储煤筒仓顶部皮带中部采样机的优化改造

谢武杰

(山西兴能发电有限公司，山西 古交 030200)

1 问题的提出

山西兴能发电有限公司输煤系统设计配套1800 MW机组，一期为2×300 MW 机组，二期为2×600 MW机组，电厂燃煤采用皮带机(宽度为1400 mm，速度为 2.5 m/s，出力为 1 500 t/h)直接运输进厂，一期工程年燃煤量约为181万t，达规划容量时年燃煤量约为543万t。电厂燃煤为100%洗中煤(终期时有少量原煤)，燃煤储存采用直径为22 m的筒仓4座，筒仓有效高度(包括下口锥体)约为37.4m，容积约为11470m3，筒仓下口的给料设备为环式给煤机。入厂燃煤采样机只能安装在筒仓上部#1皮带尾部，原皮带中部采样机的工作原理为:按照设定的时间间隔，采样抓斗动作1次，从运动的带式输送机上抓起样品，样品经过皮带机架上的接料皮带将样品传送至破碎机进行破碎，破碎系统将物料破碎到要求的粒度，经过接料小漏斗缩分至样品集样器。由于抓斗落下、抓起时间与采样全断面的矛盾无法解决，加之采样输送系统敞开，影响煤样水分的准确性，缩分器为小接料溜槽，不是定时缩分，代表性较差。此外，多次发生抓斗落下不起的堵煤事故，严重影响上煤系统的安全、稳定运行。现在所有采样机厂家的产品都是初级采样和破碎2层布置结构，无法适应山西兴能发电有限公司只能在同一层安装所有设备的现场情况，因此，必须结合以上因素设计一套合理的方案。

2 原因分析

2.1 造成采样煤质代表性不强的主要原因

(1)原皮带中部采样机初级采样头为升降式抓斗，采样抓斗张开状态下落到煤流断面位置后，抓斗闭合并升起。如果先闭合后升起的话，在采样抓斗闭合时间段中，由于煤流速度为2.5 m/s，抓斗闭合所采煤样不是同一断面，而是速度乘以闭合时间所得煤流长度范围的不同断面;如果边闭合边升起的话，抓斗闭合所采煤样不是同一断面的煤样，皮带断面中下部一直采不到煤样。

(2)原采制样系统不封闭，导致水分损失而使煤样水分不准。

(3)碎煤机为立式环锤碎煤机，无筛网，致使煤样粒度无法满足标准要求。

(4)缩分器为碎煤机下小接料溜槽，无法实现定时定量缩分，缩分煤样代表性较差。

2.2 影响皮带中部采样机正常稳定运行的因素

(1)在采样抓斗闭合时间段内，由于煤流速度为2.5 m/s，采样抓斗一直处于煤流中相对静止不动，煤流必然影响其闭合和升降，同时造成撒煤。

(2)最为严重的情况是，采样抓斗在煤流中因为故障抬升不起，造成皮带堆煤运行事故。(3)接料皮带运行不稳致使抛、撒煤现象严重。(4)碎煤机入口漏斗粘煤易造成堵煤、撒煤现象。

3 优化方案

针对以上问题进行深入研究后，确定如下优化改造方案:皮带中部采样机按照设定采样周期从主皮带截取一定量的煤样，通过不锈钢密封溜槽送入初级皮带给料机中;初级皮带给料机上设有可调闸板用以调整煤流，将煤样连续均匀地输送至锤式破碎机并破碎到6mm以下，然后落入次级皮带给料机中;在次级皮带给料机上装有二级缩分采样器，按照设定的周期缩分出最终的煤样送入旋转式样品收集器中，其余的煤样通过次级皮带给料机的头部落煤管流入下方储煤仓。

为了提高采样煤质的代表性采取如下措施:

(1)初级采样头选用旋转刮斗式，采样刮板头部设有软不锈钢丝或聚氨酯，确保既能完整地刮取煤流的全断面，又不会损伤皮带。

(2)刮斗采用不锈钢制作并做圆角过渡，保证内部不积料和每次煤样的代表性。

(3)初级采样机框架(横跨主皮带)两侧设有裙板(高分子材料或不锈钢)，在设计采样机罩壳时，使罩壳底部深入皮带约50 mm，保证刮料时不撒料。

(4)采用数显式时间继电器(采样周期0～9999 s可调)，可根据应采样的子样数进行调节，从而保证使用方便，读数准确、直观。

(5)从初级采样到缩分煤样收集桶，采用全密封外罩，有效防止水分的散失和粉尘外泄。

(6)初级皮带给料机和次级皮带给料机头部装设刮板清扫器，避免湿细物料在皮带上的黏结。

(7)皮带给料机尾部装设有手动可调节闸门，用以控制煤样厚度及给料的均匀性，使瞬间所采煤样均匀进入破碎机或通过缩分器，从而防止因进料过快、过猛而造成破碎机堵塞，并提高缩分煤样的精度。

(8)破碎机采用环锤+筛板式，保证煤样破碎粒度≤6 mm。

为了保证皮带中部采样机和上煤系统运行的稳定性，采取如下措施:

(1)皮带中部采样机防堵措施。

1)煤样给料输送设备选用皮带机而非通常配置的斗提机。一方面，避免斗式提升机由于煤样湿黏而容易粘堵料斗;另一方面，由于采制样设备部件处在同一层，斗式提升机底座到其入料口高度最小尺寸无法得到满足。

2)落煤管材料选用不锈钢，表面质量较好，不易积煤，内径较大或远大于实际煤样流量要求的管径。

3)所有落煤管的倾斜角都不小于60°。

4)所有落煤管折弯后两片对焊，减少焊缝数量且落煤管折弯处圆角过渡，使煤流易通过。

5)关键落煤管设有密封良好的检修门，便于堵塞、断煤时及时处理。

6)关键部位加检测开关，发生堵煤时报警，收到报警信号后及时清理。

7)破碎机上配置液压自动疏通装置，清扫块在疏通推杆作用下做上下往复运动，及时清理破碎板上黏附煤，保证不积煤、不堵煤。

(2)初级采样的两侧设有聚氨酯，避免损伤皮带，保证主皮带安全运行的同时，防止煤粉外泄。

(3)初级采样与主皮带联锁，主皮带停运时(包括故障停运)初级采样头立即停机(若正在动作，则动作结束后停机，保证采样头停止到位)，余下的设备则顺序延时停机，保证系统内部不滞料。

(4)初级采样头部设有软不锈钢丝或聚氨酯，确保既能完整地刮取煤流的全断面，又不会损伤主皮带，保障安全生产。

4 改造效果

对入场燃煤皮带中部采样机进行有针对性的优化改造后，近期运行效果令人满意。首先，入厂燃煤经皮带中部采样机采制后的煤样代表性和水分都得到购销双方的认可，既保留了现有采样机厂家产品的优点，又满足了山西兴能发电有限公司只能在同一层安装所有采制样设备的现场情况，为同类问题的处理提供了一套较为合理的借鉴方案。同时，对关键部位进行防堵、报警、密封、耐磨处理，一方面，大大延长设备检修周期，减小检修工作量;另一方面，提高皮带中部采样机的无故障率，保障入厂燃煤系统和采、制样系统的安全、稳定运行。不但减轻了工人的劳动强度，节约了生产费用，而且为全厂经营结算提供了可靠、准确的数据。