火力发电厂单路上煤系统研究

周瑞强

（河北省电力勘测设计研究院,石家庄 050031）

火力发电厂单路上煤系统研究

周瑞强

（河北省电力勘测设计研究院,石家庄 050031）

摘要：本文通过对火力发电厂上煤系统采用单路影响因素的分析及研究，试图找出解决方法和措施，探讨上煤系统单路的可能性。

关键词：火力发电厂；上煤系统；单路

目前在我国大中型火力发电厂设计规范中规定：由储煤设施至锅炉房的上煤系统带式输送机出力不应小于对应机组最大连续蒸发量时设计煤种与校和煤种两个耗煤量较大值的135％。上煤系统均采用双路带式输送机系统，一路运行、一路备用，并应具备双路同时运行的条件。随着我国大型火电机组宽负荷（降负荷）运行成为新常态，研究和探讨上煤系统单路，减少设备冗余和备用，对节约工程投资和节能降耗具有重要意义。

1　影响上煤系统单路的主要因素

在火力发电厂由储煤设施至锅炉房的输送系统称为上煤系统，影响上煤系统单路的主要因素如下：

（1）带式输送机。1）胶带。胶带在正常使用情况下，一般寿命可达5年以上，正常的磨损及及较小的破损可通过硫化修补器在2-4小时内完成，如遇到断带或胶带严重撕裂，则需要整条胶带更换或增加一段新胶带通过接头来完成胶带的更替。胶带的更换或接头所需时间与胶带的胶带的整卷长度、带宽、接头位置、接头数量、接头工具及工人操作的熟练程度有关。通过对投产电厂和胶带生产厂家的调研，目前带宽1400mm的胶带一个接头时间需要约18h（包括从拆旧胶带到更换完新胶带投运），如果增加一个接头则需要更长的时间。如果单从这些数据上看，8h之内是无法完成胶带接头的，这意味着如果不采取其它措施，上煤系统单路是存在风险的；2）驱动装置。驱动装置一般由电机、减速机、联轴器、液力偶合器、逆止器、制动等组成，长距离、大功率的带式输送机还设有软启动器等。电机、减速机选用国际著名品牌（包括国内合资生产），如果设计选型正确，一般3年之内不需要大的检修，对于高温环境要采取一定措施。经调研，电机整机更换需要4-6小时；减速机整机更换需要5-8小时；联轴器更换需要8小时；液力耦合器更换需要5-8小时；制动器更换需要2-3小时。如果原煤仓储煤量为高煤位或中高煤位即可满足机组用煤5-8小时的耗煤量，在机组降负荷至40-50％的情况下，可满足锅炉稳定燃烧10-16小时，上述设备均可在机组不停机的状态下进行检修维护，但是机组有降负荷运行的风险；3）托辊。国家标准中托辊的使用寿命为30000h，而JRC、陆美嘉等著名品牌的托辊寿命为50000h以上，一般情况下，更换一组托辊的时间约为40分钟；4）滚筒。传动滚筒、改向滚筒主要是铸胶及轴承的的维护和更换。滚筒整台更换的时间约为6-8小时。

（2）筛碎设备。筛碎设备大修为每两年一次；小修为每年一次。大修主要是转子部分和筛板及篦子，小修主要是更换锤头等。碎煤机常见的缺陷为：环锤击碎脱落、衬板脱落、筛板击碎脱落、轴承严重磨损、振动超标等。其中碎煤机锤头、轴承、衬板等更换均超过10小时；滚轴筛的缺陷处理相对简单，可以整个筛轴更换，包括减速机、电动机、筛轴、筛片等，检修时间较少。滚轴筛检修时间：更换筛轴：4～8小时。所以当碎煤机锤头及轴承需要更换时，机组有双机全停的风险。

（3）其它辅助设备（卸料小车、犁煤器、除铁器、采样、计量装置、落煤管等）维护量和维修时间较短。

2　上煤系统单路可行性分析

从以上影响上煤系统单路的影响因素看，主要集中在一是带式输送机胶带更换和接头时间，再就是筛碎设备的维修。其它一些因素基本能够在6h或一班之内解决掉。因此如果能够很好解决胶带和筛碎设备的维修问题，则单路系统应是可行的。

2.1关于筛碎设备可作如下考虑

（1）上煤系统取消筛碎设备。筛碎设备在电厂运煤系统中的作用是保证来煤粒度满足锅炉磨煤机对原煤粒度的要求。由于目前国华电力系统的电厂基本上全部燃用神华煤，不论是神华的坑口电厂燃用的原煤还是燃用通过铁路或铁海联运的电厂原煤，其原煤粒度基本都在50mm以下，电厂完全可以不设筛碎设备。从已投运的某些电厂看，其燃煤粒度十几年都没有较大变化，基本上不超过50mm,遗憾的是项目建设单位不愿承担责任或担心电厂投运后来煤粒度不保证，几乎所有的电厂均设有筛碎设备，即便是设计院在可研或初步设计阶段方案中不设筛碎设备，但在后期无一不加设了筛碎设备。从了解的情况看，几乎所有发电集团均存在这种情况，许多电厂投运3年以上，打开筛碎设备其锤头等几乎没有磨损，只是由于煤中的铁块等才造成筛碎设备的损坏。

（2）筛碎设备从上煤系统移至卸煤系统。如果电厂一定要设筛碎设备的话，建议将筛碎设备从上煤系统移至卸煤系统。好处是煤场之后从转运站可一条带式输送机直通主厂房，减少了许多上煤系统设备和转运环节，自然就大大提高了单路系统运行可靠性。这也为上煤系统采用管带机或气垫机提供了非常有利的条件。筛碎设备放在卸煤系统的不足之处是为了和卸煤系统出力一致，筛碎设备选型时出力就会加大，这样会加大碎煤机室土建结构以及运行耗电量的增加。

（3）如果将筛碎设备布置在上煤系统，从目前调研的情况看，由于国华系统来煤粒度基本小于50mm，筛子的筛片和碎煤机锤头的磨损较小，一般3-5年内基本不用更换，但由于目前国内来煤还不能达到商品煤分级要求，来煤中的杂质，特别是大的金属等对筛碎设备的破坏时有发生，这样突发事件的抢修也一般在2天以上的时间。如果在极端情况下，带式输送机和筛碎设备故障出现叠加，则所需维修时间更长，这对单路的上煤系统来说意味着将造成停机停炉。

2.2关于带式输送机

带式输送机主要由胶带、驱动装置、传动滚筒、改向滚筒、上下托辊、拉紧装置、各类支架、漏斗、导料槽、清扫器、卸料器及其它部件组成。带式输送机大修为每3年一次，小修为每年一次。

胶带主要有以下几种，从胶带带芯材质上分主要有尼龙胶带、聚酯胶带、钢绳芯胶带和近来新兴的芳纶胶带；从胶带的一些特性上分，主要由阻燃胶带、耐寒胶带、耐磨胶带、节能胶带、防撕裂胶带以及智能防撕裂胶带。目前在国内大中型电厂中广泛使用的是聚酯胶带和钢绳芯胶带。

（1）如果上煤系统采用单路，因输送带运行中的故障（尤其是输送带的纵向撕裂故障）主动报警和控制就十分重要。为此，建议采用智能型防撕裂输送带。因为，智能型防撕裂输送带具有：纵向撕裂检测、报警和紧急制动功能；输送带跑偏检测、报警和紧急制动功能；输送物料堵塞检测、报警和紧急制动功能。这样，输送带运行中一旦发生异常故障，就可以做到主动报警和控制。

（2）因为单路运行，允许的抢修时间短，所以提升输送带胶接头工作效率就尤其重要。建议采取如下措施：第一，要求输送带在做胶接头时，表面覆盖胶剥离后以及帆布各层间剥开后，帆布的每个面必须仍然完全附着着芯胶层（不能有缺胶现象），这样剥头后只要用高速砂轮机将帆布层表面橡胶轻轻打磨平整并将打磨后的胶粉用吸尘器清理干净就可以了，从而可以大大缩短打磨时间；第二，尽量不要或尽可能少刷胶浆，可以直接铺设芯胶，这样就大大缩短了刷胶浆和干燥胶浆的时间；要说明的是，以上操作还可以大幅提高胶接头强度。第三，由于不刷胶浆，对胶接头硫化后的冷却要求就可以适当降低（100—120℃就可以开模），从而大大缩短了冷却时间；第四，选用先进的胶接头工具和装备，提高工作效率和降低工作强度；第五，做好抢修预案，缩短抢修准备时间。

（3）由于单路运行，适当提高输送带技术要求是必要的。主要是输送带表面覆盖层橡胶性能的提高，建议橡胶拉伸强度由15Mpa提高为18Mpa，磨耗指标由200mm3提高为120mm3。

通过以上措施力争使胶带维护量和断带降到最低，胶带生产厂家提供的数据不包括前期准备时间，从做接头开始则需要6h（这个时间是由最专业和熟练的技工人员来完成的）。所以平时要有充足的备件和准备预案，力争在8小时内完成粘接。

2.3电厂降负荷运行

在锅炉稳燃的基础上，降负荷运行将为单路的上煤系统赢得维修时间。

3　建议及初步结论

（1）采用上煤单路系统时，上煤系统的设备应提高配置标准，以提高上煤系统的安全性和可靠性，特别是一些关键设备的零部件。建议设备招标文件编制时做出规定。

（2）上煤系统采用单路系统，其系统中各设备的零部件应有充足的备品备件，有的部件可成套成组备用如驱动装置等。

（3）项目设计单位应解放思想、改变设计理念、创新设计、优化布置，在满足功能的前提下，简化布置，充分利用新技术、新设备，条件合适时取消筛碎设备或将筛碎设备移至卸煤系统，上煤系统尽可能不设混煤设施，取消目前广泛使用的入炉煤采制样装置改为在线分析仪等。

（4）控制来煤质量。每个工程的锅炉是按照设计煤种设计的，一旦建成锅炉不可能适应所有的煤种，运煤系统也一样，建议应控制来煤质量，尽可能使来煤使用最初选定的设计煤种或校核煤种，包括来煤的物理和化学特性，特别是燃煤的颗粒、煤中的大铁块大石块等杂质，这些杂质对运煤系统的设备破坏力很大。此外建议应在卸煤系统和上煤系统增加一级或两级除铁和除杂设备，同时改进设备内衬板材质和安装固定方式，严防衬板脱落而造成胶带撕裂和断带以及造成筛碎设备的严重损坏。

（5）由于运煤系统战线长、转运环节多、设备多，电厂调试和投运初期设备故障率高，因此建议项目建设时运煤系统应早于主厂房锅炉等设施的建设和调试，留出较充裕的调试和消缺时间。

（6）新建项目要考虑设应急上煤措施。

（7）上煤系统采用单路系统不单是设计单位和项目建设单位改变观念，电厂的管理、运行和维修人员等均应改变观念。电厂应提高管理水平，加强相关人员的责任心和技术水平的培训，没有一支高素质的队伍，上煤系统采用单路也是难以实现的。

上煤系统采用单路系统是一种创新思维，其设计理念已突破现有国标中大中型火力发电厂设计规范的规定，项目设计单位一定要摒弃传统设计思想，创新设计，优化上煤系统方案，努力减少系统环节，积极采用新技术，提高设备性能，为上煤系统单路提供基础保证。项目建设单位和电厂管理和运行人员也要积极改变现有的管理模式和管理体制，努力适应上煤系统单路的新理念和运行模式。通过几方面的努力，如设计上简化上煤系统，取消筛碎设备或将筛碎设备移至卸煤系统，提高设备性能等措施以及电厂控制来煤质量，加强管理和建设一支高素质高技术水平的队伍等，上煤系统单路应是有可能实现的。由于目前国内还没有一家采用上煤单路系统的电厂，有些数据和采用的方案和措施还有待进一步落实和研究。从目前对现有投运电厂调研和搜集到的数据看尚不支持上煤系统采用单路，建议选择某个已投运的电厂进行上煤系统单路实验，为上煤系统采用单路方案积累数据和经验。