论文部分内容阅读
【摘 要】 本文主要针对黔东电厂输煤系统落煤管、导料槽采用3-DEM防堵、无动力除尘技术，在彻底解决转运站堵煤、环境粉尘污染、设备磨损严重问题的同时，达到节能降耗的目的。
【关键词】 设备故障；粉尘污染；节能
概述：
黔东电厂燃煤采用的是贵州地区出产的烟煤，来源广泛，煤质较杂。燃料输送系统使用皮带机输送方式将燃煤逐级输送至锅炉煤仓。
因贵州地区梅雨季节时间较长，雨季时，来煤及煤场储存燃料煤受天气影响，煤中水分偏大，煤粘，燃煤在皮带机输送过程中，导致落煤管粘煤、堵煤事件频繁发生，影响输煤系统正常运行。另外，输煤系统各转运站落差较大，煤流对皮带的冲击大，并产生粉尘，对周围工作环境影响较大。
1、主要存在的问题
1.1黔东电厂输煤系统落煤管采用设计标准为DTⅡ型方形落煤管，没有物料调节装置，特别是在碎煤机室转运站，因落差高，煤流对皮带冲击大，皮带受损，造成皮带抗拉强度下降，易引发皮带断裂。#5AB皮带皮在2013年分别发生过皮带撕裂的事件。
1.2贵州地区煤粘，特别是到了雨季，煤中含水量大，落煤管边角易粘煤，导致输煤系统落煤管频繁堵煤及落煤点不正，输煤系统不能正常运行。
1.3原皮带机尾部导料槽密封效果差，皮带运行中，因诱导风作用，导致煤粉从各密封处泄漏，现场粉尘浓度高，工作环境差。
2、改造方案的确定
为解决输煤系统落煤管粘煤、堵煤；煤流对皮带冲击大，易造成皮带断裂等一系列问题，黔东电厂有关技术人员，深入现场，参照有关单位技术资料，结合现场实际情况，经过认真观察和反复论证，确定采用3-DEM防堵、无动力除尘技术，解决输煤系统存在的问题。
2.1首先进行局部改造，对输煤系统#5AB、#4AB皮带机落煤管、导料槽进行改造。#5AB、#4AB皮带机是保证上煤系统的关键设备，问题也最突出。通过改造，可以有效提高#5AB、#4AB皮带机设备的运行稳定性，在保证机组安全稳定运行的同时，也减少了煤粉外溢，对周围工作环境的污染。
2.2改造后，根据现场条件和改造效果，逐步对输煤系统剩余皮带机系统进行改造。
3、3-DEM防堵、无动力除尘技术特点
3.1落煤管防堵、抑尘技术
1）流线型落煤管断面采用U形设计（较圆形截面落煤管易于检修维护），使物料汇聚下落、不易产生冲击性粉尘。通过流线型落煤管引导煤流能够使其切向流入皮带，可大大减小物料下落对皮带的冲击（保护皮带），且皮带在运行过程中不会发生抖动，有效的保证导料槽防溢裙板的密封效果；
为有效减小物料下落对输煤设备的冲击，在流线型落煤管中设计弹簧感应缓冲集流导流装置。该装置对煤流运行起到进一步的缓冲导流作用，使物料在流线型管内沿着管壁由规律性流动，从而减缓煤流对落煤管以及皮带的冲击，减缓煤粉的下行速度；同时缓冲集流导流装置还可有效切断诱导风，对抑制粉尘的产生亦有效果。缓冲集流导流装置采用高耐磨镜面复合钢板制作，弹簧感应煤流冲击，当煤流量越大，挡板缓冲力量越大（弹簧拉升量越长），确保无论煤流多少均能保证物料的顺利流动。
在筛下物出口落煤管内安装一组PU（聚氨酯英文缩写）集流阻尼装置，其作用是：（a）使少量分散的物料进一步进行汇集，使煤流沿管壁做有规律是汇集运动，减小物料在落煤管中下落时产生冲击现象；（b）PU集流阻尼装置还可切断落煤管进入导料槽内的诱导风，降低进入导料槽的诱导风风量及风速。
2）出口落煤管采用高强度镜面耐磨钢板制作，落煤管流线型结构可以很好的实现煤流与管壁的圆滑过渡接触，并在落煤管的引导下减缓煤流对落煤管以及皮带的冲击，减缓皮带的下行速度，实现对煤粉的缓和降速处理，避免因撞击管壁而造成的粉尘四溅，达到抑制粉尘产生的目的。
3）为进一步保证煤流进入皮带居中，有效保护防溢裙板不受煤流冲击，出口落煤管采用收口设计，为保证煤流通径，沿皮带运行方向落煤管采取扩容措施。落煤管截面采用U形设计可对物料流动起到聚流作用，确保燃煤进胶带居中而不会发生偏載跑偏现象，U截面也不易发生落煤管挂料积煤情况；
4）在落煤管加装高效振动治理堵煤设施
在易发生堵煤的位置加装先进的柔性振动装置。柔性振动装置的结构特点是：将易发生堵煤、需要振动的落煤管部位与其它部件采用柔性法兰连接（以避免不需要振打的部位吸收电机的击振力），落煤管的支吊架改用弹簧系统吊架悬挂，落煤管外部加装振打电机，通过PLC设定振动时间和振动间隔达到高频率低振幅的振打目标。电机振动时在弹簧吊架的作用下可实现与落煤管共振，提高落煤管振动幅度和振打效果；振动控制系统结合不同的煤种通过PLC设定振动时间和振动间隔，并与皮带机运行信号相连实现自动定时振动，防止积煤现象发生。当落煤管发生少量积煤的情况时，通过PLC控制的振动器对落煤管进行高频低幅的振动，将尚未与落煤管粘连紧密的煤泥震落下来，能够确保落煤管始终不会发生严重积煤现象，做到了防范于未然，从而根本上杜绝堵煤现象。
5）、改造碎煤机下落煤管。落煤管整体采用流线型设计，保证物料下落时煤流沿管壁做有规律是汇集运动，避免物料在落煤管中运动时产生冲击现象。落煤管内安装一组PU弹性集流阻尼装置，集流阻尼装置还可有效切断诱导风，起到降低粉尘的作用。
3.2导料槽系统无动力除尘降尘技术
1）采用矩形双密封导料槽，提高导料槽的密封等级，确保导料槽两侧的完全密封。矩形双密封双密封导料槽的结构特点是：针对导料槽的密封性设计，首先矩形导料槽扩大其横截面积实现扩容增大导料槽容腔；顶部采用拱形扩容盖板；矩形侧板加装可调内衬板，侧板外安装新型防溢裙板，皮带以下采用标准槽型托辊架（现场托辊使用情况良好，因此改造可不用更换）和托板相结合的方式，滚动摩擦和滑动摩擦相结合能有效改善托辊对皮带的支撑，防止皮带运行抖动，提高防溢裙板的密封性能。优化托板结构设计，采用方形结构，达到双倍使用的寿命，并使其可简单任意更换，不再存在几种不同长度的托板，具有良好的互换性。 2）在矩形导料槽内加装无动力除尘装置。
无动力除尘装置是指通过在导料槽内加装多級聚氨酯阻风帘和无动力除尘单元等阻尼系统以减少诱导风的产生降低诱导风风速，并采用惯性除尘原理，使粉尘完全控制在导料槽内部，当保证导料槽出口诱导风速降低到2.5米/秒以下时，出口的粉尘就极少了，且粉尘也失去了其扩散所需的动能，从而达到“标本兼治”。
3）皮带机尾部导料槽进口位置安装一台3—DEM导料槽尾部密封装置（右图所示为密封状态），其先进的多重密封结构可确保无论导料槽内风压多大粉尘均无法从其尾部喷出。尾部密封箱还可进行升降操作，当各种原因皮带机尾部产生积煤需要清除并通过皮带机输送走时，工作人员可以转动摇臂提升尾部密封箱，使得尾部密封箱密封皮与皮带之间产生较大间隙，需清除的撒煤可以方便的被皮带输送走，清扫结束后转动摇臂降下密封箱，恢复导料槽的尾部密封性能。
4）在靠近落煤管出口位置、导料槽顶部安装先进的3—DEM缓冲泄压布袋，其作用是在落煤管落料点处有效缓减导料槽内的诱导风气体压力，防止粉尘四溢。3—DEM缓冲布袋除尘器的工作原理是当导料槽内风压较大时，缓冲布袋立刻充压膨胀，大量诱导风携带着粉尘进入到布袋中，过滤介质和碳化纤维交织制作的布袋具有强烈的吸附粉尘作用，当沿着煤流方向的正压衰减时，布袋就会倒塌，并将布袋收集到的粉尘返回皮带，从而起到降压收尘的作用。
4、改造后设备运行情况
2014年5月，黔东电厂完成对输煤系统#5AB、#4AB落煤管、导料槽的设备改造工作。
4.1#4AB、#5AB皮带机落煤管及导料槽改造后，未出现落煤管堵煤、粘煤现象，粉尘得到控制，减轻煤流对皮带的冲击，提高了设备的安全性、稳定性。
4.2通过输煤系统改造，设备出力得到提高，有效减少设备的故障率，提高设备安全性能，减少人员劳动强度，提高机组运行水平，节约输煤系统设备厂用电，输煤系统安全、文明状况得到增强。
5、改造后经济和环境效益分析
通过实施#4AB、#5AB皮带机落煤管及导料槽改造，落煤管出力由1000t/h提高至1600t/h。输煤系统设备整体出力得到提高，设备运行小时较改造前每班减少1个小时左右。有效避免落煤管堵煤、粘煤情况，皮带跑偏现象得到解决，粉尘得到控制。
5.1因落煤管出力由1000t/h提高至1600t/h，目前每班运行时间平均减少1小时左右。减少1小时设备运行时间，节约电量约1000KWh。综合考虑其它因素影响，皮带机整体工作效率约提高30%左右。
5.2以2013年发电量为基数测算，全年皮带机运行时间3791小时，通过改造，每年输煤系统皮带机等设备可减少运行时间约1000小时，节约电费约50多万元。
5.3通过输煤系统改造，在设备出力得到提高的同时，有效地改善了现场工作环境，减少粉尘对周围环境的污染，降低了人员劳动强度，现场文明生产状况得到增强和改善，体现“以人为本”的人性化管理理念。
6、结束语
3-DEM防堵、无动力除尘技术，彻底解决输煤系统落煤管、转运站堵煤问题，并能有效防止煤粉泄漏，污染环境，安全、经济、节能效果显著，可广泛在火电厂输煤系统中推广使用。
【关键词】 设备故障；粉尘污染；节能
概述：
黔东电厂燃煤采用的是贵州地区出产的烟煤，来源广泛，煤质较杂。燃料输送系统使用皮带机输送方式将燃煤逐级输送至锅炉煤仓。
因贵州地区梅雨季节时间较长，雨季时，来煤及煤场储存燃料煤受天气影响，煤中水分偏大，煤粘，燃煤在皮带机输送过程中，导致落煤管粘煤、堵煤事件频繁发生，影响输煤系统正常运行。另外，输煤系统各转运站落差较大，煤流对皮带的冲击大，并产生粉尘，对周围工作环境影响较大。
1、主要存在的问题
1.1黔东电厂输煤系统落煤管采用设计标准为DTⅡ型方形落煤管，没有物料调节装置，特别是在碎煤机室转运站，因落差高，煤流对皮带冲击大，皮带受损，造成皮带抗拉强度下降，易引发皮带断裂。#5AB皮带皮在2013年分别发生过皮带撕裂的事件。
1.2贵州地区煤粘，特别是到了雨季，煤中含水量大，落煤管边角易粘煤，导致输煤系统落煤管频繁堵煤及落煤点不正，输煤系统不能正常运行。
1.3原皮带机尾部导料槽密封效果差，皮带运行中，因诱导风作用，导致煤粉从各密封处泄漏，现场粉尘浓度高，工作环境差。
2、改造方案的确定
为解决输煤系统落煤管粘煤、堵煤；煤流对皮带冲击大，易造成皮带断裂等一系列问题，黔东电厂有关技术人员，深入现场，参照有关单位技术资料，结合现场实际情况，经过认真观察和反复论证，确定采用3-DEM防堵、无动力除尘技术，解决输煤系统存在的问题。
2.1首先进行局部改造，对输煤系统#5AB、#4AB皮带机落煤管、导料槽进行改造。#5AB、#4AB皮带机是保证上煤系统的关键设备，问题也最突出。通过改造，可以有效提高#5AB、#4AB皮带机设备的运行稳定性，在保证机组安全稳定运行的同时，也减少了煤粉外溢，对周围工作环境的污染。
2.2改造后，根据现场条件和改造效果，逐步对输煤系统剩余皮带机系统进行改造。
3、3-DEM防堵、无动力除尘技术特点
3.1落煤管防堵、抑尘技术
1）流线型落煤管断面采用U形设计（较圆形截面落煤管易于检修维护），使物料汇聚下落、不易产生冲击性粉尘。通过流线型落煤管引导煤流能够使其切向流入皮带，可大大减小物料下落对皮带的冲击（保护皮带），且皮带在运行过程中不会发生抖动，有效的保证导料槽防溢裙板的密封效果；
为有效减小物料下落对输煤设备的冲击，在流线型落煤管中设计弹簧感应缓冲集流导流装置。该装置对煤流运行起到进一步的缓冲导流作用，使物料在流线型管内沿着管壁由规律性流动，从而减缓煤流对落煤管以及皮带的冲击，减缓煤粉的下行速度；同时缓冲集流导流装置还可有效切断诱导风，对抑制粉尘的产生亦有效果。缓冲集流导流装置采用高耐磨镜面复合钢板制作，弹簧感应煤流冲击，当煤流量越大，挡板缓冲力量越大（弹簧拉升量越长），确保无论煤流多少均能保证物料的顺利流动。
在筛下物出口落煤管内安装一组PU（聚氨酯英文缩写）集流阻尼装置，其作用是：（a）使少量分散的物料进一步进行汇集，使煤流沿管壁做有规律是汇集运动，减小物料在落煤管中下落时产生冲击现象；（b）PU集流阻尼装置还可切断落煤管进入导料槽内的诱导风，降低进入导料槽的诱导风风量及风速。
2）出口落煤管采用高强度镜面耐磨钢板制作，落煤管流线型结构可以很好的实现煤流与管壁的圆滑过渡接触，并在落煤管的引导下减缓煤流对落煤管以及皮带的冲击，减缓皮带的下行速度，实现对煤粉的缓和降速处理，避免因撞击管壁而造成的粉尘四溅，达到抑制粉尘产生的目的。
3）为进一步保证煤流进入皮带居中，有效保护防溢裙板不受煤流冲击，出口落煤管采用收口设计，为保证煤流通径，沿皮带运行方向落煤管采取扩容措施。落煤管截面采用U形设计可对物料流动起到聚流作用，确保燃煤进胶带居中而不会发生偏載跑偏现象，U截面也不易发生落煤管挂料积煤情况；
4）在落煤管加装高效振动治理堵煤设施
在易发生堵煤的位置加装先进的柔性振动装置。柔性振动装置的结构特点是：将易发生堵煤、需要振动的落煤管部位与其它部件采用柔性法兰连接（以避免不需要振打的部位吸收电机的击振力），落煤管的支吊架改用弹簧系统吊架悬挂，落煤管外部加装振打电机，通过PLC设定振动时间和振动间隔达到高频率低振幅的振打目标。电机振动时在弹簧吊架的作用下可实现与落煤管共振，提高落煤管振动幅度和振打效果；振动控制系统结合不同的煤种通过PLC设定振动时间和振动间隔，并与皮带机运行信号相连实现自动定时振动，防止积煤现象发生。当落煤管发生少量积煤的情况时，通过PLC控制的振动器对落煤管进行高频低幅的振动，将尚未与落煤管粘连紧密的煤泥震落下来，能够确保落煤管始终不会发生严重积煤现象，做到了防范于未然，从而根本上杜绝堵煤现象。
5）、改造碎煤机下落煤管。落煤管整体采用流线型设计，保证物料下落时煤流沿管壁做有规律是汇集运动，避免物料在落煤管中运动时产生冲击现象。落煤管内安装一组PU弹性集流阻尼装置，集流阻尼装置还可有效切断诱导风，起到降低粉尘的作用。
3.2导料槽系统无动力除尘降尘技术
1）采用矩形双密封导料槽，提高导料槽的密封等级，确保导料槽两侧的完全密封。矩形双密封双密封导料槽的结构特点是：针对导料槽的密封性设计，首先矩形导料槽扩大其横截面积实现扩容增大导料槽容腔；顶部采用拱形扩容盖板；矩形侧板加装可调内衬板，侧板外安装新型防溢裙板，皮带以下采用标准槽型托辊架（现场托辊使用情况良好，因此改造可不用更换）和托板相结合的方式，滚动摩擦和滑动摩擦相结合能有效改善托辊对皮带的支撑，防止皮带运行抖动，提高防溢裙板的密封性能。优化托板结构设计，采用方形结构，达到双倍使用的寿命，并使其可简单任意更换，不再存在几种不同长度的托板，具有良好的互换性。 2）在矩形导料槽内加装无动力除尘装置。
无动力除尘装置是指通过在导料槽内加装多級聚氨酯阻风帘和无动力除尘单元等阻尼系统以减少诱导风的产生降低诱导风风速，并采用惯性除尘原理，使粉尘完全控制在导料槽内部，当保证导料槽出口诱导风速降低到2.5米/秒以下时，出口的粉尘就极少了，且粉尘也失去了其扩散所需的动能，从而达到“标本兼治”。
3）皮带机尾部导料槽进口位置安装一台3—DEM导料槽尾部密封装置（右图所示为密封状态），其先进的多重密封结构可确保无论导料槽内风压多大粉尘均无法从其尾部喷出。尾部密封箱还可进行升降操作，当各种原因皮带机尾部产生积煤需要清除并通过皮带机输送走时，工作人员可以转动摇臂提升尾部密封箱，使得尾部密封箱密封皮与皮带之间产生较大间隙，需清除的撒煤可以方便的被皮带输送走，清扫结束后转动摇臂降下密封箱，恢复导料槽的尾部密封性能。
4）在靠近落煤管出口位置、导料槽顶部安装先进的3—DEM缓冲泄压布袋，其作用是在落煤管落料点处有效缓减导料槽内的诱导风气体压力，防止粉尘四溢。3—DEM缓冲布袋除尘器的工作原理是当导料槽内风压较大时，缓冲布袋立刻充压膨胀，大量诱导风携带着粉尘进入到布袋中，过滤介质和碳化纤维交织制作的布袋具有强烈的吸附粉尘作用，当沿着煤流方向的正压衰减时，布袋就会倒塌，并将布袋收集到的粉尘返回皮带，从而起到降压收尘的作用。
4、改造后设备运行情况
2014年5月，黔东电厂完成对输煤系统#5AB、#4AB落煤管、导料槽的设备改造工作。
4.1#4AB、#5AB皮带机落煤管及导料槽改造后，未出现落煤管堵煤、粘煤现象，粉尘得到控制，减轻煤流对皮带的冲击，提高了设备的安全性、稳定性。
4.2通过输煤系统改造，设备出力得到提高，有效减少设备的故障率，提高设备安全性能，减少人员劳动强度，提高机组运行水平，节约输煤系统设备厂用电，输煤系统安全、文明状况得到增强。
5、改造后经济和环境效益分析
通过实施#4AB、#5AB皮带机落煤管及导料槽改造，落煤管出力由1000t/h提高至1600t/h。输煤系统设备整体出力得到提高，设备运行小时较改造前每班减少1个小时左右。有效避免落煤管堵煤、粘煤情况，皮带跑偏现象得到解决，粉尘得到控制。
5.1因落煤管出力由1000t/h提高至1600t/h，目前每班运行时间平均减少1小时左右。减少1小时设备运行时间，节约电量约1000KWh。综合考虑其它因素影响，皮带机整体工作效率约提高30%左右。
5.2以2013年发电量为基数测算，全年皮带机运行时间3791小时，通过改造，每年输煤系统皮带机等设备可减少运行时间约1000小时，节约电费约50多万元。
5.3通过输煤系统改造，在设备出力得到提高的同时，有效地改善了现场工作环境，减少粉尘对周围环境的污染，降低了人员劳动强度，现场文明生产状况得到增强和改善，体现“以人为本”的人性化管理理念。
6、结束语
3-DEM防堵、无动力除尘技术，彻底解决输煤系统落煤管、转运站堵煤问题，并能有效防止煤粉泄漏，污染环境，安全、经济、节能效果显著，可广泛在火电厂输煤系统中推广使用。