王 凱

上海上電漕涇發(fā)電有限公司

0 引言

輸煤系統(tǒng)是發(fā)電公司中最為主要的輔助公用系統(tǒng)，由于其具有較廣的分布范圍、較多的受控設(shè)備、較大的耗電量等特點(diǎn)，隨著公司低熱值經(jīng)濟(jì)煤種摻配燒工作的深入，上煤系統(tǒng)的作業(yè)量和設(shè)備運(yùn)行時(shí)間急劇增加，且隨著設(shè)備的逐漸老化，能耗問(wèn)題也越來(lái)越突出。為了將大量的煤運(yùn)送到鍋爐原煤倉(cāng)，保證發(fā)電機(jī)組的正常燃燒，如何提高燃料的運(yùn)行管理水平，有效挖掘燃燒潛力，降低噸煤電耗率具有非常重大的意義。

1 上海上電漕涇發(fā)電有限公司上煤系統(tǒng)設(shè)備及能耗概況

1.1 設(shè)備簡(jiǎn)介

輸煤系統(tǒng)1號(hào)、2號(hào)圓形煤場(chǎng)各設(shè)置一臺(tái)旋轉(zhuǎn)堆料機(jī)、懸臂式取料機(jī)作為堆料和上煤設(shè)備。上煤系統(tǒng)帶式輸送機(jī)共分五段，均為甲乙兩側(cè)雙路布置，一路運(yùn)行，一路備用，或雙路同時(shí)運(yùn)行。帶式輸送機(jī)的帶寬、帶速、出力規(guī)格為：帶寬B=1 400 mm，帶速V=2.5 m/s，出力Q＝1 500 t/h，單路輸送機(jī)總長(zhǎng)769.28 m。上煤系統(tǒng)共設(shè)三級(jí)除鐵設(shè)備6臺(tái)，一級(jí)采樣裝置2 臺(tái)，多管沖擊式除塵器8 臺(tái)，布袋除塵器4 臺(tái)，電動(dòng)雙側(cè)犁式卸料器22臺(tái)；共設(shè)2座圓形煤場(chǎng)和5座輸煤棧橋，燈具千余盞；煤廢水處理系統(tǒng)、煤倉(cāng)間噴霧裝置、煤場(chǎng)頂棚噴淋裝置各1套，各類(lèi)泵20余臺(tái)。

1.2 上煤系統(tǒng)各設(shè)備的功率

上煤系統(tǒng)主設(shè)備單路運(yùn)行時(shí)總功率：（2×200+3×2+30+9.33+560+12×3+160+280+250+280×2+160）=2 451.33 kW，如表1所示。上煤系統(tǒng)主要輔助設(shè)備單路運(yùn)行時(shí)總功率：（7.5+18+15+15+22+22×2+5.5+28.5+28.5+28.5+7.5+5.5+3）=229 kW，如表2所示。

表1 上煤系統(tǒng)主設(shè)備各電動(dòng)機(jī)功率

表2 上煤系統(tǒng)主要輔助設(shè)備各電動(dòng)機(jī)功率

上煤系統(tǒng)主設(shè)備和輔助設(shè)備單路運(yùn)行時(shí)每小時(shí)所消耗的電量約2 680 kWh，雙路運(yùn)行則翻倍。

2 上煤系統(tǒng)節(jié)能降耗工作中存在的問(wèn)題

2.1 摻燒低熱值經(jīng)濟(jì)煤種帶來(lái)的影響

隨著公司降本增效工作力度的加大，2020年印尼褐煤的入爐產(chǎn)量已達(dá)241萬(wàn)余t，占總?cè)霠t煤量的54.05%。由于印尼褐煤含塵量大、質(zhì)地松散，造成上煤系統(tǒng)給料機(jī)出力僅能達(dá)到700～900 t/h 甚至更低，出現(xiàn)帶式輸送機(jī)大馬拉小車(chē)的情況，造成上煤設(shè)備負(fù)載率大幅下降，系統(tǒng)噸煤電耗率大幅上升。2020年上煤系統(tǒng)噸煤電耗分析見(jiàn)表3。

表3 2020年上煤系統(tǒng)噸煤電耗分析

2020 年影響上煤設(shè)備負(fù)載率的褐煤上煤量占總量的54.05%，占上煤系統(tǒng)設(shè)備用電總量的54.78%。按扣除印尼褐煤后的平均上煤系統(tǒng)單耗1.37 kWh/t 計(jì)算，上煤系統(tǒng)單耗為此增加了0.06 kWh/t，即為提高低熱值經(jīng)濟(jì)煤種入爐摻燒率，上煤系統(tǒng)耗電量增加了268 217 kWh。

2.1.1 褐煤特性的直接影響

每年5-11月到廠的印尼褐煤普遍存在含塵量大問(wèn)題（該期間是印尼的旱季），上煤取料時(shí)由于場(chǎng)內(nèi)煤塵飛揚(yáng)極其嚴(yán)重，影響了司機(jī)操作視線。為了避免盲取時(shí)可能產(chǎn)生的危及設(shè)備安全事故的發(fā)生，設(shè)備需空載一段時(shí)間，待到煤塵濃度有所下降后再開(kāi)始取料，由此造成上煤設(shè)備負(fù)載率下降和空載率上升。

2.1.2 褐煤特性的間接影響

同樣原因，上煤加倉(cāng)時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)站、碎煤機(jī)樓、棧橋、小室內(nèi)由于煤塵飛揚(yáng)，造成設(shè)備、地面積塵嚴(yán)重，容易造成煤塵堆積自燃，需進(jìn)行水沖洗，造成耗水量和能耗急劇上升，僅含煤廢水處理系統(tǒng)24 h不間斷制水就需消耗276 kWh電量。

2.2 設(shè)備空載運(yùn)行對(duì)上煤系統(tǒng)能耗的影響

2.2.1 設(shè)備程序啟停過(guò)程中的能耗

由于程序啟動(dòng)時(shí)只有等到整個(gè)上煤系統(tǒng)全部設(shè)備逐一運(yùn)行正常后，取料機(jī)、給煤機(jī)才開(kāi)始取料供煤，程序停止時(shí)要等到整個(gè)上煤系統(tǒng)煤炭全部清空后才開(kāi)始逐一停機(jī)，程序啟停這段時(shí)間內(nèi)，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)所消耗的電量是沒(méi)有創(chuàng)造任何經(jīng)濟(jì)價(jià)值的。

設(shè)備程序啟動(dòng)時(shí)，五段帶式輸送機(jī)按逆煤流方向順序啟動(dòng)，每條皮帶啟動(dòng)前警鈴響30 s，間隔10 s后，再響30 s，待最后一段帶式輸送機(jī)及有關(guān)設(shè)備啟動(dòng)后，才開(kāi)始取料供煤。按取料機(jī)回轉(zhuǎn)擺放到取料位置并啟動(dòng)計(jì)算開(kāi)始，整個(gè)過(guò)程最快約需10 min，待煤流到達(dá)鍋爐原煤倉(cāng)又需5 min（五段帶式輸送機(jī)和各落煤管總長(zhǎng)÷帶速），即系統(tǒng)空載運(yùn)行15 min；設(shè)備程序停運(yùn)時(shí)，從給料機(jī)開(kāi)始，順煤流逐一按預(yù)定的時(shí)間延遲清煤停機(jī)，整個(gè)過(guò)程最快約10 min。因此設(shè)備程序啟停過(guò)程的25 min 造成能耗浪費(fèi)1 340 kWh。

2.2.2 人為因素造成的能耗

按現(xiàn)有輔控燃料專(zhuān)業(yè)安全運(yùn)行的規(guī)定，上煤設(shè)備必須等到值班員到場(chǎng)逐一確認(rèn)設(shè)備無(wú)異常后才能遠(yuǎn)程啟動(dòng)，整個(gè)過(guò)程所需時(shí)間約30～40 min，比程序啟動(dòng)多浪費(fèi)能耗約810～1 340 kWh。

由于輸煤系統(tǒng)運(yùn)行的特殊性，節(jié)能管理是否到位、人員配置是否齊全、值班員的工作方式/技能水平尤為重要，人員的懈怠往往影響啟停時(shí)間和空載時(shí)間，造成能源浪費(fèi)。

2.3 設(shè)備老化、檢修工藝及質(zhì)量對(duì)上煤系統(tǒng)能耗的影響

由于上煤設(shè)備已運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間，設(shè)備跑偏、漏煤、冒灰現(xiàn)象加劇，故障停機(jī)、緊急停機(jī)頻繁發(fā)生，造成了能耗的增大。此外，故障處理時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備的啟停次數(shù)和空載運(yùn)行時(shí)間增加，設(shè)備檢修工藝、質(zhì)量不佳，都造成了能源浪費(fèi)。

2.4 多煤種摻配燒對(duì)上煤系統(tǒng)能耗的影響

由于近幾年煤價(jià)居高，為降低入爐煤標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)，高低熱值經(jīng)濟(jì)煤種、高硫高熱值經(jīng)濟(jì)煤種和設(shè)計(jì)煤種等多煤種摻配燒已成常態(tài)，通常每個(gè)班次取料上煤加倉(cāng)煤種為2～3種。

每個(gè)煤種在場(chǎng)內(nèi)堆存角度一般為13～15 °（每度長(zhǎng)為10.5 m），按取料機(jī)回轉(zhuǎn)速度5.9 m/min和每變換一次取料煤種約需10 °計(jì)算，上煤系統(tǒng)設(shè)備空載約18 min，造成的能耗約965 kWh，若變換兩次取料煤種則成倍增加。

3 上煤系統(tǒng)節(jié)能有效措施及對(duì)策

3.1 上煤系統(tǒng)主輔設(shè)備的節(jié)能

由于上煤系統(tǒng)主輔設(shè)備運(yùn)行的持久性，因此其節(jié)能潛力巨大。為減少設(shè)備空載時(shí)間和避免盲目的啟動(dòng)，需修改現(xiàn)行運(yùn)行規(guī)定：?jiǎn)?dòng)前值班員應(yīng)按分工將系統(tǒng)設(shè)備一次性檢查到位，確認(rèn)無(wú)異常后與程控值班員聯(lián)系，盡量做到一次程序啟停，運(yùn)行中巡檢到位，以規(guī)避設(shè)備的頻繁啟停及減少空載時(shí)間。

3.1.1 設(shè)備故障停機(jī)時(shí)的節(jié)能措施

若某一設(shè)備故障停機(jī)30 min 內(nèi)無(wú)法處理完畢，應(yīng)及時(shí)停用此路其他在運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，啟用備用一路或等待此路檢修完畢后再恢復(fù)，以避免大量的能源消耗。

3.1.2 盡量保持輸送流量的穩(wěn)定性

輸送煤量的均勻可大大提高皮帶電機(jī)的功率因數(shù)及降低設(shè)備、線路損耗。取料機(jī)在取煤時(shí)要控制好流量，使設(shè)備達(dá)到或接近額定出力，避免因流量的波動(dòng)影響設(shè)備出力。

3.1.3 切實(shí)加強(qiáng)燃料管理工作

通過(guò)加強(qiáng)交接班檢查和巡回檢查及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除缺陷，嚴(yán)防程序啟動(dòng)時(shí)因某一設(shè)備故障無(wú)法啟動(dòng)，造成已啟動(dòng)設(shè)備的空轉(zhuǎn)。

此外，需摻配燒兩種以上不同的煤種時(shí)，取料機(jī)應(yīng)提前運(yùn)轉(zhuǎn)到位，以縮短上煤系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，每多運(yùn)行1 h將增加電耗3 218 kWh。

3.2 充分利用煤倉(cāng)容量，減少上煤次數(shù)

在確保原煤倉(cāng)煤位安全的前提下，在煤倉(cāng)煤位盡可能低時(shí)啟動(dòng)上煤。本公司通過(guò)試驗(yàn)掌握了原煤倉(cāng)煤位對(duì)應(yīng)存煤量的關(guān)系，制定了不同負(fù)載時(shí)的最低上煤煤位，減少了上煤次數(shù)和程序啟停過(guò)程中的能耗。試驗(yàn)過(guò)程還發(fā)現(xiàn)單路設(shè)備上煤時(shí)，雖煤位指示倉(cāng)滿，但只是原煤倉(cāng)的一側(cè)已上滿，另一側(cè)實(shí)際并沒(méi)加滿，還有很大空間（煤倉(cāng)的實(shí)際容量是700 t，只用單路設(shè)備上煤時(shí)只能上到550 t，還有150 t 的容量沒(méi)有利用）。通過(guò)對(duì)皮帶機(jī)8A/B 落煤管三通擋板控制程序的“靜態(tài)切換”修改為“動(dòng)態(tài)切換”，實(shí)現(xiàn)了原煤倉(cāng)的9 號(hào)皮帶機(jī)的A、B 路切換，將原煤倉(cāng)剩余空間補(bǔ)滿，充分利用原煤倉(cāng)空間。

3.3 上煤設(shè)備治理和節(jié)能改造

設(shè)備維護(hù)人員應(yīng)從“被動(dòng)維護(hù)”向“主動(dòng)維護(hù)”轉(zhuǎn)變，切實(shí)提高檢修工藝、質(zhì)量，提升設(shè)備健康狀況。

此外，還需及時(shí)做好設(shè)備積煤清理工作。帶式輸送機(jī)滾筒、托輥的粘煤、積煤都會(huì)對(duì)膠帶產(chǎn)生摩擦，影響設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行；電動(dòng)機(jī)及接線盒內(nèi)的煤粉也會(huì)降低電纜絕緣，產(chǎn)生熱量，造成不必要的電能損失。

針對(duì)印尼褐煤取料時(shí)給料機(jī)出力僅700～900 t/h左右的現(xiàn)狀，應(yīng)盡快對(duì)給料機(jī)1A、2A進(jìn)行技改，使其出力達(dá)到1 000～1 200 t/h，系統(tǒng)噸煤電耗下降至1.37 kWh/t或更低。

3.4 摻配燒煤種的質(zhì)量控制

加強(qiáng)與燃料公司的溝通，提高來(lái)煤質(zhì)量，在不影響經(jīng)濟(jì)煤種摻燒結(jié)構(gòu)和方式的前提下，盡量減少含塵量大、質(zhì)地松散的劣質(zhì)印尼褐煤，增加較為優(yōu)質(zhì)的俄羅斯褐煤，從而達(dá)到有效降低噸煤電耗的目的。

3.5 照明和水系統(tǒng)方面的節(jié)能

3.5.1 采用高效光源

盡量采用發(fā)光率高、光色好、能耗小的照明燈具，此舉可節(jié)能80%以上。上煤轉(zhuǎn)運(yùn)站、棧橋盡量利用自然光，經(jīng)計(jì)算可節(jié)約近一半的電能。

3.5.2 水沖洗系統(tǒng)的節(jié)能

水沖洗系統(tǒng)的節(jié)能可從幾方面著手：①提高上煤系統(tǒng)除塵、抑塵設(shè)備的完好率和投運(yùn)率，減少煤塵沖洗的用水量和煤污水設(shè)備的用電量；②保證現(xiàn)場(chǎng)水沖洗設(shè)施的完好，設(shè)施不得擅自使用，做到隨用隨關(guān)，杜絕常流水；③發(fā)現(xiàn)管道或閥門(mén)有跑、冒、滴、漏現(xiàn)象時(shí)要及時(shí)處理；④要充分利用含煤廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行制水，不需要用水時(shí)要及時(shí)停止水泵的運(yùn)行。

3.6 提高員工的節(jié)能意識(shí)，減少人為因素的浪費(fèi)

提高員工的節(jié)能意識(shí)和節(jié)能積極性，提高運(yùn)行人員的責(zé)任心和從業(yè)素質(zhì)。對(duì)設(shè)備的健康狀況、最佳運(yùn)行方式應(yīng)做到心中有數(shù)，在設(shè)備故障或堵煤時(shí)，需對(duì)設(shè)備的停運(yùn)、運(yùn)行方式及時(shí)、準(zhǔn)確地作出判斷，減少人為因素造成的浪費(fèi)；對(duì)員工進(jìn)行節(jié)能知識(shí)培訓(xùn)，讓員工認(rèn)識(shí)到節(jié)能的重要性，切實(shí)提高運(yùn)行班組骨干員工的節(jié)能管理水平，使他們及時(shí)了解和掌握各種節(jié)能信息，將節(jié)能工作落到實(shí)處。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)運(yùn)行環(huán)節(jié)中能耗原因分析，正確定位于非正常能耗源，并制定有效的節(jié)能降耗舉措。與此同時(shí)，在具體的工作中應(yīng)積極采用科學(xué)的節(jié)能措施，全面提升上煤設(shè)備的利用率，利用有效的資源創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到上煤系統(tǒng)節(jié)能的目的。