火电厂掺烧劣质煤泥的探讨和应用

火电厂掺烧劣质煤泥的探讨和应用

陈芳

大唐巩义发电有限责任公司

摘要：随着煤碳市场供需关系的变化和节能降耗需求的推动，许多火电厂开始选择掺烧劣质煤和煤泥来发电。然而，这种做法却对发电厂的输煤、制粉和锅炉系统带来了一系列问题，例如堵塞、磨损和冲击。这些问题不仅增加了能源消耗，也影响了全厂的运行经济性和运营成本。为了解决这些问题，对输煤系统的筛分和除杂设备需要进行改造。通过改造，可以提升输煤系统的掺烧量，并降低能耗。这不仅可以确保输煤和制粉系统的安全运行，还可以提高其节能性。

关键词：掺烧；降耗；抛物线滚轴；筛钩齿除杂设备；多级；除杂

1掺烧劣质煤对系统造成的影响

近年来，随着煤炭市场行情的变化和火电厂节能降耗、降低成本的需求，火电厂越来越倾向于使用劣质煤来供应燃料。然而，这些劣质煤含有大量杂质，可能会对输煤系统和锅炉制粉系统的安全经济稳定运行造成影响。
 某火电厂每年平均需要消耗320万吨的煤炭，煤量庞大，对进厂煤的特点要求也比较高。其次，进场煤源和煤种的多样性较高，通常会有20种到45种不同的煤种进行掺烧。由于这些劣质煤的特殊性，煤中掺杂了各种杂质，如矸石、大块和纤维质杂物，而这些杂质可能会对系统的正常运行产生一定的影响。进厂煤的粒度也存在一定问题，大部分进厂煤是未经过筛分的原煤，粒度在1mm至300mm之间。这种较大的粒度可能会造成输煤系统的堵塞和故障，进一步影响火电厂的运行效率。选煤厂常常会产生煤泥，煤泥是选煤过程中的副产品，具有高水分、高粘性和低热值特性。当这些煤泥被掺入到劣质煤中时，会导致燃烧过程中温度不均匀和燃烧效率下降。。

劣质煤的质量问题对输煤系统和制粉系统都会造成严重影响。首先，劣质煤中含有许多纤维质杂物，这些杂物会导致筛分除杂设备堵塞，影响设备的正常工作。此外，劣质煤中还包含有大块煤和矸石，这会加速设备的磨损，影响其使用寿命。同时，如果掺入煤泥进行燃烧，会造成输煤制粉系统堵塞的问题，导致输煤破碎率降低，使得入炉煤的采样代表性产生偏差。
  其次，劣质煤对制粉系统的影响也非常显著。由于劣质煤中纤维质杂物的存在，会导致分离器调节挡板和回粉管的堵塞，从而降低分离效果。这会导致炉渣含碳量的增加，进一步影响锅炉的经济运行。为了应对这个问题，需要频繁清理分离器和停运磨煤机，这不仅增加了运行和检修的工作量，也增加了发电的成本。
  最后，劣质煤还会导致炉渣中含有明显的大碳粒，使炉渣的含碳量升高。同时，劣质煤燃烧产生的飞灰也含有更多的碳，这会降低锅炉的运行经济性。由于劣质煤的质量不好，使得燃烧产生的废弃物的利用价值降低，增加了废弃物的处理成本。

2筛分除杂设备效率分析

原齿板式除杂物机和概率筛在除杂效果上存在一些问题。首先，原齿板式除杂物机的除杂效果较差，主要原因是其齿板的工作面较长，导致杂物分离速度较慢，很容易让杂物跟煤流一起进入下一级的皮带。这种情况下，除杂的效率就大大降低了。
  其次，概率筛在筛分效果上也存在一些问题。主要原因是筛条的水平布置，以及筛面激振装置引起的振动，会使得物料周期性地向前跳动。这样一来，小颗粒很容易通过筛孔落到下一层筛面上，而无法被筛出。此外，由于筛条的长度较长，杂物在筛面上通过的速度较慢，从而导致筛透率降低。同时，筛面的条形布置也会导致纤维质线性杂物很容易挂在筛条上，无法及时排除，进而造成筛面堵塞的问题。

3筛分除杂设备结构选型比较

3.1除杂设备比较

除杂物机是煤矿生产过程中常见的设备，用于去除煤炭中的杂物，提高煤炭的质量。然而，不同类型的除杂物机都存在一些缺点。
  首先，大木器式除杂物机存在多级分离交叉运行的问题，这样容易使大块杂物进入皮带，从而降低了除杂效果。
  其次，振动除杂物机在煤中存在线性缠绕物且湿润的情况下容易堆积，导致筛孔堵塞，从而失去了除杂的作用。
  再次，滚轴式除杂物机存在一些问题。落料点部位的滚轴容易被大块物料卡死，导致跳闸，从而影响了生产流程。此外，筛轴上的麻绳、破布等缠绕物很难清理，这也影响了除杂效果。
  然而，钩齿式除杂物机却具有一些优点。首先，在处理块状杂物时，它能够达到92%以上的分离效率，而且不会造成煤堵塞的问题。其次，在处理线性缠绕物时，它的分拣效率可达到90%以上。

3.2筛分设备比较

振动筛是一种常见的筛分设备，它利用振动电机作为振动源，通过将物料在筛网上抛起，向前进行直线运动来进行筛分。然而，振动筛的筛分效率较低，出力偏小，并且容易受煤质变化的影响，频繁堵塞，这些都是它的缺点。
  概率筛是一种利用概率筛分原理的设备。它的筛面依靠激振装置进行直线振动，以加快筛分速度，使物料筛分所需的时间仅为振动筛的1/3～1/20。然而，概率筛在煤中线性缠绕物较多且煤湿时容易造成堆积，筛透率较低，这是它的缺点。
  滚轴筛采用平行排列的筛轴向同一方向转动，使煤沿筛面向前运动，从而分离杂物，筛片通常采用梅花型或多瓣型。当煤质较好时，滚轴筛设备可以稳定运行，筛分效率在85%以上。然而，滚轴筛在煤质较差的情况下存在一些缺陷，例如易卡石块、易缠杂物、筛孔易堵塞等问题。这些缺陷受煤质变化的影响较大，并且难以解决，一直困扰着滚轴筛的稳定运行。

  抛物线型滚轴筛是一种具有创新性的筛分设备，它由套在按变倾角布置的数根并列轴上的筛片构成，这些轴做同向等速旋转，形成一个滚动的筛面。当物料在此筛面上流动时，筛分效率显著提高，并且解决了传统滚轴筛易堵、卡、缠绕等问题。

4筛分除杂设备改造方案

改进方案的特点包括采用钩齿式除杂设备、变频器控制旋转速度、升级为抛物线型滚轴筛等。钩齿式除杂设备具有旋转钩齿滚筒和六排钩齿组，钩齿间距根据煤种特性设定，并能自动清除钩齿杂物。同时，通过变频器控制旋转速度，能够适应煤量和煤种变化。筛分设备改进方案将筛分设备升级为抛物线型滚轴筛，并改进了防卡塞问题。采用聚脂弹性基座的筛轴能够防止石块在相邻筛片之间卡塞。采用耐磨板处理的筛片能够通过煤流冲击清除挂在筛片上的杂物。刮板配刀刃倾斜布置在轴上，采用柔性基座的筛轴具有防堵措施。筛片抛物线式布置不易粘煤，适用于煤泥掺烧工作开展，并且筛轴出口具有防积煤设施，具有自清功能。防漏粉方案采用橡胶碗密封和防卡装置结合实现筛轴与机体相接处的密封，轴承座采用骨架密封和机械迷宫双重密封，有效杜绝漏粉。

5筛分除杂设备改造实施

首先，在上煤线方面，进行了杂物除去机的改造。改造后，每天处理的杂物数量从0.3-0.5吨，大幅度增加到了6-12吨。这使得进入煤仓中的杂物大大减少，提高了煤炭的纯度和质量。
  其次，对堆煤线上的除大块机也进行了改造。通过改造，在煤场下级皮带增加了除杂设备，实现了多级除杂的效果。这不仅可以除去大块杂物，还能有效地去除其他杂物。这项改造工作使得煤场的杂物处理更加全面和高效。
  最后，对筛分设备进行了改造。将原振动概率筛改为抛物线型滚轴筛，这一改变不仅改变了筛分设备的类型，也改变了其结构。这种新型筛分设备具有更高的筛分效率和更好的除杂效果，可以提高煤炭的质量和纯度。

6结束语

通过技术创新和改造，我们成功解决了通用火电厂输煤系统筛分除杂设备存在的问题。改造后的设备提高了输煤系统的适应能力和掺烧能力，同时提高了人炉煤采样的代表性。多级钩齿除杂物机和抛物线型滚轴筛适应了矿点、煤种、煤质复杂的电厂的需求，为节能降耗奠定了基础。多煤种掺烧实践满足了煤炭市场变化的需求，通过创新思维模式提高了掺烧价值的最大化。这些改进措施不仅提高了火电厂的运行效率和燃烧效率，还对环境保护起到了积极的作用。

参考文献

[1]魏志浩,李一可,赵旭等. W火焰锅炉劣质煤掺烧优化调整分析 [J]. 山东电力高等专科学校学报, 2023, 26 (05): 45-47+53.

[2]王杜佳,杨章宁,冉燊铭等. 劣质煤低负荷稳燃技术数值计算研究及应用 [J]. 洁净煤技术, 2023, 29 (S2): 181-187.

[3]孔维鑫,吕毅,代亮亮. 600MW超临界“W”火焰锅炉劣质煤稳燃技术探究 [J]. 云南水力发电, 2023, 39 (06): 117-123.