宿州钱营孜电厂煤泥输送系统设计与运行研究

发表时间:2020/12/31   来源:《中国电业》2020年第22期   作者:樊宁 洪强
[导读] 宿州钱营孜电厂煤泥输送系统结合汽车运输进厂和煤泥水稀相进厂方式建设一个煤泥泵房,本文简单介绍了该项目煤泥输送
        樊宁 洪强
        中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司,上海市,200063
        摘要:宿州钱营孜电厂煤泥输送系统结合汽车运输进厂和煤泥水稀相进厂方式建设一个煤泥泵房,本文简单介绍了该项目煤泥输送系统设计及运行情况。
        关键词: 煤泥输送系统  设计  运行
        1.工程概况
        宿州钱营孜电厂位于钱营孜煤矿工业广场北部,宿州市西南方向,主要利用矿区选煤厂产生的低热值煤进行燃烧综合利用。
本工程新建2×350MW(CFB)级燃煤热电机组,三大主机均为上海电气生产。同步配套建设烟气脱硫、烟气脱硝设施。煤源全部由皖北煤电集团供应,分别来自钱营孜、祁东、任楼、五沟等4处煤矿及其对应的洗煤厂。本工程#1、#2于2018年4、8月正式投产,煤泥系统于2019年3月正式投运。
        2.设计原始资料
        为方便区分,本文中把除煤泥之外的其他煤种统称为块煤,仅用于与煤泥区分,不代表一般意义上的块煤。整个输煤系统分为块煤系统和煤泥系统。
        2.1  煤源
        本工程煤源全部由皖北煤电集团供应,块煤均来自钱营孜煤矿及洗煤厂,采用带式输送机进电厂,不考虑其他煤矿及洗煤厂来块煤。
煤泥供应点有2处,分别为:
        1)钱营孜煤矿选煤厂煤泥。改造选煤厂浓缩车间的煤泥浆输送泵,敷设新的管道将煤泥浆输送至电厂内新建的煤泥泵房。
        2)外来选煤厂的煤泥,均委托社会汽车运输进电厂,此部分煤泥主要来自钱营孜矿周围50km之内的祁东、任楼、五沟煤矿配套的选煤厂。
        2.2  锅炉耗煤量
        本期工程耗煤量见下表
       
        备注:1) 日耗煤量按照机组每天运行20小时计,年运行小时数按照5500小时计;
        2)设计煤种和校核煤种块煤与煤泥均按照72:28混合。
        3.目前国内的常规的煤泥进厂型式和总体布置方案
        目前国内根据洗煤厂分布、与电厂距离以及煤泥堆放场地等条件,有以下几种常规的煤泥进厂型式和总体布置方案:
        1)洗煤厂→脱水煤泥皮带机输送进厂→煤泥泵送系统→炉膛;
        2)洗煤厂→脱水煤泥汽车运输进厂→煤泥泵送系统→炉膛;
其中汽车运煤进厂地上布置煤泥棚(采用铲车+刮板输送机等)或半地下布置煤泥棚(采用桥抓)等各种不同布置形式。
        3)洗煤厂→煤泥水管道进厂→脱水系统(压滤系统)→煤泥泵送系统→炉膛。
        由于钱营孜电厂有汽车运输和煤泥水稀相进厂两种方式,因此本工程结合2)、3)方案统一建设了一个煤泥泵房。整个煤泥泵房在保证各功能的基础上做到占地最小,投资最省。
        4. 本工程煤泥输送系统简介
        本工程建设一座58m×40m的压滤车间和煤泥泵房,其中包含煤泥堆场、压滤系统和煤泥泵系统。
        本工程新建专门用于堆放煤泥的堆场,煤泥堆场容量按照不小于2台机组燃用3天的量设计,共约8000t。外来选煤厂的煤泥,均委托社会汽车运输进电厂,卸入煤泥储存场内,通过桥式抓斗起重机卸入煤泥输送系统前端的接料仓内,接料仓把煤泥送到预处理设备内膏浆制备和除杂处理后,进入煤泥输送系统的储料仓内,用煤泥泵并通过输送管道,把煤泥从煤泥泵房输送到锅炉,通过锅炉顶部立式给料机进入锅炉燃烧。两台锅炉共配置4座煤泥储料仓,储料仓容积为250m3,满足单台锅炉8小时的煤泥消耗量要求,每座煤泥储料仓底部配置2台膏体泵,2台炉共设置8台膏体泵,每台膏体泵出力30t/h,最大出口压力为8Mpa,煤泥泵出口煤泥水分25~30%。
        钱营孜煤矿选煤厂煤泥,通过改造选煤厂浓缩车间的煤泥浆底流泵,敷设新的管道将煤泥浆输送至电厂内新建的煤泥泵房,原有100ZJ-I-A42型底流泵拆除,换为100ZJ-I-A50型底流泵,泵参数为Q=150m3/h、H=60m、N=75kW,煤泥水输送管道(2根DN200,一用一备)及电厂压滤后的回水管道(1根DN200)设至厂区围墙处,该部分由煤炭工业合肥设计研究院设计。
        当煤泥水稀相(现场实测浓度约为10%~20%,部分时候可达25%左右)进厂时,可通过压滤系统将煤泥水压滤为含水率为20~28%的煤泥,再通过压滤机下方的接卸设备直接进入煤泥储料仓输送或进入煤泥场堆放。本工程配置4台压滤机,每台压滤机含搅拌桶、隔膜泵及空压机系统,每台压滤机过滤面积不小于230m2,每台压滤机处理量约为20~30t/h(压滤成品)。在压滤机下方考虑设置7台刮板输送机,4台作为接料刮板机,接料后汇集至收集刮板机和转载刮板机,可通过事故刮板机运至煤泥堆场。也可直接通过转载刮板机下方的接料仓(带螺旋给料机)送至煤泥储料仓输送至煤泥泵系统。
5. 本工程煤泥输送系统主要设备技术参数
        5.1压滤机(4台)
压滤面积        231 m2
滤板尺寸        1820x1820 mm
滤室数量        40个
        5.2抓斗桥式起重机
        综合处理能力        240 t/h
        斗容                8 m3
        总用电功率        220 kW
5.3膏体泵(8台)
        泵出口最大压力    8 MPa
        给料能力            30 m3/h
6.压滤机简介
        本工程采用板框压滤机,整套压滤机包括压滤机本体、搅拌桶、隔膜泵、滤液桶及吹风系统(空压机及储气罐)等。
        整个压滤流程包括以下过程:
        滤板压紧过程,压滤过程,一次吹风过程,挤压过程,隔膜压榨过程,二次吹风过程,卸饼过程
7.现场运行情况及存在问题
        1)目前现场运行情况良好,锅炉煤泥掺烧比例基本在30%左右,电厂将根据锅炉燃烧情况逐步提高掺烧煤泥量。由于两台机组负荷量较低,仅为50%左右,2台炉日耗煤泥量约为1000~1200t,最大达到1800t~2000t。
        2)压滤机设计工况为10~15分钟一个循环,一个小时压滤煤泥量约5.2m3,一小时4~6循环。但目前实际运行一小时仅两个循环,极端情况下一个小时仅一个循环。导致无法充分消耗钱营孜矿洗煤厂煤泥水。
        压滤机设计来料浓度应为30%~40%,而实际煤泥水浓度仅为10%~20%,因此单次压滤时间增加,单台压滤机出力仅为10~15t/h。同时电厂反馈钱营孜煤矿选煤厂浓缩车间底流泵压头和电机选型偏小,一旦煤泥水浓度偏高,便存在跳机情况。由于煤泥的特殊性,管道上即使设有流量计和密度计,也无法有效测量,矿来煤泥水浓度变化大,较难解决,对压滤机影响较大。
        煤泥泵房内,电厂在搅拌桶内添加聚合氯化铝,减少同等压滤时间的出料煤泥水分。目前压滤机基本按1个小时2个循环运行。
        3)煤泥输送系统根据现场运行反馈,存在下列问题:
        a、煤泥系统接料仓偏小,抓斗抓煤泥容易洒到仓外污染设备和地面;
        b、汽车来煤泥含杂质量较高,容易损坏设备,目前电厂只能在采购煤泥时要求尽可能控制杂质;
        c、振动筛筛网较小,煤泥容易堵塞;
        d、储料仓滑架密封不严,现场容易漏煤泥,煤泥漏到滑架传感器上造成频繁报故障。
        e、煤泥管路进锅炉房区域支撑点少,振动较大,电厂通过增加支吊点基本解决。
8.结论
        本工程属EPC工程,我们在满足实际需要的情况,优化了煤泥泵房大小及各层层高,布置较为紧凑,投运后现场运行情况也基本良好,业主方也比较满意。通过本工程的设计及运行情况的经验教训,在以后的工程项目或改造项目中做一个参考和借鉴。
【作者简介】樊宁(1989—),男,民族:汉族,陕西宝鸡,学历:硕士,工程师,研究方向:电厂运煤除灰专业及物料与固废处理设计,电厂数字化及BIM设计。
【作者简介】洪强(1980—),男,民族:汉族,浙江磐安,学历:本科,高级工程师,研究方向:电厂运煤除灰专业及物料与固废处理设计。
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