火力發(fā)電廠飛灰運(yùn)輸方式選擇研究

中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院有限公司 廣東廣州 510663

摘要：本文依托某火力發(fā)電廠項(xiàng)目對飛灰運(yùn)輸方式進(jìn)行了論述，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，指出汽車運(yùn)輸方式無論從技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都更適合火力發(fā)電廠的飛灰運(yùn)輸。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；飛灰；運(yùn)輸

0 概述

飛灰又稱粉煤灰，主要是煤粉在高溫中燃燒、冷卻而形成，在經(jīng)過燃燒煙氣經(jīng)過除塵器等設(shè)備后予以從煙氣中脫除，是燃煤火力發(fā)電廠的副產(chǎn)物。目前火力發(fā)電廠的廠內(nèi)除灰方式一般采用干除灰，除塵器灰斗中的干灰通過正壓氣力輸灰系統(tǒng)輸送至灰?guī)欤規(guī)熘械娘w灰可運(yùn)輸至廠外綜合利用用戶或者運(yùn)至灰場填埋。

國內(nèi)外一般采用密閉粉狀物料運(yùn)輸車將灰?guī)熘械母苫疫\(yùn)輸至綜合利用用戶。對于飛灰運(yùn)往灰場填埋的方式，一般有水力輸灰管道輸送、直接氣力輸灰至灰場旁灰?guī)臁⒐軤顜捷斔蜋C(jī)（管帶機(jī)）運(yùn)輸、汽車運(yùn)輸?shù)确绞?。水力輸灰管道的方式因其耗水耗電、對環(huán)境的污染大等特點(diǎn)，近年來已經(jīng)逐漸被淘汰，本文依托某海外項(xiàng)目對其它三種運(yùn)輸方式進(jìn)行比較研究。

1 項(xiàng)目概況

某中國公司承建的海外項(xiàng)目為2×660MW級燃煤火力發(fā)電廠，因當(dāng)?shù)責(zé)o綜合利用條件，所有飛灰均需運(yùn)輸至灰場填埋，灰場距廠區(qū)距離約3.5km。電廠總飛灰量為85t/h，機(jī)組常年保持高負(fù)荷運(yùn)行，每天的飛灰量為2100t/d，每年的飛灰量為65×104t/a（干灰）。廠內(nèi)的除灰系統(tǒng)采用正壓氣力干除灰系統(tǒng)。初期灰場大約可儲存5年的飛灰。

2 直接氣力輸灰方式

直接氣力輸灰方式是指將電除塵灰斗中的飛灰，采用壓縮空氣通過長距離的輸灰管道輸送至灰場。

若采用直接氣力輸灰方式將飛灰運(yùn)輸至灰場，則需要將現(xiàn)有灰?guī)斓奈恢靡浦粱覉雠赃?，廠內(nèi)飛灰直接輸送至灰場旁的灰?guī)欤蠼?jīng)過灰?guī)斓募訚裱b置加濕后卸到灰場中。

因灰場距離廠區(qū)距離長達(dá)3.5km，而目前的氣力輸送系統(tǒng)輸送距離一般均不超過2km，因此目前氣力輸灰系統(tǒng)尚無法做到一級輸送，需要在輸送至灰場的中途1.7km處建設(shè)一座中轉(zhuǎn)緩沖灰?guī)?，并配備空壓機(jī)房等附屬設(shè)施，飛灰經(jīng)過轉(zhuǎn)運(yùn)后二級氣力輸送至灰場。

按照相關(guān)規(guī)程規(guī)定，中轉(zhuǎn)灰?guī)斓娜萘坎粦?yīng)小于8h設(shè)計(jì)煤種的灰量，因此中轉(zhuǎn)灰?guī)斓挠行莘e不小于900m3。中途空壓機(jī)房內(nèi)需要配置6套0.75MPa，50Nm3/min微油螺桿式空壓機(jī)并配備相應(yīng)的后處理系統(tǒng)。廠內(nèi)至灰場需要新建輸灰管道及管架3.5km。

3 管帶機(jī)運(yùn)輸方式

管帶機(jī)是由普通帶式輸送機(jī)發(fā)展而來的一種運(yùn)輸機(jī)械，通過托輥等裝置的排列，強(qiáng)制膠帶卷成圓管狀而輸送物料的一種新型帶式輸送機(jī)。管帶機(jī)可以在三維空間進(jìn)行彎曲，因而可以適應(yīng)復(fù)雜地形，布置靈活，且物料被包裹在皮帶中，密閉性好，能夠有效減小運(yùn)輸途中物料泄露、灑落造成的環(huán)境污染。

若采用管帶機(jī)運(yùn)輸，可通過廠內(nèi)灰?guī)煜碌募訚裱b置將飛灰加濕，裝載到管帶機(jī)上，管帶機(jī)將加濕灰運(yùn)輸至灰場卸載點(diǎn)后卸載。因運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，在3.5km的運(yùn)輸途中，需要增加一座轉(zhuǎn)運(yùn)站。

管帶機(jī)的參數(shù)為管徑Φ350mm，帶速V=2.5m/s，出力Q=400t/h，總長L=3.5km，由兩條管帶機(jī)首尾相連組成一套運(yùn)輸系統(tǒng)。

4 汽車運(yùn)輸方式

汽車運(yùn)輸方式是電廠采用的傳統(tǒng)運(yùn)灰方式，通過廠內(nèi)灰?guī)煜碌募訚裱b置將飛灰加濕，裝載到自卸汽車上，自卸汽車將加濕后的灰運(yùn)輸至灰場的指定位置后卸載。

汽車考慮采用租用社會運(yùn)輸車輛，以綜合運(yùn)費(fèi)計(jì)價，汽車運(yùn)價一般為1.0-1.1元/噸公里。每天加濕灰的運(yùn)輸需要載重30t的自卸車約84輛（次）。

采用汽車運(yùn)輸方式，一般需要新建一條運(yùn)灰道路。但對于其他方案而言，灰場的人員通行以及鍋爐底渣、石子煤等的運(yùn)輸也常常需要采用灰場道路，因此，無論采用何種方案，去往灰場的道路是必不可少的。

5 方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

三種飛灰運(yùn)輸方式的比較如表1所示。

表1 飛灰運(yùn)輸方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表

項(xiàng)目氣力輸送管帶機(jī)運(yùn)輸汽車運(yùn)輸

運(yùn)輸

距離約3.5km約3.5km約3.5km

主要工藝系統(tǒng)或設(shè)備一級氣力輸送系統(tǒng)、緩沖灰?guī)?、中途空壓機(jī)房及壓縮空氣系統(tǒng)、二級氣力輸送系統(tǒng)、終端灰?guī)斓?。廠內(nèi)氣力輸送系統(tǒng)、灰?guī)煜到y(tǒng)、管帶機(jī)系統(tǒng)。廠內(nèi)氣力輸送系統(tǒng)、灰?guī)煜到y(tǒng)等。汽車可考慮租用社會車輛。

技術(shù)復(fù)雜性復(fù)雜，一、二級氣力輸送系統(tǒng)的銜接以及長距離氣力輸送使該方案變得十分復(fù)雜。較復(fù)雜，與沿途地形關(guān)聯(lián)較大。低，流程簡單。

技術(shù)難度高，應(yīng)用實(shí)例少。較高，國內(nèi)有少許應(yīng)用業(yè)績，東南亞地區(qū)較常見。低，最常用

靈活性低，輸送方式為點(diǎn)對點(diǎn)方式，因此必須在灰場灰?guī)靻吸c(diǎn)卸料，遠(yuǎn)離卸料點(diǎn)的灰場區(qū)域堆灰不便。如果今后灰場位置變化后需另新增輸送系統(tǒng)。低，輸送方式為點(diǎn)對點(diǎn)方式，因此必須在灰場管帶機(jī)頭部卸料點(diǎn)卸料，遠(yuǎn)離卸料點(diǎn)的灰場區(qū)域堆灰不便，如果今后灰場位置變化后需另新增輸送系統(tǒng)。高，可適應(yīng)灰場各個方位堆灰及今后灰場位置變化。

年運(yùn)行費(fèi)用（萬元/年）52560308

初投資（萬元）+4590+5350/

說明：

1）氣力輸灰方式的年運(yùn)行小時按7500h計(jì)算，汽車運(yùn)輸方案和管帶機(jī)運(yùn)輸方案的年運(yùn)輸加濕灰按80×104t/a計(jì)算。

2）電價按0.5元/kWh計(jì)算，汽車運(yùn)價按照1.1元/噸公里計(jì)算。

3）氣力輸送方式的耗電量相比汽車運(yùn)輸方案約增加1400kW，管帶機(jī)運(yùn)輸方式的耗電量相比汽車運(yùn)輸方案約增加600kW。

4）因三種方案均需要使用灰場道路，因此未計(jì)入灰場道路引起的造價增加（3km運(yùn)灰道路造價約525萬）。

6 結(jié)論

氣力輸送方式初投資較汽車運(yùn)輸方式增加較多，技術(shù)方案較復(fù)雜，靈活性低，且年運(yùn)行費(fèi)用高于汽車運(yùn)輸，耗能較大而效果卻很小，說明在長距離輸灰方面，二級氣力輸送方案并不具有優(yōu)勢。

管帶機(jī)運(yùn)輸方式，初投資較汽車運(yùn)輸方式增加較多，但年運(yùn)行費(fèi)用較低。根據(jù)本項(xiàng)目灰場貯量較小的特點(diǎn)，在5年的堆灰期中不能回收初投資。5年后若堆灰場位置變化，則不得不另新建一套管帶機(jī)輸送系統(tǒng)，或者改用其他運(yùn)輸方式。

此外，無論是氣力輸灰方式，還是管帶機(jī)運(yùn)輸方式，中途均建設(shè)有需要巡檢值守的構(gòu)筑物，無疑增加了運(yùn)行人員巡檢工作量，提高了電廠管理的難度。

汽車運(yùn)輸方案的初投資小，能夠適應(yīng)本項(xiàng)目灰場的特點(diǎn)，靈活性高，技術(shù)難度小，且根據(jù)本項(xiàng)目的特點(diǎn)，能靈活的應(yīng)對灰場位置的變化和灰場各處堆灰的要求。綜合考慮初投資和運(yùn)行等各方面原因，汽車運(yùn)輸方案應(yīng)當(dāng)作為本項(xiàng)目的飛灰運(yùn)輸方案。說明在3km左右的運(yùn)輸距離條件下，傳統(tǒng)的汽車運(yùn)輸方案仍然具有明顯優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)：

[1] DL/T 5142-2002.火力發(fā)電廠除灰技術(shù)規(guī)程.北京：中國計(jì)劃出版社，2012：43.

[2] 孫祥虎.鍋爐氣力除灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇[J].中國粉體工業(yè)，2014，6：16-18.