足球直播碎煤机室落煤管改造工程粉尘治理方案3

日期:2020-12-09 14:11

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  华能沁北发电有限责任公司 碎煤机室转运站 防堵抑尘曲线落煤管改造工程方案 技 术 方 案 石家庄华泰亿能工贸有限公司 二 O 一三年 九 月 九 日 沁北发电厂输煤系统防堵抑尘落煤管改造工程技术方案 一、 项目背景 河南华能沁北电厂装机容量为 4×600+2×1000MW,一、二期工程安装 4× 600MW 超临界火电机组。厂址位于河南省济源市境内,紧靠晋东南和晋南煤炭 基地,煤炭资源极为丰富。地处焦枝、太焦和侯月三条铁路干线的交汇处,晋 煤外运的主要出口通道和 207 国道沿厂区附近通过,交通运输十分便利。足球直播电厂 用水为地下水,允许开采量为 6m 3/秒,厂区用地多为荒地,非常有利于建设 大型火力发电厂。它的建设,对于发展民族工业,提高我国重大装备国产化水 平,促进产业升级,推动电力结构调整和优化,加快河南省经济发展具有深远 意义。由于电厂位于华中、华北、西北电网的交汇处,它的建成还将对提高供 电质量,支撑全国联网,实现区内资源优化配置具有重要作用。同时华能沁北 电厂被列为二十一世纪燃煤优化设计示范电站,其工程设计水准与国际水平看 齐,其效果将对我国今后燃煤电站设计起到示范作用。 二、 目前国内燃煤火力发电厂输煤系统转运站普遍存在的现状以及亟待解 决的难题 由于传统输煤系统技术落后,当前燃煤电厂输煤转运工况非常恶劣,粉尘 浓度高,堵煤积煤,设备磨损严重,作业环境恶劣,主要问题表现为: 1、 燃煤较湿或由于是特殊煤种, 在运输过程中极易引起输煤设备内部煤泥粘结, 导致堵煤现象发生,影响电厂安全生产及发电要求; 2、燃煤转运过程中由于原来设备的落后及其他原因产生的煤尘难于治理,室内 粉尘浓度超标,影响企业安全文明生产,直接威胁操作人员身体健康,并且室 内积粉太多,燃煤在条件适宜情况下容易出现自燃; 3、落煤点处燃煤对皮带冲击严重,会出现通常所说的“砸皮带”现象,导致输 煤皮带使用寿命缩短,特殊情况下在一些电厂出现过异物割裂皮带现象; 4、落料点不正导致皮带跑偏,出现撒煤、漏粉现象,造成地面积粉太多,清理 维护工作量大; 5、落煤筒冲击磨损严重,衬板更换维护频繁; 6、除尘、皮带调偏、振打清理煤筒等辅助设备太多,运行能耗高,维护工作量 大。 三、 输煤转运站防堵抑尘综合治理技术方案 输煤系统综合治理主要是指输煤系统粉尘和落料管堵煤的预防与治理,关 2 沁北发电厂输煤系统防堵抑尘落煤管改造工程技术方案 键是预防,之后才是治理,先防后治、防治结合才能从根本上把输煤系统的粉 尘和堵煤彻底根治。针对目前沁北发电厂输煤转运项目存在问题进行实际分析 考察,提出解决方案如下: ? 防堵抑尘落煤管技术:能够有效解决输煤系统落煤管堵塞、转运站粉 尘浓度高、落煤管设备冲击磨损严重、物料落差较大冲击皮带以及物 料落点不正导致皮带跑偏等等问题。 方案:结合沁北电厂实际情况,原煤约 2/3 为粉煤,通过筛分旁路落 煤管垂直下落至接料皮带,垂直落差高度达到 7 米,并且落煤管与接 料皮带运动方向形成一定的负角度,加剧落料点处扬尘现象以及皮带 磨损。采用防堵抑尘曲线落煤管技术,优化设计后落煤管内物料完全 在滑道载流面滑落,极大减少空气与物料接触机会,从而有效减少诱 导风总量,并且有效降低诱导风中含尘量。物料出口速度方向与皮带 运动方向一致,速度大小接近皮带运行速度,物料可实现平稳落入接 料皮带,降低皮带表面磨损。垂直于皮带表面分速度约等于皮带运行 速度,极大减小物料砸皮带现象。并且圆形截面落煤管具有良好的对 中性,物料能够很好的对中滑落至皮带,不会出现物料重心在皮带中 心线两侧大范围摆动,因此,不会出现落料点不正导致皮带跑偏问题。 对于由于物料输送量不稳定导致的落料点不完全居中现象,采用落料 点处导流板微调技术,可以长期有效解决该现实运行问题。另外,由 于物料在落煤管表面处于滑动状态,磨损主要集中为载流面表面大面 积均匀滑动磨损,从而极大延长落煤管运行使用寿命以及维护周期。 ? 扩容阻尼除尘装置:彻底解决导料槽喷粉问题,降尘效率 99%以上; 方案:结合沁北电厂实际情况,导料槽采用全密封结构,具有一定的 扩容降尘作用,原系统采用的过滤除尘单元(橡胶棒挡尘帘)由于使 用磨损起不到良好的抑尘、除尘作用;同时结合我公司防堵抑尘转运 技术,建议在碎煤机筛分旁路和破碎旁路落煤管落料点处加强诱导风 以及鼓风量的控制,从而有效降低转运站室内粉尘浓度。 ? 喷雾抑尘技术:在导料槽内部,建议在特定的位置装设除尘降尘喷雾 装置(喷头数量<10 个,每个喷头每小时耗水量不大于 50 升) 。实现 良好的槽内抑尘除尘效果。其次,在导料槽头部出口处布置 2 对雾化 喷头,可防止皮带输送过程中由于皮带振动和与空气相对运动造成皮 3 沁北发电厂输煤系统防堵抑尘落煤管改造工程技术方案 带表面煤尘飞扬导致的二次污染。 1 防堵抑尘落煤管 1.1 防堵抑尘落煤管设计 防堵抑尘输送技术摆脱了传统的 粉尘封堵治理方式, 而是从源头上控制 和消除转运过程中粉尘和堵煤现象的 产生。 防堵抑尘输煤转运技术是利用离 散学(DEM)原理,研究物料粒子的弹 性、黏性、塑性、形变等级、滑动、膨 胀和流动性, 在此分析基础上建立数学 模型,结合计算机仿真技术,将原来 的煤降落过程转变为煤滑落过程。 运用现代计算机技术,输入获取信 息进行 CAD-3d 设计, 建立工程三维模型。 采用 DEM(离散元方法-discrete element method)分析方法对获取的物料物理参数 进行分析,建立物料模型颗粒(生成颗 粒) ,输入计算机进行三维模拟仿真运行。 通过不断修正,获得最佳物料运动分析设计成果。同时配合采用 CFD(计算流体动力学 Computational Fluid Dynamics)流体模拟技术进行空气场气流运动分析,对落煤筒内部空 间、结构进行二次优化设计,实现空气截流以及有效阻隔,确保运行过程中诱导风量最小 化。设计过程中,我们将原来的煤降落过程转变为滑落过程;全程严格控制煤流在滑落过 程中动势能大小和方向的转变,确保煤流运动冲刷速度大于煤泥粘结速度,使其严格按照 最佳切向角度和速度滑落;使煤流束的出口水平速度与接煤皮带速度匹配一致,使煤流束 能够平缓的滑落到接料皮带上。最大限度消除高速煤流携带的诱导风量和煤流冲击造成的 喷粉现象;流畅精确的弧型结构以及无死角设计,能够使煤流束严格按照与煤滑落管壁切 面的最佳冲击角度下滑,从而能够有效解决落煤管堵塞问题。 1.2 落煤管管径的确定 对管径的选择上,根据皮带的带宽和出力,根据不同性质的物料下落的高 4 沁北发电厂输煤系统防堵抑尘落煤管改造工程技术方案 度,在落料管内的速度、冲击角等因素,综合考虑物料在落煤管内充满度。同 时参考输煤规范设计参数,初步确定落煤管管径如下: 带宽:B=1400mm 1.3 出力:1500t/h 落煤管:φ 920mm 落煤管材料的选用 作为技术的载体,材料是关键。充分了解各种主流耐磨材料的特性。我公司懂得在 不同的工况,同一工况不同的位置,如何更好的选择、更好的运用不同的耐磨材料。充分 发挥不同材料的优点,避开其弱点,是我公司转运装置寿命保证的前提。 鉴于沁北电厂碎煤机室转运站高落差,初步确定耐磨衬板建议采用耐磨陶瓷衬 板或高铬合金钢衬板。 1.3.1 耐磨陶瓷衬板具有极高的硬度以及极好的耐磨性能,其耐磨性能在许多 工业场合得到广泛应用,在特定场合耐磨效果得到一致认可;但是其缺点在于 脆性高,容易破碎,不适于冲击强度高的作业场所。针对输煤系统,通常在破 碎、筛分之前,不建议采用耐磨陶瓷衬板,由于原煤中含有较多大块石头或煤 块,容易冲击造成耐磨陶瓷衬板冲击破碎;但是在输煤系统筛分、破碎工艺以 后,原煤对衬板集中冲击较小,尤其当采用曲线滑道设计以后,物料完全在衬 板表面滑落, 这时耐磨陶瓷的耐磨性能以及表面光滑不容易粘附特性尤为显著, 对降低煤泥输送过程中的粘接堵塞几率有一定帮助。 1.3.2 其次高铬合金衬板,具有良好的综合性能,具有较高的耐磨性能,同时 具有一定的耐冲击性能,目前广泛运用于电厂输煤系统。其缺点在于造价高, 耐磨性能低于耐磨陶瓷,生产铸造加工周期较长;表面光洁度以及摩擦系数不 及耐磨陶瓷,以及重量高于耐磨陶瓷衬板。 1.4 落煤管材料的规格与布置 我公司科学设计煤流路径,根据不同的设备部件不同的磨损情况,采用不 同的衬板固定工艺,从而极大地降低了设备维护工作量,最大限度的延长设备 使用寿命。落煤管壳体采用 Q235A 钢板,壳体厚度 10mm,保证具有足够的结构 强度。连接法兰采用国家标准钢制法兰,满足强度要求。壳体防腐完全采用环 氧系列底气和面漆。 A、 耐磨陶瓷衬板:采用三合一橡胶硫化工艺,衬板分为微晶耐磨陶瓷层、 硫化橡胶层以及基础板材层,耐磨陶瓷微晶片厚度不低于 5mm,硫化橡 胶层不低于 4mm,基板厚度不低于 6mm;与壳体固定采用螺栓固定,螺 栓规格为 M16 以上。 5 沁北发电厂输煤系统防堵抑尘落煤管改造工程技术方案 B、 高铬合金衬板:采用厚度不低于 20mm 的高铬合金,铬含量介于 15%至 20%,不低于 15%。衬板与壳体采用 M16 沉头螺栓固定,每块衬板固定 用螺栓不低于 3 条。 1.5 落煤管布置图前后对比 所有落煤管按 DEM 原理进行管路模拟并设计,根据物料在管道的运行 轨迹以及撞击点,不断修正管道的弧度、形状等要素,最终设计出最佳的、合 理的落煤管,同时保证落料位置。在落料点出口处,加扩容阻尼降尘装置,导 料槽内以及出口加雾化降尘设备,有效控制转运站内粉尘浓度。 A、改造前现场图 B、 改造后初步设计布置示意图(只改造筛分旁路落煤管,碎煤机旁路落煤管由 于空间受限,保持现状) 2 扩容阻尼降尘装置 2.1 扩容阻尼降尘装置原理 6 沁北发电厂输煤系统防堵抑尘落煤管改造工程技术方案 通过建立导料槽内空气场的流动模型,对进入导料槽内的粉尘气流进行扩 容,减速,压缩射流阻尼降尘;实现场气过尘留置,扩容阻尼导料槽利用流体 动力场理论结合除尘器的相关理论和实践经验进行设计。 2.2 扩容阻尼降尘装置方案 根据空气动力学原理,结合现场扩容全密封导料槽设计,为了更好地实现 粉尘的控制处理,建议在现有基础上增设若干道阻尼格栅以及特制的抑尘结构 单元。阻尼格栅与抑尘结构单元采用无动力除尘设计,具备结构简单,维护方 便,除(降)尘效果明显以及节能特点。在导料槽经过扩容设计后,充分利用 物理学原理,对于颗粒较大的粉尘进行物理沉降。然后通过装置内部的独特结 构阻尼栅、抑尘结构单元,使带尘气体经过时得到降速、降尘、过滤。实现过 滤、吸附、自动排尘等过程。 3 喷雾抑尘技术 我公司通过丰富的工程案例,以及不断借鉴行业先进的经验,在导料槽内 部设置特殊的喷雾抑尘装置,结合槽内抑尘结构单元,实现良好的抑尘、除尘 效果。所有的雾化装置都可采用就地、远程控制,启停方便。雾化装置的单一 喷头耗水量每小时为 50 升,总体耗水量低于 500 升/小时,相对于输煤总量来 说微乎其微,不至于影响输煤系统设备输送以及锅炉对煤水份的要求。对水质 要求不高,采用厂内煤水就可以符合要求。 四、 方案预算 根据材料材质选择区别, 以下针对耐磨陶瓷和高铬合金两种材料分别提供 方案预算; 设备价格 A:为采用耐磨陶瓷衬板设计的方式; 设备价格 B:为采用高铬合金钢衬板设计的方式; 序号 1 项目 防堵抑尘曲 线落煤管 槽内抑尘单 元 喷雾抑尘装 置 规格 φ 920mm B=140 数量 2套 备注 含曲线落煤管、检修平台爬梯、可 调节导流板、检修观察人孔 采用插拔式结构标准设计,易于实 现检修维护、更换等 含电磁阀、 水质过滤器、 手动球阀、 喷头等部件 7 2 20 套 3 50L 2套 沁北发电厂输煤系统防堵抑尘落煤管改造工程技术方案 说明:1、采用陶瓷衬板的设计寿命为 4 年;采用高铬合金衬板设计寿命为 3 年。 五、 改造后预期效果 通过对该转运站综合治理,采用防治结合手段,现有的突出问题都将得到 彻底解决。为安全文明生产铺平绿色通道。 1、产品转运设备独特的设备结构、巧妙地无死角设计、有效的物料流动速度控 制以及最佳切向角选择,能够有效地解决或者最大限度地缓解您的物料堵塞通 道难题; 2、相对于原来采用典煤设计标准,我公司采用了截然不同的设计思路,物料输 送过程由降落转变为滑落,极大地降低了转运过程中诱导风量以及诱导风中粉 尘含量,同时设备内部独特结构设计形成的气体截流,从而保证从根本上抑制、 控制粉尘产生,能够行之有效地降低转运站内空气煤尘含量。 3、 煤筒出口物料速度与皮带速度基本相当, 物料速度方向与皮带运行方向保持 小角度滑落,避免砸皮带问题发生,能够很好地避免尖锐物体割裂皮带危险。 4、设备具有调节导流功能,调试合格,不会因输量变化而产生落料点不正导致 皮带跑偏问题。 5、 物料滑落过程中形成载流面均匀磨损, 避免落煤筒局部冲击衬板更换维护频 繁问题。 6、 由于从根本上抑制粉尘的产生, 配合厂内原有除尘器设备使用便可以取得良 好的效果。设备自身能够很好的避免物料粘结,无需振打装置。无需为落料不 正跑偏而配置皮带调节装置。从而更好地节约损耗能源,降低维护费用。 六、 分析结论 防堵抑尘落煤管、扩容阻尼除尘装置和煤表面雾化抑尘技术的综合解决方 案,是输煤系统革命性的成熟的创新技术,通过多个项目的实践证明该技术: 有效解决燃料粘结堵塞难题; 粉尘排放达到国家标准; 消除因落料不正而造成的皮带跑偏; 降低落煤管冲击产生的噪音; 8 沁北发电厂输煤系统防堵抑尘落煤管改造工程技术方案 降低对接料皮带的冲击损伤,延长皮带使用寿命; 节约水资源,节约大量除尘电力损耗,节约大量劳动力,提高皮带机效率; 投资少,运行费用低。 使输煤系统成为安全文明生产,节能减排的绿色走廊! 9

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