水煤漿生產(chǎn)與燃燒應(yīng)用中存在問題及解決對策

1、水煤漿生產(chǎn)與燃燒應(yīng)用中存在的問題及解決對策王 忠（青島后海熱電有限公司，山東 青島 266041）關(guān)鍵詞 水煤漿 鍋爐燃燒摘 要 分析了水煤漿生產(chǎn)與燃燒應(yīng)用過程中遇到的問題，介紹了解決問題的方法及思路。前言某熱電有限公司一期工程建設(shè)了2臺130t/h的水煤漿鍋爐，自備一座水煤漿廠。其水煤漿廠建成于2004年12月，年制漿生產(chǎn)能力50萬噸。生產(chǎn)基本流程包括煤貯存場、輸煤系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)、水煤漿的儲存與輸送系統(tǒng)、鍋爐燃燒系統(tǒng)。由于水煤漿的生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)尚存在許多趨待解決的問題，在該公司的生產(chǎn)與燃燒實踐中同樣存在一系列問題。為解決這些問題，該公司生產(chǎn)管理與技術(shù)人員先后進(jìn)行了大量的卓有成效的研究與探索，

2、并成功解決了生產(chǎn)系統(tǒng)中存在的一系列問題。1 制漿輸煤系統(tǒng)1.1輸煤系統(tǒng)的堵塞問題由于該公司制漿采用的原料煤為水洗精煤，入廠水洗精煤的全水份常高達(dá)12-15%，外在水份為10-13%。由于煤中存在較高的外在水份，致使輸煤系統(tǒng)的多處下料溜槽、破碎機(jī)內(nèi)壁比較容易發(fā)生堵塞。為解決破碎機(jī)堵塞問題，嘗試放大球磨機(jī)的入料粒度，取消輸煤系統(tǒng)中的破碎環(huán)節(jié)。生產(chǎn)試驗時，在不改變制漿產(chǎn)量的條件下將入料粒度由原設(shè)計的小于10mm放寬到50mm，通過生產(chǎn)試驗證明，這種入料粒度完全滿足制漿要求。為解決各下料溜槽的堵塞問題，在部分易堵部位加裝了防黏附的內(nèi)襯板，加裝襯板之后效果良好。1.2輸煤速度的控制原設(shè)計輸煤系統(tǒng)各輸煤皮

3、帶為定速皮帶，在生產(chǎn)應(yīng)用中常發(fā)生各段皮帶輸煤量不相匹配的問題，因此經(jīng)常在皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)處發(fā)生跑煤現(xiàn)象，而且高速運(yùn)轉(zhuǎn)的皮帶容易發(fā)生跑偏現(xiàn)象，給輸煤生產(chǎn)帶來很大的困難。為解決該問題，將各皮帶輸送機(jī)電機(jī)增加了變頻控制。通過對皮帶的變頻控制，不僅可以靈活調(diào)整各段皮帶的輸送量，解決了輸送量不匹配問題，而且降低了輸煤電耗。2 制漿系統(tǒng)1.1球磨機(jī)出料過濾問題球磨機(jī)原設(shè)計出料過濾設(shè)備為振動網(wǎng)篩。在生產(chǎn)中存在兩方面問題：一是下料速度小于球磨機(jī)出料速度，常常在篩網(wǎng)面上跑漿，因此限制了球磨機(jī)的產(chǎn)量；另一問題是，振動篩的篩網(wǎng)破損速度過快，篩網(wǎng)壽命常常不足50小時，大大增加了篩網(wǎng)的使用成本。為解決下漿速度不足問題，將振動篩

4、尺寸進(jìn)行了改造，放大了振動篩的長度與寬度，增加了過濾的有效面積，從而解決了這一問題。為解決篩網(wǎng)破損速度過快的問題，仔細(xì)研究了篩網(wǎng)破損的原因，發(fā)現(xiàn)其破損部位總是發(fā)生在網(wǎng)面下的支撐筋處，由此判斷破損的原因為網(wǎng)面與支撐筋之間反復(fù)進(jìn)行摩擦、碰撞，從而使不銹鋼網(wǎng)面摩擦處產(chǎn)生斷裂。因此，在網(wǎng)面上對應(yīng)支撐筋的部位分別加裝了扁鋼壓條，將網(wǎng)面與支撐筋緊密地固定在一起，從而消除了這種碰撞。該措施實施之后，每個篩網(wǎng)的使用壽命由原來的2天左右延長到了1-2個月。1.2成漿試驗該制漿廠原設(shè)計采用新汶洗精煤與南京某公司產(chǎn)的分散劑進(jìn)行生產(chǎn)制漿。在實際生產(chǎn)中，受成本等因素的影響難以堅持采用設(shè)計煤種。為擴(kuò)大制漿煤源，需要對多種

5、煤種的成漿性能進(jìn)行試驗研究；同時為降低藥劑成本，也需要對制漿用藥劑進(jìn)行選擇試驗。為此，該公司堅持開展實驗室制漿試驗工作。針對某一固定煤種，用不同的分散劑分別進(jìn)行成漿試驗；對同一種煤種、同一種分散劑，用不同的藥劑比例分別開展成漿性能試驗。在實驗室中摸索出合適的藥劑比例之后，放大到生產(chǎn)線上進(jìn)行生產(chǎn)試驗制漿；制漿試驗成功之后，將生產(chǎn)出來的試驗產(chǎn)品輸送到鍋爐燃燒系統(tǒng)進(jìn)行燃燒試驗。通過一系列制漿試驗，選擇了南京某公司、北京某公司、濰坊某公司等幾家生產(chǎn)的分散劑作為水煤漿廠優(yōu)先選擇使用的藥劑。同時，也選擇了肥城煤、新汶煤、兗州煤等煤種作為該公司制漿生產(chǎn)的常用煤。3 水煤漿的熟化與輸送系統(tǒng)3.1水煤漿的熟化該

6、公司水煤漿廠為爐前制漿生產(chǎn)裝置，對水煤漿的穩(wěn)定性要求較低，7日軟沉淀率不大于10%即可滿足使用要求，因此生產(chǎn)系統(tǒng)原設(shè)計中缺少有效的穩(wěn)定及熟化工藝。但是，對于部分穩(wěn)定性較差的水煤漿來說，在輸送與儲存中快速發(fā)生沉淀，導(dǎo)致輸漿管線嚴(yán)重堵塞，中斷了爐前水煤漿的供應(yīng)。為降低沉淀速率，提高水煤漿的穩(wěn)定性，該公司采用了高速剪切熟化的處理工藝，在成品漿儲存罐之前，增設(shè)了兩個強(qiáng)力攪拌罐，兩臺攪拌罐上分別設(shè)置4臺高速剪切機(jī)。這樣，水煤漿在進(jìn)入成品罐儲存之前先進(jìn)行高速剪切與熟化，有效提高了漿的穩(wěn)定性，改善了漿的性能。3.2輸漿系統(tǒng)的改造（）原輸漿系統(tǒng)中，勻質(zhì)罐到成品罐之間的管線為單線輸送。為防止該輸送管線發(fā)生堵塞造

7、成生產(chǎn)中斷，將原輸漿單線旁增加了一條備用管線。（）在成品罐出入口管系、成品罐到爐前罐的輸送系統(tǒng)、爐前罐出入口管系和爐前供漿管系中，原設(shè)計存在彎管較多、并列系統(tǒng)互相備用性較差等缺陷，這種管線中一旦發(fā)生積漿堵塞之后勢必會造成輸漿、供漿中斷。該公司根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行優(yōu)化改造，取消了部分不必要的冗余管線，增加了雙線互相切換的功能，增加了兩臺鍋爐供漿互相切換的功能，減小了水煤漿系統(tǒng)故障可能會引起的危害，增強(qiáng)了系統(tǒng)抗風(fēng)險、反事故能力。3.3濾漿器改造在水煤漿輸送系統(tǒng)中，原設(shè)計在球磨機(jī)出口到勻質(zhì)罐之間以及爐前供漿系統(tǒng)分別設(shè)置了4臺盤式濾漿器，但在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)該類型濾漿器為不成熟產(chǎn)品，根本無法達(dá)到預(yù)期過濾效果

8、。為此，在如何實現(xiàn)有效過濾問題上，該公司進(jìn)行了多次探索與嘗試，最終選擇了2種較為有效的方法。在勻質(zhì)罐之前，將原盤式濾漿器拆除，增設(shè)了2臺壓力式刮板濾漿器；在水煤漿進(jìn)入爐前罐之前，增設(shè)了2臺無壓式振動過濾篩。改造之后，實現(xiàn)了2.5mm以上大顆粒的有效過濾。4 水煤漿的燃燒應(yīng)用4.1水煤漿霧化蒸汽的調(diào)整水煤漿的霧化效果直接關(guān)系到水煤漿的燃燒效率。當(dāng)霧化蒸汽壓力增加時，霧化效果隨之增加，但同時也增加了霧化蒸汽的消耗。從鍋爐整體效率考慮，并非霧化蒸汽壓力越大越好。因此，如何選擇合適的霧化蒸汽參數(shù)對于鍋爐整體效率尤為重要。為此，在鍋爐燃燒系統(tǒng)開展了霧化蒸汽參數(shù)調(diào)整試驗，將霧化蒸汽壓力分別控制在0.8-1

9、.3MPa之間的不同數(shù)值時，計算噸漿產(chǎn)汽量及鍋爐效率，最終選擇了較為經(jīng)濟(jì)合理的霧化蒸汽壓力。4.2爐前供漿方式的調(diào)整在原設(shè)計中，每臺鍋爐的2臺供漿泵為“一運(yùn)一備”的運(yùn)行方式。但在生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)一旦運(yùn)行漿泵發(fā)生故障跳閘，將會導(dǎo)致鍋爐滅火，這時候如果啟運(yùn)備用供漿泵，其啟動操作時間較長，不能滿足迅速事故處理的要求。為確保爐前供漿的可靠性，將2臺供漿泵的運(yùn)行方式調(diào)整為并列同時運(yùn)行。調(diào)整之后，降低了鍋爐滅火的幾率，有效提高了滅火后事故處理的速度。4.3漿槍堵塞的問題該公司在水煤漿的應(yīng)用中遇到的最大問題是水煤漿漿槍的堵塞問題。由于漿槍堵塞曾經(jīng)對鍋爐的燃燒控制造成了較大的沖擊。漿槍堵塞的原因主要有以下幾種：

10、（1）水煤漿中顆粒度過大：由于濾漿系統(tǒng)設(shè)備選型不當(dāng)，水煤漿中.以上的顆粒大量地進(jìn)入爐前漿系統(tǒng)。如上文所述，最終通過改造濾漿器解決了該問題。（2）水煤漿抗剪切能力較差：對于某些水煤漿，雖然其中的.以上的顆?；镜玫搅擞行У倪^濾，但是在應(yīng)用中仍然會發(fā)生堵槍現(xiàn)象。文獻(xiàn)報道，這種原因在于水煤漿的抗高速剪切能力較差，水煤漿在漿槍中的霧化過程中經(jīng)過高速剪切時黏度升高，在槍頭內(nèi)壁發(fā)生了黏附從而造成堵塞。針對這種情況，該公司從水煤漿的生產(chǎn)配方方面著手開展了一系列試驗工作：A、在固定煤種、分散劑品種不變時，改變水煤漿的黏度，在不同黏度情況下試驗其堵槍情況；B、在固定煤種不變、改變分散劑品種時，分別制取不同的水煤

11、漿，并輸送到爐前進(jìn)行燃燒試驗；C、在固定分散劑品種時改變煤種，用不同的煤分別制漿用以燃燒試驗。D、在固定煤種、分散劑品種時，改變水煤漿的粒度分布之后分別進(jìn)行燃燒試驗。通過上述多次制漿及燃燒試驗可以證明，在“A”、“D”試驗中，不改變煤種和分散劑品種時，單純改變黏度或粒度分布對水煤漿的堵槍性能影響較小。通過“B”、“C”系列試驗可以得出結(jié)論，同一煤種用不同分散劑制出的水煤漿的堵槍性能明顯不同；同一種分散劑用不同煤種制出的水煤漿的堵槍性能也明顯不同。通過上述試驗，找到了適應(yīng)于該公司鍋爐燃燒系統(tǒng)的水煤漿生產(chǎn)配方，儲備了大量的煤種與分散劑的配伍數(shù)據(jù)。4.4爐膛結(jié)焦的問題在該公司水煤漿鍋爐的運(yùn)行過程中遇

12、到的另一個重要問題是爐膛結(jié)焦問題。自鍋爐投產(chǎn)（04年10月份）至05年秋季期間，鍋爐運(yùn)行周期平均僅為1個月左右。鍋爐停爐的主要原因為爐膛結(jié)焦十分嚴(yán)重。分析該爐膛結(jié)焦的主要原因為，水煤漿在爐膛中的噴射角度不當(dāng)，從而導(dǎo)致水煤漿噴出之后掛在衛(wèi)燃帶上形成結(jié)焦。為解決結(jié)焦問題，對衛(wèi)燃帶面進(jìn)行了縮小改造，切除了靠近燃燒器附近的衛(wèi)燃帶，減小了爐膛四壁的衛(wèi)燃帶。改造之后有效避免了結(jié)焦問題，使鍋爐運(yùn)行周期提高到了3個月以上。4.5漿槍的選型試驗該鍋爐原設(shè)計漿槍為浙江某大學(xué)研制產(chǎn)品。為降低霧化蒸汽消耗、尋找解決堵槍的途徑，該公司在水煤漿漿槍的選型方面開展了相應(yīng)的試驗工作。以上海某單位設(shè)計的漿槍作對比進(jìn)行了燃燒應(yīng)用試驗，在相同水煤漿、相同燃燒條件下對比其應(yīng)用性能。試驗得出3條結(jié)論：（1）兩種漿槍的霧化效果基本相當(dāng)；（2）使用后者時，可以大大降低水煤漿霧化蒸汽壓力，降低值達(dá)0.2MPa左右，這種性能可以有效降低運(yùn)行消耗；（3）使用后者時，當(dāng)個別漿槍磨損較重時，磨損較重的槍頭的出漿流量迅速增大，造成“搶漿”現(xiàn)象，嚴(yán)重影響正在運(yùn)行的其它槍頭的噴漿量，從而降低了漿槍運(yùn)行的安全性，可能會引起鍋爐滅火。因此，最終放棄使用后一種漿槍。5 結(jié)論5.1通過對輸煤系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)、水煤漿熟化