国华台山电厂输煤系统工艺流程优化及完善

柴向东 张孟昆 程通京

（神华广东国华粤电台山发电有限公司 广东台山 529228）

0 引言

广东国华台山火力发电厂位于珠江口以西60 km（直线距离）沿海的铜鼓湾上，属台山市田头镇铜鼓村，三面环山，南面临海，每年5 月至10 月是雨季及台风季节。

电厂发电机组分两期建设，一期5×600 MW 机组于2003—2006 年相继投产，二期2×1 000 MW 机组于2011 年投产。 输煤系统分三期建设， 一期输煤系统是配套一期5×600 MW 机组建成的，二期输煤系统是配套二期2×1 000 MW 机组建设完成的，三期输煤系统是由于环保要求配套二期2×1 000 MW 机组而建设的圆形封闭煤场系统。 三期输煤系统全部建设完成后，一期5×600 MW 机组是由一期露天煤场系统供煤，二期2×1 000 MW 机组是由二期露天煤场系统和圆形封闭煤场系统供煤。

1 国华台山电厂输煤系统存在的问题

1.1 一期机组在雨季期间上干煤不足

台山电厂地处南海之滨，每年5 月至10 月是雨季，一期5×600 MW 机组是由一期露天煤场系统供煤。该露天煤场配套有一个干煤棚，干煤棚存煤量约6 万t。 由于发电机组对于燃煤有水分要求，雨季期间，一期机组燃煤主要由一期露天煤场干煤棚取煤设备供应。 由于干煤棚存煤量的限制，若下雨天气持续时间长或干煤棚取煤设备存在故障， 则一期机组干煤供应会受到影响，进而影响机组运行的稳定性。 由于输煤系统工艺流程布置的影响， 二期露天煤场配套的干煤棚干煤和三期圆形封闭煤场干煤无法由相应取煤设备供应给一期机组。

1.2 一期机组在台风期间存在断煤风险

根据台山电厂台风期间设备运行的有关要求， 当风速达到或超过13 m/s 时，露天煤场取煤设备斗轮机必须停止运行。当一期机组原煤仓煤位降低至需要马上供煤时， 若此时风速仍然大于13 m/s，取煤设备斗轮机仍然不具备运行条件时，机组便存在断煤的风险。 当原煤仓燃煤燃用完毕且仍然不能及时供煤，机组便只能停机。 三期圆形封闭煤场的取煤设备刮板机由于处于封闭环境，其运行条件不受台风期间风速的影响，但是受限于输煤系统工艺流程的布置， 圆形封闭煤场取煤设备不能给一期机组供煤。

1.3 输煤系统供煤方式缺乏灵活性

三期输煤系统是配套二期2×1 000 MW 机组而建设，所以二、三期输煤系统是连通的，但是一期输煤系统是独立存在，和二、三期输煤系统没有连通性，这就导致一期输煤系统在供煤方式上缺乏灵活性。 由于环保要求越来越严格，发电机组对燃煤的煤质要求越来越高，受一期煤场在储煤量、封闭性等方面的局限， 有时一期煤场储存的燃煤在煤质上不能满足一期5×600 MW 机组的要求。 但是受限于输煤系统工艺流程的布置， 二期煤场和三期圆形封闭煤场的燃煤无法给一期机组供应。

1.4 煤场经济节能调度存在弊端

为了防止燃煤的热值损耗，减少煤场的经济损失，储煤场的燃煤要遵循先存先取、分层压实等原则，但是受限于输煤系统工艺流程的布置，煤场的经济节能调度存在很大弊端。 下面举例说明。

某年1 月份，临近农历新年，大量企业放假停止生产或降低生产量，社会用电量随之降低，台山电厂一期5×600 MW 机2 台停机备用、3 台运行， 二期2×1 000 MW 机组全部停机备用。 由于二期发电机组的停机，二期露天煤场和三期圆形封闭煤场储存的燃煤不能被取用燃烧， 而圆形封闭煤场的燃煤存在高温煤，若不及时被取用燃烧，则燃煤热值损耗增加，经济损失也会相应增加。 但是二期机组停机， 不能被及时取用燃烧，且受限于输煤系统工艺流程的布置，圆形封闭煤场的高温煤也不能给一期3 台运行的机组供煤， 不能及时取用的圆形封闭煤场高温煤随着温度增加， 热值损耗和经济损失随之增加， 煤场经济节能调度也因为受限于输煤系统工艺流程的布置而存在很大弊端。

2 输煤系统工艺流程优化

台山电厂输煤系统共设置有C0 至C23 带式输送机共计52 条，其大部分都是双路布置，个别是三路布置［1］，以A/B/C 来进行区分；共建设有21 个转运站，命名为T0-T20 转运站。 针对输煤系统工艺流程暴露出的问题， 台山电厂采取了2 个优化措施。

2.1 优化措施一

安装C13A 带式输送机三通装置和C13A 下C6C 带式输送机普通直线落煤管，以连通一、二期输煤系统A 路带式输送机。

2.1.1 确定实施位置

为了达到一、二期输煤系统相连通的目的，部门管理人员和设备责任人通过查阅输煤系统工艺流程图纸和现场实际考察， 确定T12 转运站作为输煤系统工艺流程优化的实施位置之一。

T12 转运站一楼布置有C6C、C14A/B 带式输送机，二楼布置有C13A/B 带式输送机，C6C 带式输送机属于一期输煤系统（C6C 带式输送机和一期输煤系统A 路带式输送机是连通的），C13A/B、C14A/B 带式输送机属于二期输煤系统。 该转运站是一、二期输煤系统汇集的区域，良好的地理位置使T12 转运站成为台山电厂输煤系统工艺流程优化最佳实施位置之一。

2.1.2 确定实施方案

T12 转运站C6C 带式输送机尾部导料槽上方建有一个落煤管预留口， 该预留口是二期输煤系统规划中C6D 带式输送机下C6C 落煤管的位置，C6D 带式输送机设计布置的位置在C13A 带式输送机旁边。 由于种种原因，C6D 带式输送机在二期输煤系统建设过程中被撤建，但是C6D 下C6C 带式输送机落煤管的预留口被建设完毕并保留至今。 利用上述落煤管预留口在此安装一条C13A 下C6C 带式输送机的落煤管和一套三通装置的实施方案通过项目立项、设计、设备选型、施工等过程予以实施。

2.1.3 存在的问题及处理方法

问题： 安装的C13A 下C6C 带式输送机落煤管属于普通直线落煤管， 由于现场安装位置的限制， 通过核算，C13A 下C6C 落煤管水平夹角在53°左右，不满足行业标准规定的“与水平面的倾斜角不宜小于60°，布置困难时允许不小于55°”的要求［2］，落煤管水平夹角的变小会导致带式输送机在额定出力（1600 t/h 输送量）下落煤管内发生堵煤现象。 （注：曲线落煤管对水平夹角要求不高，可低于55°，但是在措施实施时期，曲线落煤管技术还不成熟，应用程度不高，且造价高，是普通落煤管价格的3 倍左右，故当时未采用曲线落煤管技术。 ）

处理方法： 落煤管水平夹角的减小会增大输送物料和管壁之间的摩擦阻力，降低输送物料的下落速度，落煤管管壁粘煤现象会加剧，最终导致落煤管堵煤现象发生。 为了消除或降低落煤管堵煤现象发生的几率，采取的措施是：①本次安装的落煤管内部衬板采用不锈钢材质（一般衬板材质为高络合金，耐磨，但表面粗糙，摩擦系统高），不锈钢相对耐磨性差，但表面光滑，摩擦系统低，其有效降低了输送物料和管壁之间的摩擦阻力；②落煤管内部不加装锁气器挡板，以最大限度的减少燃煤在落煤管滑落时所受到的阻力； ③将落煤管内部四周管壁之间的90°夹角改为圆弧设计， 即在此处加装弧形衬板，以减少此处的粘煤量。

运行效果：带式输送机在额定出力运行过程中，该落煤管未出现堵煤现象，落煤管水平夹角的问题得到顺利解决。

2.1.4 实施亮点

本次优化措施实施的主要亮点是对普通落煤管的设计制造，打破常规，采用如下创新技术措施：①落煤管内部衬板采取不锈钢材质；②落煤管内部没有设置锁气器；③落煤管内部四周管壁采用圆弧设计方法。 上述打破常规的做法虽然也有弊端，但是在现实实际使用过程中还是利大于弊的。

综上所述，该输煤系统工艺流程优化措施一是可行的，并顺利投入了实际运行，一、二期输煤系统A 路带式输送机相连通的目标得以实现。

2.2 优化措施二

安装C14B 单侧犁式卸料器，延长C6B 带式输送机，安装C14B 下C6B 曲线落煤管，以连通一、二期输煤系统B 路带式输送机。

2.2.1 确定实施位置

如上所述，通过采取优化措施一实现了一、二期输煤系统A 路带式输送机相连通的目标，但是考虑到系统运行可靠性和灵活性、AB 路设备定期轮换运行及检修等因素，还需要将一、二期输煤系统B 路带式输送机实现连通。

后经查阅有关图纸和现场实际考察，确定将T5、T13 转运站作为输煤系统工艺流程优化的另一个实施位置。

T5 转运站一楼布置有C6A/B 带式输送机，T13 转运站一楼布置有C6A 带式输送机， 二楼布置有C15A/B 带式输送机，三楼布置有C6C、C14A/B 带式输送机，C6A/B/C 带式输送机属于一期输煤系统，C14A/B、C15A/B 带式输送机属于二期输煤系统。 属于一期输煤系统的T5 转运站和属于二期输煤系统的T13 转运站是相邻的，两者之间相距约10 m，故T5/T13 转运站是一、二期输煤系统另外一个接近汇集的区域，此区域成为台山电厂输煤系统工艺流程优化实施的第二个位置。

2.2.2 确定实施方案

作为工艺流程优化实施位置的T5/T13 转运站， 相对于另一个优化实施位置T12 转运站，其劣势非常明显，既没有基建时期留下的落煤管预留口，而且该区域设备设施布置复杂、紧凑，实施空间非常狭小。

经过台山电厂和设计院有关人员多次到现场实际考察，召开多次研讨会，初步确定了4 个连通一、二期输煤系统B 路带式输送机的方案。

（1）方案一：拆除T5 和T13 转运站的两堵隔离墙，延长C6B 带式输送机约24 m 至T13 转运站， 拆除C14B 下C15A落煤管，安装C14B 下C6B 落煤管。

（2）方案二：拆除T5 和T13 转运站的两堵隔离墙，延长C6B 带式输送机约26 m 至T13 转运站， 拆除C14B 下C15B落煤管，安装C14B 下C6B 落煤管；

（3）方案三：拆除T5 和T13 转运站的两堵隔离墙，延长C6B 带式输送机约5 m 至T5、T13 转运站之间的区域， 延长C14B 带式输送机约26 m 至T5、T13 转运站之间的区域，安装C14B 下C6B 落煤管。

（4）方案四：拆除T5 和T13 转运站的两堵隔离墙，延长C6B 带式输送机约31 m 至T13 转运站， 在C14B 带式输送机斜坡段安装单侧犁式卸料器，安装C14B 下C6B 落煤管。

由于T5、T13 转运站之间的区域是敞开式的，考虑到电厂所处的沿海位置和多雨多台风的季节因素， 该位置需要进行封闭处理。 上述四个方案都包含以上内容。

4 个方案初步确定以后， 电厂和设计院从方案的可行性、经济性、节能环保、施工等各方面进行了论证比较，最终确定了方案四作为连通一、 二期输煤系统B 路带式输送机的最佳实施方案。

2.2.3 存在的问题及处理方法

（1）存在的问题。 C14B 带式输送机在优化措施实施位置T13 转运站仅有5 m，也就是说犁式卸料器只能在此带式输送机5 m 的范围内进行安装， 且此5 m 段是斜坡段，5 m 段左边是C14A 带式输送机头部5 m 段， 两者间距1.2 m， 右边间距

0.3 m 处有一根转运站支撑立柱。 受制于安装空间位置太小，

在此狭小的空间安装双侧犁式卸料器的方案是不可行的，只能选择安装单侧犁式卸料器。 后经查阅有关技术资料和询问有关专家得知，单侧犁式卸料器的应用实例很少，安装在带式输送机斜坡段的单侧犁式卸料器的应用实例更少， 其大多安装在带式输送机水平段。

安装在带式输送机斜坡段的单侧犁式卸料器在运行过程中主要会出现漏煤和导致带式输送机胶带跑偏的问题。

如上文所述， 工艺流程优化措施二实施区域设备设施布置复杂、紧凑，空间非常狭小，主要设备设施安装完毕后，该区域已经没有了除尘设备的安装位置。 按照行业标准规定，“转运站、碎煤机室、煤仓（斗）及圆筒仓等扬尘点，应采用机械除尘、水喷雾降尘方式”［3］，除尘设备无法安装将会导致T13 转运站C6B 带式输送机延长段尾部粉尘大。

（2）处理方法。 针对单侧犁式卸料器的漏煤问题，电厂和厂家技术人员多次长时间在现场跟踪观察，查找原因，在卸料器主副犁的安装角度、主副犁和胶带的接触压力、卸料口的安装样式等方面进行了优化，漏煤问题得到了顺利解决。

针对单侧犁式卸料器在卸料过程中导致胶带跑偏的问题，在设计阶段，采取了在带式输送机上安装上、下强制纠偏器的设计思路， 卸料器投用后胶带未出现因单侧犁式卸料器而引起的跑偏问题。

针对现场无法安装除尘设备而导致的粉尘大问题， 在设计阶段， 采取了安装曲线落煤管+无动力导料槽+水喷淋的抑尘组合设备的设计思路， 设备投产后C6B 带式输送机延长段尾部粉尘大的问题也得到了解决。

2.2.4 实施亮点

（1）单侧犁式卸料器成功在带式输送机斜坡段位置安装应用，且未出现漏煤和跑偏等问题。

（2）曲线落煤管+无动力导料槽+水喷淋的抑尘组合设备在粉尘治理方面代替了除尘设备的作用。 安装输煤系统除尘设备，不仅节省了采购费用和后续的维护费用，而且为火力发电厂输煤系统粉尘治理方面提供了宝贵经验。

综上所述，该输煤系统工艺流程优化措施二是可行的，并顺利投入了实际运行，一、二期输煤系统B 路带式输送机相连通的目标得以实现。

3 经验分享

在台山电厂输煤系统工艺流程优化过程中， 有些做法打破了常规，如C13A 下C6C 落煤管的角度、衬板设计及取消锁气器的做法， 单侧犁式卸料器在带式输送机斜坡段的成功应用， 还有曲线落煤管+无动力导料槽+水喷淋的抑尘组合设备代替除尘设备的作用并取消除尘设备安装的方案， 这些都为火电厂输煤系统的设计和建设提供了宝贵经验。

4 结论

本文从国华台山电厂输煤系统工艺流程存在的问题出发，以保证机组供煤安全、降低机组经济性损失、提高煤场经济节能调度水平、增加系统供煤方式灵活性为目标，介绍了台山电厂输煤系统的现状和系统工艺流程优化情况， 并取得了良好的效果。 目前台山电厂输煤系统运行良好，各项指标均达到优良，能完全适应机组供煤要求，其工艺流程优化的措施和经验以供同行们探讨、参考。