火力发电厂石子煤系统选型探索

张民松 赵志亮

摘 要：本文针对磨煤机石子煤的排放、贮存、转运等是当前火力发电厂重要研究探讨的课题之一，结合内蒙古蒙西高原××新建电厂的石子煤设备技术选型工作，力求从经济合理、安全可靠、节约能源、保护环境、以人为本，提高设备自动化程度，最大程度的满足设备长周期稳定运行的的需求，从燃煤来源、设备的形式以及优缺点提出具体的建议，为电站锅炉石子煤系统技术选型提供了非常有价值的借鉴意义。

关键词：自动化、保护环境

0 引言

火力电厂燃煤普遍煤种多变、煤质低劣，产生的石子煤煤灰分高、发热量低、硬度大[1]，不仅杂质多，而且数量变幅大，相差可达一个数量级，相同的煤种，不同的磨煤机，不同的运行水平，石子煤量会相差一倍以上[2]，导致石子煤量更难预测。石子煤的数量与温度均以及石子煤的大小都存在一定的不确定性，磨煤机周围环境比较狭小，环境要求比较高，这些因素都给电厂石子煤运行环境带来了很大的困难，各电厂及相关设计院都在不断地做各种尝试。

1 常见石子煤系统

目前国内火力发电厂石子煤输送系统的方式很多，有介绍及使用的系统大体可归纳为五大类：（1）固定+活动石子煤斗方式;（2）密封式活动石子煤斗方式;（3）机械输送方式;（4）水力输送方式;（5）气力输送方式。五种处理方式各有利弊。

1.1活动石子煤斗方式

活动石子煤斗方式是采用活动石子煤斗、电瓶叉车转运方式来处理石子煤。

1.2密封式活动石子煤斗方式

密封式活动石子煤斗收集、经叉车转运出锅炉房的简易机械处理方式，每台中速磨煤机设1套排石子煤管道、阀门、密封舱、活动石子煤斗及称重报警装置，每台炉另设1台活动石子煤斗作为公共备用;系统正常运行时打开石子煤排放二次关断门，石子煤通过管道等压的排入活动石子煤斗中，当石子煤斗装满报警后，关闭排放二次关断阀门，将石子煤斗泄压后由叉车转运出锅炉房卸料至自卸汽车运至灰场堆放或运至综合利用点。

1.3机械输送系统

机械输送系统是采用振动（或刮板）输送机、带式输送机将中速磨煤机排出的石子煤运送到石子煤仓内集中，然后由汽车外运。优点：运行可靠，检修维护工作量小，并可实现程序控制，可以满足大型电厂自动化高的要求。缺点：是开放式输送，煤尘飞扬对环境污染较大，输送向上仰角较小，一般不宜大于16°;只能直线输送，占地面积大，需在主厂房零米下布置纵向隧道;转动部件多运行维护工作量较大;石子煤排出温度高也影响到带式机推广的使用，如河南省某某电厂为了解决皮带机烧坏采用浇水冷却，以致皮带打滑，运行不稳，增加了污染。该系统的电耗约为39KW。

1.4水力输送系统

水力输送系统是利用高压水通过水力喷射器将中速磨煤机排出的石子煤输送到脱水仓、灰渣浆池或刮板捞石子煤机内，然后由汽车外运或同灰渣浆一起输送至灰场。系统优点：自动化程度较高;石子煤在密封管道内输送，运行过程对外界上无污染。该系统出力大，适用于石子煤量大的电厂。缺点是：耗水量较大;水力喷射器效率低、能耗大;输送管阀磨损较快、检修维护工作量较大。输送系统复杂，调整磨合期长，输送距离短，收集斗的大块堵塞，泵阀的污水泄漏等情况难以避免。由于循环水质与石子煤中煤粉含量有关，水池中会有煤泥沉积，可送往煤场处理但泵送系统距离长很难保证正常、又会增加耗水，如就地捞取又会污染环境。该系统耗水量约为20m3/h，耗电量约为150KW。

1.5气力输送石子煤系统

气力输送石子煤系统国内仅少数电厂使用。气力输送又分为负压输送和正压输送两种方式。该系统的优点：自动化程度较高。缺点：系统复杂，系统及设备目前还不成熟，管道磨损较严重，输送距离较短（实际应用在100m以内），初投资很高，性价比较低。该系统耗电量约为242KW。

2 煤源及石子煤情况

为了充分做好××新建电厂的石子煤设备技术选型工作，针对石子煤系统设备进行了解，對附件几家投运的电厂关于石子煤系统设备选型情况进行调研，以及相关电厂用煤源相近电厂的石子煤含量情况的了解。

××新建电厂所供煤源的石子煤含量做了相关实验，煤矿相关技术人员在试验全程参与中，针对煤矿向××新建电厂提供成品煤，随机从三个原煤筒仓中，抽出了2组按校核煤种发热量暂定4300大卡-4500大卡;粒径小于50mm;全硫低于0.7，最大极限不超过1.0的原煤。针对石子煤的含量进行筛选分析计算。第一组数据石子煤含量为1.3%，第二组数据石子煤含量为1.5%。与煤矿技术人员了解到这两组数据是正常情况下产生的石子煤含量，开采条件、地质变化情况等石子煤最大含量是为2%-3%。

3 设备选型

××新建电厂技术人员和设计院通过对本地区已运行石子煤系统电厂的调研，结合本地区的煤种和石子煤量的情况，实地考察和参观了采用连续机械输送的方案，即石子煤经排石子煤斗、埋刮板输送机、斗式提升机送至石子煤仓贮存，参观了已运行电厂的实际运行情况。技术人员认为该系统是可靠的，投运后节省了叉车转运的时间，节省了叉车司机的人力成本，提高了电厂的自动化程度，也大大改善了煤仓间区域的环境情况（尤其改善了锅炉房零米冬季防冻措施）。

经过对选型方案的多方讨论，××新建电厂实施阶段最终确定方案为：石子煤处理系统采用连续机械输送方案，即石子煤经排石子煤斗、埋刮板输送机、斗式提升机送至石子煤仓贮存。

4 机械输送方案

石子煤系统机械输送方案，即排石子煤斗、埋刮板输送机、斗式提升机提升、石子煤仓储存的方式，真正的实现远程自动化，自动监控，自动排放，自动转运，并可根据石子煤量自动调节出力，有效节能，全封闭运行，绝对避免现场扬尘，污染，符合当前电厂的文明生产需要。

每台炉设6台中速磨煤机，5运1备，每台磨煤机配1个固定石子煤斗，磨煤机排出的石子煤暂存在石子煤斗中。石子煤斗的进出口均设气动关断阀，两道气动关断阀不允许同时打开。正常情况下，上部关断阀打开，石子煤直接排入石子煤斗。当石子煤斗装满需要排放时，上部关断阀关闭，打开石子煤斗的出口关断阀，将石子煤通过落料管管道统一输送至埋刮板输送机上，再由埋刮板输送机输送至斗式提升机，从而提升至石子煤仓贮存。事故情况下，石子煤从石子煤斗侧面的事故排石子煤口排出，由石子煤小推车拉走。

石子煤系统机械输送全自动运行，无人工费;磨煤机排料自动控制，排放周期可调，可做到及时排料，磨煤机及料斗无堵料现象，防止石子煤自然，减少了检修成本;磨煤机石子煤排放顺畅，没有堵料现象，降低了磨煤机负荷，节约运行费用;同时降低磨煤机磨损，延长了检修周期，降低检修成本;以上节约费用可在5年内收回设备投入成本。

5 结语

通过大量的调研煤源情况以及石子煤的含量，结合石子煤系统目前运行方式的实际情况，该电厂经过多次的讨论，石子煤设备选型采用机械输送方式，该设备运行方式在火电行业虽不在最理想的，根据煤源的情况是比较合适的，整体上节省了叉车司机的人力成本，提高了电厂的自动化程度，也大大改善了锅炉煤仓间区域的环境情况，为职工提供了健康的工作环境，为以后新建和改造的机组对设备选型提供了丰富的经验。

参考文献：

[1]李凌月、徐波、苏靖程、薛方明.燃煤电厂磨煤机石子煤高效分离回收技术研究及应用[J].《山东化工》2019，48卷

[2]张森.浅议火力发电厂石子煤收集系统[C].《发电技术》2007，161期