火电厂输煤皮带喷淋系统设计与实现.pdf

第3 3卷 第6期 2 0 1 1年 6月 华 电技 术 Hua d i a n Te c hn o l o g y Vo l _ 33 No ． 6 J u n ． 2 01 1 火 电厂输煤皮带 喷淋 系统设计 与实现 魏 霞 ， 刘波 1 ． 新疆大学 电气工程学院， 新疆 乌鲁木齐8 3 0 0 4 7 ； 2 ． 华电新疆发电有限公司乌鲁木齐热电厂， 新疆 乌鲁木齐8 3 0 0 6 5 摘要 皮带喷淋系统是火力发电厂治理输煤系统粉尘污染的有效工具， 由于其属于辅助设备不易引起相关人员的重 视 ， 经常出现机组已正式投产但该系统却无法正常投入的现象。讨论了华电新疆发电有限公司乌鲁木齐热电厂 23 3 0 MW 热电联产工程输煤皮带喷淋降尘系统在设计、 施工和调试阶段出现的各种问题 ， 提出了新建火电工程输煤皮带喷淋 降尘系统设计优化方案。实践证明， 该方案可简化设计且能提高系统投入的可靠性和稳定性。 关键词 皮带喷淋系统 ； 优化方案； 火电工程 中图分类号 T M 6 2 1 ． 2 文献标志码 A 文章编号 1 6 7 41 9 5 1 2 0 1 1 0 6 0 0 1 3 0 3 0 引言 输煤系统是火力发 电厂粉尘污染最严重的场所 之一 ， 特别是在锅炉原煤仓上煤时段 ， 飘逸在空气 中 的游离粉尘颗粒会严重影响运行 、 维护人员的健康 ， 给现场卫生状况维持带来诸多困难 ， 因此 ， 新建火 电 工程输煤系统均设计有多种降尘设施 ， 皮带喷淋技 术作为一种简单却能有效抑制输煤粉尘的方法而被 广泛采用。但对于新建火电厂来讲 ， 皮带喷淋系统 等降尘设施属于附属设备 ， 不易引起相关人员的重 视 ， 经常出现机组已正式投产但输煤降尘系统却长 时间无法正常投入的现象 ， 个别 电厂在投产后还要 花大力气进行设备改造 ， 方可满足粉尘治理的需要 。 1 皮带及 犁煤器设置概 况 乌鲁木齐热 电厂输煤系统设计连续额定出力为 5 0 0t ／ h ， 包括“ 管带机 ” 、 “ 斗轮机 ” 和 “ 推煤机 ” 3种 上煤方式 ， 该项 目是新疆地 区第 1个采用管带机设 备来运输燃煤的坑 口电站 。 输煤系统各皮带配置情况如图 1所示 ， 本文主 要是讨论皮带喷淋系统 ， 因此 ， 在图 1中未绘制振动 给煤机 、 滚轴筛 、 碎煤机和采样机等设备。 图 1中， 0皮带为双带配置 ， 推煤机将西煤场 存煤推至煤篦子后 ， 通过变频振动 给煤机落入 0一 甲、 0一乙带尾部 ， 在 0一甲、 0一乙带头部通过电 动三通挡板切换可落人 2一甲带或 2～乙带。 1 皮带为单带配置， 配有三工位胶带机头部伸 缩装置， 通过调整该装置至不同工位， 可实现向煤场 堆煤 、 向 2一甲带上煤和向 2一乙带上煤等功能。 2 ， 3和 4皮带均为双带配置 ， 在 4一甲带和 收稿 日期 2 0 1 1 一 O 1 0 4 碱沟煤矿 ▲＼笪 堂 ． 电动三通挡板 ＼ 一 推煤机堂 笪 ＼ 一 甲带叭＼ 2 一 乙带 4 煤仓‘’-＼ 3 煤仓＼ 々 、 ＼ 甲带 3 一乙带 、 ．上煤方向 ． 板形犁煤器 ． ． ． V形犁 煤器 ④ ． 水喷雾喷 头 图 1 输煤系统皮带配置示意 图 4一乙带头部设 置有板形单 向犁煤器 ， 通过调整犁 煤器或电动三通挡板位置可使燃煤分别落入 5一 甲带、 5一乙带和 5一丙带 。 5皮带为三带配置， 5一甲带和 5一丙带配置 4组 V 形犁煤 器 ， 通过 犁煤器 的抬 落完成 向锅炉 2 ， 3 ， 4 ， 5原煤仓 补煤 的工作 ， 其 中， 5一甲带 完成向 1 锅炉原煤仓补煤工作， 5一丙带完成向 2锅炉原煤仓补煤工作 ， 2条皮带头部未设置犁煤 器 ， 燃煤到达头部后 自然落入 1 原煤仓 ； 5一乙带 配置 8组板形单 向犁煤器 ， 通过犁煤器的抬落完成 向 1 ， 2锅炉 5个原煤仓补煤 的工作。 2 控制需求分析 2 ． 1粉尘产生原因 对皮带上煤过程进行了实地观察， 发现粉尘产生 的原因主要有以下 4点 粉尘产生部位如图2所示 1 皮带头部落料点为敞口设置， 燃煤在落向 下一级皮带时因离心力产生扬尘 ； 。 2 燃煤在倒运过程中因皮带头、 尾部高差原 篙 1 4 华 电技 术 第 3 3卷 图 2皮带粉尘产 生部位示意 图 因在倒煤槽中产生扬尘 ； 3 皮带工作面带有煤粉颗粒， 在皮带回程段 产生扬尘 ； 4 犁煤器落下后 ， 因煤流遇 阻改向落入缓冲 煤箱时产生扬尘 。 2 ． 2 水喷雾喷嘴的设置 皮带喷淋 系统实现原理是 在粉尘产生处利用 喷嘴产生的高压水雾压 制粉尘弥漫 ， 从而达到抑尘 目的。下面讨论 如何 利用皮带 喷淋方法解决扬 尘 问题。 1 在皮带头部落料点增加水平和垂直 2路水 喷雾喷嘴， 抑制因煤流离心力而产生的扬尘。 2 在倒料槽水平部分增加 2组或 3组水喷雾 喷嘴， 抑制因落料高差而产生的扬尘 。 3 在皮带 回程段配置清扫器并增加水喷雾喷 嘴 ， 将清扫器刮下的煤粉颗粒冲走。 4 在各个 犁煤器 缓 冲煤 箱处 增加水 喷雾 喷 嘴 ， 抑制因煤流改 向而产生的扬尘。 增加的喷雾喷嘴配置情况如图 3所示 。 V ， ． 一 ，▲ ． 水雾喷嘴 图 3 皮带喷淋喷雾喷嘴配置示意 图 2 ． 3 控制需求、 控制逻辑的分析 从控制方式来讲， 皮带各部位水喷雾喷嘴的投 入可分为就地控制和远方控制 2种控制方式 。就地 控制指 的是运行人员利用就地控制 箱上 的投 、 退按 钮控制喷淋 电磁 阀来 实现水喷雾 喷嘴的投入或 退 出。远方控制指的是运行人员在输煤程控系统完成 皮带喷淋设备操作。在远方控制下又可以分为手动 操作方式和自动操作方式。远方手动指的是运行人 员通过输煤程控操作员站画面上的软按钮来完成皮 带喷淋设备 的投退功能 ； 远方 自动指 的是运行人 员 在输煤程控操作员站上点击皮带喷淋系统“ 自动运 行” 按钮 ， 皮 带喷淋设备根据皮带运行工况实现 自 动投入 、 退出功能。 就地控制是通过就地控制箱内的硬接线 回路实 现的， 其原理较为简单 ， 限于篇幅 ， 不再赘述。 远方手动控制方式实现也较为简单 ， 其主要在输 煤可编程控制器 P L C 内部利用软控制回路实现。 下面着重介绍远方 自动控制方式下皮带喷淋系 统各项控制功能的实现。 1 皮带头部落料点水喷雾喷嘴控制逻辑原理 如图 4所示。在皮带喷淋系统就地控制箱上将控制 方式开关切换为远方控制， 在操作员站点击皮带喷淋 系统远方 自动按钮后 ， 若此时皮带运行且输煤程控系 统已检测到煤流信号且喷淋水水压正常， 则皮带头部 喷淋电磁阀带电动作 ， 皮带头部水 喷雾喷嘴开始喷水 抑尘。为防止“ 断煤” 假象并保证皮带停止后可继续 维持一定时间的喷水 ， 控制 回路增加“ 延时断” 定时 器 ， 定时 3 0 S 。 喷淋 “ 远方 ”控制方式 喷淋 “自 动”控制方式 皮带运行 皮带煤流 喷淋水水压正常 延 时 s 一纂 嚣 图 4 皮带头部水喷雾喷嘴控制逻辑原理图 2 倒料槽水喷雾喷嘴控制逻辑原理与皮带头部 落料点水喷雾喷嘴控制逻辑相同。 3 回程段水 喷雾喷嘴控制逻辑 原理如 图 5所 示 ， 皮带头部落料点喷雾喷嘴控制逻辑基本相同， 不 同点在于此处需取消“ 皮带煤流” 信号 ， 即当皮带运行 时回程段水喷雾喷嘴电磁阀就带电动作。 喷淋 “ 远 方”控制 方式 喷淋 “自动”控 制方式 皮带运行 喷淋水水压正常 延 时 断 加 s 一 霭 图5 回程段水喷雾喷嘴控制逻辑原理 图 4 犁煤器缓冲煤箱水喷雾喷嘴控制逻辑， 其控 制逻辑原理如图6 所示。其实现原理与第 1 条基本 相同， 但增加了“ 犁煤器落下” 信号， 即犁煤器缓冲煤 箱水喷雾喷嘴电磁阀除了能满足“ 皮带运行” 等条件 之外， 还要在犁煤器落下后方可带电动作。 第6 期 魏霞， 等 火电厂输煤皮带喷淋系统设计与实现 l 5 喷淋 “ 远 方”控制方式 喷淋 “ 自动 ”控制方式 皮带运行 皮带煤流 喷淋 水水压正常 梨煤器落下 延时 s 一 图6 梨煤器缓冲煤箱水喷雾喷嘴控制逻辑原理图 3 系统实现的几个关键问题 1 “ 皮带运行” 、 “ 煤流” 等就地状态信号的优 化。因皮带运行工况较为恶劣， 任何形式的传感器在 此环境下长时间工作都会出现不正常现象。比如为 检测皮带运行信号， 厂家在皮带机尾部滚筒上安装了 金属 凸台和接近开关 ， 当接近开关检测到随滚筒转动 的金属凸台后会发出一定频率的脉冲信号， 就地控制 箱内的P L C通过此脉冲信号来判断皮带是否运行， 在运行一段时间后 ， 因接近开关表面沾有煤泥导致其 无法正常动作。另外， 为检测煤流信号， 厂家在皮带 非工作面上安装了机械式传感器， 当皮带上煤后因重 力作用压在传感器上使其动作发 出煤流信号， 长时间 运行后该煤流开关极易损坏。再者 ， 为检测犁煤器缓 冲煤箱有煤信号， 厂家在缓冲箱两侧开孔安装超声波 对射传感器 ， 当煤流落下阻断超声波传输时传感器发 出有煤信号， 因环境原因该传感器极易损毁。为解决 就地传感器问题， 该工程最终取消了全部就地传感 器 ， 用输煤程控系统中的部分变量组合运算后得出喷 淋系统所需控制、 状态信号， 大大降低了维护量， 提高 了系统运行的可靠性。 2 各喷雾喷嘴控制逻辑能条件引入 “ 喷淋水压 正常” 信号。常规的皮带喷淋系统一般并不引入“ 喷 淋水压正常” 信号， 在该工程调试期间， 发现皮带喷淋 水与设备保洁用水均由栈桥冲洗水泵供给， 由于设备 保洁时间不固定和用水量不确定 的原 因， 造成喷淋水 压极不稳定 ， 喷嘴喷雾效果非常不理想 ， 不仅未起到 喷雾降尘的效果 ， 有时还会出现燃煤过湿的现象。因 此， 通过引入“ 喷淋水压正常” 信号， 提醒运行人员及 时调整水压， 以保证正常的喷淋效果。 3 回程段喷淋水对人炉煤计量皮带的影响。通 过数据比对发现 ， 当回程段喷淋水投入后对人炉煤计 量皮带计量精度有影 响， 比对干 、 湿皮带 2种工况下 的皮带秤零位 ， 皮带回程段打湿后计量秤的零位要上 升 1 ％ e 一 2 ％ o ， 如果考虑升高 的零位将会使皮带秤累 计计量零位偏差 ， 直接影响人炉煤煤量。因此 ， 建议 不要投入入炉煤计量皮带秤所在的皮带回程段喷淋。 4 喷淋水的计量。喷淋水水量将直接作为入 炉煤煤量而被引入机组煤耗计算 ， 同时 ， 喷淋水的存 在还会增加制粉单耗 ， 因此 ， 为了精确计算喷淋水量 对机组煤耗和制粉单耗指标的影响， 该工程对喷淋水 管路进行了改造 ， 增装了喷淋水流量表计 ， 为精确计 算喷淋水对机组煤耗等指标的影响提供了依据 。 4 结束语 皮带喷淋系统是火力发电厂输煤系统粉尘治理 的有效工具 ， 在工程建设期间应给予足够重视使其达 到设计要求。本文介绍的皮带喷淋系统优化方案可 简化设计 ， 有效压缩 了施工和调试工作量 ， 大大提高 了系统投入后的可靠性和稳定性。 参考文献 [ 1 ] 郑春菊． 电厂输煤系统粉尘综合治理方案初探[ J ] ． 安全、 健康和环境， 2 0 0 8 ， 8 9 2 52 7 ． [ 2 ] 高强， 任德学． 基于 P A C的电厂喷淋抑尘控制系统的设计 [ J ] ． 起重运输机械， 2 0 0 8 1 1 1 01 2 ． [ 3 ] D L ／ T 5 1 8 7 ． 2 2 0 0 4 ， 火力发电厂运煤设计技术规程第 2 部分 煤尘防治[ S ] ． 编辑 刘芳 作者简介 魏霞 1 9 7 7 一 ， 女， 新疆呼图壁人， 讲师， 从事现场总线等 工业 自动化网络研究、 应用和开发方面的工作。 刘波 1 9 7 8 一 ， 男， 新疆玛纳斯人， 设备维护部主任， 工程 师， 从事火力发电厂热工技术管理方面的工作 E m a i l w r d _ l b 1 6 3 ． t o m 。 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●0● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 广告索 引 J 口 承 丁 I 华电重工装备有限公司 空冷 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 封面 华电重工装备有限公司 跨版 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 封二 华电郑州机械设计研究院有限公司 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 封三 四川建设机械 集团 股份有限公司⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 封底 华电重工装备有限公司 跨版⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 前插 1 华电环保系统工程有限公司 跨版⋯⋯⋯⋯⋯ 前插 2 ， 3 华电水务投资有限公司 跨版⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 前插 4 ， 5 青岛德施普机械工业有限公司 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 前插6 营口瑞安电力技术有限公司 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 前插7 宜兴亨达竹格填料有限公司 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 前插8 闽东水电开发有限公司 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 前插9 华电重工装备有限公司⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 前插 1 0