火力發(fā)電廠運(yùn)煤系統(tǒng)帶式輸送機(jī)出力分析

(內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計院有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010011)

0 引言

近年來大部分已投運(yùn)電廠反饋，其運(yùn)煤系統(tǒng)帶式輸送機(jī)達(dá)不到設(shè)計出力，導(dǎo)致電廠運(yùn)煤系統(tǒng)正常運(yùn)行時間增加，為保證鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行甚至需要雙路帶式輸送機(jī)同時運(yùn)行。本文針對運(yùn)煤系統(tǒng)帶式輸送機(jī)達(dá)不到設(shè)計出力問題，對內(nèi)蒙古地區(qū)部分電廠進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)地或電話調(diào)研。

1 影響帶式輸送機(jī)出力的因素

根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17119—1997《連續(xù)搬運(yùn)設(shè)備 帶承載托輥的帶式輸送機(jī) 運(yùn)行功率和張力的計算》[1]和《DTⅡ(A)型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》[2],帶式輸送機(jī)的最大輸送能力計算公式：

式中：Q為帶式輸送機(jī)的最大輸送能力，t/h；S為輸送帶上物料最大橫截面面積，m2；v為帶速，m/s；k為輸送機(jī)的傾斜系數(shù)；ρ為物料的松散密度，t/m3。

輸送帶上物料最大橫截面面積是由輸送帶的可用寬度、槽形、物料流的橫截面形狀[1]、帶式輸送機(jī)的傾斜角度等決定的。因此，就帶式輸送機(jī)本身而言，影響其出力的直接因素是帶寬、帶速、托輥槽角、輸送角度的設(shè)置以及輸送物料的堆積密度。通常電廠燃煤的堆積密度主要與煤炭的種類和顆粒度有關(guān)。

另外，帶式輸送機(jī)的給煤方式是否連續(xù)均勻、煤流是否居中，帶式輸送機(jī)的安裝質(zhì)量、配置情況以及電廠的運(yùn)行管理水平等也會間接影響帶式輸送機(jī)的運(yùn)行出力。

對于電廠運(yùn)煤系統(tǒng)整體而言，還要考慮到給煤機(jī)、取料機(jī)、篩碎設(shè)備、導(dǎo)流設(shè)施等其他設(shè)備的運(yùn)行情況對帶式輸送機(jī)出力的影響。

2 帶式輸送機(jī)出力情況調(diào)研

綜合考慮上述影響帶式輸送機(jī)出力的各種因素，首先，由于每個電廠都存在多條不同輸送角度的帶式輸送機(jī)，故本次調(diào)研不考慮不同輸送角度的影響；其次，煤的堆積密度根據(jù)煤種不同而不同，通常無煙煤和煙煤堆積密度較大，褐煤較小；再次，通常鐵路和水路來煤的顆粒度較小且均勻，公路來煤的顆粒度較大；另外由于本次調(diào)研的電廠均已運(yùn)行3年以上，考慮到安裝質(zhì)量和配置情況影響較小，故暫不考慮安裝質(zhì)量和配置情況對帶式輸送機(jī)出力的影響。

除去帶式輸送機(jī)輸送角度、煤的密度和顆粒度、設(shè)備安裝質(zhì)量以及配置情況等因素外，作者針對影響帶式輸送機(jī)出力的其他可能因素，對現(xiàn)已投產(chǎn)運(yùn)行的內(nèi)蒙古地區(qū)達(dá)拉特發(fā)電廠、呼和浩特豐泰發(fā)電廠、上都電廠、錫林浩特電廠運(yùn)煤系統(tǒng)帶式輸送機(jī)的出力情況進(jìn)行了調(diào)研。其調(diào)研數(shù)據(jù)見下表1。

表1 調(diào)研數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

3 調(diào)研情況分析

通過調(diào)研，發(fā)現(xiàn)本次抽樣調(diào)研的全部電廠帶式輸送機(jī)均未按設(shè)計出力連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，只是最大瞬時出力能夠達(dá)到或者略超過設(shè)計出力。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，實(shí)際運(yùn)行過程中，影響帶式輸送機(jī)出力的主要因素有人為安全因素、物料加載狀況(給煤方式)、煤質(zhì)情況和受料狀況等。

3.1 為安全穩(wěn)定降低出力運(yùn)行

目前大部分電廠無論機(jī)組負(fù)荷高低，其輸煤系統(tǒng)運(yùn)行綜合出力也沒有按能夠達(dá)到的最大綜合運(yùn)行出力連續(xù)運(yùn)行，其原因主要是運(yùn)行人員從安全、穩(wěn)定、連續(xù)運(yùn)行的角度考慮，為避免大出力帶來的灑煤、堵煤、斷帶、突然停機(jī)后滿載啟動困難等問題，從而選擇了目前相對合理的輸送能力。

3.2 物料加載不均勻

通過本次調(diào)研，還發(fā)現(xiàn)部分給料設(shè)備無法做到連續(xù)均勻給料，尤其是斗輪堆取料機(jī)在取料時的取料量波動較大。以達(dá)拉特電廠三期為例，其采用葉輪給煤機(jī)上煤時皮帶秤計量曲線較為平穩(wěn)，如圖1所示，但啟動后逐漸加載時間較長。而當(dāng)采用斗輪堆取料機(jī)取料時皮帶秤計量曲線上下波動特別明顯，如圖2所示。

圖1 葉輪給煤機(jī)給煤時的皮帶秤計量曲線

圖2 斗輪堆取料機(jī)取料時的皮帶秤計量曲線

根據(jù)DL/T 5187.1—2016《火力發(fā)電廠運(yùn)煤設(shè)計技術(shù)規(guī)程第1部分：運(yùn)煤系統(tǒng)》[3]中6.2.5條，通過理論計算得到的帶式輸送機(jī)出力為最大出力，帶式輸送機(jī)的額定輸送能力還要考慮有效裝料系數(shù)0.80～0.95，有效裝料系數(shù)為裝料系數(shù)和傾斜系數(shù)的乘積，裝料系數(shù)取決于物料的粒度、運(yùn)行堆積角、給料均勻性、輸送能力貯備。表1根據(jù)《DTⅡ(A)型帶式輸送機(jī)設(shè)計手冊》中公式Q=3.6Svkρ計算的帶式輸送機(jī)理論計算最大出力已經(jīng)考慮了傾斜系數(shù)、物料的粒度和運(yùn)行堆積角，而未考慮給料均勻性和輸送能力貯備。

通過上面的分析，可以認(rèn)為根據(jù)公式Q=3.6Svkρ理論計算得到的出力是帶式輸送機(jī)所能達(dá)到的最大安全出力，而實(shí)際運(yùn)行考慮到給料的均勻性等客觀因素，帶式輸送機(jī)的實(shí)際出力只能在理論計算最大出力以下一定范圍內(nèi)波動。若要使理論計算得出的帶式輸送機(jī)出力更加接近于實(shí)際運(yùn)行出力，應(yīng)根據(jù)帶式輸送機(jī)源頭受料點(diǎn)不同的給料設(shè)備乘以不同的給料系數(shù)。

3.3 煤質(zhì)差和給料點(diǎn)不居中

根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行人員反映，當(dāng)來煤煤質(zhì)情況(粒度、含水量等)特別好，且?guī)捷斔蜋C(jī)落料點(diǎn)受料狀況良好(煤流居中)的時候，運(yùn)煤系統(tǒng)就可以達(dá)到相對較大的綜合運(yùn)行出力。反之，當(dāng)煤質(zhì)情況較差時只能降低出力運(yùn)行；而當(dāng)因?yàn)榍袚Q受料點(diǎn)或大塊煤流沖擊等，導(dǎo)致煤流偏載時，需要在運(yùn)行過程中長時間不斷調(diào)整，逐漸加大出力，這就導(dǎo)致整個班次上煤的綜合運(yùn)行出力偏低。

4 結(jié)論

綜合上述調(diào)研情況，得出如下結(jié)論以供分析討論：

1) 一般單臺帶式輸送機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，基本可以達(dá)到理論計算出力。而根據(jù)調(diào)研情況，對于電廠多條帶式輸送機(jī)組成的運(yùn)煤系統(tǒng)整體而言，受人為因素、給料不均勻、受料狀況等諸多因素影響，很難達(dá)到理論計算出力。

2)根據(jù)公式Q=3.6Svkρ計算帶式輸送機(jī)出力時，建議引入給料系數(shù)。并且在理論計算過程中，當(dāng)帶式輸送機(jī)源頭受料點(diǎn)采用不同的給料設(shè)備時，應(yīng)乘以不同的給料系數(shù)，從而可以使理論計算得到的出力更加接近于實(shí)際運(yùn)行出力。

3)考慮到電廠運(yùn)煤系統(tǒng)每班啟動時逐漸調(diào)整增大出力所需的時間，以及帶式輸送機(jī)運(yùn)行出力低于設(shè)計出力所增加的上煤時間，實(shí)際運(yùn)行中，電廠運(yùn)煤系統(tǒng)每天的實(shí)際運(yùn)行小時數(shù)遠(yuǎn)大于設(shè)計運(yùn)行小時數(shù)。