韓 偉，霍明亮

（撫順礦業(yè)集團有限責任公司工程技術研究中心，遼寧 撫順 113017）

撫順頁巖煉化廠蒸汽鍋爐混配煤工藝技術研究

韓 偉，霍明亮

（撫順礦業(yè)集團有限責任公司工程技術研究中心，遼寧 撫順 113017）

撫順頁巖煉化廠現(xiàn)有燃煤蒸汽鍋爐2臺，燃料為3 500 cal/g的褐煤，用氣力輸送方式供煤。運轉過程中發(fā)現(xiàn)2個問題：氣力輸送方式供煤運行不穩(wěn)定，經常發(fā)生堵管現(xiàn)象；褐煤原料發(fā)熱量低，達不到設計要求。為了解決以上問題提出了混配煤工藝技術研究項目。

混配煤；動力煤；褐煤

0 引言

原煤儲運系統(tǒng)的可靠性與原料煤質量是燃煤蒸汽鍋爐能夠穩(wěn)定運行的關鍵因素，頁巖煉化廠2臺鍋爐燃燒褐煤的能力是2×30 t/h，褐煤粒度是0～8 mm，設計要求發(fā)熱量達到14.65 MJ/kg。2臺鍋爐頂有6個煤倉，有效容積是615 t，可供鍋爐運行10 h，每個倉頂有2根φ270的氣力輸送管道。運轉過程中發(fā)現(xiàn)2個問題：①氣力輸送方式供煤運行不穩(wěn)定，經常發(fā)生堵管現(xiàn)象；②進廠的褐煤發(fā)熱量2.93～14.65 MJ/kg，發(fā)熱量達不到設計要求，且很不穩(wěn)定[1]。為了解決以上問題，提出以下措施：①考慮到褐煤粉塵較大，暴露在空氣中運輸不僅影響廠區(qū)環(huán)境，且容易自燃，決定新建一套封閉錨鏈運輸系統(tǒng)，做為氣力輸送檢修調試時的備用系統(tǒng)；②在鍋爐房東側空場新建3個儲煤倉，容積為3×200 t，分別用來存儲撫順動力煤，錨鏈運輸?shù)暮置汉蜌饬斔秃置?，在倉下出料口設置可以計量的螺旋輸送機，定量的運到鍋爐頂6個煤倉，實現(xiàn)配煤，使進入鍋爐的燃煤達到設計的發(fā)熱量要求[2]。

1 現(xiàn)況介紹

現(xiàn)有供煤系統(tǒng)包括儲運系統(tǒng)和備煤系統(tǒng)。原煤儲運系統(tǒng)設備聯(lián)系如圖1所示。

褐煤用自卸卡車運入廠內卸到地下受煤斗，受煤斗下有2個振動給煤機，把煤給到1#膠帶，煤在1#膠帶經過除鐵后轉載到滾軸篩，滾軸篩篩孔是40 mm，篩上物進入雙齒輥破碎機，破碎到－40 mm，破碎后的物料和滾軸篩上物料卸到2#膠帶，經過1個分叉溜槽將料轉載到3 000 m3倉上的2條配倉膠帶3#膠帶A和3#膠帶B，配倉膠帶用犁式卸料器卸料，2個儲煤倉分別用環(huán)式給煤機將料卸到倉下4#A膠帶和4#B膠帶，在經過5#A膠帶和5#B膠帶轉載進入備煤系統(tǒng)。原煤儲運系統(tǒng)主要設備明細見表1所示。

備煤系統(tǒng)設備聯(lián)系圖如圖2所示。備煤系統(tǒng)是一開一備的2套系統(tǒng)，現(xiàn)以一套系統(tǒng)進行說明。燃煤經5#膠帶轉載到901#錨鏈，由振動給料機給到雙齒輥破碎機，破碎到－15 mm的物料給到904#香蕉篩，香蕉篩有2層篩板，上層篩板篩孔是15 mm，下層篩板篩孔是8 mm，最上層的15～40 mm物料進入熱風爐，中間8～15 mm物料直接進入滾筒干燥機，0～8 mm篩下物料通過氣力輸送進入鍋爐頂煤倉。備煤系統(tǒng)主要設備明細見表2所示。

圖1 原煤儲運系統(tǒng)設備聯(lián)系圖[3]

2 混配煤工藝方案

鍋爐煤熱值達到14.65 MJ/kg即可穩(wěn)定運行，褐煤的發(fā)熱量達不到設計要求，而撫順西露天礦－20 mm洗后煤的發(fā)熱量在16.74 MJ/kg以上，將西露天洗后煤與褐煤按照一定比例混合即可滿足鍋爐要求?；炫涿汗に嚰夹g方案利用新建的3個緩沖倉存儲撫順西露天洗后煤、新建錨鏈運輸褐煤、氣力輸送褐煤。其中新建錨鏈運輸褐煤系統(tǒng)作為氣力輸送裝置的備用系統(tǒng)，當氣力輸送系統(tǒng)故障檢修時，利用錨鏈運輸褐煤。緩沖倉下利用可計量的螺旋輸送機將動力煤和褐煤按計算好的比例轉運到一條錨鏈上，最后在進入到鍋爐頂緩沖倉過程中實現(xiàn)配煤。

配煤計算公式：

可得 x：y=（14.65 － b）：（a － 14.65）。

其中：a為洗后煤熱值，MJ/kg；b為褐煤熱值，MJ/kg；x 為動力煤用量，t/h；y 為褐煤用量，t/h[4]。

依據(jù)該計算公式，可以根據(jù)動力煤與褐煤的發(fā)熱量，計算出2種煤的質量混合比例。例如進廠的動力煤發(fā)熱量是16.74 MJ/kg，褐煤的發(fā)熱量是11.30 MJ/kg，動力煤與褐煤和質量比為8:5。調整配煤倉下螺旋輸送機的出料量，使動力煤與褐煤和質量比達到8:5。

作為混配煤原料的撫順西露天洗后動力煤與褐煤的主要技術參數(shù)見表3所示。褐煤系統(tǒng)混配煤工藝技術方案主要包括配煤倉的設計以及動力煤儲運系統(tǒng)，褐煤運輸系統(tǒng)，配煤運輸系統(tǒng)4個部分。

圖2 備煤儲運系統(tǒng)設備聯(lián)系圖[3]

表2 備煤系統(tǒng)主要設備明細

表3 撫順西露天洗后動力煤與褐煤的主要技術參數(shù)

2.1 配煤倉的設計

鍋爐頂6個倉有效儲煤615 t。2臺鍋爐褐煤用量每小時30×2=60 t，6個倉可提供10.3 h的鍋爐用煤量。每天下班前將鍋爐倉灌滿，新建3個煤倉儲6 h量即可滿足鍋爐運行到第2天早8時。按動力煤與褐煤 1：1 比例儲煤，每小時 30 t，6 h180 t，則每個煤倉應能儲存6 h煤量為宜，每煤倉容積為200 m3[5]。

煤倉傾角不小于55°，倉內設置煤位指示計，煤倉上下設置信號。綜合場地空間、倉高、傾角等因素，經計算用3個6×6 m、高11 m、傾角65°的方倉。為了解決堵倉問題，在倉傾角位置設置透倉孔[6]。

2.2 動力煤儲運系統(tǒng)

現(xiàn)有供煤系統(tǒng)有2個3 000 m3煤倉，可以滿足備煤系統(tǒng)50 h的需求，經過工藝研究認為用一個3 000 m3煤倉為備煤系統(tǒng)儲煤也可以滿足工藝要求，故決定用其中一個煤倉儲存撫順動力煤。每個3 000 m3煤倉倉下有一個環(huán)式給煤機，每個環(huán)式給煤機有2個下料口，分別能把物料卸到4#A和4#B皮帶上?，F(xiàn)擬將4#A皮帶機尾向東平移，在該位置增加一條600 mm的錨鏈，環(huán)式給煤機將料卸到錨鏈上，在由錨鏈將動力煤運到倉外，在經過斗式提升機將料轉載到200 m3動力煤倉。動力煤運輸系統(tǒng)主要設備明細如表4所示。

表4 動力煤運輸系統(tǒng)主要設備明細

2.3 褐煤儲運系統(tǒng)

現(xiàn)有褐煤的運輸方式是氣力輸送，褐煤在備煤車間經過破碎篩分后0～8 mm的物料由2條DN250的管道直接送到燃煤蒸汽鍋爐頂?shù)?個煤倉。考慮到褐煤粒度較小，極易容易產生粉塵，為了保證現(xiàn)場環(huán)境衛(wèi)生與職業(yè)衛(wèi)生要求，結合現(xiàn)場平面布置要求，現(xiàn)擬用5條封閉錨鏈運輸褐煤。在904A和904B篩下漏斗分別增加1條錨鏈，篩下0～8 mm物料有2個運輸方式：①進入倉泵氣力輸送，在200 m3前增加三通，并設閥門，通過閥門的切換使氣力輸送即能直接送到燃煤鍋爐頂儲煤倉，也能進入新建200 m3氣力輸送煤倉；②物料經過錨鏈的轉載進入褐煤倉。褐煤運輸系統(tǒng)主要設備明細見表5所示。

表5 褐煤運輸系統(tǒng)主要設備明細

2.4 配煤運輸系統(tǒng)

配煤工藝是將3個來源不同的品種煤分別存放在3個200 m3倉中，出料時利用可計量運輸設備按規(guī)定數(shù)量出料，按比例同時送到一條錨鏈上，最后在進入燃煤蒸汽鍋爐頂料倉時完場配煤。配煤的準確性很大程度上取決于3個200 m3倉下出料量的準確計量，經過生產廠商的問詢與技術經濟比較，選擇了變頻雙螺旋輸送機。

配煤運輸系統(tǒng)流程是3臺雙螺旋輸送機將褐煤和動力煤按比例輸送到301#錨鏈，經過302#斗式提升機和303#錨鏈的轉載運輸?shù)饺济赫羝仩t頂配倉304#錨鏈，304#錨鏈有6個出料口，分別對應一臺螺旋輸送機將料送到倉的中心。為了保證儲煤倉的密封性，在每個倉口和螺旋送機出料口中間增加雙層重力翻板閥。該閥分上下2層，工作是先由機械傳動開啟上層閥，靠平衡配重自行關閉上閥，接著由機械傳動開啟下層閥，靠平衡配重自行關閉下閥，這樣完成一次卸料周期，保證卸料過程倉的密封[7]。配煤運輸系統(tǒng)主要設備明細見表6所示。

表6 配煤運輸系統(tǒng)主要設備明細

2.5 配煤總體工藝設備聯(lián)系圖

該工藝方案還需要對原有氣力輸送管道進行改造，原有系統(tǒng)是氣力輸送直接從備煤車間進入到鍋爐頂6個緩沖倉，改造后的方案要求褐煤先進入配煤倉。需要在配煤倉位置增加三通，并設置閥門和反吹掃管，防止管道堵塞。配煤系統(tǒng)總體工藝設備聯(lián)系圖如圖3所示。

圖3 配煤工藝設備聯(lián)系圖

2.6 配煤工藝總平面布置圖

考慮到現(xiàn)場有1個柴油庫房和2個液氨儲罐，保證混煤倉與柴油庫最小13 m距離和蒸汽鍋爐檢修空間的需要。

3 結 語

混配煤工藝方案的實施可以提高燃煤蒸汽鍋爐原料供應的靈活性。當進廠的褐煤發(fā)熱量大于3 500 cal/g時，可以單獨使用褐煤；當進廠的褐煤發(fā)熱量低于3 500 cal/g時，可以和洗后動力煤配煤使用；當氣力輸送方式不穩(wěn)定時，可以使用密封錨鏈運輸褐煤；當氣力輸送能夠正常運轉時，使用氣力輸送方式運輸褐煤，保證鍋爐燃料的穩(wěn)定供應。

［1］陳鵬．中國煤炭性質、分類和利用［M］．北京：化學工業(yè)出版社，2009．

［2］楊金和．煤炭化驗手冊［M］．北京：煤炭工業(yè)出版社，1998．

［3］遼寧省石油化工規(guī)劃設計院．頁巖油化工深加工示范項目（煤制氫單元）設計說明書［R］．沈陽：遼寧省石油化工規(guī)劃設計院，2012．

［4］陳文敏．動力配煤［M］．北京：煤炭工業(yè)出版社，1999．

［5］戴少康．選煤工藝設計實用技術手冊［M］．北京：煤炭工業(yè)出版社，2009．

［6］煤炭工業(yè)部選煤設計研究院．選煤廠設計手冊工藝部分［M］．北京:煤炭工業(yè)出版社，1978．

［7］曹衛(wèi)軍．雙層重錘翻板閥與星型卸灰閥的使用選擇［J］．山東工業(yè)技術，2015（20）：7．

［8］中華人民共和國公安部．建筑設計防火規(guī)范［M］．北京：中國計劃出版社，2014.

Study on technology of mixing coal in steam boiler of Fushun Shale Refining Plant

HAN Wei,HUO Mingliang
(Engineering Technology Research Center,Fushun Mining Group Co.,Ltd.,Fushun 113017,China)

Fushun shale refinery has two coal－fired steam boilers,fuel for 3 500 cal/g of lignite,pneumatic conveying method for coal supply.Two problems were found during operation:pneumatic conveying mode of coal supply is unstable and often emerges blocking phenomenon;lignite raw material has low heat and fail to meet design requirements.In order to solve the above problems,we put forward the research project of mixed coal technology.

mixed coal;thermal coal;lignite

TD824

B

1671－9816（2017）11－0090－05

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.11.025

韓偉，霍明亮.撫順頁巖煉化廠蒸汽鍋爐混配煤工藝技術研究［J］.露天采礦技術，2017，32（11）：90－93.

2017－06－27

韓 偉（1985—），男，遼寧沈陽人，本科，畢業(yè)于遼寧工程技術大學礦物加工工程專業(yè)，現(xiàn)從事選礦工藝設計工作。

【責任編輯：張 夙】