抚顺页岩炼化厂蒸汽锅炉混配煤工艺技术研究

韩 伟，霍明亮

（抚顺矿业集团有限责任公司工程技术研究中心，辽宁 抚顺 113017）

抚顺页岩炼化厂蒸汽锅炉混配煤工艺技术研究

韩 伟，霍明亮

（抚顺矿业集团有限责任公司工程技术研究中心，辽宁 抚顺 113017）

抚顺页岩炼化厂现有燃煤蒸汽锅炉2台，燃料为3 500 cal/g的褐煤，用气力输送方式供煤。运转过程中发现2个问题：气力输送方式供煤运行不稳定，经常发生堵管现象；褐煤原料发热量低，达不到设计要求。为了解决以上问题提出了混配煤工艺技术研究项目。

混配煤；动力煤；褐煤

0 引言

原煤储运系统的可靠性与原料煤质量是燃煤蒸汽锅炉能够稳定运行的关键因素，页岩炼化厂2台锅炉燃烧褐煤的能力是2×30 t/h，褐煤粒度是0～8 mm，设计要求发热量达到14.65 MJ/kg。2台锅炉顶有6个煤仓，有效容积是615 t，可供锅炉运行10 h，每个仓顶有2根φ270的气力输送管道。运转过程中发现2个问题：①气力输送方式供煤运行不稳定，经常发生堵管现象；②进厂的褐煤发热量2.93～14.65 MJ/kg，发热量达不到设计要求，且很不稳定[1]。为了解决以上问题，提出以下措施：①考虑到褐煤粉尘较大，暴露在空气中运输不仅影响厂区环境，且容易自燃，决定新建一套封闭锚链运输系统，做为气力输送检修调试时的备用系统；②在锅炉房东侧空场新建3个储煤仓，容积为3×200 t，分别用来存储抚顺动力煤，锚链运输的褐煤和气力输送褐煤，在仓下出料口设置可以计量的螺旋输送机，定量的运到锅炉顶6个煤仓，实现配煤，使进入锅炉的燃煤达到设计的发热量要求[2]。

1 现况介绍

现有供煤系统包括储运系统和备煤系统。原煤储运系统设备联系如图1所示。

褐煤用自卸卡车运入厂内卸到地下受煤斗，受煤斗下有2个振动给煤机，把煤给到1#胶带，煤在1#胶带经过除铁后转载到滚轴筛，滚轴筛筛孔是40 mm，筛上物进入双齿辊破碎机，破碎到－40 mm，破碎后的物料和滚轴筛上物料卸到2#胶带，经过1个分叉溜槽将料转载到3 000 m3仓上的2条配仓胶带3#胶带A和3#胶带B，配仓胶带用犁式卸料器卸料，2个储煤仓分别用环式给煤机将料卸到仓下4#A胶带和4#B胶带，在经过5#A胶带和5#B胶带转载进入备煤系统。原煤储运系统主要设备明细见表1所示。

备煤系统设备联系图如图2所示。备煤系统是一开一备的2套系统，现以一套系统进行说明。燃煤经5#胶带转载到901#锚链，由振动给料机给到双齿辊破碎机，破碎到－15 mm的物料给到904#香蕉筛，香蕉筛有2层筛板，上层筛板筛孔是15 mm，下层筛板筛孔是8 mm，最上层的15～40 mm物料进入热风炉，中间8～15 mm物料直接进入滚筒干燥机，0～8 mm筛下物料通过气力输送进入锅炉顶煤仓。备煤系统主要设备明细见表2所示。

图1 原煤储运系统设备联系图[3]

2 混配煤工艺方案

锅炉煤热值达到14.65 MJ/kg即可稳定运行，褐煤的发热量达不到设计要求，而抚顺西露天矿－20 mm洗后煤的发热量在16.74 MJ/kg以上，将西露天洗后煤与褐煤按照一定比例混合即可满足锅炉要求。混配煤工艺技术方案利用新建的3个缓冲仓存储抚顺西露天洗后煤、新建锚链运输褐煤、气力输送褐煤。其中新建锚链运输褐煤系统作为气力输送装置的备用系统，当气力输送系统故障检修时，利用锚链运输褐煤。缓冲仓下利用可计量的螺旋输送机将动力煤和褐煤按计算好的比例转运到一条锚链上，最后在进入到锅炉顶缓冲仓过程中实现配煤。

配煤计算公式：

可得 x：y=（14.65 － b）：（a － 14.65）。

其中：a为洗后煤热值，MJ/kg；b为褐煤热值，MJ/kg；x 为动力煤用量，t/h；y 为褐煤用量，t/h[4]。

依据该计算公式，可以根据动力煤与褐煤的发热量，计算出2种煤的质量混合比例。例如进厂的动力煤发热量是16.74 MJ/kg，褐煤的发热量是11.30 MJ/kg，动力煤与褐煤和质量比为8:5。调整配煤仓下螺旋输送机的出料量，使动力煤与褐煤和质量比达到8:5。

作为混配煤原料的抚顺西露天洗后动力煤与褐煤的主要技术参数见表3所示。褐煤系统混配煤工艺技术方案主要包括配煤仓的设计以及动力煤储运系统，褐煤运输系统，配煤运输系统4个部分。

图2 备煤储运系统设备联系图[3]

表2 备煤系统主要设备明细

表3 抚顺西露天洗后动力煤与褐煤的主要技术参数

2.1 配煤仓的设计

锅炉顶6个仓有效储煤615 t。2台锅炉褐煤用量每小时30×2=60 t，6个仓可提供10.3 h的锅炉用煤量。每天下班前将锅炉仓灌满，新建3个煤仓储6 h量即可满足锅炉运行到第2天早8时。按动力煤与褐煤 1：1 比例储煤，每小时 30 t，6 h180 t，则每个煤仓应能储存6 h煤量为宜，每煤仓容积为200 m3[5]。

煤仓倾角不小于55°，仓内设置煤位指示计，煤仓上下设置信号。综合场地空间、仓高、倾角等因素，经计算用3个6×6 m、高11 m、倾角65°的方仓。为了解决堵仓问题，在仓倾角位置设置透仓孔[6]。

2.2 动力煤储运系统

现有供煤系统有2个3 000 m3煤仓，可以满足备煤系统50 h的需求，经过工艺研究认为用一个3 000 m3煤仓为备煤系统储煤也可以满足工艺要求，故决定用其中一个煤仓储存抚顺动力煤。每个3 000 m3煤仓仓下有一个环式给煤机，每个环式给煤机有2个下料口，分别能把物料卸到4#A和4#B皮带上。现拟将4#A皮带机尾向东平移，在该位置增加一条600 mm的锚链，环式给煤机将料卸到锚链上，在由锚链将动力煤运到仓外，在经过斗式提升机将料转载到200 m3动力煤仓。动力煤运输系统主要设备明细如表4所示。

表4 动力煤运输系统主要设备明细

2.3 褐煤储运系统

现有褐煤的运输方式是气力输送，褐煤在备煤车间经过破碎筛分后0～8 mm的物料由2条DN250的管道直接送到燃煤蒸汽锅炉顶的6个煤仓。考虑到褐煤粒度较小，极易容易产生粉尘，为了保证现场环境卫生与职业卫生要求，结合现场平面布置要求，现拟用5条封闭锚链运输褐煤。在904A和904B筛下漏斗分别增加1条锚链，筛下0～8 mm物料有2个运输方式：①进入仓泵气力输送，在200 m3前增加三通，并设阀门，通过阀门的切换使气力输送即能直接送到燃煤锅炉顶储煤仓，也能进入新建200 m3气力输送煤仓；②物料经过锚链的转载进入褐煤仓。褐煤运输系统主要设备明细见表5所示。

表5 褐煤运输系统主要设备明细

2.4 配煤运输系统

配煤工艺是将3个来源不同的品种煤分别存放在3个200 m3仓中，出料时利用可计量运输设备按规定数量出料，按比例同时送到一条锚链上，最后在进入燃煤蒸汽锅炉顶料仓时完场配煤。配煤的准确性很大程度上取决于3个200 m3仓下出料量的准确计量，经过生产厂商的问询与技术经济比较，选择了变频双螺旋输送机。

配煤运输系统流程是3台双螺旋输送机将褐煤和动力煤按比例输送到301#锚链，经过302#斗式提升机和303#锚链的转载运输到燃煤蒸汽锅炉顶配仓304#锚链，304#锚链有6个出料口，分别对应一台螺旋输送机将料送到仓的中心。为了保证储煤仓的密封性，在每个仓口和螺旋送机出料口中间增加双层重力翻板阀。该阀分上下2层，工作是先由机械传动开启上层阀，靠平衡配重自行关闭上阀，接着由机械传动开启下层阀，靠平衡配重自行关闭下阀，这样完成一次卸料周期，保证卸料过程仓的密封[7]。配煤运输系统主要设备明细见表6所示。

表6 配煤运输系统主要设备明细

2.5 配煤总体工艺设备联系图

该工艺方案还需要对原有气力输送管道进行改造，原有系统是气力输送直接从备煤车间进入到锅炉顶6个缓冲仓，改造后的方案要求褐煤先进入配煤仓。需要在配煤仓位置增加三通，并设置阀门和反吹扫管，防止管道堵塞。配煤系统总体工艺设备联系图如图3所示。

图3 配煤工艺设备联系图

2.6 配煤工艺总平面布置图

考虑到现场有1个柴油库房和2个液氨储罐，保证混煤仓与柴油库最小13 m距离和蒸汽锅炉检修空间的需要。

3 结 语

混配煤工艺方案的实施可以提高燃煤蒸汽锅炉原料供应的灵活性。当进厂的褐煤发热量大于3 500 cal/g时，可以单独使用褐煤；当进厂的褐煤发热量低于3 500 cal/g时，可以和洗后动力煤配煤使用；当气力输送方式不稳定时，可以使用密封锚链运输褐煤；当气力输送能够正常运转时，使用气力输送方式运输褐煤，保证锅炉燃料的稳定供应。

［1］陈鹏．中国煤炭性质、分类和利用［M］．北京：化学工业出版社，2009．

［2］杨金和．煤炭化验手册［M］．北京：煤炭工业出版社，1998．

［3］辽宁省石油化工规划设计院．页岩油化工深加工示范项目（煤制氢单元）设计说明书［R］．沈阳：辽宁省石油化工规划设计院，2012．

［4］陈文敏．动力配煤［M］．北京：煤炭工业出版社，1999．

［5］戴少康．选煤工艺设计实用技术手册［M］．北京：煤炭工业出版社，2009．

［6］煤炭工业部选煤设计研究院．选煤厂设计手册工艺部分［M］．北京:煤炭工业出版社，1978．

［7］曹卫军．双层重锤翻板阀与星型卸灰阀的使用选择［J］．山东工业技术，2015（20）：7．

［8］中华人民共和国公安部．建筑设计防火规范［M］．北京：中国计划出版社，2014.

Study on technology of mixing coal in steam boiler of Fushun Shale Refining Plant

HAN Wei,HUO Mingliang
(Engineering Technology Research Center,Fushun Mining Group Co.,Ltd.,Fushun 113017,China)

Fushun shale refinery has two coal－fired steam boilers,fuel for 3 500 cal/g of lignite,pneumatic conveying method for coal supply.Two problems were found during operation:pneumatic conveying mode of coal supply is unstable and often emerges blocking phenomenon;lignite raw material has low heat and fail to meet design requirements.In order to solve the above problems,we put forward the research project of mixed coal technology.

mixed coal;thermal coal;lignite

TD824

B

1671－9816（2017）11－0090－05

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.11.025

韩伟，霍明亮.抚顺页岩炼化厂蒸汽锅炉混配煤工艺技术研究［J］.露天采矿技术，2017，32（11）：90－93.

2017－06－27

韩 伟（1985—），男，辽宁沈阳人，本科，毕业于辽宁工程技术大学矿物加工工程专业，现从事选矿工艺设计工作。

【责任编辑：张 夙】