原煤仓防堵可行性方案设计.docx
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原煤仓防堵可行性方案设计
原煤仓防堵
改造可行性方案
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初审
编制
山西国锦煤电有限公司
二零一六年十二月
1工程概况
山西国锦煤电有限公司位于山西省交城县王明寨村西，一期工程2×300MW循环流化床机组以煤矸石、洗中煤、煤泥为燃料，采用多项清洁技术，具有大型供热、直接空冷、全烟气脱硫、脱硝、废水回收、灰渣综合利用、干除灰、干除渣等特点，是典型的矸石利用项目；年可以消耗低热值煤175万吨，同时可以满足交城330万平方米的集中供热需求，并可为清徐和太原储备近1200万平方米的热源供应。
本期工程建2×1060t/h循环流化床锅炉，配备2×300MW亚临界一次中间再热单轴双缸双排汽、直接空冷调整抽汽凝汽式汽轮发电机组。
锅炉为循环流化床、亚临界参数，一次中间再热自然循环汽包炉，半露天布置、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构。
#1机组于2015年1月投入商业运营，#2机组于2016年11月投入商业运营。
2设备现状
2.1目前现状
我厂单台锅炉煤仓间内配备4座原煤仓，近期原煤仓经常产生堵煤现象，特别是在阴雨天及温度较低的情况下，堵煤现象就更加严重，堵煤的重点部位为给煤机的入口和煤斗下部0－5m范围内。
我公司煤仓间内的原煤斗在项目初设阶段也充分考虑到了煤仓堵煤现象的严重性，并采购安装了煤斗液压疏通装置，同时煤斗内内衬高分子亮板材料，在项目运行初期，疏通装置及高分子亮板材料起到一定的作用，但随着时间的推移，尤其当煤的水分较大或煤质恶劣时，疏通装置及高分子亮板材料根本无法保证煤斗内的煤正常流动，煤仓内频繁发生堵煤现象。
煤仓一旦发生堵煤，一般处理方式为人工清理煤仓，工作量极大且工作环境非常恶劣，并存在一定的安全隐患。
2.2原因分析
1）受称重皮带给煤机的入口限制，使原煤仓出口尺寸较小容易堵塞；特别是在阴雨天及温度较低的情况下，堵煤现象就更加严重，堵煤的重点部位为原煤斗下部给煤机的入口向上0－5米范围内；
2）原煤仓无法稳定的控制原煤给料量，燃煤靠自重向下蠕动，由于进口大而出口小，原煤自上而下靠自重及上层物料的压力而逐渐下落，随着原煤斗的截面积越来越小，侧壁对物料的挤压力逐渐增加致使其内部的磨擦阻力增大，造成原煤斗内部的原煤自然流动越来越困难，容易出现“供大于求”的状态，因而产生堵煤现象；
3）原煤仓经过长期的使用后，由于原煤仓进口大而出口小靠近煤仓壁的煤流动慢而煤仓中心的煤流动快，使湿煤沾到煤仓侧壁上的现象越来越严重，使原煤斗出料口的有效尺寸越来越小同时煤与煤仓壁摩擦力越来越大，使堵煤现象的发生频率越来越频繁，堵煤的严重程度也越来越重；
4）倒锥体型的原煤仓对煤种的适应能力较差，如果燃煤水分含量大、燃煤粗细度不均、易粘结，则原煤斗堵塞现象发生频率更为频繁、程度也更为严重；
5）电厂进行煤泥掺烧、劣质煤掺烧、褐煤掺烧等，但随之带来问题便是煤仓发生严重堵塞现象，锅炉燃烧极不稳定，很难做到在实现煤泥掺烧的同时，煤仓内煤炭流动通畅。
2.3立项理由
1原煤仓堵煤直接影响机组带负荷能力
原煤仓发生堵塞，给煤机断煤、机组被迫大幅度降负荷，严重时甚至导致机组非停。
无法按照调度要求接带负荷，除了电量损失以外还要受到双细则考核。
2016年1-8月双细则考核共计266.6万元，折合全年预计考核：
（266.6万元÷8月）×12月=399.9万元
2原煤仓堵煤严重影响机组经济运行
原煤仓发生堵塞易引起给煤中断，当断煤情况严重发生床温持续降低时，机组被迫投油助燃，造成大量的燃油消耗。
2016年8月1日至12月1日期间，两台机组累计助燃用油96.3吨，其中#2机组于10月12日启动。
以上述记录为依据，燃油按5000元/吨计算，双机全年运行时，助燃用油共损失资金：
（96.3吨÷（4+1.6））×2台×12月×5000元/吨=206.36万元
3人工清理原煤仓
为解决原煤仓贴壁严重、原煤仓有效容积减小的问题。
本项目采取了在给煤机运行的情况下人员进入原煤仓进行清仓作业。
2016年2月至10月，8个原煤仓共计人工清理原煤仓126次，其中#1机组再次期间共计运行6个月，#2锅炉在此期间共计运行1个月。
人工清理原煤仓产生巨大的检修费用，人工清理原煤仓6000元/次126/7，126次清仓共计产生费用75.6万元。
经综合计算，2台炉全年运行的情况下，预计清仓：
（126次÷（6月+1月））×12月×2台机组=432次
损失资金：
432次×6000元/次=259.2万元
另外原煤仓内清仓作业，存在高空坠落、落物伤人、有毒气体中毒、窒息、爆炸、火宅、掩埋等危险点，属于高危作业，存在巨大人身安全隐患。
4人工清理给煤机平台积煤
由于人工清堵导致给煤机平台大量积煤，不仅严重污染环境，还影响平台载荷安全。
目前每台锅炉平均每周清理50吨左右，装载机、载重货车各一台班。
清理、转运1吨原煤约使用2人工，人工价格为110元/人工，装载机使用费用为1700元/台班，载重货车费用为1300/台班。
综上，2台炉全年运行的情况下，预计产生费用：
（50吨×2人×110元/人工+1700元+1300元）÷7天×365天=73万
4输煤系统长时间运行
原煤仓贴壁严重导致原煤仓有效容积减小，使输煤系统启停间隔缩短，双机运行或堵煤严重时，输煤系统24小时运行。
输煤系统碎煤机、皮带机、筛分机等维护、检修周期大大缩短。
从以上分析看，若两台机组共8个原煤仓改造成功后每年可减少经济损失：
双细则考核费用+助燃用油费用+人工清仓费用+人工清理平台积煤费用=
399.9+206.36+259.2+73=938.46万元
原煤仓堵煤每年给电厂带来938.46万元的直接经济损失，加大输煤系统维护量，造成给煤机间环境污染。
另外大量人工清仓等高危作业还造成巨大人身安全隐患。
综上，原煤仓防堵改造势在必行。
2.4可行性
目前国内主要有以下清堵方案：
1、旋转清堵机
旋转清堵机利用大速比减速机通过齿轮传动，驱动回转锥仓绕煤仓中心线转动，与仓内安装的防堵组件共同构成一个防堵清堵体系，通过相对运动等效扩大了下煤截面，当仓下部发生堵塞时，回转锥仓开始转动，物料和仓壁发生相对运动，此时物料在仓壁内侧无法与仓壁形成稳定的拱，发生堵塞的基础被瓦解，堵塞消除，进而保证整个物料仓物料呈整体流动，从根本上解决原煤仓堵煤问题。
•旋转清堵机的仓体转动，能够完全打破煤结拱时所形成的平衡。
•旋转清堵机的安装位置处于煤仓下口的易堵段，此段清堵效果100%。
•清堵叶片能够破碎旋转斗体内的大块物料，防止堵塞。
•旋转清堵机改变仓体的流动状态，使仓内煤的流动状态转为整体流，使煤仓上部结拱的概率大大减小。
2、中心给料机
中心给料机主要由底盘、卸料臂、内锥体、内锥体支撑、传动部分、下部缓冲煤仓、自动润滑系统、电控系统等部分组成。
采用中心给料机的原煤仓出口尺寸相对常规方案具有极大改善，目前采用中心给料机的原煤仓出口最小尺寸为3米，经过长期实际应用证明，中心给料机能够从根本上解决当前原煤仓下的堵煤、蓬煤、结拱难题，可以完全避免因原煤仓给料不畅而对电厂造成的不必要损失。
原煤仓中心给料机具有以下特点：
1）原煤仓中心给料机设备的适应性强，可以完成多种散装物料的给料，包括流动性极差的各种散装物料。
即使是流动性极差的物料，也能够完全避免物料堵塞问题的发生，对锅炉炉前储煤、给煤尤其重要。
2）原煤仓中心给料机的卸料原理按照当前发达国家广泛采用的“先进先出”原则对各种物料进行卸料，煤仓内的煤整体流动，不存在给料死角，避免有些易自燃煤种因长时间堆积而产生的自燃现象。
3）原煤仓中心给料机的给料量均匀稳定，不会因物料流动特性的突然变化而产生给料量的变化，充分保证下一级给料设备的稳定运行，延长其使用寿命。
4）原煤仓中心给料机的给料量在额定范围内通过变频调速对其给料量进行无级连续调节变动，满足用户不同的给料需求。
5）由于原煤仓运用了回转式旋转出料结构，出料均匀，卸料流畅，能使斗内物料流动均匀，确保了仓内物料整体流动，在卸料口上方不再出现结拱、堵塞现象，避免了原煤仓承载不均，运行安全可靠。
6）中心给料机由大口到小口的给料过程在同一平面上完成，无需过渡，给料通畅。
7）采用原煤仓中心给料机结构的原煤斗具有多种结构形式可供用户选择，改变了已往那种上口大、下口小的单一给煤方式，使煤仓内的煤可以整体下落，避免了由于原煤仓进口大而出口太小，靠近煤仓壁的煤流动慢而煤仓中心的煤流动快，使湿煤沾到煤仓侧壁上的现象，充分满足了不同用户的各种工况及建筑要求。
8）原煤仓中心给料机内的给料过程由中心给料机完成，属于机械式可控制型给料，给料过程均匀稳定，没有因煤质特性、含水量等各种因素而导致给料量突然变化的现象。
9）经过中心给料机卸至计量给煤机上的煤为松散状态，可以适当缓解计量给煤机出口落料管内的堵煤严重程度。
10）由于在卸料过程中，中心给料机的旋转速度极慢，卸料臂磨损低，因此日常检修率与维护量很低。
3、中心给料机与旋转煤仓的对比
项目
旋转煤仓
中心给料机
1
设备费用（单台）
32.5万元
35万元
2
安装、调试费用
3.5万元
8万元
3
安装周期
5天/单台
7-10天/单台
4
调试周期
1天/单台
7-10天（共计）
5
年耗电量（单台）
3500度/年
15000度/年
6
年维护费用（单台）
10000元/台
5000元/台
7
年综合费用（能耗+维护）厂用电按0.22元/度计算
10770元/台
8300元/台
8
业绩比较
山西耀光煤电、山西中钰能源等8各项目共计27台
神华白马循环流化床示范电站、江苏徐矿综合利用发电、山西国峰煤电、京能京泰发电、京能京玉电厂等38个项目共计394台
1）旋转煤斗解决煤仓内的堵煤范围有限，未能从根本上改变目前的煤仓形状及出口尺寸，因此不能从根本上彻底根除煤仓内堵煤、棚煤；中心给料机彻底改变了当前的煤仓形状，煤仓的出口尺寸得到大大增加，能够从根本上彻底根除煤仓内堵煤、棚煤。
2）安装旋转煤斗的煤仓内的煤流动特点与常规煤仓相同，即中间快，外围慢，经过一段时间后，仓内经常出现中心流现象；安装中心给料机的煤仓内的煤流动特点与常规煤仓不同，仓内无中心流现象，仓内的煤按照“先进先出”的原则进行流动，煤整体向下流动，仓内不存在流动死角现象。
3）旋转煤斗适应煤质变化的能力弱，若煤种具有水分大、粘性大等特点，安装旋转煤斗的煤仓继续发生堵煤现象；中心给料机适应煤质变化的能力强，即使是流动性极差的煤种，也能够彻底根除堵煤。
4）旋转煤斗在旋转过程中无法控制仓内煤的流动量，若遇到煤质流动性好，旋转煤斗容易将大量的煤积压在称重给煤机上，容易造成给煤机停机现象；中心给料机在旋转过程中可以控制仓内煤的流动量，不会因煤质流动性的变化，而产生给料量不可控的现象。
5）由于旋转旋转煤斗制作简单，其上、下转动处的密封件需经常更换，并需要清仓处理；中心给料机制作加工精度高，密封件更换频率很底，不需要清仓处理。
6）旋转煤斗结构简单、重量轻、造价低，现场安装时间短；中心给料机结构相对复杂、重量重、造价较高，现场安装时间较长。
综上，采用中心给料机方案初投资适中，运行期间综合费用较低。
中心给料机方案成功案例较多，且运行效果良好，并且具有后期维护量小、自动化程度高等优点。
结合本工程实际情况，推荐使用中心给料机方案。
3工作范围及内容
3.1工作范围
#1、#2锅炉原煤仓金属仓段至给煤机进口法兰处。
3.2工作内容
1）移除现场检修平台。
；
2）按图纸拆除原煤仓下部的易堵段,将标高25.60至30.55米之间的现有煤仓部分切除（4.95米高度）；
3）拆除给煤机上部的阀门；
4）把过渡筒焊接在原煤仓割口位置。
5）把中心给料机安装在给煤机入口处。
6）接动力电缆及控制电缆。
7）试机、调试。
8）整理现场。
4具体方案
4.1施工工艺及技术要求
4.1.1系统设计图纸：
4.1.2启动床料仓解决方案
施工方案：
18（28）给煤对应的中心给料机落煤筒近启动床料仓侧预留法兰接口（标高25.9米），对接启动床料仓落料管（φ426×10mm）。
启动床料仓落料管自方圆节至给煤机段改向接至中心给料机落煤筒预留法兰口处。
运行方案：
使用启动床料仓添加床料时（或清理仓内积煤时），停运18（28）给煤机中心给料机，开启启动床料仓电动门，床料沿落料管--落煤筒进入18（28）给煤机卸煤槽中，经过卸煤槽规整，床料以合适的堆形堆积在皮带上被运送至炉膛中。
4.1.3技术要求
煤仓改造设备及附属设备的设计和制造，符合现行使用的国家有关标准和原部颁标准。
这些标准和规范至少包括：
焊接件通用技术要求，JB/ZQ4000.3
公差与配合未注公差尺寸的极限偏差等，GB1800-1804
焊缝代号，GB324
焊接接头的基本型式及尺寸，GB985
铸钢件射线照片及底片分类等级，GB5677
钢焊缝射线照片及底片分类等级，GB3323
铸钢件超声波探伤及质量评级分法，GB7233
中厚钢板超声波探伤方法，GB2970
旋转电机基本技术要求，GB755
产品标牌，JB8
包装储运标志，GB191
《低压成套开关设备》GB7251-87
《低压电器外壳防护等级》GB4942.2-85
4.2预期效果
4.2.1出力0-40t/h均匀给煤。
4.2.2满足给煤机连续安全运行，保证给煤机不断煤。
4.2.3改造后保证煤仓不棚煤、不滞煤、不堵煤。
4.2.4煤仓下煤不发生中心流。
4.3安全控制要点
1、开工前，必须办理正确的热力机械工作票，所使用的工具经检查合格后，方可使用；
2、遵守各项安全作业规程要求；
3、进入施工现场人员必须经过安全教育，考试合格后上岗；
4、防止发生系统泄露事件；
5、现场燃煤清理干净后才允许进行动火作业；
6、工作区域加设安全围拦；
7、工作时精神注意力要十分集中；
4.4工期进度
序号
项目
时间（天）
备注
1
系统安装
20
2
系统调试验收
5
合计
25
升级会员 