循環(huán)流化床鍋爐碎煤機(jī)布料系統(tǒng)改造研究

馬云飛 ，冷 杰，蘇永明，左 坤，叢日成

(1.遼寧南票煤電有限公司煤矸石熱電分公司，遼寧 葫蘆島 125027；2.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006；3.陸軍裝甲兵學(xué)院士官學(xué)校，吉林 長春 130000)

遼寧南票煤電有限公司煤矸石熱電分公司(以下簡稱南票電廠)位于遼寧省葫蘆島市西北部南票礦區(qū)內(nèi)。現(xiàn)有4臺(tái)機(jī)組，總裝機(jī)容量為500 MW。1期為2臺(tái)100 MW高壓機(jī)組，配套2臺(tái)410 t/h循環(huán)流化床鍋爐[1-3]，1號(hào)、2號(hào)機(jī)組于2004年投產(chǎn)。2期為2臺(tái)150 MW級(jí)超高壓機(jī)組，配套2臺(tái)480 t/h循環(huán)流化床鍋爐，3號(hào)、4號(hào)機(jī)組于2010年投產(chǎn)。南票電廠是典型的煤矸石綜合利用企業(yè)，燃用煤矸石約230萬t/a。燃煤主要以遼寧南票礦區(qū)的劣質(zhì)煤為主，煤中含有大量煤泥和煤矸石，收到基低位發(fā)熱量小于12 560 kJ/kg，煤質(zhì)較差。現(xiàn)有輸煤系統(tǒng)是在一期輸煤系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改造而成，在篩煤和碎煤環(huán)節(jié)的工藝銜接上存在先天設(shè)計(jì)不合理的問題，影響了碎煤機(jī)的破碎效率和煤的粒度合格率，循環(huán)流化床鍋爐要求燃煤粒徑為0～10 mm，因此燃煤的合格率對(duì)鍋爐燃燒影響較大，直接影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，而燃煤粒度合格率對(duì)循環(huán)流化床鍋爐燃燒有重要影響。為了提高燃煤粒度合格率，在碎煤機(jī)入口加裝了布煤器，通過1年多運(yùn)行實(shí)踐，該系統(tǒng)提高了燃煤粒度合格率，延長了碎煤機(jī)錘頭的壽命，從而降低了鍋爐設(shè)備檢修量及鍋爐受熱面磨損和煤耗，提高了鍋爐經(jīng)濟(jì)性。

循環(huán)流化床鍋爐要求燃煤粒徑為0～10 mm，提高燃煤粒度合格率對(duì)鍋爐經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要[4-5]。現(xiàn)有的公用輸煤系統(tǒng)是在1期輸煤系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改造而成的，受空間的限制存在工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)接口不合理的地方，特別是篩煤和碎煤設(shè)備工藝布置，由于篩煤機(jī)寬度受土建立柱的影響，其出口寬度小于碎煤機(jī)入口寬度，加之煤質(zhì)差，造成了煤層在碎煤機(jī)入口分布不均，煤不能被有效破碎，不僅降低了破碎效率和影響錘頭使用壽命，更重要的是影響入爐煤合格率、設(shè)備檢修量和鍋爐受熱面的磨損等。因此，輸煤系統(tǒng)中篩煤機(jī)到碎煤機(jī)是輸煤系統(tǒng)的瓶頸環(huán)節(jié)，為尋找解決問題有效途徑，本文對(duì)輸煤破碎系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，找出破碎過程中存在的問題，并對(duì)碎煤機(jī)進(jìn)行布煤器改造。

1 碎煤機(jī)布煤器設(shè)置及原理

1.1 輸煤系統(tǒng)組成

1、2期公用輸煤系統(tǒng)由13段皮帶、2臺(tái)篩碎煤機(jī)、1臺(tái)斗輪機(jī)及附屬設(shè)備組成，除7號(hào)、8號(hào)皮帶和斗輪機(jī)外，其余設(shè)備都是1用1備，雙路設(shè)置。篩煤機(jī)和碎煤機(jī)設(shè)置在碎煤機(jī)室，篩煤機(jī)選用高幅篩，碎煤機(jī)選用可逆錘擊式破碎機(jī)，篩碎煤設(shè)備布置在3號(hào)皮帶后和4號(hào)皮帶前。3號(hào)皮帶通過落煤筒將煤送入篩煤機(jī)后，粒徑為0～10 mm的合格煤直接透過高幅篩的篩面落在4號(hào)皮帶上，不合格的煤會(huì)進(jìn)入碎煤機(jī)內(nèi)，經(jīng)過破碎合格后落在4號(hào)皮帶上，最后進(jìn)入鍋爐原煤倉。

1.2 布煤器組成

布煤器主要由殼體、布煤裝置和加熱裝置組成。殼體是布煤器的外殼部分，內(nèi)部加裝耐磨襯板，起到落煤作用，內(nèi)部裝有布煤裝置。布煤裝置是布煤器的核心部分，其結(jié)構(gòu)是沿中線切開的半個(gè)圓錐體，由鑄鋼材料鑄造而成，并且在外殼體內(nèi)部前后兩側(cè)交叉布置，一側(cè)5個(gè)，另一側(cè)6個(gè)。加熱裝置是通過熱風(fēng)夾層加熱方式加熱布煤器內(nèi)部。由于煤中水分比較大，煤比較濕粘，根據(jù)布煤器的實(shí)際運(yùn)行工況，要使圓錐體內(nèi)達(dá)到布煤分煤效果，殼體內(nèi)不能有煤粘結(jié)，否則會(huì)造成布料器失去布煤功能，還可能造成布煤器內(nèi)堵塞。經(jīng)過分析，采用維護(hù)成本低、故障率低的熱風(fēng)夾層加熱方式，可達(dá)到布煤器內(nèi)部不粘煤的效果。

1.3 布煤器原理

布煤器是將燃煤均布于碎煤機(jī)入口橫斷面上的裝置。布煤器安裝在碎煤機(jī)軟連接的上部，是在原落煤筒的基礎(chǔ)上改造而成，去掉一段落煤筒后安裝此布煤器，布煤裝置是半圓錐體，布煤器內(nèi)部加裝耐磨襯板。煤在下落過程中與上層圓錐體碰撞分流，落到下層后再次被半圓錐體碰撞和分流，最后煤層被分布均勻后落入碎煤機(jī)內(nèi)，煤被錘頭更加充分和有效打擊破碎，防止煤分配不均勻，提高了煤的破碎效率和煤粒度的合格率。由于落煤高度、尺寸及煤的小時(shí)流量沒有發(fā)生變化，不會(huì)對(duì)碎煤機(jī)的額定出力產(chǎn)生影響。布煤器采用不帶電機(jī)的無動(dòng)力型式，不消耗電力，結(jié)構(gòu)簡單并且維護(hù)量小。

2 碎煤機(jī)布煤器改造

2.1 布煤器安裝

布煤器安裝在碎煤機(jī)軟連接的上部，在篩煤機(jī)出口落煤筒用法蘭連接，兩側(cè)用吊桿吊耳懸掛和拉緊，防止在上煤時(shí)產(chǎn)生晃動(dòng)。

2.2 布煤器防磨

布煤器內(nèi)部安裝有防磨襯板，防止由于煤的沖刷而造成殼體磨損，布煤器內(nèi)的半圓錐體由鑄鋼鑄造而成，可增加其使用壽命。

2.3 布煤器檢修

由于布煤器安裝在碎煤機(jī)上部，空間位置高，必須考慮其檢修方便性，因此在布煤器的外殼上加裝人孔門以方便檢查。布煤器內(nèi)起分煤作用的半圓錐體安裝在能拆卸的方門上，便于更換。

2.4 布煤器防堵塞

煤質(zhì)差加之煤的粘度和水分較大，可能存在布煤器內(nèi)部堵塞問題。由于篩煤機(jī)出口與碎煤機(jī)入口有2 m的高度差，同時(shí)對(duì)布煤器采用夾層熱風(fēng)加熱方式，半圓錐體及殼體內(nèi)部的粘煤會(huì)因煤下落的重力而被沖刷掉，實(shí)現(xiàn)布煤器圓錐體和筒體內(nèi)部的粘煤自清理，無需人工清理內(nèi)部積煤。

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

改造工程使用的鋼板、襯板、鑄造錐體等材料費(fèi)、制作費(fèi)和安裝費(fèi)總計(jì)19萬元。改造后，每年可節(jié)省錘頭4套，每套錘頭11.4萬元，合計(jì)45.6萬元。由于提高了煤粒度合格率，明顯減輕對(duì)鍋爐受熱面的磨損，特別是密相區(qū)以上受熱面管子的磨損，提高了鍋爐運(yùn)行安全性。同時(shí)，提高煤粒度合格率，有利于鍋爐燃燒及降低鍋爐飛灰和大渣含碳量。

4 結(jié)束語

碎煤機(jī)布料系統(tǒng)改造后，改善了碎煤機(jī)入口煤分布不均的缺陷，并且能實(shí)現(xiàn)無動(dòng)力布煤，通過1年多的運(yùn)行實(shí)踐，提高了燃煤粒度合格率，延長了碎煤機(jī)錘頭壽命，降低了鍋爐設(shè)備檢修量，減輕了鍋爐受熱面磨損，提高了鍋爐安全性和經(jīng)濟(jì)性。