(中国轻工业广州工程有限公司 511447)
摘要: 筛碎设备是流化床锅炉燃煤系统体难点及重点，煤破碎间也是燃煤系统设计和布置的难点。通过对燃煤系统筛破设备的对比和破碎间的布置分析，从而提高燃煤系统稳定性和工作效率。
【关键词】循环流化床锅炉，燃煤系统，筛分设备选型，破碎设备选型
1 引言
循环流化床锅炉对输煤系统设计的要求，主要集中在对燃烧粒度的处理上，因为循环流化床锅炉无制粉系统，输煤系统破碎后的燃煤直接进入锅炉燃烧，因此对其粒级的分布要求是比较严格的。这一点在以往设计中重视不够，大多只考虑最大粒径达到锅炉要求，结果在运行中，由于输煤系统破碎后的燃煤粒度分布不能达到锅炉的要求，而影响锅炉的效率。
2 热电厂设计资料
广东冠豪高新技术股份有限公司特种纸及涂布纸产业基地项目一期工程配套热电站采用循环流化床锅炉，热电站规划容量为4 x180t/h 高温高压CFB锅炉+ 3×30 MW双抽抽汽机组。一期规模为1x180t/h 高温高压CFB锅炉+ 1×30 MW双抽抽汽机组
本工程主要设计资料：
(1)燃用越南无烟煤和烟煤。越南无烟煤作为设计煤种，烟煤作为校核煤种。耗煤量设计煤种为3x27.2t/h。燃煤以汽车运输。
(2)电厂处于南方多雨地区，并燃用劣质无烟煤。
(3)运煤系统采用双路带式输送机布置，一路运行，一路备用。带式输送机系统带宽B=650 mm，带速V=1.25 m/s，出力为150 t/h。
3 输煤筛碎系统设计
(1)筛分设备选型
根据燃料的粒度分析考虑是否设置预先筛分设备。根据业主提供煤质，满足锅炉燃烧要求的粒度含量大于10%时，故设计中考虑设置预先筛分设备。 用于循环流化床锅炉燃料制备的筛分设备主要有以下两种:振动筛，滚筒筛，螺旋筛，滚轴筛。
振动筛是利用振子激振所产生的复旋型振动而工作的。振子的上旋转重锤使筛面产生平面回旋振动，而下旋转重锤则使筛面产生锥面回转振动，其联合作用的效果则使筛面产生复旋型振动。其振动轨迹是一复杂的空间曲线。该曲线在水平面投影为一圆形，而在垂直面上的投影为一椭圆形。调节上、下旋转重锤的激振力，可以改变振幅。而调节上、下重锤的空间相位角，则可以改变筛面运动轨迹的曲线形状并改变筛面上物料的运动轨迹。
滚筒筛的中心分离筒是由若干个圆环状扁钢圈组成的筛网，中心分离筒倾斜于地平面。物料从中心分离筒上端进入筒网，在分离筒旋转过程中，细物料被筛出，粗物料从分离筒下端排出进入破碎机。筛体内部设有板式自动清筛机构，在分离过程中，清筛机构与筛体相对运动，由清筛机构对筛体进行连续“梳理”，使筛体始终保持清洁，有效防止了筛网堵塞。整个筛体在密封防尘罩内，基本上没有扬尘现象。设备运行时，物料与旋转筛网产生的噪音完全由密封防尘罩隔离，噪音无法传递到设备外部，从而降低了设备噪音。筛网是由若干个圆环状扁钢组成，截面积大，从而提高了使用寿命。密封防尘罩两侧设观察口，可随时观察设备的运行情况。
滚轴筛的筛面由很多根平行排列的、其上交错地装有筛盘的辊轴组成，滚轴通过链轮或齿轮传动而旋转，其转动方向与物料流动方向相同。为了使筛上的物料层松动以便于透筛，筛盘形状有偏心的和异形的。为防止物料卡住筛轴，装有安全保险装置。滚轴筛全部为座式，有左传动和右传动之分，又分带走轮和不带走轮的，带走轮的可在钢轨上移动。由于筛轴是按不同的工作角度布置的，所以当物料在工作角度较高的位置运行时速度较快；当物料在工作角度较低的位置运行时速度较平缓。两种木同速度运行下的物料，在筛面某一位置相汇时开始做轴向运动，这样就使物料均匀地分布在筛面上，达到了提高筛分效率的目的。滚轴筛对潮湿原煤和粘性物料也有高效的筛分率，目前滚轴筛已经大量应用在大型流化床燃煤火电站中。
经过对上面几种筛分设备进行比较分析后，最后本项目采用确定采用滚轴筛。
(2)破碎机选型
用于循环流化床锅炉燃料制备的破碎机主要有以下三种:环锤破碎机、可逆锤式破碎机和四齿辊破碎机。
环锤破碎机是一种带有环锤的冲击转子式破碎机。该破碎机主要适于抗压强度值小于150Mpa的物料。物料进入破碎机后，首先受到高速旋转的环锤的冲击而被初碎，初碎的物料撞击到破碎板后进一步被破碎。
可逆锤式破碎机是一种可以双向旋转的破碎机。该破碎机主要适于抗压强度值小于150Mpa 的物料。物料经中间进料口直接落在转子上，被转动的锤头打碎进行一次破碎后，物料冲击在破碎板上被弹回，再次进行破碎多次反弹破碎，合格粒度的物料从下部排出。上半区为反击破碎区，又称直线区。下半区为粒度保证区，又称圆弧区。该破碎机在圆弧区没有破碎盲点。它通过调整锤头与衬板之间的间隙大小来控制出料粒度，最细粒度可达3mm。调整机构有螺旋调整机构和蜗杆同步调整机构两种。锤头分布呈螺旋线排列。它充分利用了反击式破碎机打击力度大、破碎效率高的特点，适于对物料进行细碎作业，特别是在处理潮湿易堵塞的物料时，优点就更为突出。它允许的入料粒度一般不大于50mm，当大于50mm粒度含量不大于30%时，允许的入料粒度可达100mm。为保证锤头的均匀磨损，需选用布料器，布置时应保证进料方向垂直于转子，并保证一定的落料高度(1.5~2m)。液压开启装置便于设备的检修和维护。该破碎机也存在不少缺点。动扰力大，布置在楼板上时需选用减振平台。排料口诱导风量大，需选用大规格的除尘器。电机功率大，出力稍大些的破碎机需选用高压电机。另外它的入料粒度一般要求不大于50mm，当大于80mm的含量大于30%时，前面需增加粗碎设备。目前细碎设备多采用可逆锤式破碎机。国产投入商业运行的可逆锤式破碎机出力一般在500t/h以下，大规格的可逆锤式破碎机需选用进口设备。
四齿辊破碎机是一种改进型的破碎机，双电机启动，上下各两组齿辊，两齿辊相向转动,四个齿辊转速均不相同。物料进入破碎机后,小于两齿辊间隙的物料直接通过,可有效减少物料的过粉碎现象。大于两齿辊间隙的物料被旋转的齿劈破或折破到合格粒度。独特的设计使其具有自动清除粘堵物的功能,水分含量较高的物料也不会粘堵,能保证设备持续运转。振动噪音低于80db(A)与异步电动机接近。动载荷约是静载荷的1.3 倍，对建筑物影响很小，无需设置减振平台。进、出料口的风压差极小,几乎不会扬尘，无需除尘设备。在出力相同的情况下，所需电机功率仅为同类产品的40-70%。该破碎机主要适于抗压强度值小于100Mpa 、进料粒度小于300 mm的物料。可将物料从300mm直接破碎到8mm 以下，成品粒度任意可调，适合循环流化床锅炉燃煤的破碎。
本项目的燃煤中粒度大于50mm含量不大于30%，且燃料中粒度大于100mm 的含量较少。破碎机出力为150t/h，国产设备完全能满足要求。因此选择可逆锤式破碎机。
(3)煤破碎楼布置
滚轴筛和碎煤机的布置方式决定了碎煤机室的结构设计，一旦设备的布置方式选择不合理，就会造成空间的浪费和投资成本的增加。从碎煤机室建筑面积、层高设计以及投资成本等方面考虑。滚轴筛和碎煤机既可以平行布置和也可以错位布置。当火力发电厂滚轴筛和碎煤机平行布置时，滚轴筛和碎煤机从进料、筛分、破碎及出料各个环节呈“一”字排列，碎煤机和滚轴筛中心轴线较上下皮带机中心轴线宽，滚轴筛上级皮带机下滚轴筛落煤管须为带倾角落煤管，碎煤机与下级皮带机之间连接落煤管须为带倾角落煤管，因此碎煤机室高度，长度和宽度也相对较大。
因此本项目滚轴筛和碎煤机的布置方式采用错位布置的方案。
滚轴筛和碎煤机错位布置图
错位布置时，碎煤机平行反向布置，碎煤机四周有足够的空间，不存在2 台碎煤机检修相互制约的问题。并且，滚轴筛也不再受碎煤机检修空间的束缚，其相对间距可随上级皮带机位置而确定，碎煤机布置也随滚轴筛位置及下级皮带机布置而确定。双路布置的650mm 带式输送机，2路输送机中心线之间的距离取2.6 m，2 台滚轴筛中心线之间的距离取3.6 m，滚轴筛上级皮带机下滚轴筛落煤管为垂直落煤管，2台滚轴筛平行，筛面运行方向相反。碎煤机本体中心线间距取值3.6 m，碎煤机平行反向，2台滚轴筛筛面下部落料斗在2 台碎煤机之间，碎煤机与下级皮带机之间连接落煤管为垂直落煤管。碎煤机下级皮带机中心线之间的距离为3.6 m。由此可见，滚轴筛和碎煤机错位布置时，由于充分合理地利用了设计空间，整体布局紧凑，2 台碎煤机检修相互制约的问题也被有效解决。
4 结语
根循环流化床锅炉输煤筛碎系统设计，不但要根据入厂煤的含水量、粒径分布、矿物质含量以及抗粉碎性能等物理性能和发热量、含碳量、挥发份、灰份等化学特性，还要根据不同的锅炉对入炉煤粒度的要求上的差异，来选择筛碎设备。力求达到设计所选用的筛碎系统，既符合燃煤特性要求，又满足循环流化床锅炉高效、安全运行的要求，并解决筛碎系统堵煤的老问题.
在筛碎系统设备的布置时候，要分别进行平行布置与错位布置的对比分析。力求做到碎煤机室长度和宽度被最小化，从而使碎煤机室整体建筑规模和投资成本最小化。
论文作者:刘祚勖,行志辉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/21
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