煤泥液态运输和分离技术在煤泥硫化床锅炉的应用与研究

申志永

【摘 要】煤泥硫化床锅炉的燃料以煤泥为主，传统煤泥运输方式多使用刮板或皮带机运输至锅炉顶部然后经锅炉顶部给料机调整并控制锅炉给料；本文论述的是通过工艺流程的优化或系统改建后把煤泥进行液态运输和分离使用的技术和应用研究。

【关键词】煤泥；液态运输；分离与应用

0 前言

目前国内大中型煤矿多有配套洗煤厂和坑口电厂，其中有的发电厂采用洗煤厂生产精煤后副产品-煤泥为主要燃料进行火力发电，从而减少企业成本和增加企业收入。煤泥硫化床锅炉主要燃料为煤泥，传统煤泥运输方式大多用刮板和皮带机运输，然后经锅炉顶部给料设备调整并控制锅炉给料。传统运输方式技术成熟可靠，但运输设备维修保养费用高，非封闭运输必然出现粉尘污染，易造成粉尘对职工的职业危害，燃料输送环节卫生清理劳动强度大等问题，另外还存在工艺环节浪费现象。本文重点论述的是针对坑口电厂或综合利用电厂如何通过工艺流程的优化或系统改建后把煤泥进行液态运输并分离使用的技术方案和应用研究。

1 煤泥液态运输分离应用的可行性分析

在论述煤泥液态运输之前我们先来简单描述一下洗煤厂生产煤泥的工艺。煤炭开采出来后经过筛选等环节进行跳汰（浮选）产生洗煤后的煤泥水，然后对煤泥水进行加入絮凝剂沉淀收集后经渣浆泵运输到压滤车间，进入压滤机脱离水份生成煤泥最后煤泥饼块落至煤泥场地，然后再进入销售煤泥或运输到电厂燃料需要的运输环节。

由于洗煤厂与电厂之间多为分开管理，设计建设时没有考虑优化融合的问题，因此电厂使用煤泥时，先从煤泥场地用车辆装运或转运到皮带机等运输设备再加水调制运输至炉顶给料机再进入锅炉燃烧。从生产环节上看煤泥生产出来后再运输再加水存在重复环节，通过环节优化分析，如果把洗煤厂渣浆泵运输到压滤机进行脱水的环节改为直接运输到电厂入炉前来进行控制脱水，脱水程度达到含水量30%左右既可达到电厂生产需求。而洗煤厂的落地煤泥要控制水份较小能成煤泥饼状。所以直接把煤泥以液态运输到电厂并进行脱水既能保障电厂入炉煤泥30%左右含水量的需求又减少了洗煤厂生产煤泥的环节和原材料等能源消耗，间接减少了洗煤厂能源消耗等综合费用，减少了企业整体生产成本。因此硫化床锅炉煤泥液态运输分离应用具有可行性。

2 煤泥液态运输的研究应用

从上面洗煤厂生产过程和锅炉燃料运输过程我们可以发现，煤泥先脱水落地成为干燥煤泥后再运输再加水存在工艺重复和浪费；我们可以在煤泥生产工艺的渣浆泵运输到压滤环节前进行优化改造，主要内容如下：

2.1 测算洗煤厂渣浆泵功率扬程、管道流速、管道安装条件和环境是否可以满足把未分离的煤泥水运输至锅炉燃料添加工位；

2.2 根据锅炉的环境工况，在高于锅炉投料口一定位置，距离锅炉投料口直径30m范围内为宜建设煤泥水的接收处理单元；

2.3 煤泥水接收处理单元的主要组成；

2.3.1 连接煤泥水的管道和渣浆泵，能够把煤泥水输送到需求工位。

2.3.2 煤泥中储设备：一般使用具有搅拌功能的中储仓即可满足需要，中储仓的大小可根据现场环境，燃料预存储备量需求等进行定制。

2.3.3 煤泥脱水回收：煤泥脱水回收设备目前技术相对成熟，以离心脱水设备或压滤机脱水为例，目前都实际运用到生产现场效果良好，可实现煤泥水脱水比例的有效控制，满足煤泥硫化床燃料含水量控制需求，避免或减少煤泥再加水工序。离心脱水设备洗和压滤机脱水设备各有优缺点，离心机配套设备及控制系统投入相对高但干净卫生可实现连续自动化运转；压滤机使用成本低，易维修和保养但需人员操作控制开板时间，全自动化程度低。如果从经济方面考虑，本文建议使用压滤机。

2.3.4 脱水回收：使用离心机或压滤机进行煤泥脱水收固环节中均有煤泥水脱出水份的回收部件和管路，可把脱出的大量水份回收利用或输送至其他可利用环节。

2.3.5 煤泥推送设备：一般使用双螺旋推料器、无轴螺旋推料器、混凝土输送泵、专用煤泥泵均可，无论使用哪种设备都应具备变频控制给料功能以满足锅炉给料的集控操作。如果从经济方面考虑，本文建议使用螺旋推料器。

3 推广应用前景及经济、社会、环境效益分析

煤泥液态运输和分离技术在煤泥硫化床锅炉的优化应用可产生良好的社会效益、环境效益和经济效益。

3.1 社会效益

3.1.1 有利于改善输煤岗位职工劳动条件和作业环境、减轻劳动强度，有利于员工健康和增长寿命。

3.1.2 提高了劳动效率，减少了操作人员，能够实现了系統的连续、稳定、高可靠性运行及自动控制，提高了劳动效率，奠定了无人值守操作的基础。

3.1.3 实现了系统整体节能，简化了煤泥制备、输送系统，大幅度节省人力和能耗，有利于提高效率，节约资源，实现过程节能。

3.1.4 实现了煤泥浆液目标运输-分离-燃烧的协调、统一的系统管控。颠覆了选煤厂传统煤泥浆液处理工艺和煤泥电厂燃料系统的设计，建立了煤泥电厂燃料高效节能生产、输送、利用的典范。

3.2 环境效益

将煤矿选煤厂煤泥水浓缩池底流通过脱水机浓缩到直接可以供循环流化床锅炉使用的燃料，产出的煤泥浆可直接进入输送泵站，脱水设备，中储仓存储，经过管道送入锅炉燃烧。整个过程全密封、对环境无污染。不需要专门的煤泥堆场，避免了煤泥堆放、运输过程中水份流失、风干扬尘、粉尘污染等问题，可以有效改善环境，达到清洁环保的目的。

3.3 经济效益

下面是某小型综合利用煤泥硫化床电厂依托洗煤厂进行煤泥液态运输分离应用产生的经济效益，我们以此为例来对煤泥液态运输分离应用进行效益分析。

3.3.1 某电厂燃料供应系统使用5台装载机，实现煤泥液态运输后装载机可做为备用设备减少为2台，直接节约设备更新投入费用100万元，减少柴油消耗费用约计50万元/年，减少车辆维修保养费用约计10万元/年。

3.3.2 间接减少洗煤厂生产成本能源消耗等综合费用约计350万元/年，减少企业整体生产成本。

3.3.3 原煤泥供应系统装机总功率695kw，实际运行功率约计456kw/小时，煤泥液态运输和脱水系统装机功率<200kw实际运行以200kw/小时，平均运行17小时/天计算，每年节约电能152万kw，以0.65元度折算，年节约增效99万元，以工业用电成本计算将会增加2-3倍。

3.3.4 原煤泥供应系统有设备27台套，维修保养费用每年约计40万元以上，采用煤泥液态运输和脱水系统后，维修保养费用每年10万元以下节约75%以上。

3.3.5 原有煤泥供应系统每班6人其中2人主要工作为系统卫生清理工作，新系统投用后可减少为4人，铲车司机可减少4人；富裕人员安排其它岗位，可节约增效30万元。

3.3.6 原煤泥系统是把洗煤厂生产出的煤泥，经铲车、刮板、给料机、皮带机、匀料机、煤泥泵等设备运输到锅炉料口，中间环节还要加水处理，光皮带等设备卫生清理用水约7500吨/年；新系统运行方式是把多余水份去处，并且过滤后的水份达70%以上且能回收利用，每年可节约增效10万元以上。

综上所述煤泥的液态运输和给料系统成功实施后可产生直接效益329万元/年，间接效益1100万元以上，如新建坑口电厂参照此模式进行，将会产生巨大的经济和社会效益。

4 结语

本文论述的煤泥液态运输分离应用，对洗煤厂煤泥浆液液态运输脱水分离与电厂燃料一体化具有较高的实用价值，对新建洗煤、发电设计时的优化组合以及具备条件的准备实现洗煤、发电联合优化改造的企业提供了参考和分析。endprint