某褐煤干燥系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)研究

何麗霞

【摘 要】介紹了對(duì)某火電廠褐煤干燥系統(tǒng)的規(guī)模、工藝的選擇、工藝流程的制定和主要設(shè)備的選型。

【關(guān)鍵詞】褐煤干燥；滾筒干燥機(jī)

1 概況

隨著煤炭企業(yè)整體技術(shù)裝備水平的不斷提高，煤炭脫水問題正日益得到廣泛重視。通過火力干燥的方式對(duì)煤炭產(chǎn)品進(jìn)行深度脫水處理，這樣可以有效提高其發(fā)熱量指標(biāo)及儲(chǔ)裝運(yùn)性能，使之各項(xiàng)指標(biāo)滿足用戶對(duì)煤的要求，而且具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。

某火電廠干燥車間通過干燥褐煤作業(yè)，使褐煤水分符合產(chǎn)品水分要求。干燥煤種為0～50mm的褐煤，入料水份為38%，干燥后產(chǎn)品水分為28%，處理能力40t/h。工作制度按24h/d計(jì)算。

2 干燥工藝的選擇

制定干燥系統(tǒng)的工藝流程需認(rèn)真貫徹煤炭工業(yè)的規(guī)程規(guī)范，提高投資效益；積極吸收國(guó)內(nèi)外干燥車間設(shè)計(jì)的長(zhǎng)處，優(yōu)化工藝方案；力求做到技術(shù)與裝備先進(jìn)、適用、可靠。此外，還需遵循以下基本原則：

1）采用新工藝與新設(shè)備，提高作業(yè)效率；

2）采取有效的生產(chǎn)組織、勞動(dòng)安全與環(huán)境保護(hù)措施；

3）充分結(jié)合各不穩(wěn)定因素，考慮必要的不均衡系數(shù)后進(jìn)行設(shè)備合理選型；

4）干燥機(jī)的設(shè)計(jì)，確保對(duì)褐煤的適應(yīng)性強(qiáng)，不沾粘筒體內(nèi)壁且高效節(jié)能；

5）注重選用性能先進(jìn)、工作可靠、操作方便的新型、高效、節(jié)能型設(shè)備；

6）還充分考慮機(jī)電設(shè)備檢修的需要，配備必要的檢修設(shè)備。

2.1 干燥工藝系統(tǒng)構(gòu)成

煤泥干燥系統(tǒng)主要由以下6部分組成：

1）入料系統(tǒng)：原料煤由原有破碎機(jī)破碎后落到原煤入干燥車間帶式輸送機(jī)上，經(jīng)帶式輸送機(jī)機(jī)頭溜槽給入原煤緩沖倉(cāng)，進(jìn)而進(jìn)入干燥脫水系統(tǒng)；

2）供熱系統(tǒng)：熱風(fēng)爐系統(tǒng)確保向干燥系統(tǒng)提供穩(wěn)定的高溫?zé)峤橘|(zhì)；

3）干燥脫水系統(tǒng)：選用給料密封螺旋給料機(jī)、滾筒干燥機(jī)、密封排料罩等設(shè)備，完成高水分物料與高溫?zé)峤橘|(zhì)的質(zhì)熱交換；

4）環(huán)保除塵系統(tǒng)：選用旋風(fēng)除塵器、引風(fēng)機(jī)、二道濕式除塵器等設(shè)備回收干燥產(chǎn)品中的微細(xì)顆粒，同時(shí)實(shí)現(xiàn)尾氣達(dá)標(biāo)排放。

5）配電測(cè)控系統(tǒng)：成套配電裝置、測(cè)控操作臺(tái)、就地箱、電動(dòng)執(zhí)行器等電氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)干燥系統(tǒng)集中或就地自動(dòng)控制。

6）產(chǎn)品運(yùn)輸系統(tǒng)：選用膠帶運(yùn)輸機(jī)將干后產(chǎn)品運(yùn)輸運(yùn)出車間外，在車間外通過轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)將干燥后的褐煤運(yùn)至儲(chǔ)煤廠。

2.2 工藝流程

制定干燥系統(tǒng)的工藝流程需認(rèn)真貫徹煤炭工業(yè)的規(guī)程規(guī)范，提高投資效益；積極吸收國(guó)內(nèi)外干燥車間設(shè)計(jì)的長(zhǎng)處，優(yōu)化工藝方案；力求做到技術(shù)與裝備先進(jìn)、適用、可靠，此外，還需遵循以下基本原則。

1）與廠區(qū)的生產(chǎn)組織和管理相適應(yīng)；

2）采用有效的生產(chǎn)組織、勞動(dòng)安全與環(huán)境保護(hù)措施；

3）采用新工藝與新設(shè)備，提高作業(yè)效率。

4）考慮必要的不均衡系數(shù)后進(jìn)行設(shè)備合理選型；

5）滾筒干燥機(jī)的設(shè)計(jì)，確保對(duì)褐煤的適應(yīng)性強(qiáng)；

2.2.1 干燥工藝流程簡(jiǎn)述

所需干燥的褐煤經(jīng)破碎機(jī)破碎后給到入干燥車間的帶式輸送機(jī)上，再經(jīng)機(jī)頭溜槽進(jìn)入緩沖倉(cāng)，倉(cāng)下設(shè)密封給料機(jī)，通過給料機(jī)進(jìn)入干燥機(jī)內(nèi)，在干燥機(jī)內(nèi)完成熱交換干燥過程后由排料罩排入密封式產(chǎn)品出廠膠帶輸送機(jī)。

干燥褐煤所用的熱介質(zhì)（或稱熱煙氣）在爐內(nèi)制備，產(chǎn)生熱煙氣到滾筒干燥機(jī)內(nèi)加熱濕煤并蒸發(fā)吸收水分后，經(jīng)排料罩、風(fēng)管進(jìn)入一次旋風(fēng)除塵器進(jìn)行粉煤回收，初步凈化后的氣體再經(jīng)風(fēng)管由引風(fēng)機(jī)通過風(fēng)管送至濕式除塵器進(jìn)一步凈化，最后潔凈的廢氣由排氣煙囪排入大氣。由一級(jí)旋風(fēng)除塵器收集下來的細(xì)煤粉經(jīng)雙層鎖風(fēng)閥、螺旋輸送機(jī)送到產(chǎn)品出廠帶式輸送機(jī)摻入干后產(chǎn)品。二級(jí)濕式除塵器所排黑水入循環(huán)水池，循環(huán)水泵出口裝兩個(gè)閥門，一個(gè)連接濕式除塵器補(bǔ)水管道，一個(gè)連接回沉淀池的管道。設(shè)有兩個(gè)沉淀池，煤泥水經(jīng)二級(jí)沉淀后由潛水泵將清水抽出至循環(huán)水池，沉淀后的煤泥由抓斗起重機(jī)抓出沉淀池。

3 主要工藝設(shè)備選型

1）滾筒干燥機(jī)

干燥系統(tǒng)主機(jī)選擇Φ2.4×22m滾筒干燥機(jī)，其工作原理為：褐煤進(jìn)入滾筒干燥機(jī)后由螺旋大傾角導(dǎo)料板（1區(qū)間）將其迅速導(dǎo)向傾斜揚(yáng)料板（2區(qū)間），并隨滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)和筒體的傾斜度，被自筒底提至筒頂而落下，形成“料幕”，高溫?zé)煔鈴闹写┻^使?jié)衩侯A(yù)熱并蒸發(fā)部分水分，當(dāng)物料又被提起、灑落重復(fù)幾次后，移動(dòng)到活動(dòng)蓖條式翼板（3區(qū)間）段，預(yù)熱過的活動(dòng)蓖條式翼板夾帶物料提起灑落重復(fù)多次，與物料形成傳導(dǎo)和對(duì)流質(zhì)熱交換，隨滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，物料又被提起、灑落，再次與煙氣進(jìn)行較為充分的質(zhì)熱交換。物料中的水分也就不斷被蒸發(fā)，當(dāng)物料移動(dòng)到第五區(qū)間時(shí)，一部分物料已經(jīng)干燥便從揚(yáng)料板蓖條的間隙漏下，不再參與提升，另一種濕的物料仍然留在揚(yáng)料板圓弧內(nèi)，被提升、灑落、破碎、干燥。物料到達(dá)第六區(qū)間時(shí)，物料與煙氣基本完成質(zhì)熱交換，物料成為干后產(chǎn)品，煙氣成為廢氣，為減少揚(yáng)塵，第六區(qū)間不設(shè)揚(yáng)料板，使物料滑落至排料箱，完成整個(gè)干燥過程。

此系列高效節(jié)能滾筒干燥機(jī)除獨(dú)特的濾餅破碎裝置和自動(dòng)清掃裝置外，還具有以下顯著特點(diǎn)：

①可根據(jù)不同的物料性質(zhì)（水分、灰分、粒度組成）改變運(yùn)行參數(shù)，使物料在干燥機(jī)筒體內(nèi)能夠形成穩(wěn)定的全斷面料幕，質(zhì)熱交換更為充分；

②干燥機(jī)抗過載能力強(qiáng)；

③干燥機(jī)表面涂耐高溫漆，防止干燥機(jī)在運(yùn)行過程中受熱面漆脫落；

④干燥機(jī)實(shí)現(xiàn)了“零水平推力”，大大減少了擋托輪的磨損，筒體運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠；

⑤干燥機(jī)采用“調(diào)心式托輪裝置”，使托輪和滾圈的配合永遠(yuǎn)呈線性接觸，從而大大降低了磨損和動(dòng)力損耗；

⑥干燥機(jī)采用了無(wú)動(dòng)力螺旋進(jìn)料，不但解決了堵料和粘結(jié)問題，同時(shí)把斷續(xù)的進(jìn)料變成連續(xù)的給料，而且對(duì)煤泥濾餅進(jìn)行有效的破碎。

2）消煙除塵設(shè)備

本設(shè)計(jì)中干燥車間的除塵系統(tǒng)兼并考慮了產(chǎn)品的回收和干燥廢氣的凈化。除塵系統(tǒng)采用三道除塵，第一道除塵采用排料罩重力沉降除塵，第二道除塵采用旋風(fēng)除塵器，主要回收廢氣中的粗顆粒產(chǎn)品，第三道除塵作用濕法除塵。

二級(jí)除塵器采用螺旋頂板式旋風(fēng)除塵器，此種機(jī)構(gòu)的旋風(fēng)除塵器消除了上灰環(huán)，使進(jìn)入除塵器的含塵氣體順利地向下螺旋推進(jìn)，設(shè)有細(xì)灰短路外排，其除塵效率可達(dá)85%。

三次除塵選用SCC4040型濕式除塵器。濕法除塵一直作為干燥系統(tǒng)廢氣排放的常用把關(guān)設(shè)備，在本設(shè)計(jì)中選用干燥機(jī)相配套的SCC4040型濕式過濾除塵器。除塵器采用了耐高溫、耐腐蝕、耐磨損的不銹鋼襯里，該除塵器是在同一塔體內(nèi)將沖擊水浴除塵和水膜過濾除塵串聯(lián)在一起，含塵氣流以一定的速度沖入水中，并以一定的氣流速度返上，在水中形成鼓泡，慣性及潤(rùn)濕作用，將氣流中的大塵粒捕集下來，然后氣流再以較低速度向上通過水霧層，微小塵粒通過水霧吸附下來，含塵氣流通過沖擊水浴，水膜過濾等作用后，達(dá)到高效凈化的目的。該除塵內(nèi)加裝了兩道旋流板脫水裝置，凈化后的廢氣絕無(wú)“黑雨”現(xiàn)象。

4 結(jié)語(yǔ)

褐煤是泥炭成巖作用后的產(chǎn)物，具有水分高、揮發(fā)分高、孔隙度大、熱值低、含有不同數(shù)量的腐植酸等特點(diǎn)。揮發(fā)分高的煤容易發(fā)生爆炸，因此本工藝需設(shè)置溫度檢測(cè)、壓力檢測(cè)，對(duì)干燥機(jī)入口溫度可根據(jù)需要在爐體配套控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。本次設(shè)計(jì)依據(jù)褐煤的煤質(zhì)特點(diǎn)，結(jié)合業(yè)主生產(chǎn)需求，確定了合理的干燥工藝，使褐煤干燥系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化和工業(yè)化。

【參考文獻(xiàn)】

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