國華臺(tái)山電廠輸煤系統(tǒng)工藝流程優(yōu)化及完善

柴向東 張孟昆 程通京

（神華廣東國華粵電臺(tái)山發(fā)電有限公司 廣東臺(tái)山 529228）

0 引言

廣東國華臺(tái)山火力發(fā)電廠位于珠江口以西60 km（直線距離）沿海的銅鼓灣上，屬臺(tái)山市田頭鎮(zhèn)銅鼓村，三面環(huán)山，南面臨海，每年5 月至10 月是雨季及臺(tái)風(fēng)季節(jié)。

電廠發(fā)電機(jī)組分兩期建設(shè)，一期5×600 MW 機(jī)組于2003—2006 年相繼投產(chǎn)，二期2×1 000 MW 機(jī)組于2011 年投產(chǎn)。 輸煤系統(tǒng)分三期建設(shè)， 一期輸煤系統(tǒng)是配套一期5×600 MW 機(jī)組建成的，二期輸煤系統(tǒng)是配套二期2×1 000 MW 機(jī)組建設(shè)完成的，三期輸煤系統(tǒng)是由于環(huán)保要求配套二期2×1 000 MW 機(jī)組而建設(shè)的圓形封閉煤場(chǎng)系統(tǒng)。 三期輸煤系統(tǒng)全部建設(shè)完成后，一期5×600 MW 機(jī)組是由一期露天煤場(chǎng)系統(tǒng)供煤，二期2×1 000 MW 機(jī)組是由二期露天煤場(chǎng)系統(tǒng)和圓形封閉煤場(chǎng)系統(tǒng)供煤。

1 國華臺(tái)山電廠輸煤系統(tǒng)存在的問題

1.1 一期機(jī)組在雨季期間上干煤不足

臺(tái)山電廠地處南海之濱，每年5 月至10 月是雨季，一期5×600 MW 機(jī)組是由一期露天煤場(chǎng)系統(tǒng)供煤。該露天煤場(chǎng)配套有一個(gè)干煤棚，干煤棚存煤量約6 萬t。 由于發(fā)電機(jī)組對(duì)于燃煤有水分要求，雨季期間，一期機(jī)組燃煤主要由一期露天煤場(chǎng)干煤棚取煤設(shè)備供應(yīng)。 由于干煤棚存煤量的限制，若下雨天氣持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)或干煤棚取煤設(shè)備存在故障， 則一期機(jī)組干煤供應(yīng)會(huì)受到影響，進(jìn)而影響機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。 由于輸煤系統(tǒng)工藝流程布置的影響， 二期露天煤場(chǎng)配套的干煤棚干煤和三期圓形封閉煤場(chǎng)干煤無法由相應(yīng)取煤設(shè)備供應(yīng)給一期機(jī)組。

1.2 一期機(jī)組在臺(tái)風(fēng)期間存在斷煤風(fēng)險(xiǎn)

根據(jù)臺(tái)山電廠臺(tái)風(fēng)期間設(shè)備運(yùn)行的有關(guān)要求， 當(dāng)風(fēng)速達(dá)到或超過13 m/s 時(shí)，露天煤場(chǎng)取煤設(shè)備斗輪機(jī)必須停止運(yùn)行。當(dāng)一期機(jī)組原煤倉煤位降低至需要馬上供煤時(shí)， 若此時(shí)風(fēng)速仍然大于13 m/s，取煤設(shè)備斗輪機(jī)仍然不具備運(yùn)行條件時(shí)，機(jī)組便存在斷煤的風(fēng)險(xiǎn)。 當(dāng)原煤倉燃煤燃用完畢且仍然不能及時(shí)供煤，機(jī)組便只能停機(jī)。 三期圓形封閉煤場(chǎng)的取煤設(shè)備刮板機(jī)由于處于封閉環(huán)境，其運(yùn)行條件不受臺(tái)風(fēng)期間風(fēng)速的影響，但是受限于輸煤系統(tǒng)工藝流程的布置， 圓形封閉煤場(chǎng)取煤設(shè)備不能給一期機(jī)組供煤。

1.3 輸煤系統(tǒng)供煤方式缺乏靈活性

三期輸煤系統(tǒng)是配套二期2×1 000 MW 機(jī)組而建設(shè)，所以二、三期輸煤系統(tǒng)是連通的，但是一期輸煤系統(tǒng)是獨(dú)立存在，和二、三期輸煤系統(tǒng)沒有連通性，這就導(dǎo)致一期輸煤系統(tǒng)在供煤方式上缺乏靈活性。 由于環(huán)保要求越來越嚴(yán)格，發(fā)電機(jī)組對(duì)燃煤的煤質(zhì)要求越來越高，受一期煤場(chǎng)在儲(chǔ)煤量、封閉性等方面的局限， 有時(shí)一期煤場(chǎng)儲(chǔ)存的燃煤在煤質(zhì)上不能滿足一期5×600 MW 機(jī)組的要求。 但是受限于輸煤系統(tǒng)工藝流程的布置， 二期煤場(chǎng)和三期圓形封閉煤場(chǎng)的燃煤無法給一期機(jī)組供應(yīng)。

1.4 煤場(chǎng)經(jīng)濟(jì)節(jié)能調(diào)度存在弊端

為了防止燃煤的熱值損耗，減少煤場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)損失，儲(chǔ)煤場(chǎng)的燃煤要遵循先存先取、分層壓實(shí)等原則，但是受限于輸煤系統(tǒng)工藝流程的布置，煤場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)節(jié)能調(diào)度存在很大弊端。 下面舉例說明。

某年1 月份，臨近農(nóng)歷新年，大量企業(yè)放假停止生產(chǎn)或降低生產(chǎn)量，社會(huì)用電量隨之降低，臺(tái)山電廠一期5×600 MW 機(jī)2 臺(tái)停機(jī)備用、3 臺(tái)運(yùn)行， 二期2×1 000 MW 機(jī)組全部停機(jī)備用。 由于二期發(fā)電機(jī)組的停機(jī)，二期露天煤場(chǎng)和三期圓形封閉煤場(chǎng)儲(chǔ)存的燃煤不能被取用燃燒， 而圓形封閉煤場(chǎng)的燃煤存在高溫煤，若不及時(shí)被取用燃燒，則燃煤熱值損耗增加，經(jīng)濟(jì)損失也會(huì)相應(yīng)增加。 但是二期機(jī)組停機(jī)， 不能被及時(shí)取用燃燒，且受限于輸煤系統(tǒng)工藝流程的布置，圓形封閉煤場(chǎng)的高溫煤也不能給一期3 臺(tái)運(yùn)行的機(jī)組供煤， 不能及時(shí)取用的圓形封閉煤場(chǎng)高溫煤隨著溫度增加， 熱值損耗和經(jīng)濟(jì)損失隨之增加， 煤場(chǎng)經(jīng)濟(jì)節(jié)能調(diào)度也因?yàn)槭芟抻谳斆合到y(tǒng)工藝流程的布置而存在很大弊端。

2 輸煤系統(tǒng)工藝流程優(yōu)化

臺(tái)山電廠輸煤系統(tǒng)共設(shè)置有C0 至C23 帶式輸送機(jī)共計(jì)52 條，其大部分都是雙路布置，個(gè)別是三路布置［1］，以A/B/C 來進(jìn)行區(qū)分；共建設(shè)有21 個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站，命名為T0-T20 轉(zhuǎn)運(yùn)站。 針對(duì)輸煤系統(tǒng)工藝流程暴露出的問題， 臺(tái)山電廠采取了2 個(gè)優(yōu)化措施。

2.1 優(yōu)化措施一

安裝C13A 帶式輸送機(jī)三通裝置和C13A 下C6C 帶式輸送機(jī)普通直線落煤管，以連通一、二期輸煤系統(tǒng)A 路帶式輸送機(jī)。

2.1.1 確定實(shí)施位置

為了達(dá)到一、二期輸煤系統(tǒng)相連通的目的，部門管理人員和設(shè)備責(zé)任人通過查閱輸煤系統(tǒng)工藝流程圖紙和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際考察， 確定T12 轉(zhuǎn)運(yùn)站作為輸煤系統(tǒng)工藝流程優(yōu)化的實(shí)施位置之一。

T12 轉(zhuǎn)運(yùn)站一樓布置有C6C、C14A/B 帶式輸送機(jī)，二樓布置有C13A/B 帶式輸送機(jī)，C6C 帶式輸送機(jī)屬于一期輸煤系統(tǒng)（C6C 帶式輸送機(jī)和一期輸煤系統(tǒng)A 路帶式輸送機(jī)是連通的），C13A/B、C14A/B 帶式輸送機(jī)屬于二期輸煤系統(tǒng)。 該轉(zhuǎn)運(yùn)站是一、二期輸煤系統(tǒng)匯集的區(qū)域，良好的地理位置使T12 轉(zhuǎn)運(yùn)站成為臺(tái)山電廠輸煤系統(tǒng)工藝流程優(yōu)化最佳實(shí)施位置之一。

2.1.2 確定實(shí)施方案

T12 轉(zhuǎn)運(yùn)站C6C 帶式輸送機(jī)尾部導(dǎo)料槽上方建有一個(gè)落煤管預(yù)留口， 該預(yù)留口是二期輸煤系統(tǒng)規(guī)劃中C6D 帶式輸送機(jī)下C6C 落煤管的位置，C6D 帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)布置的位置在C13A 帶式輸送機(jī)旁邊。 由于種種原因，C6D 帶式輸送機(jī)在二期輸煤系統(tǒng)建設(shè)過程中被撤建，但是C6D 下C6C 帶式輸送機(jī)落煤管的預(yù)留口被建設(shè)完畢并保留至今。 利用上述落煤管預(yù)留口在此安裝一條C13A 下C6C 帶式輸送機(jī)的落煤管和一套三通裝置的實(shí)施方案通過項(xiàng)目立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、施工等過程予以實(shí)施。

2.1.3 存在的問題及處理方法

問題： 安裝的C13A 下C6C 帶式輸送機(jī)落煤管屬于普通直線落煤管， 由于現(xiàn)場(chǎng)安裝位置的限制， 通過核算，C13A 下C6C 落煤管水平夾角在53°左右，不滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的“與水平面的傾斜角不宜小于60°，布置困難時(shí)允許不小于55°”的要求［2］，落煤管水平夾角的變小會(huì)導(dǎo)致帶式輸送機(jī)在額定出力（1600 t/h 輸送量）下落煤管內(nèi)發(fā)生堵煤現(xiàn)象。 （注：曲線落煤管對(duì)水平夾角要求不高，可低于55°，但是在措施實(shí)施時(shí)期，曲線落煤管技術(shù)還不成熟，應(yīng)用程度不高，且造價(jià)高，是普通落煤管價(jià)格的3 倍左右，故當(dāng)時(shí)未采用曲線落煤管技術(shù)。 ）

處理方法： 落煤管水平夾角的減小會(huì)增大輸送物料和管壁之間的摩擦阻力，降低輸送物料的下落速度，落煤管管壁粘煤現(xiàn)象會(huì)加劇，最終導(dǎo)致落煤管堵煤現(xiàn)象發(fā)生。 為了消除或降低落煤管堵煤現(xiàn)象發(fā)生的幾率，采取的措施是：①本次安裝的落煤管內(nèi)部襯板采用不銹鋼材質(zhì)（一般襯板材質(zhì)為高絡(luò)合金，耐磨，但表面粗糙，摩擦系統(tǒng)高），不銹鋼相對(duì)耐磨性差，但表面光滑，摩擦系統(tǒng)低，其有效降低了輸送物料和管壁之間的摩擦阻力；②落煤管內(nèi)部不加裝鎖氣器擋板，以最大限度的減少燃煤在落煤管滑落時(shí)所受到的阻力； ③將落煤管內(nèi)部四周管壁之間的90°夾角改為圓弧設(shè)計(jì)， 即在此處加裝弧形襯板，以減少此處的粘煤量。

運(yùn)行效果：帶式輸送機(jī)在額定出力運(yùn)行過程中，該落煤管未出現(xiàn)堵煤現(xiàn)象，落煤管水平夾角的問題得到順利解決。

2.1.4 實(shí)施亮點(diǎn)

本次優(yōu)化措施實(shí)施的主要亮點(diǎn)是對(duì)普通落煤管的設(shè)計(jì)制造，打破常規(guī)，采用如下創(chuàng)新技術(shù)措施：①落煤管內(nèi)部襯板采取不銹鋼材質(zhì)；②落煤管內(nèi)部沒有設(shè)置鎖氣器；③落煤管內(nèi)部四周管壁采用圓弧設(shè)計(jì)方法。 上述打破常規(guī)的做法雖然也有弊端，但是在現(xiàn)實(shí)實(shí)際使用過程中還是利大于弊的。

綜上所述，該輸煤系統(tǒng)工藝流程優(yōu)化措施一是可行的，并順利投入了實(shí)際運(yùn)行，一、二期輸煤系統(tǒng)A 路帶式輸送機(jī)相連通的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

2.2 優(yōu)化措施二

安裝C14B 單側(cè)犁式卸料器，延長(zhǎng)C6B 帶式輸送機(jī)，安裝C14B 下C6B 曲線落煤管，以連通一、二期輸煤系統(tǒng)B 路帶式輸送機(jī)。

2.2.1 確定實(shí)施位置

如上所述，通過采取優(yōu)化措施一實(shí)現(xiàn)了一、二期輸煤系統(tǒng)A 路帶式輸送機(jī)相連通的目標(biāo)，但是考慮到系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和靈活性、AB 路設(shè)備定期輪換運(yùn)行及檢修等因素，還需要將一、二期輸煤系統(tǒng)B 路帶式輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)連通。

后經(jīng)查閱有關(guān)圖紙和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際考察，確定將T5、T13 轉(zhuǎn)運(yùn)站作為輸煤系統(tǒng)工藝流程優(yōu)化的另一個(gè)實(shí)施位置。

T5 轉(zhuǎn)運(yùn)站一樓布置有C6A/B 帶式輸送機(jī)，T13 轉(zhuǎn)運(yùn)站一樓布置有C6A 帶式輸送機(jī)， 二樓布置有C15A/B 帶式輸送機(jī)，三樓布置有C6C、C14A/B 帶式輸送機(jī)，C6A/B/C 帶式輸送機(jī)屬于一期輸煤系統(tǒng)，C14A/B、C15A/B 帶式輸送機(jī)屬于二期輸煤系統(tǒng)。 屬于一期輸煤系統(tǒng)的T5 轉(zhuǎn)運(yùn)站和屬于二期輸煤系統(tǒng)的T13 轉(zhuǎn)運(yùn)站是相鄰的，兩者之間相距約10 m，故T5/T13 轉(zhuǎn)運(yùn)站是一、二期輸煤系統(tǒng)另外一個(gè)接近匯集的區(qū)域，此區(qū)域成為臺(tái)山電廠輸煤系統(tǒng)工藝流程優(yōu)化實(shí)施的第二個(gè)位置。

2.2.2 確定實(shí)施方案

作為工藝流程優(yōu)化實(shí)施位置的T5/T13 轉(zhuǎn)運(yùn)站， 相對(duì)于另一個(gè)優(yōu)化實(shí)施位置T12 轉(zhuǎn)運(yùn)站，其劣勢(shì)非常明顯，既沒有基建時(shí)期留下的落煤管預(yù)留口，而且該區(qū)域設(shè)備設(shè)施布置復(fù)雜、緊湊，實(shí)施空間非常狹小。

經(jīng)過臺(tái)山電廠和設(shè)計(jì)院有關(guān)人員多次到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際考察，召開多次研討會(huì)，初步確定了4 個(gè)連通一、二期輸煤系統(tǒng)B 路帶式輸送機(jī)的方案。

（1）方案一：拆除T5 和T13 轉(zhuǎn)運(yùn)站的兩堵隔離墻，延長(zhǎng)C6B 帶式輸送機(jī)約24 m 至T13 轉(zhuǎn)運(yùn)站， 拆除C14B 下C15A落煤管，安裝C14B 下C6B 落煤管。

（2）方案二：拆除T5 和T13 轉(zhuǎn)運(yùn)站的兩堵隔離墻，延長(zhǎng)C6B 帶式輸送機(jī)約26 m 至T13 轉(zhuǎn)運(yùn)站， 拆除C14B 下C15B落煤管，安裝C14B 下C6B 落煤管；

（3）方案三：拆除T5 和T13 轉(zhuǎn)運(yùn)站的兩堵隔離墻，延長(zhǎng)C6B 帶式輸送機(jī)約5 m 至T5、T13 轉(zhuǎn)運(yùn)站之間的區(qū)域， 延長(zhǎng)C14B 帶式輸送機(jī)約26 m 至T5、T13 轉(zhuǎn)運(yùn)站之間的區(qū)域，安裝C14B 下C6B 落煤管。

（4）方案四：拆除T5 和T13 轉(zhuǎn)運(yùn)站的兩堵隔離墻，延長(zhǎng)C6B 帶式輸送機(jī)約31 m 至T13 轉(zhuǎn)運(yùn)站， 在C14B 帶式輸送機(jī)斜坡段安裝單側(cè)犁式卸料器，安裝C14B 下C6B 落煤管。

由于T5、T13 轉(zhuǎn)運(yùn)站之間的區(qū)域是敞開式的，考慮到電廠所處的沿海位置和多雨多臺(tái)風(fēng)的季節(jié)因素， 該位置需要進(jìn)行封閉處理。 上述四個(gè)方案都包含以上內(nèi)容。

4 個(gè)方案初步確定以后， 電廠和設(shè)計(jì)院從方案的可行性、經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能環(huán)保、施工等各方面進(jìn)行了論證比較，最終確定了方案四作為連通一、 二期輸煤系統(tǒng)B 路帶式輸送機(jī)的最佳實(shí)施方案。

2.2.3 存在的問題及處理方法

（1）存在的問題。 C14B 帶式輸送機(jī)在優(yōu)化措施實(shí)施位置T13 轉(zhuǎn)運(yùn)站僅有5 m，也就是說犁式卸料器只能在此帶式輸送機(jī)5 m 的范圍內(nèi)進(jìn)行安裝， 且此5 m 段是斜坡段，5 m 段左邊是C14A 帶式輸送機(jī)頭部5 m 段， 兩者間距1.2 m， 右邊間距

0.3 m 處有一根轉(zhuǎn)運(yùn)站支撐立柱。 受制于安裝空間位置太小，

在此狹小的空間安裝雙側(cè)犁式卸料器的方案是不可行的，只能選擇安裝單側(cè)犁式卸料器。 后經(jīng)查閱有關(guān)技術(shù)資料和詢問有關(guān)專家得知，單側(cè)犁式卸料器的應(yīng)用實(shí)例很少，安裝在帶式輸送機(jī)斜坡段的單側(cè)犁式卸料器的應(yīng)用實(shí)例更少， 其大多安裝在帶式輸送機(jī)水平段。

安裝在帶式輸送機(jī)斜坡段的單側(cè)犁式卸料器在運(yùn)行過程中主要會(huì)出現(xiàn)漏煤和導(dǎo)致帶式輸送機(jī)膠帶跑偏的問題。

如上文所述， 工藝流程優(yōu)化措施二實(shí)施區(qū)域設(shè)備設(shè)施布置復(fù)雜、緊湊，空間非常狹小，主要設(shè)備設(shè)施安裝完畢后，該區(qū)域已經(jīng)沒有了除塵設(shè)備的安裝位置。 按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，“轉(zhuǎn)運(yùn)站、碎煤機(jī)室、煤倉（斗）及圓筒倉等揚(yáng)塵點(diǎn)，應(yīng)采用機(jī)械除塵、水噴霧降塵方式”［3］，除塵設(shè)備無法安裝將會(huì)導(dǎo)致T13 轉(zhuǎn)運(yùn)站C6B 帶式輸送機(jī)延長(zhǎng)段尾部粉塵大。

（2）處理方法。 針對(duì)單側(cè)犁式卸料器的漏煤?jiǎn)栴}，電廠和廠家技術(shù)人員多次長(zhǎng)時(shí)間在現(xiàn)場(chǎng)跟蹤觀察，查找原因，在卸料器主副犁的安裝角度、主副犁和膠帶的接觸壓力、卸料口的安裝樣式等方面進(jìn)行了優(yōu)化，漏煤?jiǎn)栴}得到了順利解決。

針對(duì)單側(cè)犁式卸料器在卸料過程中導(dǎo)致膠帶跑偏的問題，在設(shè)計(jì)階段，采取了在帶式輸送機(jī)上安裝上、下強(qiáng)制糾偏器的設(shè)計(jì)思路， 卸料器投用后膠帶未出現(xiàn)因單側(cè)犁式卸料器而引起的跑偏問題。

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)無法安裝除塵設(shè)備而導(dǎo)致的粉塵大問題， 在設(shè)計(jì)階段， 采取了安裝曲線落煤管+無動(dòng)力導(dǎo)料槽+水噴淋的抑塵組合設(shè)備的設(shè)計(jì)思路， 設(shè)備投產(chǎn)后C6B 帶式輸送機(jī)延長(zhǎng)段尾部粉塵大的問題也得到了解決。

2.2.4 實(shí)施亮點(diǎn)

（1）單側(cè)犁式卸料器成功在帶式輸送機(jī)斜坡段位置安裝應(yīng)用，且未出現(xiàn)漏煤和跑偏等問題。

（2）曲線落煤管+無動(dòng)力導(dǎo)料槽+水噴淋的抑塵組合設(shè)備在粉塵治理方面代替了除塵設(shè)備的作用。 安裝輸煤系統(tǒng)除塵設(shè)備，不僅節(jié)省了采購費(fèi)用和后續(xù)的維護(hù)費(fèi)用，而且為火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)粉塵治理方面提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

綜上所述，該輸煤系統(tǒng)工藝流程優(yōu)化措施二是可行的，并順利投入了實(shí)際運(yùn)行，一、二期輸煤系統(tǒng)B 路帶式輸送機(jī)相連通的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

3 經(jīng)驗(yàn)分享

在臺(tái)山電廠輸煤系統(tǒng)工藝流程優(yōu)化過程中， 有些做法打破了常規(guī)，如C13A 下C6C 落煤管的角度、襯板設(shè)計(jì)及取消鎖氣器的做法， 單側(cè)犁式卸料器在帶式輸送機(jī)斜坡段的成功應(yīng)用， 還有曲線落煤管+無動(dòng)力導(dǎo)料槽+水噴淋的抑塵組合設(shè)備代替除塵設(shè)備的作用并取消除塵設(shè)備安裝的方案， 這些都為火電廠輸煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)論

本文從國華臺(tái)山電廠輸煤系統(tǒng)工藝流程存在的問題出發(fā)，以保證機(jī)組供煤安全、降低機(jī)組經(jīng)濟(jì)性損失、提高煤場(chǎng)經(jīng)濟(jì)節(jié)能調(diào)度水平、增加系統(tǒng)供煤方式靈活性為目標(biāo)，介紹了臺(tái)山電廠輸煤系統(tǒng)的現(xiàn)狀和系統(tǒng)工藝流程優(yōu)化情況， 并取得了良好的效果。 目前臺(tái)山電廠輸煤系統(tǒng)運(yùn)行良好，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到優(yōu)良，能完全適應(yīng)機(jī)組供煤要求，其工藝流程優(yōu)化的措施和經(jīng)驗(yàn)以供同行們探討、參考。