通过近20年的发展,我国现有2000余台大中小型循环流化床锅炉应用于生产中 。大、中型循环流化床锅炉的发展带动了国内配套辅机制造业的发展 ,使CFB锅炉配套主要辅机—燃煤碎煤机逐步国产化。齿辊式碎煤机的研发问世大大加快了细碎机的国产化步伐,针对现行进口或国产碎煤机在运行中存在的种种问题进行结构设计上的改进与提高,一直把可靠性放在第一位。能很好地避免过破碎现象 ,能对纯煤炭有效地破碎,自动退让装置能让合金块状物通过保证了碎煤机安全 。目前组合式齿辊碎煤机已成功配套于大 、中型循环流化床(CFB)电站锅炉。
1?CFB锅炉电站原煤细碎方面存在的问题分析
一些中小电站的CFB锅炉燃料的制备破碎系统大多只设置一级或两级环锤式粗碎机破碎,有的厂甚至没有设置二级碎煤机 ,将造成大颗粒煤大量进入床中。入炉煤大多不能满足循环流化床锅炉的要求 。
原煤未先经过筛分就进行破碎,当原煤粒度较小时存在严重的过破碎现象,且煤尘量大大增加。现运行的配套CFB锅炉的碎煤机进煤口大多没有设计筛子 ,对粒度已经很小的原煤只好全破碎从而出现过破碎现象。碎煤机进口大多没有设计筛子的原因是煤水分较大时易堵塞筛孔或受系统和空间场地的限制 。煤水分较大的原因多是没有设计干煤棚或储煤筒仓。
国产或进口可逆锤击式(细)碎煤机装置系统在设计上放弃了出口易导致堵塞的筛板设计,靠出口间隙的调整来控制粒度,实际生产证明出口间隙的调整手段不是很理想,因为锤臂是铰链连接静态是受重力作用自然垂下 ,静态和动态的出口间隙差别很大。
不能对劣质煤特别是矸石有效地破碎,为了不损坏设备采用调大出口间隙让矸石放行的办法,造成燃煤粒度不符合要求。燃煤的粒度大于8—10mm时 ,若维持在设计风量下运行有可能使粗颗粒沉积而引起事故,这是我国循环流化床锅炉不能长期稳定运行的主要原因之 。
大型循环流化床锅炉燃料的制备破碎系统设置两级破碎,第一级为环锤式粗破碎机 ,第二级为进口可逆锤击式细碎机,加上进口布料、除尘、减震等辅助设备,投资很大 ,且大多不设计安装原煤筛分装置。运行时出了不能对劣质煤特别是矸石有效地破碎外当原煤粒度较小时还会出现过破碎现象。
目前电厂输煤系统对原煤中混有的非铁磁性合金块状物尚无法分离而清除掉,合金块状物对细碎机危害极大,容易导致部件损坏 。
输煤系统没有设置除大块装置使木 、石、铁等大块物进入破碎机 ,导致破碎机不能正常工作,粒度更不能保证。所以不管机组大小,输煤系统都应设置除大块机、除杂物机及多级除铁器,以满足锅炉对供煤品质的要求。这些属于输煤系统的设计与装备问题仍需由输煤系统完善而解决之 ,以满足CFB锅炉对供煤品质的要求 。2?组合式齿辊破碎机的技术分析
组合式齿辊破碎机是针对循环流化床锅炉发电机组燃煤破碎(粗碎和细碎)设计的破碎机械,适用于各种煤质及煤矸石,技术特点有:⑴高效 、安全、节能环保且破碎比大;⑵对破碎物料水分无任何要求 ,不粘不堵;⑶均匀布料装置和细筛粉装置合为一体的独特设计,彻底消除了过破碎现象;⑷粗碎和细碎紧密组合设计故无需在入口安装吸尘装置;⑸噪音少,振动小 ,粉尘少,功耗低;⑹出料粒度可调;⑺采用液压自动退让装置,能有效地防止非铁磁性合金块状物、硬石块对齿辊的破坏和木块及柔性物体对齿辊正常工作的危害;⑻可以分体异地安装或多级组合实现一机粗 、中、细破碎 ,达到“一机多破”;⑼采用机械、电气、液压多重保护装置和联锁装置,有效的保护电机 、破碎机和整个输送系统;⑽占地面积小,维修简单;⑾多种布置的传动方式 ,能最大限度地满足老电厂的改造要求;⑿最大出力可达800t/h,满足各种容量CFB锅炉燃煤细碎的粒度和流量要求;⒀以上技术特点的整合决定了其价低质优,售价比进口设备的半价还要低。
3? 可靠性分析
通过上述特点分析可以看出,齿辊式碎煤机的研发是针对现行进口或国产碎煤机在运行中存在的种种问题进行入手的 ,通过结构设计上的改进与提高,可靠性大大提高,基本上解决了CFB锅炉电站原煤细碎方面存在的诸多问题 ,如能很好地避免过破碎现象,能对纯煤炭有效地破碎,特别是采用液压自动退让装置 ,能有效地防止非铁磁性合金块状物、硬石块对齿辊的齿辊破坏和木块及柔性物体对齿辊正常工作的危害。
综上所述,组合式齿辊破碎机用于新老电厂的CFB锅炉发电机组的原煤粗、细破碎都是先进的和可靠的,而且经济性也较好
整机示意图
1) 收到煤样后 ,应按来样标签逐项核对,并应将煤种 、品种、粒度、采样地点 、包装情况、煤样质量、收样和制备时间等项详细登记在煤样记录本上,并进行编号 。如系商品煤样 ,还应登记车号和发运的质量 (吨) 。
2) 煤样应按煤样制备程序 (图73.3) 及时制备成空气干燥煤样,或先制成适当粒级的试验室煤样。如果水分过大,影响进一步破碎 、缩分时,应事先在低于 50℃温度下适当地进行干燥 。
3) 除使用联合破碎缩分机外 ,煤样应破碎至全部通过相应的筛子,再进行缩分。粒度大于 25mm 的煤样未经破碎不允许缩分。
4) 煤样的制备既可一次完成,也可分几部分处理。若分几部分 ,则每部分都应按同一比例缩分出煤样,再将各部分煤样合起来作为一个煤样 。
5) 每次破碎、缩分前后,机器和用具都要清扫干净。制样人员在制备煤样的过程中 ,应穿专用鞋,以免污染煤样。对不易清扫的密封式破碎机 (如锤式破碎机) 和联合破碎缩分机,只用于处理单一品种的大量煤样时 ,处理每个煤样之前,可用采取该煤样的煤通过机器予以 “冲洗 ”,弃去 “冲洗”煤后再处理煤样 。处理完之后 ,应反复开、停机器几次,以排净滞留煤样。
6) 煤样的缩分,除水分大 、无法使用机械缩分者外,应尽可能使用二分器和缩分机械 ,以减少缩分误差。
7) 缩分后留样质量与粒度的对应关系见图73.3 。粒度小于 3mm 的煤样,缩分至3.75kg 后,如使之全部通过 3mm 圆孔筛 ,则可用二分器直接缩分出不少于 100g 和不少于500g 分别用于制备分析用煤样和作为存查煤样。粒度要求特殊的试验项目所用的煤样的制备,应按本方法的各项规定,在相应的阶段使用相应设备制取。同时在破碎时应采用逐级破碎的方法 ,即调节破碎机破碎口,只使大于要求粒度的颗粒被破碎,小于要求粒度的颗粒不再被重复破碎 。
图73.3 煤样的制备程序
8) 缩分机必须经过检验方可使用。检验缩分机的煤样包括留样和弃样的进一步缩分 ,必须使用二分器。
9) 使用二分器缩分煤样,缩分前不需要混合 。入料时,簸箕应向一侧倾斜 ,并要沿着二分器的整个长度往复摆动,使煤样比较均匀地通过二分器。缩分后任取一边的煤样。
10) 堆锥四分法缩分煤样,是把已破碎、过筛的煤样用平板铁锹铲起堆成圆锥体,再交互地从煤样堆两边对角贴底逐锹铲起堆成另一个圆锥。每锹铲起的煤样 ,不应过多,并分两三次撒落在新锥顶端,使之均匀地落在新锥的四周 。如此反复堆掺 3 次 ,再由煤样堆顶端,从中心向周围均匀地将煤样摊平 (煤样较多时) 或压平 (煤样较少时) 成厚度适当的扁平体。将十字分样板放在扁平体的正中,向下压至底部 ,煤样被分成 4 个相等的扇形体。将相对的两个扇形体弃去,留下的两个扇形体按图73.3 程序规定的粒度和质量限度,制备成一般分析煤样或适当粒度的其他煤样 。煤样经过逐步破碎和缩分 ,粒度与质量逐渐变小,混合煤样用的铁锹,应相应地适当改小或相应地减少每次铲起的煤样数量。
11) 在粉碎成 0.2mm 的煤样之前 ,应用磁铁将煤样中铁屑吸去,再粉碎到全部通过0.2mm 的筛子,并使之达到空气干燥状态,然后装入煤样瓶中 (装入煤样的量应不超过煤样瓶容积的 3/4 ,以便使用时混合) ,送交实验室分析。
空气干燥方法如下: 将煤样放入盘中,摊成均匀的薄层 ,在不超过 50℃的温度下干燥 。如连续干燥 1h 后,煤样的质量变化不超过 0.1%,即达到空气干燥状态。空气干燥也可在煤样破碎到 0.2 mm 之前进行。
12) 煤心煤样可从小于 3mm 的煤样中缩分出 100g ,然后按本节 73.2.3 “煤样的制备”11) 规定制备成分析用煤样 。
图73.4 九点法取全水分煤样布点示意图
13) 全水分煤样的制备。测定全水分的煤样既可由水分专用煤样制备,也可在制备一般分析煤样过程中分取。除使用一次能缩分出足够数量的全水分煤样的缩分机外,煤样破碎到规定粒度后 ,稍加混合,摊平后立即用九点法 (布点见图73.4) 缩取,装入煤样瓶中封严 (装样量不得超过煤样瓶容积的 3/4) ,称出质量,贴好标签,速送实验室测定全水分 。全水分煤样的粒度和质量详见图73.3。全水分煤样的制备要迅速。
14) 煤炭成分样品的制备。称取一定量的空气干燥煤样置于灰皿中,铺平 ,使其每平方厘米不超过 0.15g,将灰皿送入温度不超过 100℃的高温炉 (在自然通风和炉门留有 15mm 左右缝隙) ,在 30min 内升温至 500℃并保持 60min ,继续升温至 (815 ±10) ℃ 并保持 90min 。取出冷却后,用玛瑙研钵研细至粒度小于 120目。然后置于灰皿内,于 (815 ±10) ℃再灼烧 30min ,直至其质量变化不超过灰样质量的0.1% 为止。取出冷却后,用玛瑙研钵研细至粒度小于 0.095mm (160 目) ,放入干燥器内备用 。
15) 存查煤样 ,除必须在容器上贴标签外,还应在容器内放入煤样标签,封好。标签内容包括:分析编号、来样编号、煤矿名称 、煤样种类、送样单位、送样日期 、制样日期、分析项目、备注。