选煤技术在电厂输煤系统中的应用.doc

全国火电大机组（300MW级）竞赛第36届年会论文集锅炉本体及辅机选煤技术在电厂输煤系统中的应用赵鹏（中国大唐河南分公司燃料管理中心）摘要：煤分选系统是在电厂源头除去煤中的石块、矸石等杂质，减少对输煤系统、制粉系统的磨损，对输煤设备和锅炉设备的运行稳定性和经济性具有很大的影响。本文对火力发电厂新增电煤分选系统概况、结构、原理、实用效果进行分析，对分选系统在电厂预先投运后除去煤中杂质，保证煤炭质量，减少对输煤、制粉、锅炉受热面等磨损，延长设备寿命和检修周期，直接或间接带来经济效益；并对分选系统投运的前提下，停运输煤系统部分设备的改进建议，达到节约厂用电的目的。关键词：电厂；输煤系统；分选；应用1 增建煤分选系统的概况许昌龙岗发电有限责任公司针对目前煤炭市场形式多变，煤质不稳的情况；为提高煤质减少输煤系统和锅炉制粉等相关系统的磨损，提高锅炉运行稳定性；引进了一套输煤分选系统，通过分选园振筛的筛分，将煤流中粒度75mm的矸石等大块杂质分离出去，粒度在2575之间的进入分选床二次筛分，除去小块杂质、矸石，提高原煤质量。原煤经分选后实现预先除去煤中杂质，降低电煤灰分、脱除粒状、块状黄铁矿硫、提高发热量。同时由于黄铁矿和矸石的的脱除，锅炉飞灰可燃物和二氧化硫排放量降低，减少了输煤系统、锅炉制粉系统和受热面的磨损、腐蚀，检修周期得以延长，检修费用大幅度减低。2 复合式干选机系统的结构、原理许昌龙岗发电有限责任公司引进煤分选系统是由唐山神州机械厂设计和生产的FGX120型复合干式煤分选系统，系统设计最大出力550吨，每天运行14小时，可处理原煤7000吨，系统主要有煤分选园振筛、复合干式分选机及相关皮带系统组成。2.1 结构复合干式分选机由分选床、振动器、风室、机架和吊挂装置等组成，采用自生介质(入选原煤中所含细粒煤)与空气组成气固两相混合介质分选；借助机械振动使分选物料做螺旋翻转运动，形成多次分选；并充分利用逐渐提高的床层密度所产生的颗粒相互作用的浮力效应而进行分选。其结构示意如图1。图1 复合式干法选机结构示意图分选床由床面、背板、格条、排料挡板组成。床面下有可控制风量的风室，由离心通风机供风，气流通过床面上的风孔作用于分选物料。由吊挂装置将分选床、振动器悬挂在机架上，可任意调节分选床的纵向和横向角度。2.2分选原理2.2.1 物料在螺旋运动中的分选作用皮带系统上的原煤流经振动给料机送到分选床的给料口，在床面上形成具有一定厚度的床层。最下层的原煤物料直接与振动的床面接触，床面振动产生的惯性力使下层物料由排料挡板向背板运动，由于背板的阻挡，引导物料向上运动。而上层物料受背板的推力和重力作用，沿表层向排料边下滑，在整个物料层上下形成正反方向速度梯度。最上层密度最小的煤首先通过排料挡板排出，其余物料继续做下一周期循环运动。如图2所示。图2 物料在螺旋运动中的分选作用由于振动力和连续进入分选床的物料压力，使不断翻转的物料形成近似螺旋运动，并向矸石端移动。因床面宽度逐渐减缩，上层密度相对较低的煤不断排出，直到最后排出密度大的矸石和黄铁矿。风力的作用一方面加强粒群的松散，另一方面就是与细粒煤组成气固两相混合介质，提高分选精度。2.2.2 自生介质的分选作用复合式干选机入料粒度是080 mm ，在干选机床面上方，由细粒物料和空气组成了气固两相混合介质，形成具有一定密度、相对稳定的气固悬浮体，加上风力向上的托力，使密度低的煤上浮，而密度高的物料下沉。随着分选过程进行，细粒粉煤不断随大粒度精煤排出，剩余粒度较粗、密度较高的中等颗粒又与空气组成新的密度更高的气固悬浮体。有利于中煤和矸石的分选。2.2.3 离析作用及风力作用的综合效应复合式干法分选机床面上物料的松散与分层是由机械振动和上升气流的悬浮作用而实现的，松散强度随机械振动强度和风速的提高而增加。根据热力学第二定律，任何体系都倾向于自由能降低。分层前床层的位能高于分层后的位能，只要给以适当的松散条件，重矿物就要进入下层，从而实现分层，即通过不同密度矿粒的再分布达到位能降低的过程。如果仅靠振动松散，就不可避免使矿粒群造成“离析分层”，密度小的大颗粒被挤入上层，密度小的细粒煤漏到底层，达不到按密度分层的目的。如果仅有风力作用，只能是将细粒物料吹向上层，也不能按密度分层。只有在风力和振动力的综合作用下，物料才能按密度分层。如图3所示。图3 矿粒发层作用示意图由于综合作用的结果，使分选过程趋于完善，并在床面上形成一层矸石床层。矸石床层主要是由密度较高的矸石、黄铁矿组成。高密度颗粒相互作用产生的浮力效应可以有效地阻止低密度煤再混入矸石产品中，从而保证了排出矸石的纯度。综上所述，复合式干选机的分选原理就是在使物料做螺旋翻转运动的条件下，利用振动力和风力的综合作用造成床层松散和矿粒按密度分层。在不同区段有自生介质(粉煤)与空气形成的混合介质分选作用(精煤段)，又利用了颗粒相互作用的浮力效应(中煤段)。形成了一种不同于任何选煤设备的综合分选机理。3 煤分选在许昌龙岗发电有限责任公司的的使用效果许昌龙岗发电有限责任公司于2004年7月份投产使用FGX-12型复合式干选系统，人料粒度080 mm，用于入炉原煤的预加工。每天开机运行14小时，分选原煤7000吨，可选出矸石200280吨，不仅起到了煤炭预加工功能，还对电煤质量控制提供了有效的手段。收到了显著的经济效益和环保效益：1）排矸降灰，平均降低灰分510，提高热值2.516.27MJ/Kg，灰分的稳定性得到保证，热值达到设计要求，保障了锅炉的安全稳定燃烧。2）从源头排除了坚硬的矸石甚至石块，不进入输煤系统和锅炉制粉系统、炉膛、和除灰除渣系统，减少了设备特别是磨煤机、锅炉受热面、石子煤冲洗设备的磨损程度，延长设备寿命，缩短检修频率，间接带来经济效益。3）降低燃煤灰分，提高了锅炉效率，延长受热面、水冷壁、空预器、除尘器、引风机叶片等的使用寿命，具有明显的节能效果。4）通过排除电煤中硫矿石，降低了锅炉排烟中的硫含量、排灰量和含尘量，具有显著的环保作用。4 输煤系统改进建议煤分选系统的可靠运行，排出了入炉煤中30mm以上矸石，耗电量基本与输煤系统中的碎煤机持平，鉴于碎煤机以及概率筛下粒度最小为30MM，因此投入煤分选系统后，基本上没有30mm以上粒度的颗粒进入输煤系统，概率筛、碎煤机、除杂物机设备作用基本失去，因此建议：在保证入炉煤全部经分选的前提下，停运概率筛、碎煤机、除杂物机；从而降低上煤单耗约2/5，（碎煤机功率为340KW，基本上为整个系统功率的1/3），从而降