300MW循环流化床发电机组锅炉掺烧煤泥矸石技术及常见问题解决方案
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作者: 王博良
摘要：以某电厂300MW机组为实例，介绍了循环流化床发电机组的燃煤锅炉掺烧煤泥矸石技术的常见问题及其解决方案，很好的解决了机组运行中煤泥系统的一些故障，有利于发电机组的正常掺烧煤泥矸石，及时解决煤泥存放、运输、燃烧过程对环境的污染，可以提高机组经济性，降低污染的同时也可以减少优质煤的消耗量，符合国家节能减排政策。
关键词：300MW 循环流化床（CFB） 掺烧煤泥 煤泥泵送系统 故障及解决
煤泥泛指煤粉含水形成的半固体物，是煤炭洗选过程中，被分离出来的含有杂质的高水分煤炭细颗粒的一种产品，常由煤炭、矸石与粘土组成，一般浓度（含固量）为72～77%，颗粒直径小于0.5mm，是一种高浓度、高粘度的稠物料，其表观粘度变化较大，其固态发热量为14500kj/kg～ 18850kj/kg ，其颗粒很细 (小于 0 .5mm ) ，水分高 ，粘性大 ，不易转运 ，并且煤泥遇水即流失 ，风干即飞扬 ，是矿区的主要污染源之一。均匀混合后属于典型的非牛顿液体，流动性小粘性大。大量的煤矸石露天堆放形成矸石山，其中的有害成分和化学物质可以进入大气、土壤、地表、地下水造成环境污染。通过环境介质直接或间接进入人体，威胁人体健康。煤泥是煤炭洗选过程中分离出的，为保护环境 ，节约能源 ，综合利用 ，把煤泥作为锅炉的燃料非常必要。本文将介绍循环流化床发电机组参烧煤泥矸石的技术及常见故障的解决方案。
1、工程概况
某电厂工程安装两台300MW国产燃煤空冷机组，锅炉为循环流化床锅炉。本工程采用洗选煤矸石、洗中煤及煤泥的低热值混合燃料，年耗煤量约310万吨。
锅炉、汽轮机、发电机分别使用哈尔滨锅炉厂有限责任公司，哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨电机厂有限责任公司产品；煤泥泵送系统是德国PUTZMEISTER（普茨迈斯特公司）公司产品。
1.1 煤质分析
设计煤质为洗选煤矸石、洗中煤、煤泥按45%、40%、15%比例进行混煤
校核煤质一为：洗选煤矸石、洗中煤、煤泥按53%、25%、32%比例进行混煤
校核煤质二为：洗选煤矸石、洗中煤、煤泥按60%、0%、40%比例进行混煤
校核煤质三为：洗选煤矸石、洗中煤、煤泥按0%、25%、75%比例进行混煤
1.2 煤泥泵送系统
每炉设置一台煤泥料仓，每仓有效容积250,直径6米，煤泥从洗选煤厂经带式输送机通过进料隔栅进入煤泥料仓，煤泥通过滑架卸出料仓。滑架通过液压动力包液压驱动，液压动力包功率为45kW。煤泥卸出料仓后，通过卸料螺旋和滑槽送入料斗。在每个料斗螺旋罩上安装水份探头，根据水分测定值，控制水加入料斗，煤泥与水在料斗下面的混合螺旋内混合后，混合螺旋将煤泥送入煤泥泵中，通过煤泥泵将煤泥泵入锅炉煤泥喷枪，由煤泥喷枪将煤泥喷入锅炉密相区进行燃烧。在煤泥泵出口附近设一个带40mm格栅的除杂装置以防止异物进入喷枪造成堵塞。
每座煤泥仓下设4套卸料螺旋、料斗、混合螺旋及煤泥泵。煤泥泵采用高压煤泥双缸柱塞泵型式，液压活塞式吸入输出S阀及泵送腔全封闭出料口，每台煤泥泵的正常出力为9/h，最大为20/h，正常出口压力为6.027MPa，泵出口最大压力为9.45MPa，系统出力根据锅炉燃烧煤泥的需要可进行调节。煤泥泵送系统出力为每炉36/h，最大60/h，能满足在一路煤泥泵或一个喷枪故障的情况下其余三路煤泥泵和喷枪能够满足系统最大出力。煤泥卸料螺旋、混合螺旋及煤泥泵均采用液压驱动，液压动力包功率为110kW。
煤泥经喷枪设有密封风、煤泥雾化风加热空气、压缩空气、煤泥枪清洗水接口。煤泥管道和煤泥经枪间通过软管连接。煤泥管道冲洗水接口，在煤泥系统需较长时间停运时需将煤泥管道冲洗干净，设有煤泥管道冲洗系统，通过煤泥管道冲洗泵，将管道冲洗至煤泥仓内，部分煤泥放至煤泥泵房内地沟，通过排泥泵送至沉煤池。在每个管道系统从煤泥泵到喷枪安装两个冲洗连接。一个冲洗连接直接安装在煤泥泵后，另一个冲洗连接安装在煤泥喷枪前的管道末端。每个冲洗连接有一个DN50的球阀。
煤泥系统所有控制、联锁、保护功能均在控制系统内完成。每套煤泥系统采用一套PLC控制，控制柜位置根据需要布置，密封等级为NEMA4，并采取措施保证柜内的控制装置工作在合适的温度。控制系统除可在现场控制和监视外，还在主控室DCS的CRT上进行监视并接收DCS的指令，采用DCS集中自动控制。煤泥料仓料位信号送入输煤程控的皮带联锁。
2、常见故障及解决方案
2.1 煤泥雾化风中断
煤泥雾化风是压缩空气被加热后输送至煤泥喷枪内，作用是将煤泥预热、降低煤泥团的颗粒度，降低煤泥进入锅炉内的预热时间，使煤泥更容易燃烧，更迅速燃烧，更充分燃烧，提高了经济性。当煤泥雾化风母管压力升高或母管压力突降至零时，或者锅炉底部床温分布严重不均匀，局部床温下降明显时，就要考虑是煤泥雾化风中断引起的，从这方面着手处理。原因可能是：煤泥雾化风管道上气动阀门被误关，雾化空气中断时，煤泥团进入炉内后沉积在布风板上，引起结焦，造成床温分布不均及局部床温下降；解决此问题的方法是先查看故障煤泥枪雾化风气动阀的开启情况，此时较多发生的情况是它被误关了，应尽快开启。另外，空气压缩机故障引起煤泥雾化风中断的，需要将空气压缩机检修处理。若雾化风中断超过5分钟，应立即将煤泥泵输出置零，停止向炉内输送煤泥。
2.2 煤泥泵出口除杂装置堵塞
煤泥泵出口除杂装置是为了拦截煤泥中的大个体杂物，防止大个体杂物进入煤泥输送管道中甚至进入煤泥枪，从而造成煤泥系统设备损坏。当除杂装置压差表显示大于0.9 MPa时，除杂装置将会报警；处理方案是：1：停止煤泥输送； 2：使煤泥泵反向泵送1至2个冲程； 3：检查杂质提取器下游的球阀在关闭状态，以防止输送物料流回除杂装置。检查输送管上除杂装置前压力表指示为0 MPa 时，打开除杂装置的旋塞阀卸压；4：缓慢打开除杂装置密封盖，将杂物从滤网中清除，可根据需要更换滤网。
2.3煤泥水分大
煤泥水分过大，会降低锅炉经济性。煤泥水分过大的原因可能是煤泥水份测量装置安装位置浅，测得的含有空气的水份，导致加水量偏大，甚至使煤泥从料斗往外溢，导致环境污染，解决方案是对混合螺旋处煤泥水份测量装置壁厚重新进行加工安装，使水份测量装置测得更接近煤泥实际水份。
2.4 煤泥水分小
煤泥水分过小，即煤泥太干，煤泥的输送阻力大增，导致煤泥输送中断或者输送量减少，从而增加中煤的消耗量，增加了发电成本。解决方案是检查水分探头，更换损坏掉的探头，探头过脏时需要清洗干净然后使用。
3、结语
某些电厂选择掺烧低价煤泥矸石减少高价优质煤的消耗量从而降低成本是可行的，对公司利润的影响是巨大的；把洗选煤厂的煤泥矸石经皮带机输送到发电厂的煤泥仓中准备燃烧使用，节省了转运的费用，解决了煤泥矸石储存占用大量土地及堆放造成对环境直接污染的难题、解决了对其运输及其不当燃烧过程对环境的污染问题，符合国家节能减排政策。
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