國華臺山電廠輸煤系統工藝流程優化及完善

柴向東 張孟昆 程通京

（神華廣東國華粵電臺山發電有限公司 廣東臺山 529228）

0 引言

廣東國華臺山火力發電廠位于珠江口以西60 km（直線距離）沿海的銅鼓灣上，屬臺山市田頭鎮銅鼓村，三面環山，南面臨海，每年5 月至10 月是雨季及臺風季節。

電廠發電機組分兩期建設，一期5×600 MW 機組于2003—2006 年相繼投產，二期2×1 000 MW 機組于2011 年投產。 輸煤系統分三期建設， 一期輸煤系統是配套一期5×600 MW 機組建成的，二期輸煤系統是配套二期2×1 000 MW 機組建設完成的，三期輸煤系統是由于環保要求配套二期2×1 000 MW 機組而建設的圓形封閉煤場系統。 三期輸煤系統全部建設完成后，一期5×600 MW 機組是由一期露天煤場系統供煤，二期2×1 000 MW 機組是由二期露天煤場系統和圓形封閉煤場系統供煤。

1 國華臺山電廠輸煤系統存在的問題

1.1 一期機組在雨季期間上干煤不足

臺山電廠地處南海之濱，每年5 月至10 月是雨季，一期5×600 MW 機組是由一期露天煤場系統供煤。該露天煤場配套有一個干煤棚，干煤棚存煤量約6 萬t。 由于發電機組對于燃煤有水分要求，雨季期間，一期機組燃煤主要由一期露天煤場干煤棚取煤設備供應。 由于干煤棚存煤量的限制，若下雨天氣持續時間長或干煤棚取煤設備存在故障， 則一期機組干煤供應會受到影響，進而影響機組運行的穩定性。 由于輸煤系統工藝流程布置的影響， 二期露天煤場配套的干煤棚干煤和三期圓形封閉煤場干煤無法由相應取煤設備供應給一期機組。

1.2 一期機組在臺風期間存在斷煤風險

根據臺山電廠臺風期間設備運行的有關要求， 當風速達到或超過13 m/s 時，露天煤場取煤設備斗輪機必須停止運行。當一期機組原煤倉煤位降低至需要馬上供煤時， 若此時風速仍然大于13 m/s，取煤設備斗輪機仍然不具備運行條件時，機組便存在斷煤的風險。 當原煤倉燃煤燃用完畢且仍然不能及時供煤，機組便只能停機。 三期圓形封閉煤場的取煤設備刮板機由于處于封閉環境，其運行條件不受臺風期間風速的影響，但是受限于輸煤系統工藝流程的布置， 圓形封閉煤場取煤設備不能給一期機組供煤。

1.3 輸煤系統供煤方式缺乏靈活性

三期輸煤系統是配套二期2×1 000 MW 機組而建設，所以二、三期輸煤系統是連通的，但是一期輸煤系統是獨立存在，和二、三期輸煤系統沒有連通性，這就導致一期輸煤系統在供煤方式上缺乏靈活性。 由于環保要求越來越嚴格，發電機組對燃煤的煤質要求越來越高，受一期煤場在儲煤量、封閉性等方面的局限， 有時一期煤場儲存的燃煤在煤質上不能滿足一期5×600 MW 機組的要求。 但是受限于輸煤系統工藝流程的布置， 二期煤場和三期圓形封閉煤場的燃煤無法給一期機組供應。

1.4 煤場經濟節能調度存在弊端

為了防止燃煤的熱值損耗，減少煤場的經濟損失，儲煤場的燃煤要遵循先存先取、分層壓實等原則，但是受限于輸煤系統工藝流程的布置，煤場的經濟節能調度存在很大弊端。 下面舉例說明。

某年1 月份，臨近農歷新年，大量企業放假停止生產或降低生產量，社會用電量隨之降低，臺山電廠一期5×600 MW 機2 臺停機備用、3 臺運行， 二期2×1 000 MW 機組全部停機備用。 由于二期發電機組的停機，二期露天煤場和三期圓形封閉煤場儲存的燃煤不能被取用燃燒， 而圓形封閉煤場的燃煤存在高溫煤，若不及時被取用燃燒，則燃煤熱值損耗增加，經濟損失也會相應增加。 但是二期機組停機， 不能被及時取用燃燒，且受限于輸煤系統工藝流程的布置，圓形封閉煤場的高溫煤也不能給一期3 臺運行的機組供煤， 不能及時取用的圓形封閉煤場高溫煤隨著溫度增加， 熱值損耗和經濟損失隨之增加， 煤場經濟節能調度也因為受限于輸煤系統工藝流程的布置而存在很大弊端。

2 輸煤系統工藝流程優化

臺山電廠輸煤系統共設置有C0 至C23 帶式輸送機共計52 條，其大部分都是雙路布置，個別是三路布置［1］，以A/B/C 來進行區分；共建設有21 個轉運站，命名為T0-T20 轉運站。 針對輸煤系統工藝流程暴露出的問題， 臺山電廠采取了2 個優化措施。

2.1 優化措施一

安裝C13A 帶式輸送機三通裝置和C13A 下C6C 帶式輸送機普通直線落煤管，以連通一、二期輸煤系統A 路帶式輸送機。

2.1.1 確定實施位置

為了達到一、二期輸煤系統相連通的目的，部門管理人員和設備責任人通過查閱輸煤系統工藝流程圖紙和現場實際考察， 確定T12 轉運站作為輸煤系統工藝流程優化的實施位置之一。

T12 轉運站一樓布置有C6C、C14A/B 帶式輸送機，二樓布置有C13A/B 帶式輸送機，C6C 帶式輸送機屬于一期輸煤系統（C6C 帶式輸送機和一期輸煤系統A 路帶式輸送機是連通的），C13A/B、C14A/B 帶式輸送機屬于二期輸煤系統。 該轉運站是一、二期輸煤系統匯集的區域，良好的地理位置使T12 轉運站成為臺山電廠輸煤系統工藝流程優化最佳實施位置之一。

2.1.2 確定實施方案

T12 轉運站C6C 帶式輸送機尾部導料槽上方建有一個落煤管預留口， 該預留口是二期輸煤系統規劃中C6D 帶式輸送機下C6C 落煤管的位置，C6D 帶式輸送機設計布置的位置在C13A 帶式輸送機旁邊。 由于種種原因，C6D 帶式輸送機在二期輸煤系統建設過程中被撤建，但是C6D 下C6C 帶式輸送機落煤管的預留口被建設完畢并保留至今。 利用上述落煤管預留口在此安裝一條C13A 下C6C 帶式輸送機的落煤管和一套三通裝置的實施方案通過項目立項、設計、設備選型、施工等過程予以實施。

2.1.3 存在的問題及處理方法

問題： 安裝的C13A 下C6C 帶式輸送機落煤管屬于普通直線落煤管， 由于現場安裝位置的限制， 通過核算，C13A 下C6C 落煤管水平夾角在53°左右，不滿足行業標準規定的“與水平面的傾斜角不宜小于60°，布置困難時允許不小于55°”的要求［2］，落煤管水平夾角的變小會導致帶式輸送機在額定出力（1600 t/h 輸送量）下落煤管內發生堵煤現象。 （注：曲線落煤管對水平夾角要求不高，可低于55°，但是在措施實施時期，曲線落煤管技術還不成熟，應用程度不高，且造價高，是普通落煤管價格的3 倍左右，故當時未采用曲線落煤管技術。 ）

處理方法： 落煤管水平夾角的減小會增大輸送物料和管壁之間的摩擦阻力，降低輸送物料的下落速度，落煤管管壁粘煤現象會加劇，最終導致落煤管堵煤現象發生。 為了消除或降低落煤管堵煤現象發生的幾率，采取的措施是：①本次安裝的落煤管內部襯板采用不銹鋼材質（一般襯板材質為高絡合金，耐磨，但表面粗糙，摩擦系統高），不銹鋼相對耐磨性差，但表面光滑，摩擦系統低，其有效降低了輸送物料和管壁之間的摩擦阻力；②落煤管內部不加裝鎖氣器擋板，以最大限度的減少燃煤在落煤管滑落時所受到的阻力； ③將落煤管內部四周管壁之間的90°夾角改為圓弧設計， 即在此處加裝弧形襯板，以減少此處的粘煤量。

運行效果：帶式輸送機在額定出力運行過程中，該落煤管未出現堵煤現象，落煤管水平夾角的問題得到順利解決。

2.1.4 實施亮點

本次優化措施實施的主要亮點是對普通落煤管的設計制造，打破常規，采用如下創新技術措施：①落煤管內部襯板采取不銹鋼材質；②落煤管內部沒有設置鎖氣器；③落煤管內部四周管壁采用圓弧設計方法。 上述打破常規的做法雖然也有弊端，但是在現實實際使用過程中還是利大于弊的。

綜上所述，該輸煤系統工藝流程優化措施一是可行的，并順利投入了實際運行，一、二期輸煤系統A 路帶式輸送機相連通的目標得以實現。

2.2 優化措施二

安裝C14B 單側犁式卸料器，延長C6B 帶式輸送機，安裝C14B 下C6B 曲線落煤管，以連通一、二期輸煤系統B 路帶式輸送機。

2.2.1 確定實施位置

如上所述，通過采取優化措施一實現了一、二期輸煤系統A 路帶式輸送機相連通的目標，但是考慮到系統運行可靠性和靈活性、AB 路設備定期輪換運行及檢修等因素，還需要將一、二期輸煤系統B 路帶式輸送機實現連通。

后經查閱有關圖紙和現場實際考察，確定將T5、T13 轉運站作為輸煤系統工藝流程優化的另一個實施位置。

T5 轉運站一樓布置有C6A/B 帶式輸送機，T13 轉運站一樓布置有C6A 帶式輸送機， 二樓布置有C15A/B 帶式輸送機，三樓布置有C6C、C14A/B 帶式輸送機，C6A/B/C 帶式輸送機屬于一期輸煤系統，C14A/B、C15A/B 帶式輸送機屬于二期輸煤系統。 屬于一期輸煤系統的T5 轉運站和屬于二期輸煤系統的T13 轉運站是相鄰的，兩者之間相距約10 m，故T5/T13 轉運站是一、二期輸煤系統另外一個接近匯集的區域，此區域成為臺山電廠輸煤系統工藝流程優化實施的第二個位置。

2.2.2 確定實施方案

作為工藝流程優化實施位置的T5/T13 轉運站， 相對于另一個優化實施位置T12 轉運站，其劣勢非常明顯，既沒有基建時期留下的落煤管預留口，而且該區域設備設施布置復雜、緊湊，實施空間非常狹小。

經過臺山電廠和設計院有關人員多次到現場實際考察，召開多次研討會，初步確定了4 個連通一、二期輸煤系統B 路帶式輸送機的方案。

（1）方案一：拆除T5 和T13 轉運站的兩堵隔離墻，延長C6B 帶式輸送機約24 m 至T13 轉運站， 拆除C14B 下C15A落煤管，安裝C14B 下C6B 落煤管。

（2）方案二：拆除T5 和T13 轉運站的兩堵隔離墻，延長C6B 帶式輸送機約26 m 至T13 轉運站， 拆除C14B 下C15B落煤管，安裝C14B 下C6B 落煤管；

（3）方案三：拆除T5 和T13 轉運站的兩堵隔離墻，延長C6B 帶式輸送機約5 m 至T5、T13 轉運站之間的區域， 延長C14B 帶式輸送機約26 m 至T5、T13 轉運站之間的區域，安裝C14B 下C6B 落煤管。

（4）方案四：拆除T5 和T13 轉運站的兩堵隔離墻，延長C6B 帶式輸送機約31 m 至T13 轉運站， 在C14B 帶式輸送機斜坡段安裝單側犁式卸料器，安裝C14B 下C6B 落煤管。

由于T5、T13 轉運站之間的區域是敞開式的，考慮到電廠所處的沿海位置和多雨多臺風的季節因素， 該位置需要進行封閉處理。 上述四個方案都包含以上內容。

4 個方案初步確定以后， 電廠和設計院從方案的可行性、經濟性、節能環保、施工等各方面進行了論證比較，最終確定了方案四作為連通一、 二期輸煤系統B 路帶式輸送機的最佳實施方案。

2.2.3 存在的問題及處理方法

（1）存在的問題。 C14B 帶式輸送機在優化措施實施位置T13 轉運站僅有5 m，也就是說犁式卸料器只能在此帶式輸送機5 m 的范圍內進行安裝， 且此5 m 段是斜坡段，5 m 段左邊是C14A 帶式輸送機頭部5 m 段， 兩者間距1.2 m， 右邊間距

0.3 m 處有一根轉運站支撐立柱。 受制于安裝空間位置太小，

在此狹小的空間安裝雙側犁式卸料器的方案是不可行的，只能選擇安裝單側犁式卸料器。 后經查閱有關技術資料和詢問有關專家得知，單側犁式卸料器的應用實例很少，安裝在帶式輸送機斜坡段的單側犁式卸料器的應用實例更少， 其大多安裝在帶式輸送機水平段。

安裝在帶式輸送機斜坡段的單側犁式卸料器在運行過程中主要會出現漏煤和導致帶式輸送機膠帶跑偏的問題。

如上文所述， 工藝流程優化措施二實施區域設備設施布置復雜、緊湊，空間非常狹小，主要設備設施安裝完畢后，該區域已經沒有了除塵設備的安裝位置。 按照行業標準規定，“轉運站、碎煤機室、煤倉（斗）及圓筒倉等揚塵點，應采用機械除塵、水噴霧降塵方式”［3］，除塵設備無法安裝將會導致T13 轉運站C6B 帶式輸送機延長段尾部粉塵大。

（2）處理方法。 針對單側犁式卸料器的漏煤問題，電廠和廠家技術人員多次長時間在現場跟蹤觀察，查找原因，在卸料器主副犁的安裝角度、主副犁和膠帶的接觸壓力、卸料口的安裝樣式等方面進行了優化，漏煤問題得到了順利解決。

針對單側犁式卸料器在卸料過程中導致膠帶跑偏的問題，在設計階段，采取了在帶式輸送機上安裝上、下強制糾偏器的設計思路， 卸料器投用后膠帶未出現因單側犁式卸料器而引起的跑偏問題。

針對現場無法安裝除塵設備而導致的粉塵大問題， 在設計階段， 采取了安裝曲線落煤管+無動力導料槽+水噴淋的抑塵組合設備的設計思路， 設備投產后C6B 帶式輸送機延長段尾部粉塵大的問題也得到了解決。

2.2.4 實施亮點

（1）單側犁式卸料器成功在帶式輸送機斜坡段位置安裝應用，且未出現漏煤和跑偏等問題。

（2）曲線落煤管+無動力導料槽+水噴淋的抑塵組合設備在粉塵治理方面代替了除塵設備的作用。 安裝輸煤系統除塵設備，不僅節省了采購費用和后續的維護費用，而且為火力發電廠輸煤系統粉塵治理方面提供了寶貴經驗。

綜上所述，該輸煤系統工藝流程優化措施二是可行的，并順利投入了實際運行，一、二期輸煤系統B 路帶式輸送機相連通的目標得以實現。

3 經驗分享

在臺山電廠輸煤系統工藝流程優化過程中， 有些做法打破了常規，如C13A 下C6C 落煤管的角度、襯板設計及取消鎖氣器的做法， 單側犁式卸料器在帶式輸送機斜坡段的成功應用， 還有曲線落煤管+無動力導料槽+水噴淋的抑塵組合設備代替除塵設備的作用并取消除塵設備安裝的方案， 這些都為火電廠輸煤系統的設計和建設提供了寶貴經驗。

4 結論

本文從國華臺山電廠輸煤系統工藝流程存在的問題出發，以保證機組供煤安全、降低機組經濟性損失、提高煤場經濟節能調度水平、增加系統供煤方式靈活性為目標，介紹了臺山電廠輸煤系統的現狀和系統工藝流程優化情況， 并取得了良好的效果。 目前臺山電廠輸煤系統運行良好，各項指標均達到優良，能完全適應機組供煤要求，其工藝流程優化的措施和經驗以供同行們探討、參考。