火电厂燃料智能化采制样系统平衡风装置研究

火电厂燃料智能化采制样系统平衡风装置研究

杜浩

大唐国际发电股份有限公司陡河发电厂 063028

摘要：对于火力发电厂，锅炉入炉煤发热量是电厂效率检测的基本数据，目前火电厂燃料智能化皮带中部采制样系统存在的突出问题是煤样在采样过程中全水分、灰分的部分损失，造成煤样收到基低位发热量升高，直接增加了火电厂的燃料成本。

燃料费用占火电厂发电成本的70%以上，作为火电厂燃料质量监督———采、制、化，采样是第一道工序，也是后续两道工序的基础，而且，若以方差表示采制化总误差，则采样误差占总误差的80%，即使煤样在采样过程中只是全水分、灰分的部分损失，也会影响火电厂的燃料成本，这就要求我们寻求新的方法和技术途径，不断创新突破。

关键词：火电厂;平衡风;通风量;全水分;灰分

引言

目前，虽然电厂使用自动采制样装置对入炉煤进行连续采样，但由于每天送实验室分析的样品煤数量约为数百克左右，而大容量锅炉日燃煤量多达数千吨，因此，样品采制环节的不确定性比化验分析环节要大得多，采制样造成发热量的测量误差约占总误差的96%，而实验室分析环节产生的误差只占4%左右。采制样过程不确定性与入炉煤采制样装置有关，但从本质上讲，这种不确定性是由煤质不均匀引起的，对于绝对均匀煤质，采制样装置得到的样品是相同的，但在实际运行中，即使是同一矿点的煤种，煤质也不可能完全均匀;近年来，为降低发电成本，电厂入炉煤通常采用两种或两种以上的煤掺配而成，多煤种掺烧使煤质不均匀性增加，发热量波动增大，进一步加剧了入炉煤发热量的测量难度，目前，只是通过提高采样频率、增加采样数量以及加强样品缩分混合等措施，以定性地提高样品煤的“代表性”，由于缺乏采制样环节引起入炉煤发热量误差的数据，因而无法定量评定采制样不确定性对发电厂煤耗检测的影响。

1皮带中部采制样系统现状

1.1皮带中部采制样系统存在的问题

某公司在皮带中部采制样系统运行过程中发现:锤式破碎机破碎腔内锤头旋转产生一定的送风、在斗提机内传送带及传送带上的料斗旋转产生一定的引风，使采样头下煤溜管入口处至斗提机煤样弃料出口处形成一条通风道，产生一定风量，经测量通风量0．2～0．3m3/s，通风量造成煤样的全水分、灰分部分损失，收到基低位发热量升高。

1.2皮带中部采制样系统工作流程

某热电有限公司(以下简称“哈热公司”)来煤全部为火车运输，煤源主要为宝日希勒矿褐煤，皮带中部采制样系统有2套，整个采样过程智能控制，无人为干预，实现了入厂煤采样智能化管理。

2电厂入炉煤采制样装置

发电厂典型的入炉煤采制样装置总体布置，本装置由采样系统、制样系统、弃料返回系统和电气控制系统等组成。初级采样装置按照设定频率从运动的带式输送机中部取得一个完整的横截面样品，样品通过溜料管落到除铁给料料斗内，经过除铁后再被送入破碎机内完成破碎，破碎过程不损失物料，并控制水分损失小于1%，样品经破碎后送入皮带缩分器按设定的缩分比进行缩分，缩分后的样品被收集到集样室内的集样桶中，废弃的余料通过斗式提升机返回到带式输送机上，采制样装置工作全过程采用计算机程序控制。

通常采用带式输送机向一台或多台锅炉的煤仓上煤，在输送带上装配的入炉煤采制样装置，输送机运行时，采制样装置自动运行，输送机停止，采样装置停止;采制样装置可以灵活切换，实现分炉采样。带式输送机每天向两台300MW锅炉送煤量约为4000～6750t，采制样系统每天采集样品量约为162kg，这些样品中用于化验发热量的样品量约为100g左右;采制样过程中，由于样品会在集样桶中形成时间分层，因此，在送化验室之前，对样品进一步缩分是非常必要的，缩分能够进一步提高样品的准确性。

3皮带中部采制样系统平衡风装置实施

平衡风装置采用钢板焊接结构，配重杆自复位机构，结构紧凑，体积小，密封及耐磨性能好，不易变形，工作平稳可靠。

平衡风装置安装在初采和初给设备之间的下煤溜管检查孔下。

平衡风装置安装在下煤溜管检查孔下，发生故障时以便检查和维修。轴承、轴承支座装有密封部件，粉尘不易进入轴承内部，增加轴承的使用寿命。翻板固定端上面装有遮挡钢板，下面装有加强筋，防止翻板长期使用产生松动。翻板复位位置周围安装有限位及密封部件，防止超限位和密封不严。

4自动采样机的缺点及整改措施

(1)在使用过程中，煤流中掺杂的小螺栓、铁丝等杂物易干扰初级破碎机的正常运转，造成破碎机卡死，出现煤流堵塞现象。

改进措施:由于落煤口处堆煤较厚，除铁器不能有效清除煤中铁器杂物，当煤流均匀摊开后，除铁效果明显变好。为此，首先将原有自动采样机初级给料胶带上方的除铁器位置向后平移400mm，以远离溜槽出口堆煤处;其次根据最大标称粒度(150mm)，将除铁器安装高度降低，降至距运转胶带300mm处，使其在不干扰煤流正常移动的情况下，尽可能接近煤流，达到最佳除铁效果。

(2)由于自动采样系统为全封闭状态，采取收集的煤样自动经过破碎缩分处理，粒度质量都有所变化，无法进行下一步的试验分析(如筛分、浮沉试验等)。

改进措施:一是设置胶带反转运行，在初级给料胶带机尾增设下料溜槽，同时在溜槽弯头上方2m处设置30°倾斜板，用于缓冲煤流下落速度，减少块煤破碎程度;二是精准积累月综合煤样，使煤样粒度组成不受过多干扰变化，确保下一步试验分析的准确性;三是在下料溜槽底部增设煤样收集箱。

(3)自动采样系统存在如下问题:①初级、二级、三级给料胶带跑料严重，导致胶带跑偏;②观察口密封不严;③初级、二级破碎机运转过程中漏煤;④斗提机轴承处漏煤。这些现象导致空气中煤尘大，岗位工人卫生清理量大。整改措施:①更换初采胶带两侧挡煤板和清扫器，对胶带底部进行密封;②在二采、三采胶带末端设置挡煤板、更换胶带两侧挡煤板，对胶带机头进行密封;③在各观察口、斗提机轴承处打胶密封，防止设备运行时煤尘外漏;

(4)样品集样箱运行过程中感应器定位不准，导致下料煤样不能准确进入集样桶，煤样抛洒严重。

整改措施:将原集样箱拆除，直接在下料溜槽口放置一个集样桶，使煤样准确进入集样桶，不但方便取样，还减少了职工打扫卫生的强度。

结语

(1)采用自动采制样装置进行入炉煤采样时，由于样品会在集样桶中形成时间分层，在送化验室之前，对样品进一步缩分是非常必要的，缩分能够进一步提高样品的准确性。

(2)对于电厂典型的采制样装置以及通常的煤质均匀性，入炉煤采制样样品发热量的扩展不确定度变化范围为1.0～4.82MJ/kg。

(3)采样方式、频率、单次采集子样重量以及缩分比等采制样装置的设定参数影响入炉煤样品准确性，入炉煤质均匀性更是决定样品精度的重要因素。

(4)基于煤质不均匀性，建立了采制样装置的样品特性随机模型，该模型通过实际采样实验标定后，能够准确模拟采制样装置的样品特性。

参考文献

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