1000MW超超临界火电机组石子煤系统节能经济性选型研究

摘要：根据以人为本，安全可靠，经济合理的原则，本报告对除石子煤的方式选择进行了经济技术比较研究。

关键词：1000MW火电机组 石子煤系统 节能经济性 选型研究

1、石子煤处理系统概述

火电机组的石子煤处理系统选型的优劣对于机组的环保和节能降耗具有十分重要的意义。文章从节能经济性角度对不同的系统选型和处理方式进行研究对比，本着节能降耗控本增效最大化原则对不同方案进行说明分析。

目前，国内1000MW超超临界火力发电厂中速磨制粉系统排出的石子煤比重较大，一般在2.0～2.5t/m3，排量会随着煤质、锅炉负荷和磨煤机性能的变化而发生波动，同时石子煤还具有温度较高，颗粒大及硬度大等特性。因此，对石子煤处理系统可靠性要求较高。目前国内投运的大中型电厂石子煤处理方式，大致可归纳为五种：人工清理方式、简易机械处理、机械输送、水力输送、正压气力输送方式。

人工清理方式， 由人工将石子煤从石子煤斗定期排至地面，人工将石子煤铲出，装入手推车，运输至厂房外的堆放场地，该处理方法极其简单、灵活、可靠，适应于石子煤量少的工况。缺点是运行人员劳动强度大，自动化程度极低，同时对锅炉房内会造成环境污染。因此，对于1000MW机组石子煤不宜采用该处理方式。

本文主要对石子煤简易机械处理、机械输送、水力输送、正压气力输送等方案进行技术论证和经济比较，下面就上述四方案分别进行论述。

2、方案一：石子煤简易机械处理方式

石子煤简易机械处理方式：将石子煤排入活动石子煤斗，采用叉车定期将活动石子煤斗的石子煤叉至石子煤转运车，再由石子煤转运车转运到堆场或运至灰场贮存。

2.1 石子煤简易机械处理系统工艺流程图

磨煤机→石子煤斗→叉车→石子煤转运车→石子煤堆场

2.2 石子煤简易机械处理系统描述

在每台中速磨下设一台石子煤斗，两台炉共12台，配备2辆3t左右石子煤叉车，石子煤斗下方留有叉车作业时位置，大约每4～5h需用叉车将活动石子煤斗的石子煤叉至石子煤转运车，再由石子煤转运车转运到堆场或运至灰场贮存。

关于石子煤输送人员配置，每班每台石子煤斗需倾倒约2次。由于石子煤堆场就近布置在煤场边，转运距离很近。一般每班配1名叉车作业司机可满足石子煤斗卸料要求。我院设计的国电荆门热电厂三期扩建工程、西塞山电厂二期工程、襄樊电厂二期工程、江西丰城电厂二期工程、湖北大别山电厂一期等工程石子煤系统均采用简易机械处理方式。

3、方案二：石子煤机械输送方式

3.1 石子煤机械输送系统流程如下

磨煤机→气动门→石子煤斗→气动出料门→石子煤埋刮板输送机→胶带输送机→石子煤仓→自卸汽车→堆场

3.2 石子煤机械输送系统描述

本方案石子煤从石子煤斗排出后采用埋刮板输送机集中，然后由胶带输送机提升到石子煤仓，由汽车送出，在此方案中，由于石子煤从中速磨排出口标高约在1.6m左右，加上石子煤斗及连接件高度，埋刮板输送机一般布置在-2.0～-3.0m标高地道内，头部转运点底层标高更低。

根据对已投产石子煤机械输送系统调查表明，系统设备对石子煤排除量及颗粒大小的变化适用性好，机械输送系统运行安全可靠，自动化程度高。此方案缺点是设备布置难度较大，需要在主厂房零米层下布置纵向隧道，使磨煤机炉前通道变小，对运行、检修空间有些影响；机械设备维护工作量较大，系统运行维护工作条件较差；当系统密封不严密时或选用敞开式胶带输送机输送时，在输送过程中粉尘飞扬对周围环境有一定的污染。

4、案三：石子煤水力输送方式

4.1 石子煤水力输送系统工艺流程如下

4.1.1 石子煤流程

磨煤机石子煤出口→石子煤斗入口气动阀→石子煤斗→水力喷射器→石子煤输送管道→石子煤捞渣机（或石子煤脱水仓）

4.1.2 高压冲洗水流程

石子煤捞渣机溢流水→ 澄清池→ 石子煤高压冲洗水泵→高压冲洗水管道→水力喷射器

4.2 石子煤水力输送系统描述

本方案石子煤采用水力喷射器定期将石子煤斗内的石子煤输送到石子煤捞渣机捞出后，装车外运，水力喷射器布置在约-1.2m地坑内。水力喷射器由专设的高压水泵供给高压冲洗水，石子煤捞渣机溢流的澄清水供本系统重复利用。

本方案优点是系统相对较简单，运行管理方便，自动化程度高；磨煤机炉前布置较为紧凑、合理。该方案缺点是能耗高，关键部件如石子煤斗进出口阀须进口，石子煤水力系统的输送距离和高度有一定限制，否则容易造成堵塞。由于输送流速较高，水力喷射器和管道磨损较为严重，须经常更换水力喷射器喷嘴，维护工作量较大。

5、方案四：石子煤正压气力输送方式

正压气力输送系统原理以压缩空气作为输送介质将石子煤送到终端石子煤仓。由于压缩空气具有压力高，气体密度大的特点，输送时，利用压力空气的静压和动压，可以很快使石子煤达到需要的输送速度。

5.1 石子煤正压气力输送系统流程如下

磨煤机→气动门→石子煤缓冲箱→螺旋提升机→进料阀→仓泵

↓

自卸气车←石子煤仓

主要操作工艺为：打开石子煤箱入口阀；打开仓泵进料阀，给仓泵进料；当仓泵装料满仓时，关闭进料阀，打开进气阀，开始输送；仓泵内石子煤输送完后，加以吹扫，关闭进气阀，打开进料阀进料，进入下一个循环。

5.2 石子煤正压气力输送系统

每台磨煤机出口安装一个石子煤缓冲箱，在每个石子煤缓冲箱下配一台螺旋提升机、一台仓泵，每3台磨煤机共1根输送管道，连锁运行，每台炉共2根输送管道。在每个石子煤缓冲箱设有大颗粒排放口，并用斗收集。考虑大颗粒排放时有轻微的扬尘现象，在石子煤箱周围设置防尘罩以解决扬尘问题。本方案自动化程度高，管道输送，煤粉不发生泄漏，环境无污染；管道布置在0.00m层地面，布置灵活，但输送物料速度较高，能耗较高，当输送距离较长时，管道磨损较严重。

除石子煤正压气力输送系统外，还有石子煤负压气力输送系统，石子煤负压气力输送原理是由高动力装置真空泵提供真空吸引产生的高速气流将石子煤进行清理和输送，并进行集中分离。负压气力输送距离较短，一般小于100m，管道磨损较快，真空泵输送噪音较大等缺点，这里就不详述了。

6、石子煤处理系统各方案经济技术比较

6.1 经济比较（如表1）

以上四方案经济比较表中，投资费用主要包括设备、安装及建筑工程费等；运行费主要包括电费、水费及人工费用等；年费用主要包括设备年固定费及年运行费等。

6.2 技术比较（如表2）

7、分析及结论

根据以上技术经济技术比较，简易机械处理方案系统简单可靠，维护工作量较小，机械化程度较高，工人劳动强度较小，设备投资省。机械输送方案系统复杂， 维护工作量较大，机械化程度高，工人劳动强度小、环境污染较大，设备投资较大。水力输送方案系统较复杂， 维护工作量较大，机械化程度高，工人劳动强度小、环境污染小，设备投资大。正压气力输送系统较复杂， 维护工作量较大，机械化程度高，工人劳动强度小、环境污染较小，设备投资较大，磨损较严重。

综合以上四方案技术经济比较，可以看出， 石子煤简易机械处理方案初投资少，运行年费用最低， 并能满足电厂安全运行要求， 具有一定的优越性。

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