石子煤真空清理技術在電廠的運用與實踐

朱昌厚,張永福,許濤

石子煤真空清理技術在電廠的運用與實踐

朱昌厚,張永福,許濤

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司熱電總廠，安徽馬鞍山243000）

針對鍋爐直吹式制粉系統石子煤排放對生產現場造成的嚴重污染，結合馬鋼新區電廠12#鍋爐的生產現狀，介紹了該廠在采用石子煤真空清理技術后取得的成功經驗和實績。

石子煤；真空清理；運用

1 引言

馬鋼熱電總廠12#鍋爐采用冷一次風正壓直吹式制粉系統，配備4臺中速磨煤機（HP-683型），磨煤機排放出的殘余煤矸石經過外排、裝袋后，通過汽車運送至其它末端用戶，而煤矸石排放時所產生的現場環境污染一直無法根治。隨著國家對工業企業環境治理法規的逐步完善和相繼出臺，馬鋼熱電總廠對徹底改變12#鍋爐石子煤排放的現狀，采取積極措施，對關鍵設備部件進行改造后，實現了石子煤的真空清理。切實可行的改造措施和成功經驗，為其它電廠提供了借鑒和參考。

石子煤是指磨煤機排出的石塊及鐵絲等雜質，其正常成分中一般灰分大于70%，熱值小于4800 kJ/kg。

2 設備改造

2.1 降低HP型中速磨煤機的石子煤排放量

HP型碗式磨煤機雖然具有很多優點，但也存在如煤粉細度合格率低、磨輥磨損嚴重等問題，特別是磨煤機石子煤量大，容易造成石子煤斗堵塞、外運輸送麻煩，以及排放時對現場環境的極度破壞。研究表明，磨煤機內部風環處的上升氣流明顯降低，這是造成磨煤機石子煤量大的主要原因。所以，縮小風環面積，通過提高風環出口的氣流速度，是解決石子煤量大的根本途徑，也是實現石子煤真空清理的必由之路。12#鍋爐某時間段石子煤的排放量8～9車/天。按每車載重10 t計算，每天約有80～90 t的石子煤排放量，若想實現通過真空管道進行輸送石子煤，幾乎不可能，且設備的故障率和磨損率都會極高。

2.2 HP型中速磨煤機的風環改造實例

由于磨煤機風環改造存在失敗的風險，因此決定先用一臺磨（丙磨）進行試驗性改造，待成功后，再逐步推廣實施。

第一次改造:將磨輥彈簧間隙由3 mm降至1.3 mm，以增強磨輥的碾壓能力，磨輥與磨碗間隙由12 mm降至6 mm。外側空氣節流環一部分移至內側，保持中風環（見圖1）間距35 mm。葉輪與分離體護板水平間隙（圖2）縮小至15 mm。

小結：丙磨石子煤量經過測試，4 h內石子煤排量約1.36 t。較同期減少約60%。此次改造，石子煤排量的減少對磨入口的風量、出口一次風速的要求都很高，若四臺磨都按此改造，一次風機出力將顯不足。考慮在下次改造中，嘗試改變風環位置，同時加豎隔板來強化風的剛性，提高風環處的風速。

圖1 中風環間隙

圖2 葉輪與分離體水平間隙

第二次改造：改變空氣節流環位置，將中風環改成內風環，保持間距35 mm。在內風環外沿加一圈高度為120 mm的隔板，并用18根加強筋（圖3）固定。

圖3 風環外加隔板加強筋

小結：丙磨石子煤量經過測試，6 h內石子煤排量約1.88 t，排量與第一次比差不多。下次改造，準備將葉輪與分離體護板水平之間間隙繼續減少，以提高風環處的風速。并嘗試改變風環位置，將內風環改至外風環。磨輥與磨碗間隙準備調整增至8 mm，適當增加煤層研磨厚度。

第三次改造：改變空氣節流環位置，形成間距35 mm的外風環，并在外風環外沿加高度為120 mm的隔板。調整隔板與分離體護板保持垂直間隙10 mm，見圖4。調整磨輥與磨碗間隙由6 mm升至8mm。

圖4 外隔板與分離體垂直間隙

小結：此次試驗效果非常好，經過測試，4 h內石子煤排量約0.5 t，基本達到了預想改造效果。但停磨檢查發現，風環上留有較多大塊煤矸石，堵塞了風環約50%的面積，煤矸石直徑遠高于焦化和我廠協議的煤塊直徑≤30 mm標準。于是考慮在下一次改造中，將風環間距升至40 mm，以減少堵塞風環的煤矸石。在此期間，一個70 mm螺栓由焦化皮帶進入中速磨，導致帶加強筋的隔板全部拉掉，對磨輥套損傷較大，事后分析判斷，加強徑可能是導致隔板全部被拉掉的主要原因。于是，決定取消帶加強筋的隔板，直接把分離體護板與葉輪水平間隙控制好，希望也能達到此次改造效果。

第四次改造：取消加強筋及隔板。分離體護板下移，與葉輪形成10 mm水平間隙。保留中風環40 mm。

小結：經過測試，石子煤排量上升明顯，改造宣告失敗。事后分析原因：中風環間距40 mm與先前風環間距35 mm比較，風環面積增大，導致風環風速降低是石子煤排量增大的主要原因。

第五次改造：分離體護板與葉輪形成10 mm水平間隙，保留中風環35 mm，其余所有漏風焊縫封死。

小結：石子煤排量有所減少，但不理想。分析原因：分離體護板與葉輪之間的水平風與風環處風形成對沖，消耗了一部分動能，看來不能取消隔板，它是保證風的剛性，保持風環高風速的關鍵。下次改造，將隔板高度由120 mm降為60 mm，略高于葉輪與分離體護板水平間隙，提高隔板的抗撞擊能力。加強筋由18根減為7根。對隔板這樣改造希望既能提高風的剛性，同時又能減輕大鐵件對隔板的破壞程度。

第六次改造：分離體護板與葉輪形成10 mm水平間隙。外圈隔板與分離體護板保持垂直間隙10 mm。保留外風環35 mm，在外風環加高度60 mm的隔板。

小結：經過測試，石子煤排量較第四、第五次改造降低不少，但達不到第三次改造效果，需再次改造。試驗發現隔板的高度多少對石子煤排量是有較大影響的，還是恢復120 mm為宜。為防止出現隔板被鐵件拉掉的那種情況，取消加強筋。隔板內圈底部采取滿焊的方式，估計其強度可以撐住鐵件和石子煤撞擊。

第七次改造：分離體護板與葉輪形成10 mm水平間隙，保留中風環35 mm，加高度120 mm外隔板,取消加強筋，隔板底部采取滿焊，外隔板與分離體護板（圖五）保持垂直間隙10 mm。

小結：此次改造，丙磨石子煤排量大幅減少，在煤質好時，4 h內石子煤排量能達到0.02 t。磨煤機磨碗壓差較之前調整前上升約0.3 kPa，磨電流無明顯變化。決定以此次改造做為模板，對剩余三臺磨進行改造。

改造后石子煤排量大幅減少，石子煤排放率由原來的7%降至0.2%左右，按照4臺磨煤機運行計算，每天可減少石子煤排放約73 t，全年就可減少石子煤排放26630 t。經多次檢測，煤矸石熱值為1～2 MJ/kg之間，較改造前的平均測量熱9 MJ/kg下降很多，我們認為，本次改造圓滿達到預計效果。

試驗結論：通過增加磨煤機葉輪空氣節流環數量和安裝風環隔板，減小葉輪有效通流面積和空氣調節罩間隙，可以有效提高葉輪出口風速，增加對磨碗擠出煤和石子的托舉力，降低石子煤中的含煤量和石子煤的排量。

3 真空管道輸送設備的引入

3.1 真空管道輸送原理

在成功解決石子煤排量大的問題后，12#爐又率先引進、吸收、消化石子煤真空清理技術。其原理主要是利用氣力輸送把磨煤機產生的廢料（石子煤）通過真空泵的抽吸實現自動清理的一個過程。系統主要由以下幾個部分組成：連續給料機構、輸送管網、真空動力部分、除塵系統、石子煤倉及控制部分。磨煤機產生的石子煤首先被收集在磨煤機底部的石子煤箱里，石子煤箱上有三個閥門，磨煤機正常工作時石子煤箱的入口閥打開，落料閥和事故排放閥關閉，當石子煤箱容積滿時，關閉入口閥，打開落料閥，把石子煤排放到螺旋給料機中。給料機能均勻地把石子煤喂送到管網的氣力加速室中，石子煤在輸送管網中被高速流動的氣流帶動，最后被輸送到石子煤倉。其中大顆粒的石子煤在重力沉降的作用下落到石子煤倉的底部，而一些細小的粉塵隨氣流進入到除塵器中，吸附在濾網上，最后在脈沖反吹的作用下沉積到石子煤倉的底部。潔凈的空氣通過真空泵，最后經排氣消聲器排入大氣。石子煤真空清理系統原理圖見圖5。

圖5 石子煤真空清理系統原理圖

3.2 設備的維護與常見問題的解決

（1）管網的日常維護

因負壓氣力輸送系統對管道要求的特殊性，整個管道必須在負壓下有良好的氣密性。所以應定期檢查管道的磨損情況，特別是彎頭處、異徑三通處和管網與石子煤倉連接的小旋風桶處，如發現管道磨穿應及時修補或更換磨損處的管道。定期檢查管網末端的氣動刀閘閥的運行情況，檢查過濾減壓閥的壓力值并清理過濾器內的雜質。定期檢查閥門、法蘭等各連接處的密封情況，如發現漏風，應及時處理，保證管網系統具有良好的氣密性。

（2）真空動力裝置的日常維護

定期檢查真空泵上方的分流閥的運行情況及隔聲罩內部的負荷釋放閥的運行情況，檢查過濾減壓閥的壓力，清理過濾器內部的雜質。開機前應檢查真空泵皮帶松緊，用3公斤力壓于皮帶中間（即真空泵皮帶輪與中央軸皮帶輪中間），皮帶下陷約10 mm為適宜。皮帶太松會造成皮帶打滑，容易燒毀皮帶，張緊的過程中用平尺校正皮帶輪位置，張緊完成后緊固電動機底角的安裝螺栓。皮帶太緊對真空泵及驅動裝置有不良影響，并會造成皮帶斷裂。設備使用中如發現排氣口排放異常（冒灰），應停機檢查除塵器。

（3）除塵器的日常維護

定期檢查脈沖反吹系統氣包的壓力，如果氣包壓力過低的話，則達不到脈沖反吹的效果，長期下去濾桶會被堵塞，直至破裂。如果發現動力頭的出口消聲器排氣異常（冒灰）的話則必須馬上停機檢查除塵器是否正常工作。

（4）螺旋給料機的維護

檢查輸送槽是否有滲漏、裂紋，螺旋葉片是否完好。檢查所有的螺栓是否松動，如有松動須立即擰緊。檢查減速機油位及油色，如油不足應立即加油。減速機每工作2000 h應擰下加油孔上的通氣帽，用黃油槍頂住加油孔連續壓入潤滑脂，并檢查軸承的磨損程度。

（5）電氣故障分析和處理見表1

表1 電氣故障分析及處理

4 結束語

12#爐石子煤系統通過設備的改造、引進、消化和吸收，最大限度的降低了石子煤排放時所造成的空氣污染，與傳統的機械振動式清理系統、皮帶式輸送系統、水力輸送系統和人工清理等方式相比，該真空清理技術實現了過程全自動，排放零污染的綜合效益。

App lication and Practice of Pebble Coal Vacuum Cleaning Technology in Power Plants

Zhu Changhou,Zhang Yongfu,Xu Tao
(Thermal Power plant of Maanshan Iron and Steel Co.,Ltd.,Maanshan,Anhui 243000,China)

Regarding the serious pollution caused by pebble coal discharge from boiler direct-bloWpulverizing system,the experiences gained and achievements made after pebble coal vacuum cleaning technology was adopted at the No.12 boiler in the power plant of Masteel’s NeWArea are introduced.

pebble coal;vacuum cleaning;application

TK22

B

1006-6764（2015）09-0050-04

2015-05-12

朱昌厚（1973-），男，大學專科學歷,技師，現從事馬鋼新區電廠的生產運行工作。