煤泥的利用.doc

煤泥的分类与利用方式常见的几种煤泥类型煤泥泛指煤粉含水形成的半固体物,是煤炭生产过程中的一种产品,根据品种的不同和形成机理的不同,其性质差别非常大,可利用性也有较大差别,大致有如下几种类型。 1.1炼焦煤选煤厂的浮选尾煤 这类煤泥在国外,一般是一种废弃物,其性质与洗选矸石或中煤类似。因煤质不同,浮选煤泥的品质有较大差别,如淮南的气煤,浮选工艺的抽出率只有30% 40%,这种煤泥灰分比较低,煤质与洗中煤比较接近;平顶山的煤是肥煤或1/3焦,浮选精煤的抽出率可达70%80%,浮选尾煤的灰分就较高,煤质与洗选矸石接近。 根据煤泥回收工艺的不同,煤泥的物理性质差别较大。如用压滤机回收的煤泥,其颗粒分布比较均匀,它的粘性、持水性都比较弱,利于降低水分。例如平顶山八矿选煤厂的压滤煤泥,在旱季堆放接近半年以后,抓斗抓起时出现扬尘,总含水率已接近10%;另一种是煤泥沉淀池或尾矿场,根据固体颗粒在水中自然沉淀的原理,实现固液分离而产出的煤泥。这种工艺有粒度分级的功能,粗颗粒易沉淀,大都集中在煤泥水入口附近,细颗粒在中间位置,极细颗粒在末端。末端煤泥具有高粘性和高持水性,类似江米团,又细又软,晾晒几个月,表面似已干燥,内部含水率几乎不降,这种煤泥是最难处理的。 1.2煤水混合物产出的煤泥 如动力煤洗煤厂的洗选煤泥、煤炭水力输送后产出的煤泥,这种煤泥有的比原煤质量都好,数量少时常常掺到成品煤中。数量多了,掺掉的只是少数,可能有大量的优质煤泥产出,除要妥善处理外,还会对煤矿的经济效益产生不良影响。 1.3矿井排水夹带的煤泥、矸石山浇水冲刷下来的煤泥 这些煤泥收集起来都属于煤矿的脏杂煤泥,其特点是数量不多,质量不稳定,但一般都比浮选尾煤质量好。煤泥的利用方式：由于煤泥具有高水分、高粘性、高持水性和低热值等诸多不利条件，很难实现工业应用，长期被电力用户拒之门外，以民用地销为主要出路。改革开放以来，国民经济有了迅猛的发展，煤炭产量已跃居世界首位，市场形势也发生了很大变化。煤炭加工的深度和广度都在快速发展，煤泥的产量明显上升，煤泥的综合利用已成为迫切需要解决的问题。综合利用的煤泥含水率愈低愈好，煤泥流态化燃烧或煤泥水煤浆燃烧时，水在燃烧过程中没有化学反应，仅起物理变化，参加燃烧过程的水有如下不利作用。 1)常温的水成为150 烟气排放，带走一批热量，造成无益的热损失。 2)水的增加，引起烟气量的增加，导致锅炉炉膛及烟道截面与锅炉钢耗的增加，同时，引风机的功率要增加，导致基建投资建设和运行费的增加。 3)燃料水分的增加引起烟气酸露点的提高，增加了尾部受热面低温腐蚀的强度。煤泥的等级目前煤泥燃料方式，按含水率高低来划分，大致有3个等级： 1)煤泥水煤浆燃烧，含水率高达40%左右，煤泥本身热值就不高，又加了那么多的水，使得它的热利用价值损失很大，只适宜于对热利用率要求不高的情况下，对质量较优的煤泥的小规模使用。 2）利用国产设备，将煤泥挤入流化床锅炉结团燃烧，煤泥含水率可降为 32%34% 左右，与煤泥水煤浆相比，水分降低近 10 个百分点，锅炉燃烧效率又很高，热能利用明显改善，已形成规模使用，是国内成规模使用的先例。但毕竟煤泥的含水仍在 30% 以上，水引起的热损失仍然是一个不小的数值，不能认为是一种理想的方式。 3）更低含水率煤泥的利用。将煤泥含水率降低到20%左右甚至更低于燃烧，这又比上一种方式降低含水率10多个百分点，效益是显然的。过去电力部门曾因煤泥进入备煤系统引起事故，一直拒绝燃用煤泥，主要是因为混入煤泥的含水率太高，又结成大团，产生问题。但是随着煤泥烘干机研制成功，这些问题也随之迎刃而解。这就说明，进一步降低煤泥水分再利用的可行性和现实性。洗煤厂煤泥的四大特点1、粒度细、微粒含量多，尤其是小于200目的微粒约占70%90%.2、持水性强，水分含量高。经圆盘真空过滤机脱水的煤泥含水一般在30%以上；折带式过滤机脱水的煤泥含水在26%29%;压滤机脱水的煤泥含水在20%24%.3、灰分含量高，发热量较低。按灰分及热值的高低可以把煤泥分成三类：低灰煤泥灰分为20%32%，热值为12.520MJ/kg;中灰煤泥灰分为30%55%，热值为8.412.5MJ/kg;高灰煤泥灰分55%,热值为3.56.3MJ/kg.4、黏性较大。由于煤泥中一般含有较多的黏土类矿物，加之水分含量较高，粒度组成细，所以大多数煤泥黏性大，有的还具有一定的流动性。由于这些特性，导致了煤泥的堆放、贮存和运输都比较困难。尤其在堆存时，其形态极不稳定，遇水即流失，风干即飞扬。结果不但浪费了宝贵的煤炭资源，而且造成了严重的环境污染，有时甚至制约了洗煤厂的正常生产，成为选煤厂一个较为棘手的问题。 南洋机械为解决洗煤企业煤泥处置难题，根据煤泥的上述特点研发设计出一种新型煤泥烘干机，该套煤泥烘干设备设计科学，结构合理，操作简单，处理量大，可以快速将煤泥烘干至混烧要求水平，规格从1.2m3m有多种型号现货，欢迎选煤厂、洗煤企业前来参观、交流。煤泥烘干的意义及煤泥烘干设备现状煤泥烘干的社会意义与经济效益煤泥烘干可将压滤机回收的细粒煤泥滤饼处理成粒度13mm，水分13的产品，使之增值为商品动力煤，可以单独销售或与中煤(混煤)掺配外销，达到高效益、大批量回收煤泥的目的，最终完善选煤工艺系统、实现由洗水闭路循环到煤泥全部回收利用的二次飞跃。该技术的实施具有明显的经济效益、社会效益及环境效益。 1.1 将选煤厂生产的煤泥产品调整为商品动力煤，可与原煤或中煤(混煤)掺配销售，使煤泥由选煤废弃物或副产品价格增值为商品动力煤价格，成为企业新的经济增长点； 1.2 解决因季节变化使煤泥销售不畅，或处置困难而影响生产的被动局面； 1.3 可最终完善选煤厂洗选工艺，实现由洗水闭路循环到煤泥全部回收利用的二次飞跃，解决煤泥产品露天堆放而造成矿区环境“遇水流失、遇风飞扬”的二次污染问题，环境效益显著； 1.4 将煤泥产品作为废弃物的选煤厂，从环保管理的角度，可减少废弃物占地面积，减少企业排污费，从而增加企业经济效益。 1.5煤水混合物产出的煤泥 如动力煤洗煤厂的洗选煤泥、煤炭水力输送后产出的煤泥,这种煤泥有的比原煤质量都好,数量少时常常掺到成品煤中。数量多了,掺掉的只是少数,可能有大量的优质煤泥产出,除要妥善处理外,还会对煤矿的经济效益产生不良影响。 1.6矿井排水夹带的煤泥、矸石山浇水冲刷下来的煤泥 这些煤泥收集起来都属于煤矿的脏杂煤泥,其特点是数量不多,质量不稳定,但一般都比浮选尾煤质量好。煤泥干燥技术设备现状目前，在我国煤泥烘干技术有两种比较成熟的技术途径：1、是煤泥滤饼碎干技术，2、是利用煤泥烘干机干燥煤泥技术。两种煤泥烘干技术各有利弊，不同的用户应根据煤泥的产量、煤泥的水分、粘度等情况做不同的选择。煤泥烘干机运行成本与利润分析报告 随着我们煤资源的日益溃泛，煤资源又不可再生，我国政府及全社会高度重视。通过洗煤厂精选后剩余煤泥的高效利用，是众多有眼光的投资者关注的焦点。 巩义市南洋机械厂在烘干、脱湿方面已有十多年的技术积累，依靠专业优势和科技创新精神，已成功研发生产出煤泥、泥煤、污泥、石膏等高湿高粘结类物料烘干设备与干燥设备，针对各地区不同性质的煤泥、泥煤、污泥有专业的配套设备与烘干工艺，干燥设备运行稳定，针对性强，操作简单，运行成本低，干燥效果非常显著。以含水分25%煤泥为例，烘干至1015%成品煤，每吨烘干后为0.88吨；目前煤泥的收购价格在200元/吨左右，烘干后每吨可售价450元左右。以投产一条日处理300吨的煤泥烘干机生产线，设备运行成本、利润分析如下：一、煤泥烘干机运行费用分析 1、员工，每班34人，两班工资：350元/天 2、用电：总功率52.5KW0.7=36.75KW，每小时用电36.75度，每天开机20个小时，计：735度0.9元/度=661.50元。 3、燃料：每烘干一吨煤泥约用标煤18Kg，按每吨标煤500元计，每天用煤5.4吨，计：2700元。 费用小计：3711.5元。二、煤泥烘干利润分析 1、每天购进煤泥300吨，烘干后成品煤264吨，按每吨售价400元，计：105600元。 2、煤泥每吨200元，第天购进300吨，计：6000元。 3、综合利润：105600600003711.50=41888.5元/天注：1、由于各地煤泥价格不同，成品煤价格也不同，当地工人工资、电价各有差异，请按当地市场价格核算。 2、煤泥烘干设备操作经验面授。煤泥采用管道输送的流变性试验大规模处理利用洗煤泥时，采用管道输送和其他形式的运输系统相比较，有着明显的优越性与可取之处。以下介绍洗煤泥管道输送的特性。煤泥是一种高浓度、高黏度的浆状物料，其水分一般在25%40%之间（即洗煤泥固体物含量60%75%），表观黏度在1Pas以上，甚至大到几千岶秒，因此流动性很差。另外洗煤泥是由粒径小于1mm的细颗粒组成，其中小于0.2mm的组分占质量的80%左右，成分主要是黏土、砂石、煤粉，这样的洗煤泥表现为持水性好，同时洗煤泥灰分含量高，一般在40%70%之间。流变特性试验表明，煤泥和洗煤泥属非牛顿流体，浙江大学对多种洗煤泥的流变性进行了测定，根据试验研究得到洗煤泥管道输送的以下结论：1、水分的影响1、在25%40%水分范围内，洗煤泥随水分增加，其流变性逐渐趋向于横坐标平行；屈服剪切应力了随之下降。水分增大，表观黏度下降，流动阴力相应减小。2、添加剂的影响1加入添加剂能明显减少流动阻力，加2%添加剂与相近水分的未加添加剂的永川洗煤泥相比较，其剪切应力可减少50%以上。2从加0.5%2%的添加剂量看，相同水分的洗煤泥，添加剂量增加一倍，剪切应力降低一半。3、流量的影响1即使在水分少时，随着剪切速率的增加，剪切应力的增量也会逐渐减小。这一特性表征了洗煤泥流量大到一定程度后，其流动阻力线性程度将大为改善，这对于管道输送方案的设计来说是一个有利特性。2当洗煤泥在泵压下克服剪切应力后，随流量的增大，其流变特性曲线的直线性程度逐渐转好，任何n值小于1的同一种水分洗煤泥，其流动阻力的增量都随流速的增大而减小。4、煤种的影响煤种特性、洗选工艺及生产要求等对洗煤泥流变特性有明显的影响。煤泥螺杆泵与管道输送给料系统工艺与技术特点螺杆泵与管道输送给料系统邢台矿务局东庞煤矿电厂和中国煤炭科学研究总院合作，在35t/h流化床锅炉上进行高水（含水分50%左右）、高灰（干基30%左右）煤泥浆掺烧试验，1996年12月通过部级鉴定。a、工艺流程洗煤厂的浮选尾煤由浓缩机浓缩，其底流（压滤机入料）分别用两台螺杆泵送至电厂深锥浓缩机。其浓度为48%左右的底流，除杂后送至两个搅拌池，搅拌后的特料用螺杆泵送到电厂锅炉燃烧。入炉的煤泥浆量1.55t/h，煤泥浆浓度47%50%，平均发热量1900kcal/kg，原选煤厂选煤工艺为浓缩机底流进入压滤机压滤成含水25%左右的滤饼，采用新工艺后省去了压滤机的费用。b、该泵送系统的技术特点煤泥不经压滤，泵送系统简单，洗煤泥制成高水高灰煤泥浆，流动特性好，不经雾化直接注入到流化床锅炉沸腾层内的燃烧。煤泥浆水分大，对锅炉热效率和锅炉整体受热面布置和受热面磨损有较大影响，容易收支平衡CO超标和排烟温度升高，燃烧调整要求高。对煤泥的成浆性和煤泥浆静态沉降稳定性有一定要求，适用范围窄，除杂要求较高，且螺杆泵容易磨损，检修工作量较大。如果与洗煤厂配套建设，可省去压滤机的建设投资.煤泥热电厂煤泥流化床锅炉应用实例东滩煤泥热电厂燃用东滩煤矿洗煤厂产生的煤泥。燃煤电厂设计规模1x12MW+2x15MW,配三台75t/h煤泥循环流化床锅炉，|煤泥烘干机|燃料根据全烧洗煤泥设计。东滩电厂于1997年12月1#炉投运到1998年10月形成三炉三机规模。东滩煤矿煤泥热电厂的RG-75/3.82M23型锅炉为浙江大学和无锡锅炉厂联合设计，无锡锅炉厂制造。该锅炉采用煤泥大粒度给料、异密度床料运行方式，通过放底渣调节料层高度，加炉内碰撞分离和中温旋风分离器将飞灰分离回燃以进一步提高燃烧效率和减少床砂损失。70%80%热风经水冷布风板进入床层，其余20%30%热风由布置在床层上部的二次风口送入炉膛形成二段燃烧，以降低NOx的排放。东滩煤矿煤泥热电厂75t/h煤泥循环流化床锅炉结构（1）锅炉规范：额定蒸发量75t/h，额定蒸汽温度450，额定蒸汽压力3.82MPa,给水温度150（2）燃料：设计燃料为东滩矿洗煤泥，应用基水分为25%.（3）锅炉结构简介：该锅炉为单锅筒，自然循环，集中下降管，形布置的洗煤泥循环流化床锅炉，适用于半露天布置。（4）锅炉燃烧系统锅炉采用异重流化床燃烧方式和低倍率分级分离循环返产的燃烧系统。该系统由炉膛、物料分离收集器和返料器三部分组成。炉膛由膜式水冷壁组成，|煤泥烘干设备|下部是小上大的方形流化燃烧段，亦称为密相区。底部为水冷布风板，布风板上布置有风帽，布风板下为一次风室。预热后的一次风经风帽小孔进入密相区，既使燃料开始燃烧，又将物料吹离布风板。二次风由床层上方的二次风口送入炉膛。运行中可以通过调节一、二次风的比例来控制燃烧。这样，既达到完全燃烧的目的，又可以控制SO2和NOx的生成和排放。另外，从一次风引出几支风管从前后墙（如播煤风管、播灰风管等）进入密相区，以便煤和返料灰均匀播撒到床料中去，同时加强了密相区下部的扰动。密相区上部为悬浮段，烟气携带物料继续燃烧，同时向炉膛四周放热。由于断面扩大，同时烟气经悬浮段碰撞炉顶防磨层，部分应用于物料返回密相区，烟气只携带细物料离开炉膛进入一级分离器。一级分离器为二排槽形分离器，设置于炉膛出口处，作为炉内分离装置。烟气通过一级槽形分离器时，物料中较粗的部分被分离出来，落入分离器下部的收集斗，返回炉膛循环再燃。经一级分离后的烟气携带较细的物料，经过过热器后进入二级分离器下排气方形旋风分离器，将细物料进一步分离和收集起来，通过U形返料器返回至密相区，断续循环燃烧。经二次分离后的烟气通过尾部烟道处的省煤器后进入飞灰分离装置，经再一次分离出粉尘后进入空气预热器，从而降低锅炉出口的排尘浓度。分离下来的粉尘从其下部的两个放灰口排出炉外。锅炉燃用煤泥时，采用不排渣的运行方式。锅炉燃用混煤或混合燃料时，燃烧后较粗的物料（炉渣）从布风板的两个放渣管放出，也可以接至冷渣器冷却后排出，可实现连续出渣。锅炉运行时可通过放渣调节料层高度。锅炉启动采用轻柴油床下点火。为防止水冷壁磨损，燃烧室密相区、炉顶及炉膛两侧水冷壁均敷设耐火防磨材料或喷镀镍基合金。布风板下一次风室为适应床下点火的需要，四周均敷设耐火防磨材料。水冷壁外侧四周沿高度方向装设了刚性梁，以增加水冷壁刚度和承受炉内压力波动的能力。为监视炉膛的运行工况，沿高度方向分几层布置了烟气温度和烟气压力测点。同时，在适当的位置装设了看火孔、检查门和防爆门等。东滩煤泥热电厂自投运以来，一直运行稳定，锅炉热效率实测值高于86%.煤泥输送给料技术的发展与应用从洗煤泥流化锅炉研究开始，到进入工业应用推广以来，洗煤泥炉前预处理、运输、上料、给料系统的设计，一直是一个值得深入研究的课题。此项技术的难度源于煤泥性状是一种介于固体与液体之间的一种浆状物，或称为两相流体，流变特性显示归类于非牛顿流体。我国许多水分在25%35%区间的洗煤泥呈现出屈服假塑性向宾汉流体转变的特性。因此，采用常规的输送和给料形式往往不能取得较为满意的效果，目前国内主要有两种形式：一种是采用皮带输送机和螺旋给料的传统机械方式，另一种是泵送系统。其中泵送系统又分为螺杆泵与管道输送给料和挤压泵与管道输送给料两种方式，这两种方式均在实际应用中取得一定的成功经验。但随着循环流化床锅炉的大型化和安全、高效运行要求不断提高，要求泵送系统适用范围广、运行稳定、维修量低、系统简单、可长距离输送和易于实现自动控制等，国内开发的泵送系统在此方面尚存在一定的局限性。煤泥传统皮带输送、给料系统20世纪80年代初期，洗煤泥流化床燃烧技术研究初期，浙江大学在实验开展了对洗煤泥运输技术的研究，最先在0.5MW流化床试验台上结合燃烧试验进行，经过反复试验研究，针对“六五”国家笠技攻关课题，“10t/h洗煤泥流化床锅炉”炉前系统设计要求，限于对洗煤泥运输技术的初步认识，1985年浙江大学等为课题设计，尝试完成了两套炉前系统。一套是采用传统机械方式的运输，上料给料系统；另一套是螺杆泵与管道输送上料，直接给料系统。从使用情况看，两套系统均存在一定的缺陷，后因锅炉超年限使用报停，系统没能继续使用下来。作为国家“七五”攻关项目，安装于兴隆庄煤泥热电厂的“35t/h洗煤泥流化床锅炉”在项目实施中稳妥起见，采用了皮带输送和螺旋给料的方式。皮带输送机和螺旋给料方式的工艺流程如下：洗煤厂压滤饼由贮煤泥场经装载设备堆入埋刮板机，埋刮板机分配给螺旋喂料机上，经几次围载送至锅炉厂房顶部。煤泥在厂房顶部经埋刮板机分配到各炉顶部的立式螺旋给料机。成型后送入炉内进行燃烧，给料量通过给料机的变频调速装置控制，该系统的最大输送能力为40t/h.从1991年投运到今的运行实践表明，该系统满足了锅炉燃烧的要求，系统设备常规化，成为我国洗煤泥锅炉炉前系统第一个长期运行系统，开创了洗煤泥锅炉前系统设计的一个成功先例。但从该设计技术本身看来，受到当时技术发展过程的局限，显然需要发展更为先进的炉前系统，以适应新形式的要求.三种煤泥泵的输送性能评比洗煤泥泵送性能比较洗煤厂经压滤脱水后的煤泥是一种高浓度、高黏度的膏状物料、水分最低可达25%，几乎没有流动性，即便在高浓度浆泵的入口负压下，也不能在直接吸入泵的作用下实现泵送，因此它的可泵性很差。国内外对输送该类性质的物料主要是采用容积式泵的形式，主要包括螺杆泵、柱塞泵（活塞泵）、挤压泵等，不同的场合，不同的要求，选择不同的泵送形式。对于煤泥，为满足其可泵送的要求，国内主要采用螺杆泵和特为洗煤泥输送而开发的挤压泵这两种形式，国外主要采用柱塞泵（活塞泵）的形式。对于螺杆泵需特别指出，浙江大学曾在10t/h流化床锅炉的洗煤泥炉前系统上进行过应用比较，在输送洗煤泥这类物料时，该方式存在着一个难以克服的缺陷，即系统的核心设备螺杆泵运行100多小时，泵压提不上去，从1.5MPa递减递减为0.40.5MPa，排量骤降。经检测发现，由于转子、定子的严重磨损，间隙增大，造成物料回流量增大，从而建立不起正常输送量所需的泵压，导致出力下降。如此短时间更换转子或定子几乎相当于一台泵的价值。另外从螺杆泵工作原理看，煤泥对定子、转子高压力下的强烈研磨，势必引起磨耗，客观地说，从根本上限制了该泵在该领域的应用前景（特别是煤泥水分比较低，如25%30%时，螺杆泵磨损严重）目前，挤压泵在国内中小容量流化床锅炉上应用广泛，由于燃烧要求尽量维持洗煤泥在床内的混合均匀，每个给料点给料量不宜过大，正常情况下不超过56t/h为好，具体就锅炉容量来讲，10t/h一个给料点，单烧煤泥的35t/h锅炉采用23个给料点为宜。因此，在所需泵压和输送量不大的情况下，挤压泵以其诸多的优点具有较高的性能价格比。而相比之下，活塞泵在此种场合下，实在是大马拉小车，缺乏经济性。但对于大型煤泥电厂和洗煤厂之间大容量长距离输运和给料，由于要求高泵压、大输送量、可靠性、自动化水平高，可直接输送洗煤厂低水分的压滤煤泥，对进一步提高锅炉热效率等方面有它独特的功效，在这种场合下挤压泵就有一定的局限性。另外，法国125MW艾米路希循环流化床锅炉煤泥输送系统的成功应用和波兰等国家的应用，及在增压流化床输送煤水混合物等项目上的应用，均表明柱塞泵送系统在洗煤泥高浓度、大容量、中长距离输送、给料方面是先进的和可行的。煤泥挤压泵的八大优点挤压泵在煤泥输送系统最为常见，煤泥挤压泵(以下简称煤泥泵)是一种结构和工作原理较为简单的容积型输送泵。煤泥泵主要有八大优点：1、流体在煤泥泵内流动过程中仅与软管接触，与挤压泵的其他零件不会有相互影响的化学作用，因此它的化学适应性广。2、煤泥泵在工作过程中会自动吸入流体，无泄漏运行，便于密封和启停。3、流体在挤压泵内直接以弧形通过软管，整个流程没有折角转弯，对软管的摩擦小，所以工作平稳，噪声低，并且不易阻塞。4、煤泥泵工作时仅为辊轮滚动挤压软管，耗能小，故障率大为降低。5、该类挤压泵是容积式泵，适宜调节流量和自动控制。6、泵送流体的适应性广，对高浓度、高黏度的悬浮液、浆状流体、两相与多相流体，甚至含有一定比例的固体颗粒的稀糊状流体也同样可以输送。7、由于挤压辊轮对软管始终有一个锁点，单台泵、单管路的挤压泵与输送管路系统上一般可不必安装其他阀门。8、煤泥泵具有可逆向输送的功能，极大地方便了清理管路和故障处理。煤泥泵尚存在如下问题a、软管寿命较短、目前国产的天然橡胶管每根软管在不换位工作的条件下，寿命约100500h左右。b、工作压力受到软管的耐压强度的限制，一般额定工作压力不超过1.5MPa，最大使用压力为2.0MPa，因此在泵送距离上受到限制，一般为小于200m.c、由于寿命问题，导致更换软管较为频繁，每次约花费30min左右，在煤泥泵的维护使用上增加了一个周期性工作量。据国外资料报道和现有的实样，软管工作寿命可达10003000h，国内的天然橡胶管之所以达不到这样的水平，主要是国内的挤压泵应用还不太广泛，软管生产厂家对软管的质量改进还很欠缺，只要在这方面做一此专门的工作，诸如软管材料、结构上的更新改进，完全可以使软管寿命显著提高。即使在现在寿命条件下，根据煤泥泵输送煤泥的成本计算，一根100mmx60mmx2000mm天然橡胶管价格现在约为500左右，按5t/h设计输送量，按较短的软管寿命，工作100h共可输送500t，折算到每吨煤泥输送、上料给料一完成，花在软管消耗上的费用为1.0元。综合挤压泵与管道输送系统比较其他形式的输送系统的优点，如投资小、设备耗电低、占地少、环境效果好、运行操作方便等，整个输送成本相比较会有明显的降低，整体效果和效益方面有着较大的优越性。煤泥、煤矸石流化床混烧技术和煤泥挤压送料技术永荣矿务局在开发了煤矸石发电技术的基础上，“六五”期间又在电厂一台10t/h的流化床锅炉上成功地完成了全烧煤泥发电的工业试验，稳定地燃用水分为25%30%、灰分为50%55%的永荣选煤厂煤泥，锅炉燃烧效率平均达到95.45%，在“八五”期间，又在一台20t/h循环流化床煤矸石锅炉上成功地进行了煤泥煤矸石的混烧工业试验（混烧煤泥量在30%70%），其锅炉的热效率在80%以上，取得了很好的经济效益和社会效益。接着永荣矿务局采用浙江大学开发的洗煤泥、煤矸石流化床混烧技术和煤泥挤压送料技术，和浙江大学进一步合作，开展了混烧洗煤泥、煤矸石发电的35t/h循环流化床发电技术的工程应用工作，该技术于1997年通过了技术鉴定。永荣矿务局煤矸石、煤泥混烧流化床锅炉采用了挤压泵与管道输送上料系统，这就简化和进一步完善了煤泥燃烧技术的给料部分，为今后的推广创造了良好的条件。挤压泵的主要优点是：煤泥在泵内流动仅与软管接触，与泵的其他零件不会有化学作用；工作过程中煤泥自动吸入，无泄漏运行；滚轮挤压软管的耗能小，故障少，由于是容积泵，适于调节流量，适用的煤泥浆浓度范围广；可逆向输送，便于清理。挤压泵存在的问题是：国产的软管寿命仅为100500h;工作压力一般不超过1.5MPa.该煤泥制备系统包括了搅拌、除杂、筛粗和贮存等设备，其工艺简单，操作方便，制备好的煤泥可短期存放，输送系统全封闭、占地少、运行可靠，为锅炉的良好燃烧创造了有利条件。新设计的混烧煤泥、矸石35t/h循环流化床锅炉的特点是：采用异重流化床煤泥、煤矸石较低循环倍率（25）的燃烧技术；适于煤泥、煤矸石燃烧的特殊炉膛和分离器的结构；采用了严密的防磨措施和床下热烟气点火方式。通过工业试验表明，该系统不仅能全烧煤矸石，而且能混烧质量占30%92%的煤泥，当煤矸石热值在5.7213.36MJ/kg、洗煤泥热值在4.2810.99MJ/kg时，都能保持稳定的燃烧。该锅炉的热效率达85.35%.燃烧效率达95.12%.洗煤泥流化床燃烧技术浙江大学开发的洗煤泥流化床燃烧技术有以下特点：a、洗煤泥结团燃烧。采用煤泥大粒度高位给料，利用煤泥的高温凝聚结团特性使其在流化床内形成粒度较大的凝聚团，以减少燃料的场析损失，提高燃烧效率。b、异重流化床技术。通过流化床床料和煤泥给料粒度的合理选择，形成异重流化床，这样|煤泥烘干机|可防止大粒度凝聚团在流化床内的沉积，保证稳定地运行。c、低氮氧化物排放。采用分级配风燃烧减低氮氧化物排放，使床层的过量空气系数维持在1以下，再辅之以二次风，以抑制床内氮氧化物的生成和加强悬浮段对已生成氮氧化物的还原反应，从而达到燃烧脱硝的目的。d、高效脱硫。将石灰石破碎后的炉前均匀混入洗煤泥，在炉内形成煤泥-石灰石凝聚团，既可采用较细的石灰石粒度来提高石灰石利用，又因为凝聚团在炉内有充分长的停留时间，|煤泥烘干机|使脱硫剂完全反应，从而达到高效脱硫。该技术已在国内十多个矿区应用，获得了很好的环境效益、经济效益和社会效益。为此，浙江大学开发的洗煤泥流化床燃烧技术1997年荣获国家技术发明二等奖。兴隆庄煤矿煤泥电厂的原料采用选煤厂浮洗原煤（压滤机的滤饼）。煤泥中碳（Car)、氢（Har）、氧（Oar）、氮（Sar）、硫（Sar）元素的含量分别为34.51%、2.31%、7.29%、0.61、0.79%、灰（Aar）含量为29.49%，含水量（War）25%，挥发分（Vdaf)43.34%，发热量12.351MJ/kg .煤泥电厂的燃料供应系统|煤泥烘干机|如图所示：压滤机的滤饼由贮煤泥场经装载设备装入集料斗，除杂后由带式输送机送至锅炉厂房顶部，在带式输送机上进行水分和质量的监测，煤泥在厂房顶部经挤碾团块后进入配煤的链板机，分配到各炉顶部的给料机，然后送入炉内进行燃烧。该项技术于1991年底通过了技术鉴定，多年来运行情况良好，锅炉热效率达83.5%（燃烧效率高于96%），除完全解决了煤泥排放对环境的污染外，还创造了较好的经济效益。该项煤泥烘干技术的研制成功，为我国煤泥综合利用探索出了一条很好的技术途径。洗煤泥挤压泵的工作原理为适应洗煤泥流化床燃烧技术推广应用的需要，浙江大学已开发出专门用于输送高浓度、高黏度煤泥的挤压泵。挤压泵工作原理如图2-29所示，泵外形是一个扁圆鼓形泵体，弹性软管在泵体内呈半圆周设置，两端管口切向穿出泵体与进口斗和出口管路分别相连通。泵体中间有一个可低速回转的中心轮架,轮架上安装有两个或三个挤压辊轮，以及数对定位复形办轮套，挤压辊轮圆外缘与泵体内圆周表面的径向间隙可调整。被挤压的软管为强弹性厚壁管，多数为带有尼龙帘子布的开然橡胶管，国外也有采用化学合成材料的软管。挤压泵的工作原理较为简单，由电动机驱动减速器，减速器出轴转速一般在30r/min左右，传动中心轮架回转，在中心轮架回转过程中，带动挤压辊轮循环反复挤压弹性软管。由于挤压辊轮圆外缘与泵体内圆周表面之间的径向间隙正好是按锁闭软管，或两倍软管壁厚减去2mm调速固定的，所以当软管内有流体时，在辊轮的挤压作用下，软管内的流体被迫向前流动，挤向泵出。在上一轮挤压辊轮转过后，下一轮挤压辊轮到来之前，软管依靠自身壁厚的较强弹性迅速恢复原来的中空形状。这样就在管内建立一定的真空（真空度大小取决于软管壁的弹性及安装密封状况），从而将软管进口端的流体随前面挤压辊轮转动自动吸入软管内腔。在前一轮辊轮切向脱离工作轨道的同时，下一轮辊轮正好切向进入挤压轨道，重复前一轮辊轮的工作过程，循环反复进而形成泵送原理。由此可见，挤压泵是一种结构和工作原理较为简单的容积型输送泵。炉前煤泥泵送系统工艺说明与技术特点炉前煤泥泵送系统详解为改变煤泥皮带输送、螺旋给料带来的环境差、造价和运行成本高、可控性差、转运环节多等弊端，国内相继开发了两种煤泥泵送系统。1、挤压泵与管道输送给料系统 20世纪80年代初，浙江大学针对“六五”国家攻关课题“10t/h洗煤泥流化床锅炉”炉前系统设计要求，开始对高浓度、高黏度煤泥泵送技术进行研究，并根据国内实际开发了一种新型挤压泵，可输送高浓度（水分28%34%）的煤泥。先后于1992年为永川煤矿电厂20t/h混烧流化床锅炉和1995年为永荣电厂35t/h混烧流化床锅炉设计了泵送系统，目前已在芦岭电厂（75t/h）等国内十多台煤泥流化术锅炉上得到广泛应用。a、工艺流程说明从洗煤厂压滤车间排放出来的煤泥，经输料皮带输送至煤泥预处理间，进入搅拌机机筒进行加水搅拌，将煤泥水分调节成适合泵送的水分，搅拌均匀后，开启下部的液压转动卸料门，将调制好的（初定32%）煤泥料经上溜筒卸入分料刮板机，同时按顺序分别打开4个电动闸门，刮板把煤泥料刮向打开的闸门，自动下落，再经4台振动筛去团块和偶然混入的杂物，然后便直接落入中贮仓贮料。中贮仓按需要或定时搅动以防煤泥料沉积和分层，输送泵直接安装在中贮仓的下部，每个中贮仓底部设有2台泵，分别通过8条管道连接锅炉前墙的给料装置，给入床层炉前给料装置共2套，每台锅炉1套，每套装置由一个液压站控制4个液压缸直连的水冷给料器，给料器与锅炉前墙4个给料孔配合安装，液压站点动控制给料器的进出锅炉，煤泥料最终通过伸入炉膛的给料器自由落入流化床层完成给料过程。b、该系统的主要技术特点设备投资小，占地面积小，运行成本低、调节灵活、燃料适应性好等。挤压泵的软管需较频繁地定期更换，国产软管使用寿命经改良可达5001000h，国外软管为10003000h，由于软管价格低廉，容易更换，对系统连续稳定动运行和运行成本影响不大。不同地质条件，不同洗选工艺，所生产的煤泥流变特性有显著差异，其可输送的煤泥浆最低水分要求不同，洗煤厂出来的压滤煤泥一般需进行简单的加水搅拌制浆，控制水分大于27%，由于软管寿命的影响，挤压泵最大出口泵压小于2.0Mpa,不适于远距离输送。高灰煤泥成型工艺改良目前，挤压成型法存在主要问题是功率消耗较大，螺旋叶片、机头和筒体的磨损也比较严重。今后应在改进机械部件结构、增加耐磨材料等方面进行重点研究。在中高灰煤泥成型过程中，为了提高挤压机工作效果，设法改善煤泥的粒度组成、水分含量等性质也是很重要的。这可以通过在煤泥中渗入部分粒度小于3mm的细粒原煤来解决，这些原煤按一定比例掺入煤泥中并使之充分搅拌后，可使煤泥中水分从20%以上降到17%18%（接近最佳成型水分）。此外，也可通过改善煤泥的粒度组成，来提高煤泥成型产品的机械强度和改善其燃烧性能。图5-5-1给出了一个实际生产工艺流程图。如图所示，先将浮选尾煤用铲车或运输带送至煤泥堆棚，然后用螺旋搅拌给料机定量输送到胶带输送机；原煤经除铁后定量给入环式粉碎机，粉碎到mm以下，排出料经胶带输送机转送；两种煤料按一定配比进入双轴搅拌机；并添加粘结剂（如沥青、重焦油或其它复合型粘结剂）进行充分搅拌混合，然后由胶带输送机送到中间闷料仓；再加入到螺旋挤压机中，成型后的煤棒经输送机送干燥室或烘干机里烘干，烘干后的产品即可装车外运或在成品库贮存。煤泥成型性质分析以适当的工艺方法将煤泥加工成具有一定形状、大小和特定理化性能的型煤叫煤泥成型。它基本上是一个机械过程，但在加工过程中，由于加入的添加剂和煤泥颗粒发生相互作用等原因，所以在加工成型过程中，煤泥的物理和化学特性同时也发生了变化。煤泥加工成型煤后再使用，无疑是合理的。这是因为有些煤泥（例如晋城无烟煤）从煤种上来讲是很适合于造气的，但造气用煤必须是块煤，所以只能先将煤泥做成型煤后才能使用。另外，一般的层燃锅炉是不能燃用煤泥的，必须经煤泥烘干机将湿煤泥烘干后制成型煤才能正常使用。煤泥一般都是含水量高、灰分也是较高的劣质能源（否则也就不会被丢弃了），如果不进行适当的脱水处理，设法提高煤泥的发热量，是很难有效利用的。煤泥成型的主要任务就是依据不同用途的需要，对煤泥的性质进行改造，克服其存在的缺陷，将煤泥这种劣质、低效、非清洁的原料转变成优质的工业原料或高效、清洁的能源。煤泥成型性质主要是指它的成型特性和它与成型粘结剂的相互作用，其次是指成型压力、水分等因素对煤泥成型过程，以及成型后型煤产品质量的影响。煤泥的粘结性与结焦性研究煤泥结焦性与粘结性分析由焦渣形状和特性看出，某些煤泥在隔绝空气加热时，能粘结成焦淡炭，也有些煤泥不能粘结成焦炭，这主要是由于各种煤泥的粘结性不同所造成。所谓煤的粘结性，是指煤在隔绝空气受热分解过程中（干馏过程），能产生一定数量和质量的胶质体，不仅具有使粒互相粘结融合，并且能粘结其他惰性物，煤泥的这种性质称为煤泥的粘结能力。煤泥的结焦性是指在工业炼焦条件下（一定的加热速度、炼焦温度等）原料煤能结成优质冶金焦的性能。结焦性包括了保证结焦过程能够进行的所有性质，粘结性仅是性质的一个方面，粘结性最好的煤泥，其结焦性不一定最好（如肥煤）；而结焦性好的煤泥，其粘结性就一定好（如焦煤）。煤泥的粘结性和结焦性好坏与干馏过程中产生的胶质体数量和性状（如流动性、膨胀性和透气性等）有着密切的关系。胶质体是指煤料在隔绝空气条件下加热到一定温度（350500）时，生成象焦油那样的粘稠液体，该液体中存在由煤气构成的气泡及固体颗粒，这种由液体、气体和固体组成的粘稠物质称为胶质体。胶质体的数量和性状差别主要与煤泥的组成和分子结构有关。煤化程度低的煤（褐煤、长焰煤），其分子结构中虽然侧链数较多，氧的含量也很高，但氧和碳之间的结合力非常弱，加热时最容易分解变成气态产物挥发出来，因而只能生成极少量或少量液体，不能或很少形成胶质体，所以也没有粘结性或粘结性很差。只有中等煤化程度的煤泥，分子结构中侧链的数目较多，氧含量较少，热分解时能生成大量的液体，形成适量和性状较好的胶质体，因此具有良好的粘结性。在宏观煤岩组分中，镜煤、亮煤粘结性好，暗煤次之，丝炭没有粘结性。同一煤化程度的煤，由于煤岩组成不同，其粘结性也有所区别。煤泥的发热量与影响因素分析煤泥的发热量煤泥的发热量如何表示单位重量(1kg或1g)的煤泥完全燃烧后，所产生的全部热量称为煤泥的发热量。以Q表示，单位为KJ/kg或J/g。煤泥的发热量是煤质分析的重要指标之一，是它在燃烧或气化过程中计算热平衡、耗煤量、热效率等的依据。对燃烧用煤泥，一般对发热量的要求取决于燃烧的设计要求。不同煤种的发热量是不同的。我国一些煤泥的发热量（精煤）如下：褐煤产地：内蒙元宝山发热量（2470225539KJ/kg）长焰产地：煤阜新发热量(334933913)气煤产地：双鸭山发热量(3391936425)肥煤产地：本溪发热量(3433236006)焦煤产地：本溪发热量(3726339775)瘦煤产地：本溪发热量(3642536844)贫煤产地：南桐发热量(3391336425)无烟煤产地：北京发热量(3140133076)影响煤泥的发热量因素：主要是煤泥中有机元素组成、水分以及矿物质等，并和煤化程度、成因类型及煤岩组成有关。从煤泥煤种上讲，褐煤的发热量最低；随着煤化程度加深，发热量逐步增加，到焦煤、瘦煤阶段达最大值；煤化程度继续加深，发热量反而降。煤泥的发热量与煤化程度存在规律性变化，其原因是与煤中碳、氢、氧含量的变化有关。因为碳的发热量为335J/g，氢的发热量为1444J/g，氢是碳发热量的4倍，而氧在燃烧时不产生热，所以煤泥有机质中3种元素比例变化的结果，使不同煤化程度煤泥的发热量不同。对煤种变化不大的同一矿区，灰分增加，发热量降低，一般灰分增加1%，发热量降低356J/g;水分增加，发热量也要降低。(注:降低煤泥水分目前最简单经济、最切实有效的手段就是使用煤泥烘干机对煤泥进行干燥处理)煤泥炉前柱塞泵给料系统的工艺与技术特点煤泥炉前柱塞泵给料系统兖矿集团南屯煤矿是一座年产400万吨的特大型矿井，年入选量240t/h,年产洗煤泥18.6万吨。为了使煤泥发挥更大的社会效益和经济效益，列入原国家经贸委综合利用示范工程的南屯电厂三期工程采用220t/h循环流化床锅炉，配50MW发电机组，将洗煤厂的煤矸石、洗中煤和洗煤泥进行混烧。该锅炉由哈尔滨锅炉厂引进德国EVT(奥斯龙技术）技术进行合作开发制造，在煤泥制浆、泵送、贮存、掺烧等关键技术上进行了大胆尝试。洗煤泥系统采用德国施维英公司的产品。煤泥炉前柱塞泵工艺流程南屯电厂煤泥烘干机三期工程煤泥系统如图所示，工艺流程如下：从洗煤厂压滤车间排放出来的煤泥，经原有输料直接输送至煤泥仓贮存并通过仓底旋转出料系统保证出料螺旋的给料，由4个出料螺旋从仓中输出煤泥经过4个出料溜槽对应送至4个预压螺旋，其中煤泥仓和溜槽均装有料位指示系统。煤泥经预压螺旋将物料分别加至4台煤泥泵柱塞缸内，确保柱塞泵入口煤泥的连续、稳定给料，煤泥分别通过4条管路至锅炉两侧墙的4个给料口，用压缩空气将煤泥喷入炉膛。预压螺旋和柱塞泵分别由各自的8台液压泵驱动，该系统运行通过PLC控制，并与电厂DCS系统实现通信连接。煤泥炉前柱塞泵技术特点该系统实现了全封闭输送、给料，可输送洗煤厂压滤车间出来的各种设计水分的煤泥，且对杂质有较大的适用范围（杂质最大允许粒度40mmx40mmx40mm）。煤泥仓桶式结构，内径5.8m,高度6.0m，部容积160m3，内部装有减压十字架、减压锥各一个起到防煤泥直拱的作用，底部装有双速电机驱动的旋转装置，其转鼓和拨料臂起到刮壁和搅拌的功能，避免煤泥在仓中沉积、堵塞。另外底部还配有4台螺旋出料机（最大出力9.0m3/h），以保证仓中煤泥的正常输出。4台柱塞泵（额定出料能力7.5m3/h；最大出料能力9m3/h；可调输送能力0.99m3/h；最大出口压力10MPa；最大输送能力时的连续工作压力5MPa）进口配有4台预压螺旋（最大出力9.0m3/h），其作用是使煤泥具有一定的压力，可保证泵的正常入料和运行性能，煤泥仓和溜槽配有齐全的高、低位料指示装置，整个系统和无阀结构和柱塞泵强劲的出口压力有效保证了煤泥的正常输送关防止在管道中沉积堵塞的可能。锅炉每一给料口配备一台柱塞和管路,在炉膛入口采用压缩空气将洗 煤泥喷入炉膛，保证了煤泥的均匀给料，系统可控性大大提高，有利于实现锅炉的燃烧自动控制。考虑到管道的磨损和停运时煤泥在管道中沉积堵塞的可能，设计中管路采用厚壁管，通过法兰连接，管材为52号钢，最大管内工作压力10MPa。在煤泥仓、管路等可能沉积煤泥的地方均配有冲洗水装置。整个煤泥系统采用PLC控制，煤泥螺旋给料装置、柱塞泵的煤泥输送量可根据锅炉负荷连续可调，液压驱动装置可输出和接受电厂DCS系统的控制信号，并且其控制信号与煤泥量成线性关系，从而可直接参与锅炉的燃烧自动控制，基本可实现无人值守。 不足之处就是投资大，运行成本高。煤泥输送设备的发展与技术创新煤泥输送及上料技术对洗煤泥燃烧技术推广和工业应用是一个至关重要的技术条件。煤泥是一种高浓度、高黏度的浆状物料，其水分一般在25%40%之间（即煤泥固体物含量60%75%），表观黏度在1Pas以上，甚至大到几千帕秒，因此流动性很差，采用先进的煤泥输送设备、上料技术有助于煤泥的工业应用。另外煤泥是由粒径小于1mm的细颗粒组成，其中小于0.2mm的组分占质量的80%上下，成分主要是黏土、砂石、煤粉。这样的煤泥表现出持水性好（可用煤泥烘干机降低水分），同时洗煤泥灰分含量高，一般在40%70%之间，煤泥的这种特性也决定了采用一般的煤泥输送设备无法完成输送作业要求。某煤泥热电厂的洗煤泥流化床锅炉采用挤压成型给料机炉顶下落给料，由于给料机布置在炉顶，洗煤泥势必要通过提升装置运送到炉顶，需要在标高30m上方通过皮带机进行转运、分料，进入同样设置在炉顶的三台给料机的洗煤泥料斗，然后给入炉内。这样厂房或锅炉顶部额外增加了数十吨负载，自然须加固原有的承载能力，因此较大地增加了总投资成本；又由于洗煤泥的黏性大，系统转运设备多，给运行维护带来困难，所以对洗煤泥锅炉运行的可靠性威胁也较大。另外系统呈敞开方式运行，洗煤泥到处黏结，也给现场造成脏乱环境（建议使用煤泥烘干机干燥处理）。所以必须对采用密闭式的煤泥输送设备采用煤泥管道输送上料系统和其他形式的运输上料系统相比较，有着明显的优越性与可取之处。五种解决煤泥流化床燃烧困难的方法为了解决煤泥流化床燃烧面临的困难，各国的研究者进行了很多的研究工作，其工作的焦点都放在解决煤泥的凝聚结团对流化床稳定运行的威胁上，在这方面采取的较有效的措施主要有如下几项：1、减小给料粒度。在煤泥呈浆状的场合，增加给料的雾化细度。减小给料粒度减少了流化床内过大颗粒凝聚团的生成量，|煤泥烘干机|减轻了凝聚作用造成的影响，从而在一定程度上保证了稳定的运行。但减小给料粒度的一个直接后果就是使流化床内的细颗粒燃料量显著增加，进而导致了燃烧过程中燃料扬析损失的大幅度增加。2、采用细灰再循环。英国CRE在运行中将第一级旋风除尘器捕集的细灰用气力送回流化床。大量细灰送回流化床减少了床内物料的平均粒度，|煤泥烘干机|从面有助于控制床料粒度的增加。此外，细灰再循环也使细灰的燃尽程度改善，降低燃烧中的固体炭损失。3、采用喷动方式运行。澳大利亚CSIRO建立的装置在流化床布风板上沿中心线开了三个可以独立于其他风帽运行的较大孔口，以便在需要时以喷动方式运行。喷动运行的缺点在于|煤泥烘干机|空气供应过于集中，易于造成空气短跑，致使空气分配不均匀，从而对燃烧过程的组织产生不利影响。此外，运行操作上存在一定的问题。4、改进给料机性能。拔伯葛-日立公司提供给住友公司北海道赤子煤矿10t/h洗煤泥取暖锅炉的给料机为拔伯葛-日立公司的专利。该炉及其给料机的细节尚不清楚，只知该10t/h炉在开始投入运行的初期发现，当燃料品质下降和投料量增加时，床料粒度随运行时间不断增加而难以控制，但是在使用了改进的给料机，保证煤泥均以直