火电筛分破碎系统设计与分析6.30.doc

火电筛分破碎系统物流工艺设计与分析王振江北方重工集团有限公司设计研究院 辽宁省 110141摘要：针对火电筛分破碎系统，应用物流管理的基本原理和科学方法，对其工艺流程进行计划、组织和调整，使各设备之间达到最佳的协调与配合，实现物流系统整体优化，降低破碎站的钢结构成本，提高物流效率。关键词：物流工艺；振动筛；破碎机Abstract:The paper plans, organize and optimize the screening and crushing logistics Flow by logistics management. In order to make kinds of equipments better cooperate, optimize the whole coal flow, reduce the cost of crusher house and improve logistics efficiency.Keywords: logistics flow; vibrating screen; crusher 0 引言煤是火电的主要能源，输煤系统作为火电的重要组成部分，担负着卸煤、储存、配送、筛分和破碎等工作。而筛分破碎系统是由振动筛和破碎机通过溜管连接组成的一个系统，对燃煤起着筛分和破碎的作用，是火电输煤系统的重要环节。振动筛是按照粒度的要求，将燃煤进行分级处理，应用在原煤准备和产品处理上，在实现燃煤资源的合理利用、保护环境等方面发挥着重要的作用。而破碎机主要作用是将振动筛的筛上大块物料裂解成小颗粒，从而使燃煤的粒度达到规定的要求。1 设计原则由于使用的要求不同，按照工艺可以把筛分破碎系统设在料场的前面，也可以设在料场的后面。一般筛分破碎系统要设一个独立的破碎站，而振动筛和破碎机之间的溜管占用的空间很大。所以，振动筛、破碎机和溜管之间布置是否合理将直接影响破碎站的大小，进而影响钢结构的成本。所以设计时，我们应遵循以下设计原则：（1） 设计规范化筛分破碎系统的设计规范化对合理利用资源、降低能耗、提高原煤质量和环保等方面都起到积极作用。（2） 设计人性化筛分破碎系统设计方案宜根据工艺流程和设备选型综合确定，应满足施工、安装、操作、检修、通行要求。手动闸门应安装在人能够操作的位置，破碎站内应保证人员通行无阻，检修平台要有足够的空间。（3） 设计合理化筛分破碎系统是火电输煤系统里一个关键节点，涉及到多种设备，卸料点也非常多。为了能够保证发电机组正常运行，筛分破碎系统应不存在“死结”。也就是说，在某种设备出现故障，无法运行时，就要启动备用设备来满足燃煤的正常输送。这就决定筛分破碎系统里主要设备要一用一备，设备之间通过哪种方式进行连接，做到合理化，不存在“死结”，是这一部分首先要考虑的问题。2 工艺流程方案设计在系统进料和最终成品料需求都十分明确的条件下，实现筛分破碎的工艺流程的方案可以是多种，不同方案所选择设备会不同，因而方案实施的初期投资费用和今后运行费用也会不同。设计者、投资者与运行者必须充分讨论，切合实际，权衡利弊确定最佳的工艺方案17。筛分破碎系统工艺流程设计，应根据用户和输煤系统工艺的要求，进行方案初拟，再经过比选来确定最佳方案。现以印度BUTIBORI电厂输煤系统成套工程项目（2X300MW）的筛分破碎系统为例，对筛分破碎系统的工艺流程设计进行介绍。印度BUTIBORI电厂的筛分破碎系统初拟两种方案，如图1.1和图1.2所示。图1.1 筛分破碎系统方案（一）图1.2 筛分破碎系统方案（二）从图中我们可以看出，筛分破碎系统方案（一）和（二）的不同之处在于：方案（一）带式输送机CONV.BC-2A/B分别通过可逆带式输送机RBF-1/ RBF-2给滚轴筛 RS-1/ RS-2卸料；而方案（二）带式输送机CONV.BC-2A/B直接用一个“倒三通”给圆动筛VGBS-1/ VGBS-2卸料。经过比选，我们发现方案（二）优于方案（一）理由如下：（1） 在方案（一）中，带式输送机CONV.BC-2A通过可逆带式输送机RBF-1给滚轴筛 RS-1/ RS-2卸料，如果可逆带式输送机RBF-1出现故障，就会导致带式输送机CONV.BC-2A就无法正常给滚轴筛RS-1/ RS-2卸料，存在“死结”，影响筛分破碎系统的正常运行；同样，带式输送机CONV.BC-2B通过可逆带式输送机RBF-2给滚轴筛RS-1/ RS-2卸料，如果可逆带式输送机RBF-2出现故障，也存在着同样的问题。而在方案（二）中，CONV.BC-2A/B直接用一个“倒三通”给圆动筛VGBS-1/ VGBS-2卸料，能够保证料流畅通，不存在“死结”；同时，减少了两条可逆带式输送机RBF-1/ RBF-2，节省了运行成本，降低了整个系统的能耗。（2） 在方案（一）中，筛分设备为滚轴筛 RS-1/ RS-2，设计时考虑到印度BUTIBORI现场的原煤的含水量较大、煤质较差和长条块煤比例较高等因素，采用方案（二）中的圆动筛VGBS-1/ VGBS-2代替方案（一）中的滚轴筛 RS-1/ RS-2。理由是：在运行中，由于滚轴筛的滚轴缠绕杂物或者刚好适中的长条煤块堵住滚轴容易造成卡死、堵塞，而且，滚轴筛的筛片间隙和摆布、筛轴数量，筛轴转速，底部清扫器等因素，都会出现滚轴筛卡石块和堵煤，尤其是遇到煤质下降，更加剧了这种现象；而圆振筛由于筛箱振动强烈，减少了物料堵塞筛孔的现象，使筛子具有较高的筛分效率，提高了生产率18。（3） 从经济成本的角度进行比较分析：表1.1 筛分破碎系统两种方案投资成本差异表方案（一）方案（二）投资项目投资成本（万元）投资项目投资成本（万元）皮带机RBF1&230倒三通1.2滚轴筛RS-1&296振动筛VGBS-1&290安装、调试和维修25安装、调试和维修18合计151109.2差值41.8综上所述，鉴于方案（二）的以上优点，确定其为最终方案。目前，在印度BUTIBORI电厂已投入使用，运转情况良好，得到了业主的好评。3 设备选型原则一般来说，筛分破碎系统涉及到的设备有：振动筛、破碎机、电动三通、齿条闸门、棒条闸门等。其中，振动筛和破碎机是系统的主要设备，是整个系统的核心，对系统的布置起着至关重要的作用。按照振动筛和破碎机设备类型及其特点，我们就可以根据需要进行设备选型；但是，还要遵守以下选型原则：（1） 根据输煤系统的能力，确定设备的生产能力。只有设备的生产能力满足要求，才能保证发电机组正常工作，达到电厂要求的发电量。如果振动筛和破碎机的生产能力小于输煤系统的能力，当输煤系统满载运行时，就会使过多的物流滞留在振动筛上，引起堵料；而振动筛和破碎机的生产能力选取过大，又会造成不必要的浪费。那么，如何才能合适地选择设备的生产能力呢？根据以往的设计经验和相关的文献资料，一般按下面的公式进行计算。 （1.1）其中，Q1振动筛或破碎机的生产能力，t/h；K设备的过载系数，1.11.2；Q输煤系统能力，t/h。（2） 要考虑物料的粒度及粒度组成。物料的粒度要严格控制在设备的技术参数范围内，粒度指数差异过大，就会造成生产循环大，制约产品的质量和处理能力14。物料在筛分过程中，最直接的因素是物料粒度与筛孔尺寸的相对大小；而粒度组成关系到破碎机的生产能力。比如，印度BUTIBORI电厂输煤系统成套工程项目（2X300MW），输煤系统的能力是1000（t/h），来料最大粒度为250mm，要求筛分破碎后的粒度20mm占98%，这就决定了振动筛的筛孔尺寸不能20mm；而根据原煤的来料情况初步判定，粒度20mm的原煤占到6070%，根据以上条件，按照公式（1.1）计算破碎机的生产能力综上所述，如果不考虑原煤的粒度组成，盲目的按输煤系统的能力来选择破碎机的生产能力，就会造成浪费，增加了经济成本。（3） 我们还应该注意到物料的含水量，尤其在雨季，煤的含水量能达到20%，对筛分破碎都非常不利。物料所含表面水分在一定范围内增加，粘滞性也就增大，物料的表面水分能使细粒互相粘结成团，并附着在大块上，黏性物料也会把筛孔堵住。这些原因使振动筛筛分效率大大降低。而且，同一种物料在不同筛孔尺寸的筛面上筛分时，振动筛筛分效率也是不同的。筛孔尺寸愈大，水分的影响愈小。这是因为筛孔尺寸愈大，筛孔堵塞的可能性就愈小15。而对于破碎机来说，物料中含水量较大时，物料在破碎机内容易粘附，也容易在下料输送过程中堵塞，造成破碎能力减小。4 详细设计 根据筛分破碎系统工艺流程图和所选的设备类型，就可以进行系统的详细设计，并确定破碎站的尺寸。一般情况下，筛分破碎系统的布置应按照顺序法进行，就是先下后上，先主后次。具体情况如下：（1） 先下后上是指先确定破碎站内地面带式输送机的位置，再根据上层设备的位置与溜管的倾斜角度来确定破碎站第一层的层高，以此类推，逐层确定破碎站的层高，通过这种方法，在保证系统正常运行的前提下，所确定的破碎站的总高度应是最小。（2） 先主后次是指先布置主要设备（带式输送机、振动筛和破碎机）所在的设备层，再根据检修的位置考虑检修平台，如果两个主设备层之间的层高过高，就要考虑增加结构层，也便于检修梯子的设置；同时，还要不断的调整设备（如带式输送机、振动筛和破碎机等）的安装位置，保证设备之间的合理连接，经过比选，来确定最佳方案。现以印度BUTIBORI电厂输煤系统成套工程项目（2X300MW）的筛分破碎系统为例，对顺序法进行详细说明。印度BUTIBORI电厂筛分破碎系统布置图如1.3所示。图1.3 筛分破碎系统布置图首先，根据输煤系统工艺和总平图的要求，确定地面带式输送机BC3A/BC3B与破碎站的位置；再按照筛分破碎系统方案图（二）中工艺的要求，带式给料机BF1A/BF1B通过电动三通分别给地面带式输送机BC3A/BC3B卸料，来不断地调整BF1A/BF1B头部卸料点的位置，使其离BC3A/BC3B最近，在满足卸料倾角的前提下，尽量减小溜管的高度，通过这种方法确定破碎站的第一层标高为7.8m。然后，分别确定破碎机和振动筛所在的设备层标高，这两层是破碎站的核心，它与上层振动筛和下层的带式输送机有着紧密的联系，按照筛分破碎系统方案图（二）中工艺要求，振动筛VS-1和破碎机CR-1同时给带式输送机BF-1卸料，有两个卸料点，而振动筛VS-1还要给破碎机CR-1卸料，要保证它们之间连接的溜管角度都能够满足要求，就需要不断的调整振动筛VS-1和破碎机CR-1的位置，才能够得到最佳效果。确定了破碎机和振动筛的位置，它们所在的设备层层高也就确定了下来，分别为14.1m、19.9m。同时，根据振动筛VS-1和破碎机CR-1给带式输送机BF-1A卸料点的位置关系，带式输送机BF-1A的长度也就确定了。同样，振动筛VS-2、破碎机CR-2和带式输送机BF-1B的位置关系按照同样的方法确定。最后，根据筛分破碎系统方案图（二）中工艺要求，按照同样的方法确定BC2A/2B所在的设备层标高为32.1m。通过上述方法来确定破碎站，既保证了输煤系统的正常运行，又减少了破碎站的用钢量，