謝武杰

(山西興能發(fā)電有限公司，山西 古交 030200)

1 問(wèn)題的提出

山西興能發(fā)電有限公司輸煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)配套1800 MW機(jī)組，一期為2×300 MW 機(jī)組，二期為2×600 MW機(jī)組，電廠燃煤采用皮帶機(jī)(寬度為1400 mm，速度為 2.5 m/s，出力為 1 500 t/h)直接運(yùn)輸進(jìn)廠，一期工程年燃煤量約為181萬(wàn)t，達(dá)規(guī)劃容量時(shí)年燃煤量約為543萬(wàn)t。電廠燃煤為100%洗中煤(終期時(shí)有少量原煤)，燃煤儲(chǔ)存采用直徑為22 m的筒倉(cāng)4座，筒倉(cāng)有效高度(包括下口錐體)約為37.4m，容積約為11470m3，筒倉(cāng)下口的給料設(shè)備為環(huán)式給煤機(jī)。入廠燃煤采樣機(jī)只能安裝在筒倉(cāng)上部#1皮帶尾部，原皮帶中部采樣機(jī)的工作原理為:按照設(shè)定的時(shí)間間隔，采樣抓斗動(dòng)作1次，從運(yùn)動(dòng)的帶式輸送機(jī)上抓起樣品，樣品經(jīng)過(guò)皮帶機(jī)架上的接料皮帶將樣品傳送至破碎機(jī)進(jìn)行破碎，破碎系統(tǒng)將物料破碎到要求的粒度，經(jīng)過(guò)接料小漏斗縮分至樣品集樣器。由于抓斗落下、抓起時(shí)間與采樣全斷面的矛盾無(wú)法解決，加之采樣輸送系統(tǒng)敞開(kāi)，影響煤樣水分的準(zhǔn)確性，縮分器為小接料溜槽，不是定時(shí)縮分，代表性較差。此外，多次發(fā)生抓斗落下不起的堵煤事故，嚴(yán)重影響上煤系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行?，F(xiàn)在所有采樣機(jī)廠家的產(chǎn)品都是初級(jí)采樣和破碎2層布置結(jié)構(gòu)，無(wú)法適應(yīng)山西興能發(fā)電有限公司只能在同一層安裝所有設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)情況，因此，必須結(jié)合以上因素設(shè)計(jì)一套合理的方案。

2 原因分析

2.1 造成采樣煤質(zhì)代表性不強(qiáng)的主要原因

(1)原皮帶中部采樣機(jī)初級(jí)采樣頭為升降式抓斗，采樣抓斗張開(kāi)狀態(tài)下落到煤流斷面位置后，抓斗閉合并升起。如果先閉合后升起的話，在采樣抓斗閉合時(shí)間段中，由于煤流速度為2.5 m/s，抓斗閉合所采煤樣不是同一斷面，而是速度乘以閉合時(shí)間所得煤流長(zhǎng)度范圍的不同斷面;如果邊閉合邊升起的話，抓斗閉合所采煤樣不是同一斷面的煤樣，皮帶斷面中下部一直采不到煤樣。

(2)原采制樣系統(tǒng)不封閉，導(dǎo)致水分損失而使煤樣水分不準(zhǔn)。

(3)碎煤機(jī)為立式環(huán)錘碎煤機(jī)，無(wú)篩網(wǎng)，致使煤樣粒度無(wú)法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

(4)縮分器為碎煤機(jī)下小接料溜槽，無(wú)法實(shí)現(xiàn)定時(shí)定量縮分，縮分煤樣代表性較差。

2.2 影響皮帶中部采樣機(jī)正常穩(wěn)定運(yùn)行的因素

(1)在采樣抓斗閉合時(shí)間段內(nèi)，由于煤流速度為2.5 m/s，采樣抓斗一直處于煤流中相對(duì)靜止不動(dòng)，煤流必然影響其閉合和升降，同時(shí)造成撒煤。

(2)最為嚴(yán)重的情況是，采樣抓斗在煤流中因?yàn)楣收咸黄?，造成皮帶堆煤運(yùn)行事故。(3)接料皮帶運(yùn)行不穩(wěn)致使拋、撒煤現(xiàn)象嚴(yán)重。(4)碎煤機(jī)入口漏斗粘煤易造成堵煤、撒煤現(xiàn)象。

3 優(yōu)化方案

針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行深入研究后，確定如下優(yōu)化改造方案:皮帶中部采樣機(jī)按照設(shè)定采樣周期從主皮帶截取一定量的煤樣，通過(guò)不銹鋼密封溜槽送入初級(jí)皮帶給料機(jī)中;初級(jí)皮帶給料機(jī)上設(shè)有可調(diào)閘板用以調(diào)整煤流，將煤樣連續(xù)均勻地輸送至錘式破碎機(jī)并破碎到6mm以下，然后落入次級(jí)皮帶給料機(jī)中;在次級(jí)皮帶給料機(jī)上裝有二級(jí)縮分采樣器，按照設(shè)定的周期縮分出最終的煤樣送入旋轉(zhuǎn)式樣品收集器中，其余的煤樣通過(guò)次級(jí)皮帶給料機(jī)的頭部落煤管流入下方儲(chǔ)煤倉(cāng)。

為了提高采樣煤質(zhì)的代表性采取如下措施:

(1)初級(jí)采樣頭選用旋轉(zhuǎn)刮斗式，采樣刮板頭部設(shè)有軟不銹鋼絲或聚氨酯，確保既能完整地刮取煤流的全斷面，又不會(huì)損傷皮帶。

(2)刮斗采用不銹鋼制作并做圓角過(guò)渡，保證內(nèi)部不積料和每次煤樣的代表性。

(3)初級(jí)采樣機(jī)框架(橫跨主皮帶)兩側(cè)設(shè)有裙板(高分子材料或不銹鋼)，在設(shè)計(jì)采樣機(jī)罩殼時(shí)，使罩殼底部深入皮帶約50 mm，保證刮料時(shí)不撒料。

(4)采用數(shù)顯式時(shí)間繼電器(采樣周期0～9999 s可調(diào))，可根據(jù)應(yīng)采樣的子樣數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證使用方便，讀數(shù)準(zhǔn)確、直觀。

(5)從初級(jí)采樣到縮分煤樣收集桶，采用全密封外罩，有效防止水分的散失和粉塵外泄。

(6)初級(jí)皮帶給料機(jī)和次級(jí)皮帶給料機(jī)頭部裝設(shè)刮板清掃器，避免濕細(xì)物料在皮帶上的黏結(jié)。

(7)皮帶給料機(jī)尾部裝設(shè)有手動(dòng)可調(diào)節(jié)閘門(mén)，用以控制煤樣厚度及給料的均勻性，使瞬間所采煤樣均勻進(jìn)入破碎機(jī)或通過(guò)縮分器，從而防止因進(jìn)料過(guò)快、過(guò)猛而造成破碎機(jī)堵塞，并提高縮分煤樣的精度。

(8)破碎機(jī)采用環(huán)錘+篩板式，保證煤樣破碎粒度≤6 mm。

為了保證皮帶中部采樣機(jī)和上煤系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，采取如下措施:

(1)皮帶中部采樣機(jī)防堵措施。

1)煤樣給料輸送設(shè)備選用皮帶機(jī)而非通常配置的斗提機(jī)。一方面，避免斗式提升機(jī)由于煤樣濕黏而容易粘堵料斗;另一方面，由于采制樣設(shè)備部件處在同一層，斗式提升機(jī)底座到其入料口高度最小尺寸無(wú)法得到滿足。

2)落煤管材料選用不銹鋼，表面質(zhì)量較好，不易積煤，內(nèi)徑較大或遠(yuǎn)大于實(shí)際煤樣流量要求的管徑。

3)所有落煤管的傾斜角都不小于60°。

4)所有落煤管折彎后兩片對(duì)焊，減少焊縫數(shù)量且落煤管折彎處圓角過(guò)渡，使煤流易通過(guò)。

5)關(guān)鍵落煤管設(shè)有密封良好的檢修門(mén)，便于堵塞、斷煤時(shí)及時(shí)處理。

6)關(guān)鍵部位加檢測(cè)開(kāi)關(guān)，發(fā)生堵煤時(shí)報(bào)警，收到報(bào)警信號(hào)后及時(shí)清理。

7)破碎機(jī)上配置液壓自動(dòng)疏通裝置，清掃塊在疏通推桿作用下做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，及時(shí)清理破碎板上黏附煤，保證不積煤、不堵煤。

(2)初級(jí)采樣的兩側(cè)設(shè)有聚氨酯，避免損傷皮帶，保證主皮帶安全運(yùn)行的同時(shí)，防止煤粉外泄。

(3)初級(jí)采樣與主皮帶聯(lián)鎖，主皮帶停運(yùn)時(shí)(包括故障停運(yùn))初級(jí)采樣頭立即停機(jī)(若正在動(dòng)作，則動(dòng)作結(jié)束后停機(jī)，保證采樣頭停止到位)，余下的設(shè)備則順序延時(shí)停機(jī)，保證系統(tǒng)內(nèi)部不滯料。

(4)初級(jí)采樣頭部設(shè)有軟不銹鋼絲或聚氨酯，確保既能完整地刮取煤流的全斷面，又不會(huì)損傷主皮帶，保障安全生產(chǎn)。

4 改造效果

對(duì)入場(chǎng)燃煤皮帶中部采樣機(jī)進(jìn)行有針對(duì)性的優(yōu)化改造后，近期運(yùn)行效果令人滿意。首先，入廠燃煤經(jīng)皮帶中部采樣機(jī)采制后的煤樣代表性和水分都得到購(gòu)銷(xiāo)雙方的認(rèn)可，既保留了現(xiàn)有采樣機(jī)廠家產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，又滿足了山西興能發(fā)電有限公司只能在同一層安裝所有采制樣設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)情況，為同類(lèi)問(wèn)題的處理提供了一套較為合理的借鑒方案。同時(shí)，對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行防堵、報(bào)警、密封、耐磨處理，一方面，大大延長(zhǎng)設(shè)備檢修周期，減小檢修工作量;另一方面，提高皮帶中部采樣機(jī)的無(wú)故障率，保障入廠燃煤系統(tǒng)和采、制樣系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。不但減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了生產(chǎn)費(fèi)用，而且為全廠經(jīng)營(yíng)結(jié)算提供了可靠、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。