无法进入格栅下部空间，由此引起石子煤收集斗堵塞，需要人工清理收集斗。事实上因为煤质的不稳定，磨煤机调整不到位等因素，这种情况经常发生，事实上还是得经常从检修孔清理石子煤到地面，严重影响了运行环境。水力输送，在石子煤收集斗这个环节，就处于两难的境地。水力输送方式，输送距离、爬升高度都受水力输送单元本身特性的限制，管道阻力的计算也会有较大偏差，在设计不合理时，经常会发生输送压力不稳定，运行控制不正常时，也会时间出现收集斗倒灌进水情况。水力单元后续的流程中，有的电厂采用了采用专用的石子煤刮板机直接装车的方式，间断式运行，8小时运行一次。但是，往往这个时候石子煤刮板机内已经大量的石子煤，这个时候必须重载启动，经常会发生机械或电气故障，甚至事故。所以只好把卡车一直停在石子煤刮板机下方，刮板机连续运行。散落的石子煤与残留的冲洗水从车箱内渗出，影响了文明生产。如果采用在石子煤刮板机下方设石子煤储存仓的方式，刮板机缷料头要提得很高，在炉后，布置这样的空间非常困难，设备成本也大幅增加。在将石子煤冲入刮板捞渣机与底渣脱水仓的系统中，利用了原来设备，运行较为稳定。但是这样的系统将乌黑的石子煤冲洗水与渣水混在了一起，大大增加了渣水污泥处理的难度，也改变了渣水的化学特性，增加了腐蚀，间歇性的大量的石子煤的冲洗水的补入，使得底渣水平衡破坏，炉底溢流水泵也需重选型，运行工况也变得不稳定。相比机械输送方式而言，水力石子煤输送系统优点是布置灵活，无转动部件，维护方便；系统采用程序控制，自动化程度高；石子煤由封闭的管道输送，对周围环境基本无污染，无粉尘飞扬。但是，水力输送系统复杂，运行效率低，耗水量大，费用高，调整磨合期长，输送距离短，收集斗的大块堵塞，反水，泵阀的污水泄漏等情况难以避免，冬天冻结这些问题，设备磨损严重，使用寿命缩短对电厂的运行管理水平也提出了挑战。运行不好的情况下，现场环境不容乐观。很多电厂的水力输送系统，都曾因为难以达到设计要求，进行过改造。因此石子煤处理，是要解决石子煤的输送问题，同时尽量减少处理过种引起的其它问题。对于锅炉辅助设备而言，最重要的是可靠性、环保性，以及解决问题的完全性与代价等。对于这几方面，目前三种方式都不理想。机械输送需要在锅炉房内开挖地下隧道，设备检修维护困难，费用较高，隧道内需设计除尘、喷淋、通风、冲洗、排污等设施，初投资大，另外输送设备出锅炉房后需爬升，占地较大，对炉后或炉侧的布置和运行带来不便。主要需解决的是设备的可靠性问题与漏冒问题。水力输送系统耗水量大，效率低（20％-40％），管道易磨损，能耗大，调试磨合期长，运行维护量大，初期投资较大，也不利于渣的综合利用。石子煤收集斗易堵的问题，石子煤收集斗周围的漏冒问题也得不到解决。机械输送与水力输送方式，所选用的设备成熟，系统已经非常复杂，引起的问题众多，为了短短二、三百米的自动输送，付出了很大的代价，新产生的环保问题也让人头痛。这两种方式从系统设计、设备选型等方面进行系统完善的空间已经不大了。而人工输送方式，因为以往的设计过于简单粗糙，劳动强度与环保是个严重的问题。同样，因为人工方式系统简单，设备粗糙，设计保守，所以也就拥有了较大的完善空间。因三种方式，收集斗部分与石子煤外运部分都是相同的，如果解决了人工输送劳动强度与环保问题，人工输送就完全有可能替代其它两种方式。通过调研发现，张家口发电厂5—8号炉采用了了石子煤负压输送系统。以下为现场照片：石子煤负压输送系统是专为电站磨煤机设计的一种集成的工业负压输送系统，Wellco石子煤负压输送系统改变了过去负压不能进行吸送重、粗颗粒物的历史，真正实现了石子煤的负压气力输送，该系统专门为输送重、粗颗粒物而设计制造，适用物料的最大尺寸可达50mm，最大输送高度可达20m，最大物料输送距离为300m，最大出力可达65t/h，完全能够满足火电厂磨煤机石子煤的输送，系统采用PLC自动控制运行，保证石子煤输送的安全、稳定、可靠，并有效地改善了现场环境。Wellco石子煤负压输送系统的配置为每台机组配