煤泥液態運輸和分離技術在煤泥硫化床鍋爐的應用與研究

申志永

【摘 要】煤泥硫化床鍋爐的燃料以煤泥為主，傳統煤泥運輸方式多使用刮板或皮帶機運輸至鍋爐頂部然后經鍋爐頂部給料機調整并控制鍋爐給料；本文論述的是通過工藝流程的優化或系統改建后把煤泥進行液態運輸和分離使用的技術和應用研究。

【關鍵詞】煤泥；液態運輸；分離與應用

0 前言

目前國內大中型煤礦多有配套洗煤廠和坑口電廠，其中有的發電廠采用洗煤廠生產精煤后副產品-煤泥為主要燃料進行火力發電，從而減少企業成本和增加企業收入。煤泥硫化床鍋爐主要燃料為煤泥，傳統煤泥運輸方式大多用刮板和皮帶機運輸，然后經鍋爐頂部給料設備調整并控制鍋爐給料。傳統運輸方式技術成熟可靠，但運輸設備維修保養費用高，非封閉運輸必然出現粉塵污染，易造成粉塵對職工的職業危害，燃料輸送環節衛生清理勞動強度大等問題，另外還存在工藝環節浪費現象。本文重點論述的是針對坑口電廠或綜合利用電廠如何通過工藝流程的優化或系統改建后把煤泥進行液態運輸并分離使用的技術方案和應用研究。

1 煤泥液態運輸分離應用的可行性分析

在論述煤泥液態運輸之前我們先來簡單描述一下洗煤廠生產煤泥的工藝。煤炭開采出來后經過篩選等環節進行跳汰（浮選）產生洗煤后的煤泥水，然后對煤泥水進行加入絮凝劑沉淀收集后經渣漿泵運輸到壓濾車間，進入壓濾機脫離水份生成煤泥最后煤泥餅塊落至煤泥場地，然后再進入銷售煤泥或運輸到電廠燃料需要的運輸環節。

由于洗煤廠與電廠之間多為分開管理，設計建設時沒有考慮優化融合的問題，因此電廠使用煤泥時，先從煤泥場地用車輛裝運或轉運到皮帶機等運輸設備再加水調制運輸至爐頂給料機再進入鍋爐燃燒。從生產環節上看煤泥生產出來后再運輸再加水存在重復環節，通過環節優化分析，如果把洗煤廠渣漿泵運輸到壓濾機進行脫水的環節改為直接運輸到電廠入爐前來進行控制脫水，脫水程度達到含水量30%左右既可達到電廠生產需求。而洗煤廠的落地煤泥要控制水份較小能成煤泥餅狀。所以直接把煤泥以液態運輸到電廠并進行脫水既能保障電廠入爐煤泥30%左右含水量的需求又減少了洗煤廠生產煤泥的環節和原材料等能源消耗，間接減少了洗煤廠能源消耗等綜合費用，減少了企業整體生產成本。因此硫化床鍋爐煤泥液態運輸分離應用具有可行性。

2 煤泥液態運輸的研究應用

從上面洗煤廠生產過程和鍋爐燃料運輸過程我們可以發現，煤泥先脫水落地成為干燥煤泥后再運輸再加水存在工藝重復和浪費；我們可以在煤泥生產工藝的渣漿泵運輸到壓濾環節前進行優化改造，主要內容如下：

2.1 測算洗煤廠渣漿泵功率揚程、管道流速、管道安裝條件和環境是否可以滿足把未分離的煤泥水運輸至鍋爐燃料添加工位；

2.2 根據鍋爐的環境工況，在高于鍋爐投料口一定位置，距離鍋爐投料口直徑30m范圍內為宜建設煤泥水的接收處理單元；

2.3 煤泥水接收處理單元的主要組成；

2.3.1 連接煤泥水的管道和渣漿泵，能夠把煤泥水輸送到需求工位。

2.3.2 煤泥中儲設備：一般使用具有攪拌功能的中儲倉即可滿足需要，中儲倉的大小可根據現場環境，燃料預存儲備量需求等進行定制。

2.3.3 煤泥脫水回收：煤泥脫水回收設備目前技術相對成熟，以離心脫水設備或壓濾機脫水為例，目前都實際運用到生產現場效果良好，可實現煤泥水脫水比例的有效控制，滿足煤泥硫化床燃料含水量控制需求，避免或減少煤泥再加水工序。離心脫水設備洗和壓濾機脫水設備各有優缺點，離心機配套設備及控制系統投入相對高但干凈衛生可實現連續自動化運轉；壓濾機使用成本低，易維修和保養但需人員操作控制開板時間，全自動化程度低。如果從經濟方面考慮，本文建議使用壓濾機。

2.3.4 脫水回收：使用離心機或壓濾機進行煤泥脫水收固環節中均有煤泥水脫出水份的回收部件和管路，可把脫出的大量水份回收利用或輸送至其他可利用環節。

2.3.5 煤泥推送設備：一般使用雙螺旋推料器、無軸螺旋推料器、混凝土輸送泵、專用煤泥泵均可，無論使用哪種設備都應具備變頻控制給料功能以滿足鍋爐給料的集控操作。如果從經濟方面考慮，本文建議使用螺旋推料器。

3 推廣應用前景及經濟、社會、環境效益分析

煤泥液態運輸和分離技術在煤泥硫化床鍋爐的優化應用可產生良好的社會效益、環境效益和經濟效益。

3.1 社會效益

3.1.1 有利于改善輸煤崗位職工勞動條件和作業環境、減輕勞動強度，有利于員工健康和增長壽命。

3.1.2 提高了勞動效率，減少了操作人員，能夠實現了系統的連續、穩定、高可靠性運行及自動控制，提高了勞動效率，奠定了無人值守操作的基礎。

3.1.3 實現了系統整體節能，簡化了煤泥制備、輸送系統，大幅度節省人力和能耗，有利于提高效率，節約資源，實現過程節能。

3.1.4 實現了煤泥漿液目標運輸-分離-燃燒的協調、統一的系統管控。顛覆了選煤廠傳統煤泥漿液處理工藝和煤泥電廠燃料系統的設計，建立了煤泥電廠燃料高效節能生產、輸送、利用的典范。

3.2 環境效益

將煤礦選煤廠煤泥水濃縮池底流通過脫水機濃縮到直接可以供循環流化床鍋爐使用的燃料，產出的煤泥漿可直接進入輸送泵站，脫水設備，中儲倉存儲，經過管道送入鍋爐燃燒。整個過程全密封、對環境無污染。不需要專門的煤泥堆場，避免了煤泥堆放、運輸過程中水份流失、風干揚塵、粉塵污染等問題，可以有效改善環境，達到清潔環保的目的。

3.3 經濟效益

下面是某小型綜合利用煤泥硫化床電廠依托洗煤廠進行煤泥液態運輸分離應用產生的經濟效益，我們以此為例來對煤泥液態運輸分離應用進行效益分析。

3.3.1 某電廠燃料供應系統使用5臺裝載機，實現煤泥液態運輸后裝載機可做為備用設備減少為2臺，直接節約設備更新投入費用100萬元，減少柴油消耗費用約計50萬元/年，減少車輛維修保養費用約計10萬元/年。

3.3.2 間接減少洗煤廠生產成本能源消耗等綜合費用約計350萬元/年，減少企業整體生產成本。

3.3.3 原煤泥供應系統裝機總功率695kw，實際運行功率約計456kw/小時，煤泥液態運輸和脫水系統裝機功率<200kw實際運行以200kw/小時，平均運行17小時/天計算，每年節約電能152萬kw，以0.65元度折算，年節約增效99萬元，以工業用電成本計算將會增加2-3倍。

3.3.4 原煤泥供應系統有設備27臺套，維修保養費用每年約計40萬元以上，采用煤泥液態運輸和脫水系統后，維修保養費用每年10萬元以下節約75%以上。

3.3.5 原有煤泥供應系統每班6人其中2人主要工作為系統衛生清理工作，新系統投用后可減少為4人，鏟車司機可減少4人；富裕人員安排其它崗位，可節約增效30萬元。

3.3.6 原煤泥系統是把洗煤廠生產出的煤泥，經鏟車、刮板、給料機、皮帶機、勻料機、煤泥泵等設備運輸到鍋爐料口，中間環節還要加水處理，光皮帶等設備衛生清理用水約7500噸/年；新系統運行方式是把多余水份去處，并且過濾后的水份達70%以上且能回收利用，每年可節約增效10萬元以上。

綜上所述煤泥的液態運輸和給料系統成功實施后可產生直接效益329萬元/年，間接效益1100萬元以上，如新建坑口電廠參照此模式進行，將會產生巨大的經濟和社會效益。

4 結語

本文論述的煤泥液態運輸分離應用，對洗煤廠煤泥漿液液態運輸脫水分離與電廠燃料一體化具有較高的實用價值，對新建洗煤、發電設計時的優化組合以及具備條件的準備實現洗煤、發電聯合優化改造的企業提供了參考和分析。endprint