西塞山發電公司輸煤系統綜合治理分析

危威，吳楓林，王剛

(湖北華電西塞山發電有限公司，湖北 黃石 435000)

0 引言

湖北華電西塞山發電有限公司(以下簡稱西塞山發電公司)位于湖北省黃石市西塞山區，一期為裝機容量2×330 MW國產亞臨界燃煤發電機組。第1臺機組于2004年6月投產，第2臺機組于2004年12月投產。#1機組鍋爐設計煤種為河南陜西混合貧煤，#2機組鍋爐設計煤種已改造為煙煤，燃煤由鐵路和船轉汽車運輸到廠內，#1，#2機組工程日耗煤量約6 000 t。西塞山發電公司主要進煤方式為火車和汽車運輸，汽運煤源主要為河南本地及少量陜西、山西煤。來煤干濕程度受礦點所在地及運輸途中天氣影響。

1 現場設備狀態

(1)西塞山發電公司一期輸煤設備有#1甲乙、#2甲乙、#3甲乙、#4 甲乙、#5甲乙、#6甲乙、#7、#8甲乙、#19、#20帶式輸送機共17條皮帶，除#7，#19，#20帶式輸送機為單路外，其余均為雙路布置。正常情況下，一路運行、一路備用，特殊情況下具備雙路同時運行的條件。

(2)煤場設有斗輪堆取料機，斗輪堆取料機具有向煤場存煤和取煤場存煤2種功能。

(3)#1甲乙皮帶機頭部設置除雜物機2臺，用于除去煤中木、石等大塊雜物。

(4)碎煤機室安裝碎煤機2臺，碎煤機自動排出難破碎的雜物，如鐵件、木塊等，破碎能力1 200 t/h，入料粒度≤300 mm，出料粒度≤30 mm。

(5)碎煤機室安裝滾軸篩2臺，入料粒度≤300 mm，篩下粒度≤30 mm。

(6)輸煤系統#8甲乙皮帶機頭部采用二工位皮帶機頭部伸縮裝置各1臺。

2 現場運行存在的問題

(1)由于近年來自長江水運汽車煤逐年增多，#1轉運站的傳統布置為火車煤和汽運煤單獨卸煤，無法滿足現階段輸煤系統的使用要求。

(2)因上下級皮帶機的高度落差，使得導料槽內部氣流為正壓，而西塞山發電公司使用燃煤粉塵質量濃度較高，因而從各處皮帶機導料槽漏風處溢出的粉塵以及導料槽正常出口出來的粉塵質量濃度也較高，多數超過10 mg/m3的國家排放標準。輸送高粉塵煤時，有時皮帶機導料槽出口粉塵質量濃度高達60 mg/m3，遠遠高于GB 16248—1996《作業場所空氣中呼吸性粉塵衛生標準》作業場所空氣中呼吸性粉塵濃度不得高于4 mg/m3的規定，維護工作量極大。

(3)皮帶機采用普通導料槽，截面形狀為倒梯形，上寬下窄，側面采用舊皮帶進行密封，導料槽各鋼板采用普通鋼板，厚度為6 mm，銹蝕破損嚴重。

(4)西塞山發電公司輸煤系統落煤管為普通方形落煤管，內裝耐磨襯板，落差較大，煤流沖擊大，經常發生落煤點不正引起下級皮帶跑偏的情況。

(5)落煤管和頭部漏斗普遍破損嚴重，漏料嚴重。

(6)#1轉運站除雜物設備敞開式布置，揚塵嚴重。

3 #1轉運站系統改造

3.1 #1轉運站工藝流程問題

#1轉運站輸煤工藝為#1甲乙皮帶機向#8乙皮帶機輸煤，#8皮帶機為雙向帶，通過斗輪堆取料機分別實現向儲煤棚存煤，以及向#2甲乙皮帶機輸煤。#1甲乙皮帶直接向#2甲乙皮帶輸煤時，物料則需要通過#8乙皮帶頭部護罩漏斗垂直落入#2甲乙皮帶，中間沒有緩沖，造成物料對#2甲乙皮帶的沖擊，以及#2甲乙皮帶機尾部噴粉嚴重。這種流程設計在#8乙皮帶機實施堆取料作業時，#1甲乙皮帶機不能向#2甲乙皮帶機輸煤，意味著會影響卸煤流程[1-4]。由于近年來自長江水運汽車煤逐年增多，而#1轉運站的這種布置形式導致火車煤和汽運煤碳不能同時卸煤。#1轉運站改造前布置形式如圖1所示。

圖2 #1轉運站改造設計方案

圖1 #1轉運站改造前運行狀態

3.2 改造方案

輸煤工藝流程優化。通過將#1甲乙皮帶機頭部五軸除大塊設備改為四軸除大塊設備，提高頭部料斗的高度，在頭部料斗下方增加1臺電動三通，實現#1甲乙皮帶機可同時單獨向#2甲乙以及#8乙皮帶機落料，同時保證兩路運行為單獨運行，互不干擾。該設計同時避免了#1甲乙皮帶機向#2甲乙皮帶機輸煤時，物料必須通過#8乙皮帶機頭部漏斗垂直落入#2甲乙皮帶機，從而實現#8乙皮帶機堆取料作業時不影響卸煤作業同時進行；#1甲乙皮帶機向#2甲乙皮帶機輸煤時，灑料和揚塵狀況大大改善。具體改造內容如圖2所示。

4 #1轉運站系統各部件改造

4.1 #1轉運站頭部除大塊機密封改造

4.1.1 存在的問題

#1轉運站頭部除大塊機改造前未密封，運行時揚塵嚴重。改造前#1甲乙皮帶機除大塊機頭部設備如圖3所示。

圖3 改造前 #1甲乙皮帶機除大塊機頭部設備

4.1.2 改造方案

將頭部護罩改為密封式，同時增加接料小車，將木塊、大塊物料以及部分除出的雜質接住，保證轉運站內清潔，如圖4所示。

4.2 轉運站灑料和粉塵綜合治理

4.2.1 存在的問題

西塞山發電公司現場各皮帶機均存在料點不正導致膠帶跑偏問題，存在灑料問題和粉塵濃度超標問題。改造前#1甲乙到#8乙皮帶機運行情況如圖5所示，改造前#2甲乙皮帶機尾部運行情況如圖6所示。

圖4 改造后 #1甲乙除大塊機頭部設備

圖5 改造前 #1甲乙到 #8乙皮帶機運行情況

圖6 改造前 #2甲乙皮帶機尾部運行情況

4.2.2 改造方案

4.2.2.1 曲線落煤管的應用

原設備落煤管為四邊體結構，物料在進入下一級膠帶時存在不同程度的跑偏現象，分散的物料對下一級膠帶的沖擊造成大量灑料和揚塵。運用曲線溜槽技術對現有落煤管進行改造：新型落煤管為多邊體結構；遵循等壽命設計原則，采用長壽命降噪防磨損結構，有效降低落煤管內壁掛料現象，并增加整體設備的使用壽命；保證物料對中，避免膠帶重載跑偏，降低轉運站內的運行噪音。曲線落料管結構如圖7所示。

圖7 曲線落料管結構

4.2.2.2 改變#8乙皮帶機導料槽結構形式

#8乙皮帶機導料槽為傳統倒梯形導料槽，側面密封為廢舊皮帶，由于要滿足多工位要求，移動伸縮頭上下密封很差，造成大量灑料、漏粉和揚塵。改造后導料槽頂蓋和側面采用滑動密封結構，導料槽頂蓋同落煤管焊接為一個整體，導料槽側板固定在伸縮頭上同伸縮頭一起移動，蓋板采用弧形加高分子聚乙烯板，既能保證密封，同時保證滑動的順暢性；導料槽兩側板與皮帶接觸面采用雙密封結構，內側與物料摩擦位置采用聚氨酯襯板，導料槽外部采用Y形防溢裙板，既能保證導料槽的密封，又能防止導料槽內的物料外溢。#8乙皮帶機移動導料槽改造結構如圖8所示。

圖8 #8乙皮帶機移動導料槽改造結構

4.2.2.3 三工位移動伸縮頭增加滑動密封措施

三工位移動伸縮頭堆場的#8甲和#8乙皮帶機同上下皮帶機之間均為開放式結構，在實施堆取料作業時因缺乏有效的密封產生大量揚塵，從而導致整個T1和T2轉運站粉塵濃度嚴重超標，無法控制。西塞山發電公司根據現場情況在#8甲和#8乙皮帶機導料槽和頂蓋之間，頭部漏斗和下方平臺增加滑動密封，保證在堆取料作業時上下均處于完好的密封狀態，杜絕揚塵。

4.2.2.4 雙密封抑塵導料槽[6]的應用

將原導料槽改為新型雙密封導料槽，如圖9所示。通過導料槽各個組件的配合，有效降低皮帶機落料點粉塵濃度以及出口風速，降低導料槽出口粉塵濃度。

4.2.2.5 回程膠帶微水清洗系統的應用

回程膠帶帶料產生的灑料和揚塵是輸煤系統綜合治理的一個重要環節，經過調研采用了回程膠帶微水清洗[5]系統，對回程膠帶工作面進行清洗，從而杜絕灑料和揚塵問題。經過改造，轉運站棧橋沖洗的次數大大減少，不僅減少了含煤廢水的產生量，而且減小了沖洗水對設備的腐蝕。

4.2.2.6 增加粉塵濃度監測及治理系統

通過粉塵濃度監測儀的實時數據采集上傳至水霧控制系統，該系統對采集到的實時數據進行分析[7-8]，當粉塵濃度超過設定值即可啟動水霧控制系統，對粉塵濃度超標位置進行水霧作業，達到降低粉塵的作用。粉塵檢測與治理工藝流程如圖10所示，圖中：DCS為分散控制系統；PLC為可編程邏輯控制器。

圖9 雙密封導料槽裝配示意

圖10 粉塵檢測與治理工藝流程

5 改造前后現場情況對比

5.1 T1轉運站頭部除大塊機頭部護罩改造

T1轉運站頭部除大塊機頭部護罩改造，如圖11所示。

圖11 #1轉運站 #1甲乙皮帯機除大塊機改造前后對比

5.2 T1轉運站 #8乙皮帶機落煤管改造

T1轉運站#8乙皮帶機落煤管改造前后對比如圖12所示。

圖12 #1轉運站改造前后現場情況

5.3 T1，T2轉運站設備平臺改造

T1，T2轉運站設備平臺改造前后對比如圖13所示。改造后增加了檢修空間，增設了防護圍欄，提高了便利性和安全性。

圖13 #1轉運站 #8乙與 #2甲乙皮帶機之間平臺改造

6 結束語

此次對西塞山發電公司一期輸煤系統的綜合治理，針對不同轉運站存在的問題進行了細致分析，除考慮設備本身的問題外，還針對現場膠帶跑偏、物料特性以及粉塵狀況等原因進行整體分析，根據不同問題制定出有針對性的解決方案。運用曲線溜槽技術和無動力抑塵技術對轉運站進行改造，通過改造優化輸煤系統工藝流程，解決了長期困擾輸煤系統運行存在的問題，改善了作業環境，提高了系統輸送效率和電廠輸煤系統安全運行水平，取得了良好的經濟效益和社會效益。