300MW循環流化床發電機組鍋爐摻燒煤泥矸石技術及常見問題解決方案

摘要：以某電廠300MW機組為實例，介紹了循環流化床發電機組的燃煤鍋爐摻燒煤泥矸石技術的常見問題及其解決方案，很好的解決了機組運行中煤泥系統的一些故障，有利于發電機組的正常摻燒煤泥矸石，及時解決煤泥存放、運輸、燃燒過程對環境的污染，可以提高機組經濟性，降低污染的同時也可以減少優質煤的消耗量，符合國家節能減排政策。

關鍵詞：300MW 循環流化床（CFB） 摻燒煤泥 煤泥泵送系統 故障及解決

煤泥泛指煤粉含水形成的半固體物，是煤炭洗選過程中，被分離出來的含有雜質的高水分煤炭細顆粒的一種產品，常由煤炭、矸石與粘土組成，一般濃度（含固量）為72～77%，顆粒直徑小于0.5mm，是一種高濃度、高粘度的稠物料，其表觀粘度變化較大，其固態發熱量為14500kj/kg～ 18850kj/kg ，其顆粒很細 (小于 0 .5mm ) ，水分高 ，粘性大 ，不易轉運 ，并且煤泥遇水即流失 ，風干即飛揚 ，是礦區的主要污染源之一。均勻混合后屬于典型的非牛頓液體，流動性小粘性大。大量的煤矸石露天堆放形成矸石山，其中的有害成分和化學物質可以進入大氣、土壤、地表、地下水造成環境污染。通過環境介質直接或間接進入人體，威脅人體健康。煤泥是煤炭洗選過程中分離出的，為保護環境 ，節約能源 ，綜合利用 ，把煤泥作為鍋爐的燃料非常必要。本文將介紹循環流化床發電機組參燒煤泥矸石的技術及常見故障的解決方案。

1、工程概況

某電廠工程安裝兩臺300MW國產燃煤空冷機組，鍋爐為循環流化床鍋爐。本工程采用洗選煤矸石、洗中煤及煤泥的低熱值混合燃料，年耗煤量約310萬噸。

鍋爐、汽輪機、發電機分別使用哈爾濱鍋爐廠有限責任公司，哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱電機廠有限責任公司產品；煤泥泵送系統是德國PUTZMEISTER（普茨邁斯特公司）公司產品。

1.1 煤質分析

設計煤質為洗選煤矸石、洗中煤、煤泥按45%、40%、15%比例進行混煤

校核煤質一為：洗選煤矸石、洗中煤、煤泥按53%、25%、32%比例進行混煤

校核煤質二為：洗選煤矸石、洗中煤、煤泥按60%、0%、40%比例進行混煤

校核煤質三為：洗選煤矸石、洗中煤、煤泥按0%、25%、75%比例進行混煤

1.2 煤泥泵送系統

每爐設置一臺煤泥料倉，每倉有效容積250，直徑6米，煤泥從洗選煤廠經帶式輸送機通過進料隔柵進入煤泥料倉，煤泥通過滑架卸出料倉。滑架通過液壓動力包液壓驅動，液壓動力包功率為45kW。煤泥卸出料倉后，通過卸料螺旋和滑槽送入料斗。在每個料斗螺旋罩上安裝水份探頭，根據水分測定值，控制水加入料斗，煤泥與水在料斗下面的混合螺旋內混合后，混合螺旋將煤泥送入煤泥泵中，通過煤泥泵將煤泥泵入鍋爐煤泥噴槍，由煤泥噴槍將煤泥噴入鍋爐密相區進行燃燒。在煤泥泵出口附近設一個帶40mm格柵的除雜裝置以防止異物進入噴槍造成堵塞。

每座煤泥倉下設4套卸料螺旋、料斗、混合螺旋及煤泥泵。煤泥泵采用高壓煤泥雙缸柱塞泵型式，液壓活塞式吸入輸出S閥及泵送腔全封閉出料口，每臺煤泥泵的正常出力為9/h，最大為20/h，正常出口壓力為6.027MPa，泵出口最大壓力為9.45MPa，系統出力根據鍋爐燃燒煤泥的需要可進行調節。煤泥泵送系統出力為每爐36/h，最大60/h，能滿足在一路煤泥泵或一個噴槍故障的情況下其余三路煤泥泵和噴槍能夠滿足系統最大出力。煤泥卸料螺旋、混合螺旋及煤泥泵均采用液壓驅動，液壓動力包功率為110kW。

煤泥經噴槍設有密封風、煤泥霧化風加熱空氣、壓縮空氣、煤泥槍清洗水接口。煤泥管道和煤泥經槍間通過軟管連接。煤泥管道沖洗水接口，在煤泥系統需較長時間停運時需將煤泥管道沖洗干凈，設有煤泥管道沖洗系統，通過煤泥管道沖洗泵，將管道沖洗至煤泥倉內，部分煤泥放至煤泥泵房內地溝，通過排泥泵送至沉煤池。在每個管道系統從煤泥泵到噴槍安裝兩個沖洗連接。一個沖洗連接直接安裝在煤泥泵后，另一個沖洗連接安裝在煤泥噴槍前的管道末端。每個沖洗連接有一個DN50的球閥。

煤泥系統所有控制、聯鎖、保護功能均在控制系統內完成。每套煤泥系統采用一套PLC控制，控制柜位置根據需要布置，密封等級為NEMA4，并采取措施保證柜內的控制裝置工作在合適的溫度。控制系統除可在現場控制和監視外，還在主控室DCS的CRT上進行監視并接收DCS的指令，采用DCS集中自動控制。煤泥料倉料位信號送入輸煤程控的皮帶聯鎖。

2、常見故障及解決方案

2.1 煤泥霧化風中斷

煤泥霧化風是壓縮空氣被加熱后輸送至煤泥噴槍內，作用是將煤泥預熱、降低煤泥團的顆粒度，降低煤泥進入鍋爐內的預熱時間，使煤泥更容易燃燒，更迅速燃燒，更充分燃燒，提高了經濟性。當煤泥霧化風母管壓力升高或母管壓力突降至零時，或者鍋爐底部床溫分布嚴重不均勻，局部床溫下降明顯時，就要考慮是煤泥霧化風中斷引起的，從這方面著手處理。原因可能是：煤泥霧化風管道上氣動閥門被誤關，霧化空氣中斷時，煤泥團進入爐內后沉積在布風板上，引起結焦，造成床溫分布不均及局部床溫下降；解決此問題的方法是先查看故障煤泥槍霧化風氣動閥的開啟情況，此時較多發生的情況是它被誤關了，應盡快開啟。另外，空氣壓縮機故障引起煤泥霧化風中斷的，需要將空氣壓縮機檢修處理。若霧化風中斷超過5分鐘，應立即將煤泥泵輸出置零，停止向爐內輸送煤泥。

2.2 煤泥泵出口除雜裝置堵塞

煤泥泵出口除雜裝置是為了攔截煤泥中的大個體雜物，防止大個體雜物進入煤泥輸送管道中甚至進入煤泥槍，從而造成煤泥系統設備損壞。當除雜裝置壓差表顯示大于0.9 MPa時，除雜裝置將會報警；處理方案是：1：停止煤泥輸送； 2：使煤泥泵反向泵送1至2個沖程； 3：檢查雜質提取器下游的球閥在關閉狀態，以防止輸送物料流回除雜裝置。檢查輸送管上除雜裝置前壓力表指示為0 MPa 時，打開除雜裝置的旋塞閥卸壓；4：緩慢打開除雜裝置密封蓋，將雜物從濾網中清除，可根據需要更換濾網。

2.3煤泥水分大

煤泥水分過大，會降低鍋爐經濟性。煤泥水分過大的原因可能是煤泥水份測量裝置安裝位置淺，測得的含有空氣的水份，導致加水量偏大，甚至使煤泥從料斗往外溢，導致環境污染，解決方案是對混合螺旋處煤泥水份測量裝置壁厚重新進行加工安裝，使水份測量裝置測得更接近煤泥實際水份。

2.4 煤泥水分小

煤泥水分過小，即煤泥太干，煤泥的輸送阻力大增，導致煤泥輸送中斷或者輸送量減少，從而增加中煤的消耗量，增加了發電成本。解決方案是檢查水分探頭，更換損壞掉的探頭，探頭過臟時需要清洗干凈然后使用。

3、結語

某些電廠選擇摻燒低價煤泥矸石減少高價優質煤的消耗量從而降低成本是可行的，對公司利潤的影響是巨大的；把洗選煤廠的煤泥矸石經皮帶機輸送到發電廠的煤泥倉中準備燃燒使用，節省了轉運的費用，解決了煤泥矸石儲存占用大量土地及堆放造成對環境直接污染的難題、解決了對其運輸及其不當燃燒過程對環境的污染問題，符合國家節能減排政策。