煤泥是原煤洗選過程中產生的低熱值燃料,由于煤泥成本價格低,摻燒煤泥一直是提高循環流化床機組盈利能力的重要手段,2014年內蒙古京泰發電有限責任公司摻燒煤泥量近90萬噸,節約燃料費用八千多萬元,其大比例摻燒煤泥工作為煤電聯營和資源綜合利用發揮了積極作用。

一、機組現狀
內蒙古京泰發電有限責任公司位于鄂爾多斯市準格爾旗薛家灣鎮,現裝機兩臺300MW循環流化床鍋爐發電機組,兩臺機組分別于2010年2月和3月投產,系煤電聯營、井口電站、循環經濟型
項目。
二、煤泥來源
鍋爐燃煤為煙煤,直接來自內蒙古伊泰京粵酸刺溝煤礦。燃煤組成包括原煤、煤泥和末原煤。煤礦井下開采原煤經過破碎輸送至專供廠用的原煤筒倉(1萬噸儲能),其煤質和粒徑控制不穩定且矸石含量大。煤泥來自煤礦重介洗煤工藝,包含粗煤泥和細煤泥兩個產品,細煤泥中常含有大量流失的磁性介質。末煤為酸刺溝礦選矸后破碎至13mm以下待洗選原煤,主要用于應急使用。
鍋爐燃煤主要以原煤和煤泥大比例摻燒的方式運行。通過對酸刺溝煤泥的特性分析及當地地質結構特點了解(該地區主要以沙質土為主),煤泥經過露天晾曬水分在18%以下即可與原煤摻混使用,從2012年起,逐步實施輸煤皮帶煤泥摻燒。
輸煤系統采用兩級篩分兩級破碎方式,系統設計輸送能力為800噸/時,輸送距離約1200米。鍋爐給煤方式為爐前皮帶稱重給煤機直接給煤。
三、篩分系統的改造
1.早期設備存在的問題
早期篩分機采用雙轉式細篩機,大比例煤泥摻燒后,受細篩機篩分效率低、故障率高限制,大量煤泥進入
細碎機,帶來
細碎機過載、
錘頭磨損加劇事件頻繁發生。
輸煤篩碎設備堵塞嚴重,故障率高;細篩設備篩分效率低下,細碎機錘頭受進料偏流影響,錘頭磨損加劇。為保證上煤量不得已調大細碎機錘頭與破碎板間隙運行,導致入爐煤粒徑偏離,兩級分化嚴重,給燃燒調整帶來系列問題。
輸煤系統地煤斗、導料槽等部位粘煤、堵煤嚴重,影響正常上煤。
鍋爐原煤倉粘煤、堵煤,給煤機頻繁斷煤。
給煤機發生皮帶打滑,不出力。
給煤機出口落煤管積煤著火燒紅。
鍋爐給煤口開裂變形嚴重。
2.交叉篩改造
為保障鍋爐對燃料的粒徑要求和機組長周期運轉,提高輸煤系統的安全可靠性,在單機運行期間將輸煤系統雙轉式細篩機更換為交叉篩。
細篩機改造后運行效果較好,混合煤控制原煤和煤泥摻混比例在1:3以下均可穩定運行,設備運轉良好,篩分效率和粒徑控制均較為滿意。
上煤量可達700噸以上。減少了篩碎設備的故障率,細碎機錘頭使用周期延長,保證了輸煤系統的安全穩定運行。
改造前的雙轉篩(左圖)和改造后的交叉篩(右圖)
改造后的交叉篩
四、運行精細化管理
為防止輸煤系統啟動后地煤斗、#2皮帶至#4皮帶導料槽內積煤泥,瞬間對系統造成堵煤現象,采取以下措施:
每次停止上煤泥前必須將地煤斗內煤泥拉空。
每次停止上煤前15分鐘上筒倉原煤。
停止配煤泥前20分鐘聯系維護單位清理#2
皮帶機頭部落煤管,在系統停止時必須將導料槽內煤泥拉空。
為保證細篩機、細碎機安全穩定運行,停煤后及時聯系維護單位清理細篩機、細碎機內積煤。
針對輸煤設備容易發生堵煤及異常情況,進行系統邏輯優化,保證了輸煤系統設備的安全。
五、給煤系統優化治理
(1)原煤倉空氣炮優化改造
在摻燒煤泥前,原煤水分低,在原煤倉不存在堵煤現象,給煤系統運行穩定;摻燒煤泥運行后,由于煤泥的高持水性、高黏性,頻繁發生原煤倉棚煤、出口堵煤,給煤機運行極不穩定,有時甚至出現單側四臺給煤機同時斷煤,嚴重影響機組穩定運行。
通過對原煤倉堵煤的了解,主要問題有:
1.原煤倉安裝空氣炮存在死角,特別是錐段部位難于有效覆蓋。
2.煤倉空氣炮動作順序不一致。
3.未能實現空氣炮的自動控制。
采取措施:
1.對原煤倉容易發生棚煤的錐斗段給煤機入口閘板上位置加裝空氣炮。
2.重新梳理原煤倉空氣炮接線,確保其動作順序由下而上相互一致,達到有效疏通。
3.采集給煤機煤流信號實現空氣炮的自動控制。
加強生產管理:
1.高度重視給煤系統缺陷,將原煤倉空氣炮等缺陷等同主要輔機缺陷,及時發現及時處理,保證缺陷處理質量。
2.發現有輕度棚煤情況,在低負荷期間降低煤倉煤位運行,并停止煤泥摻配,結合空氣炮吹掃處理。
3.在每年4、5月份進行原煤倉徹底清理,防止下煤不暢影響夏季大負荷運行。
4.定期試驗原煤倉空氣炮,一方面對上部煤層邊角區進行松動;另外利于及時發現缺陷并予以消除。
(2)落煤管積煤治理
由于煤泥的高粘結性,在落煤管轉折處逐步堆積,隨時間增加便會像滾雪球似的越來越大,直至堵塞落煤管,積煤受高溫氣體烘烤后板結,硬度高,難于清理。
煤泥受高溫煙氣加熱后極易發生燃燒,多次發生落煤管燒紅。
積煤前
積煤后
落煤管轉折處積煤燒紅
針對給煤機出口落煤管拐彎轉折處頻繁發生堵塞甚至燒紅問題,通過在每根落煤管轉折處增加兩臺空氣炮,并根據摻燒煤泥干濕程度通過PLC時間設定控制空氣炮動作周期,保證落煤管中短時積煤能及時進行疏散,有效避免落煤管中積煤著火燒紅。
(3)給煤口變形治理
煤泥粒度細,入爐煤在給煤口處便發生燃燒,給煤口因播煤風量未改變冷卻不足,運行溫度升高,同時受給煤機斷煤擾動,該區域溫度場極不穩定,給煤口開裂變形嚴重,引起附近耐磨可塑料開裂甚至脫落。
給煤口采用整體鑄造耐熱鋼后仍未能有效解決膨脹變形問題。
給煤口開裂變形
采取措施:
1.通過現場了解,主要問題是解決燃燒提前,其次是控制較為穩定的溫度場。
2.結合現場實際,在每根落煤管根部增加兩路高壓冷卻風進行在線吹掃,風源取自高壓流化風母管。改造運行5個月后停爐檢查,給煤口基本保持原樣,開裂變形問題得到較好控制。
(4)給煤機皮帶打滑治理
給煤機皮帶打滑后,操作臺盤面顯示給煤量不變,參數上表現為斷煤側床溫下降、煙氣含氧量上升,如發現不及時機前壓力下降后總給煤量不斷增大。
常規處理方式為維護人員直接調緊皮帶;由此帶來給煤機計量不準。
采取對給煤機主動輪裹膠解決皮帶打滑問題。
六、總結
煤泥具有粒度細、微粒含量多;持水性強,水分含量高;灰分含量高,發熱量較低及黏性較大等特點。由于這些特性,導致了煤泥的堆放、貯存和運輸都比較困難。尤其在堆存時,其形態極不穩定,遇水即流失,風干即飛揚。結果不但浪費了寶貴的煤炭資源,而且造成了嚴重的環境污染 。
合理利用煤泥,揚長避短。首先在系統設備上需要作相應的改造優化完善;其次,更為重要的是需要結合系統運行特點進行精細化管理。如此,煤泥將變廢為寶,給企業產生良好經濟效益。