煤矸石发电论文-盘古文库

煤矸石发电论文

来源：漫步者

作者：开心麻花

2025-09-19

煤矸石发电论文（精选5篇）

煤矸石发电论文第1篇

关键词：发电,励磁方式,晶体管励磁

由电磁学知, 导体在磁场中运动、并切割磁场的磁力线时, 导体中将会产生电流这就是最基本的发电机原理。即发电机的转子由原动机汽轮机带动旋转, 当直流电流经碳刷、滑环通入转子线圈后, 转子就会产生磁场, 与静止的定子线圈有相对运动, 切割磁力线, 定子线圈中就会产生感应电动势。所谓同步发电机的励磁方式就是指同步发电机获得直流励磁电流的线路或装置称为励磁系统。产生可以任意控制其大小的直流电流 (称为励磁电流) 向发电机转子输送, 这就是励磁系统最基本功用。由于励磁绕组又称为发电机转子绕组, 故励磁电流也叫转子电流。在电力系统的运行中, 同步发电机是电力系统的无功功率的主要来源之一, 通过调节励磁电流可以改变发电机的无功功率, 维持发电机机端电压。不论在系统正常运行还是故障情况下, 同步发电机的直流励磁电流都需要控制, 因此励磁系统是同步发电机系统的重要组成部分。励磁系统的安全运行, 不仅与发电机及其相关联的电力系统的运行经济指标密切相关, 而且与发电机及电力系统的运行稳定性密切相关。同步发电机励磁系统担负着电压控制、无功分配、提高电力系统稳定性、有利于电力设备的运行之功能。其基本任务如下。

(1) 发电机并网前, 调节发电机输出的端电压。

(2) 发电机并网后, 调节发电机承担的无功功率。

(3) 提高同步发电机并列运行的静、动态稳定。

(4) 静态稳定:采用灵敏快速的调节系统, 可以提高发电机在小干扰下的稳定性 (静态稳定) 。

(5) 动态稳定:采用响应快速、顶值电压较高的励磁调节系统, 可以提高发电机在大扰动下的稳定性 (动态稳定、暂态稳定) 。

(6) 发电机事故时, 对转子绕组迅速灭磁, 以保护发电机的安全。

1 改造前情况说明

国投新集一矿发电系统装机容量为两台6000KW的汽轮发电机组 (发电机型号:QF-6-2额定功率:6000kW, 额定电流:688A, 励磁电压:DC110V, 励磁电流:235A, 功率因数:0.8滞后, 济南发电设备厂) , 1997年底建成投产, 至今已运行了近10余年, 累计发电超过7亿kWH。其原励磁方式为采用ZLG-45型励磁机, 自激式励磁方式, 3000转/分, Ie:300A, 45KW, Ue:150V, 济南发电设备厂生产的直流励磁机。采用的励磁方式为同轴自并励直流励磁机励磁。励磁机利用剩磁自建立电压, 发出的电经过碳刷和同轴的集电环送到发电机的励磁绕组。这种励磁方式特点是整个系统比较简单, 励磁机只和原动机有关, 而与外部电网无直接联系。当电网发生故障时, 不会影响励磁系统的正常运行。其主要缺点是碳刷、整流子维护麻烦, 且维护安全性差, 尤其是碳刷打火问题, 难以彻底解决。原安装的自动励磁部分投产前未调试成功, 无法使用, 一直采用手动调节, 人工手动调节频繁, 灵敏度较低, 受人为影响的因素较大, 且磁场变阻器易损坏, 系统稍有冲击易导致发电机失磁。功率因数不易控制调整。磁场变阻器因频繁调整, 磨损严重, 经常损坏, 影响发电机正常运行;励磁整流子磨损较快, 整流子不圆, 励磁机打火严重, 维护量大, 发电机负荷带不上去, 严重时造成发电机突然失磁、甩负荷等一系统故障, 在运行一年左右就要请外单位来车圆一次 (每次车削整流子外圆直径要减少3mm左右) 车圆一次要停机2～4天, 严重制约了机组的合理经济运行, 而且现在整流子直径外圆太小, 无法继续进行车圆加工。其已经成为制约机组正常发电运行的瓶颈, 为此对其进行技术改造。

2 技术改造方案的提出、批准、实施过程

2008年4月底, 结合新集一矿停产检修的有利时机, 公司批准了新集一矿发电系统的技术改造工程。经过招标, 采用国电南京电力自化总厂的P W L 3微机自并励励磁成套系统。其调节装置是北京国电南自安思控制系统有限公司产品, 以DSP芯片为核心, 具有更简单的硬件和极其丰富的软件功能, 采用先进的控制理论及全数字化的的微机控制技术, 有极高的性价比。具体方案如下:在原来发电机出口断路器发电机侧取三相发电机机端电压, 励磁整流变压器变压, 可控硅整流在微机励磁调节器控制下供给发电机转子电流。采用A、B两套自动调节器装置, 支持在线切换, 互为备用。拆除原来的直流励磁机, 并在转子上加防护罩, 增加一台励磁调节柜。

经过施工单位和我方的密切配合, 整个改造工作于5月21日完成, 历时10天, 经过动态调试和静态试验以及发电机空载和负载试验, 改造试车一次性成功。

3 改造后直接经济测算

(1) 经过改造之后, 安全生产得到了保障, 目前发电系统运行非常稳定, 没有一次因为励磁系统故障而引起停机事故。

(2) 直接效益测算:发电机平均5500kW每小时多发 (5500-4800=700) , 一年按330天计算:700243302=1109万kW, 每度电按0.45元计算则:11090.45=499万元。

(3) 杜绝了每年因发电机失磁或励磁回路故障导致的全厂解列事故, 按每年两次, 每次平均停机6小时计算则:6211000045=6万元。

(4) 支出成本:维修及材料费:8万元/年, 折旧费:20万元/年。

(5) 年总效益为499+6-8-20=477万元。

新采用的励磁调节装置采用比例、积分、微分 (PID) 调节;电力系统稳定器 (PSS) ;过流限制及保护, 最大电流保护;低励限制及保护;强励限制及保护;V/Hz限制及保护, 空载过电压保护;PT熔丝熔断保护;双机并联运行时具有均流功能, 误强励检测和保护开机并网前自动跟踪系统电压功能, 有恒功率因数、恒无功功率和恒励磁电流三种励磁调节方式。

4 结语

改造后的励磁调节系统取消了励磁系统中大部分的电刷, 放弃了原来的励磁机和磁场变阻器, 改为由发电机机端取压经励磁变压器变压, 可控硅整流向发电机转子提供励磁电流, 极大提高了励磁系统运行可靠性, 并大大地简化了维护工作。同时可以实现快速自动跟踪调节励磁, 提高了系统运行的稳定性。该装置提供恒无功功率, 恒功率因数, 恒电压三种运行方式可供用户根据需要选择应用。人无须象原来手动调节时那样一直调整功率因数, 只要选择到恒功率因数方式下, 设定好功率因数后, 系统会自动跟踪, 并在负荷是不剧烈变动时保持此功率因数值。大大减轻了运行人员的监盘的劳动强度。通过运行实践, 此次改造取得了良好的经济效果。

参考文献

[1]PWL系统微机励磁调节装置, 南自成套厂提供.

[2]微机励磁控制器操作说明书, 南自成套厂提供.

煤矸石发电论文第2篇

达州市立信铁合金有限责任公司

淘汰落后发电机组改建2×12MW煤矸石发电机组

技改工程项目建议书

一、项目规模及单位简况

1、项目名称

达州市立信铁合金有限责任公司淘汰落后发电机组改建2×12MW煤矸石发电机组技改工程。

该项目属于资源综合利用机组“上大压小”和减少污染物排放总量技改项目。

2、项目单位简况

达州市立信铁合金有限责任公司（以下简称立信公司）是达州市18家重点骨干企业之一，也是万源市产值过亿，工业强市经济试点民营企业。立信公司拥有煤矿山2座，年产煤及煤矸石20万吨，自备发电厂机组7座，总容量为22.5MW。铁合金矿热炉5座，总容量为28.2MVA，综合利用免烧砖厂2个，年产3000万匹。2003年实现工业总产值1.2亿元，上交税收580万元。形成了煤—电力—铁合金—建材产业链的资源综合利用企业。还通过了ISO9001国际质量管理体系认证和ISO10012测量管理体系认证。

达州市立信铁合金有限责任公司2×12MW煤矸石发电机组技改工程项目建议书

3、拟改建地点

立信公司生产区域内，不存在新征土地。

4、改建项目规模

淘汰能耗高、设备落后发电机组7套，总容量为22.5MW。改建为2×12MW煤矸石发电机组，总容量为24.0MW，不新增发电总量。

⑴拆除立信公司现有8台燃劣质煤锅炉（3×10T/h+2×15T/h+1×25T/h+2×35T/h），拆除7台高能耗小机组（3×1.5 MW＋2×3.0 MW＋2×6.0 MW）。

⑵改建为2座75 T/h循环硫床锅炉（煤矸石和劣质煤混烧，煤矸石占70％），安装2台12MW低耗能发电机组,并配套相应环境保护设施。

⑶改建后年可发电1.8亿千瓦时，年可供电1.64亿千瓦时。

5、建设周期

建设周期为五年（2004年—2009年），分步实施。

6、建设概算

建设总概算4800万元，其中固定资产投资4480万元。

7、项目建成后经济效益

立信公司年产生综合经济效益1660.4万元。

二、项目的必要性、依据及条件

1、问题的提出

达州市立信铁合金有限责任公司2×12MW煤矸石发电机组技改工程项目建议书

万源市境内煤矸石和劣质煤资源丰富，年生产约几百万吨，且含硫低（一般均≤0.6）。大量煤矸石和劣质煤资源却未得到充分有效的利用，造成了较严重的环境污染和资源浪费，随着时间的推移，环境污染和资源浪费将更加严重。并且，目前达州市电力供需矛盾相当突出，万源市电力缺口较大，属达州市电网尾端，电压长期偏低，频率也不稳定，直接影响万源市现有的企业生产，同时影响到外商来万源市投资的环境，制约了万源市工业生产的发展，由于立信公司自备发电机组设备落后，长期无法稳定、满负荷生产，严重制约了立信公司的正常生产和稳定发展（每天电量需求为60万千瓦时）。

2、项目的必要性

根据万源市委、市政府要求立信公司做大做强、打造川东最大铁合金生产基地的指示精神，结合公司的实际情况和自身优势（地理优势、人才优势、技术优势），公司将逐步淘汰自备电厂7座发电机组（3×1.5 MW＋2×3.0 MW＋2×6.0 MW），属于资源综合利用机组“上大压小”和减少污染物排放总量技改项目。用5年的时间改建成规模为2×12MW煤矸石综合利用发电机组。充分利用煤矸石和劣质煤发电，为立信公司的持续发展提供了电力保证，同时，解决了煤矸石占用土地和污染环境的问题，变废为宝，为万源市创造一良好的投资环境。

3、项目建设的依据

达州市立信铁合金有限责任公司2×12MW煤矸石发电机组技改工程项目建议书

项目建设符合国家《资源综合利用目录（2003年修订）》（综合利用固体废物生产的产品）第10条。符合《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录（2000年修订）》（六、电力

7、利用煤矸石或劣质煤发电，二

十七、环境保护和资源综合利用

4、废弃物综合利用）。

三、技术方案、设备方案和工程方案

1、技术方案

⑴拆除8座劣质煤锅炉（3×10T/h＋2×15T/h＋×25T/h＋2×35 T/h），总容量为每小时155吨。技改后为2座75 T/h循环硫床锅炉（煤矸石和劣质煤混烧，煤矸石占％70），燃料发热值在3000大卡以下，总容量为每小时150吨。比改造前少5吨，锅炉废弃物（气体、固体）排放总量大大减少，而且水循环使用无废水排放。

⑵拆除7台（3×1.5 MW＋2×3.0 MW＋2×6.0 MW）成本高设备落后的小机组，安装2台12MW低耗能的发电机组。

⑶安装高效脉冲布袋除尘器二座。

2、设备方案

⑴锅炉为四川锅炉厂生产的75T/h循环硫床锅炉。⑵发电机组拟选上海发电设备制造厂生产的12MW发电机组。

⑶电气、热工及辅助设备利用现有设施。

达州市立信铁合金有限责任公司2×12MW煤矸石发电机组技改工程项目建议书

⑷选择成都兴成电力设备有限责任公司高效脉冲布袋除装置二座。

3、工程方案

⑴2004年～2007年，拆除立信公司自备电厂现有3座10T/h和2座15T/h燃劣质煤锅炉，拆除3台1.5MW和2台3.0MW发电机组。改建1座75T/h循环硫床锅炉，同时安装1台12MW发电机组。

⑵2007年～2009年，拆除立信公司自备电厂现有2座35T/h燃劣质煤锅炉，拆除2台6.0MW发电机组。改建1座75T/h循环硫床锅炉，同时安装第2台12MW发电机组。

4、方案及实施办法

（1）2004年5月—10月立项。

（2）2004年11月—2005年4月施工设计，（3）2005年5月—2005年9月购置设备，锅炉选型。同时拆除旧机组旧锅炉。

（4）2005年10—2006年4月土建施工（改建基础）。（5）2006年5月—2006年10月设备安装第1台机组。（6）2006年11月—2007年1月调试。

（7）2007年1月—2007年7月试运行第1台机组。（8）2007年7月—2007年11月拆除旧机组旧锅炉。（9）2007年12月—2008年6月土建施工（改建第2台机

达州市立信铁合金有限责任公司2×12MW煤矸石发电机组技改工程项目建议书

组基础）。

（10）2008年7月—2008年12月设备安装第2台机组。（11）2009年1月—2009年3月调试。

（12）2009年4月—2009年8月试运行第2台机组。

四、投资概算和资金筹措

1、投资概算

总投资为2995万元，其中固定资产投资2765万元。⑴前期费用：100万元（评估和拆除旧机组）⑵设计费用：50万元 ⑶设备费用：1800万元 ⑷料费用： 665万元 ⑸施工费用：250万元 ⑹监理费用：50万元 ⑺调试费用：80万元

2、资金筹措

企业全部自筹2995万元。

五、目标与效益分析

1、目标及产出

2×12MW发电机组建成后，每年发电量可达1.8亿千瓦时，年供电量可达1.64亿千瓦时。

2、效益分析

达州市立信铁合金有限责任公司2×12MW煤矸石发电机组技改工程项目建议书

⑴发电成本：0.252元/kwh，供电成本：0.289元/kwh。售电成本：0.298元/kwh，售电价格：0.452元/kwh（不含税）。每年可供电1.64亿千瓦时，销售收入867.30为元。

⑵项目完工后实现利税：348.4万元，利润252万元，税收96.4万元。

⑶该项目技改后铁合金受益：用网电平均0.532元/kwh，用自发电平均0.452元/kwh。铁合金用电吨铁可降384元成本，全年可节约1312万元。

⑷两项共获利：1660.4万元，3年可收回投资。

3、社会效益

⑴2×12MW发电机组建成后，每年锅炉废弃物（气体、固体、）排放总量大大减少，而且水循环使用无废水排放。

⑵2×12MW发电机组建成后，每年可利用煤矸石26万吨，每年可利用劣质煤13万吨，解决了万源市煤矸石处置难的问题。

⑶2×12MW发电机组建成后，可起到稳定尾端电压在35KV—36.5KV之间和稳定频率的作用，完全能达到工业生产用电的质量。给万源市经济发展提供了电力保障基础，能够吸引较多外商在万源市投资办企业。

⑷2×12MW发电机组建成后，年排渣灰20万吨，由于渣灰的活性比较好（活火山灰），是水泥厂和新型墙体生产厂很好的生产原料，而且还大大降低了水泥和建材厂生产对自然资源的

达州市立信铁合金有限责任公司2×12MW煤矸石发电机组技改工程项目建议书

消耗，同时还降低了水泥和建材的生产成本。

⑸该项目投产后可就近解决400名就业人员上岗。⑹青花镇是万源市工业重镇，也是万源市工业强市经济试点镇，每年工业用电2.5亿千瓦时，根据10年规划每年用电可达3亿千瓦时。目前达州市电业局不能满期足电量要求，只能从陕西安康市高价收购转供。2×12MW煤矸石发电机组技改完工后，基本能够满足青花镇的工业用电，企业还可降低生产用电成本，使青花镇的各工业企业、立信公司等真正成为万源市的产值和纳税大户、节能减排的企业典范。

六、项目组织机构

公司成立以董事长为组长的技改领导小组，下设供应部、工程部、监理部（土建由市建设局监理）、办公室（协调部）。

七、结论：

从经济效益和社会效益两项效益分析，该技改项目是完全可行的，符合国家产业政策，能够实现资源综合利用。通过此项工程，探索出一条技改发展之路，为立信铁合金有限责任公司落实的10年规划，打造川东最大铁合金生产基地（年产铁合金20万吨）和成为万源市能源基地创造有利条件。

达州市立信铁合金有限责任公司2×12MW煤矸石发电机组技改工程项目建议书

达州市立信铁金有限责任公司

煤矸石发电论文第3篇

根据国家发展改革委节能中长期专项规划精神, 在“十二五”期间, 隧道窑余热利用是建材行业重点推广的技术。由于国内对煤矸石烧结制砖行业隧道窑余热利用技术的研究起步较晚, 余热利用率较低, 除企业把部分余热用于砖坯烘干外, 大部分企业是把隧道窑高品位高温烟气热量 (温度450℃～800℃) 和产品冷却带热量 (温度200℃～1000℃) 直接废弃, 从而造成大量的能源浪费和热源污染。

按照国家节能减排发展循环经济的政策要求, 近几年煤矸石烧结制砖行业为了贯彻国家政策降低制砖成本, 对隧道窑余热发电进行了大量的技术探讨和试验, 取得了不少成效和经验。对此, 长治金环建材公司率先进行了工厂化试验, 并将有关工厂化试验情况与同行们进行了理论和运行实践多层次交流, 现将隧道窑余热发电运行两年来的有关问题提出来供同行们参考。

1 煤矸石烧结砖隧道窑余热利用发电仍属探索试验过程

从2008年开始国内首条隧道窑余热发电在长治金环建材公司进行技术探讨, 到2009年试验成功引起了同行们的关注, 至今国内已有数条煤矸石烧结制砖隧道窑余热发电项目在设计安装和试验运行, 根据对有关试验情况的了解, 各厂的情况和试验方法都有所不同, 可以看出煤矸石烧结砖隧道窑余热发电的技术方案有以下几方面的特点: (1) 大多数试验项目都集中在6.9 m以上的隧道窑上; (2) 在原有隧道窑上进行改造和安装; (3) 新建隧道窑从设计中就将余热发电用的换热装置设计到窑炉上; (4) 隧道窑余热发电所用换热装置对制砖工艺有不同程度的影响; (5) 隧道窑制砖有关专家对从窑顶取热进行发电还有不同看法, 而且这一工艺的探讨缺少有关热工专家的参与和研究; (6) 目前采用的螺杆动力机与汽轮机发电机现状有所不同, 各有优劣; (7) 对余热量的利用和发电量的期望值之间尚缺乏理论方面的支持而且有以下几方面的误区:一是提高制砖用料的发热量可否提高发电量;二是高硫煤矸石制砖余热发电的成本代价;三是隧道窑保温性能与隧道窑结构改进对余热发电的影响;四是黏土与煤矸石混合料制砖余热回收可否用来发电。

2 隧道窑余热回收与余热发电应遵循的原则

首先隧道窑是用来烧结制砖的, 不是用来发电的, 余热回收应在砖产量和质量得到保证的前提下进行。

煤矸石制砖隧道窑余热发电应以消化废弃煤矸石为出发点, 用可以发电的煤掺合内燃制砖回收余热发电不是不可以, 但要计算发电成本。购买煤矸石远距离运输用来制砖的厂家更要计算投资与发电利润之间的投入与产出比及投资回收期多长。

尽可能采用低温低压回收热源用来发电, 要投资一套确实可行的安保设施, 在换热装置 (锅炉) 发生故障时能给予妥善处理。

预热段换热要谨慎, 在预热段安装换热器会造成预热段冷凝水、酸液对设备和砖坯产生不可估量的损坏。

3 换热装置的安装位置和换热量对窑炉运行和烧砖的影响

目前6.9 m隧道窑的余热回收装置基本安装在焙烧段的尾部和冷却段的前部, 即22～25号车位之间, 而且一旦安装就不可再挪动, 而焙烧段会因为进车速度、原料发热量、大气温度、风量调整的变化而产生飘移, 既行业中所说的“火头飘移”。这种飘移对换热器的产汽量会产生较大的影响。

以汽轮机发电为例, 火头前移会使砖坯未烧成即开始冷却, 而蒸汽会因此而过压外溢;而火头后移, 会使产汽量大大下降, 影响汽轮机的正常运转。同时, 为了确保一定的蒸汽压力, 焙烧段安装了过热器, 这会使已烧成的砖坯无法完成正常的冷却固化 (产生急骤相变) 而影响砖的强度。所以, 过饱和蒸汽用汽轮机发电可以提高发电量, 但造成对砖质量的影响是显而易见的。

4 制砖用原料改变对余热发电的影响

隧道窑余热发电能更多的消化煤矸石毋庸置疑的, 于是有人说在产煤区有大量废弃的热值较高的煤矸石, 大幅度提高制砖用料的发热量就可产生更多的余热电量, 甚至设想砖厂余热的发电量可满足砖厂的全部用电量, 但这毕竟只是设想, 我们不可能把窑炉变成锅炉, 锅炉可以让温度更高, 用高热值的燃料可以实现更高的温度, 可以产生更多的蒸汽发出更多的电。但隧道窑毕竟不是锅炉, 用含Al2O3较低的黏土和煤矸石制砖时, 烧结温度不能超过900℃～950℃;采用Al2O3含量在20%以上的煤矸石和页岩制砖时, 烧结温度约在1100℃, 而隧道窑提高砖坯发热量如不产生更高的温度, 只会烧出黑心砖, 产生不了所想要的蒸汽量。所以, 用黏土和煤矸石混合料制砖不可能产生更高的温度, 而热量有限, 其发电量也是有限的。

5 隧道窑结构对余热发电的影响

隧道窑的结构是为了更快、更好、更省的烧砖而设计的, 如要进行余热发电也首先要在确保烧砖的质量和产量的前提下, 对窑炉进行适当的改进。

换热装置安装部位要抬高窑顶, 并适合换热器的采热和窑车的行进。

冷却段抽取热风供干燥窑已显不足, 必须从排烟热气中抽取部分热量作为补充, 使干燥窑温度达到120℃以上。

窑炉的密封保温要进一步改善, 其中, 窑顶保温密封必须采用更好的硅酸铝纤维板吊顶, 窑墙耐火砖的灰缝也应在2 mm以下, 外墙尽可能使用多孔砖, 灰缝不能超过3 mm, 窑炉正常运行后窑顶不能有热气蒸人, 高温段窑墙用手贴上去不烫手。

隧道窑余热发电装置安装的前提是要保证进车量, 而进车量的控制涉及产品销路、堆放场地及码坯、卸砖作业的正常, 所以, 在保证产品销路和机械化码坯、机械化卸砖的前提下安装余热发电装置是最可靠的。

6 煤矸石烧结砖隧道窑的余热回收方案

断面4 mm以下隧道窑余热回收不一定非要发电, 因为断面小的隧道窑进砖量 (类似于锅炉的燃料量) 有限, 单条窑是不适合搞余热发电的, 而数条窑或连体窑会涉及换热器 (及余热锅炉) 投资过大, 回收投资难度增加了困难, 所以4 m以下隧道窑余热回收可采用回收蒸汽或热水的方式进行, 如山西潞安郭庄建材工司三条3 m连体隧道窑, 安装换热器换取的蒸汽可供郭庄煤矿全矿职工的冬季取暖、夏季空调以及职工全年的热水洗澡。有条件的厂家可以参考, 无条件的厂家可换取热水供城镇取暖和宾馆桑拿用水, 像河南多数地方的热电厂用余热水供应市场, 淘汰了所有宾馆和桑拿的锅炉是一条有效的节能途径。

煤矸石发电论文第4篇

1对象与方法

1.1 对象

对某煤矸石综合利用发电企业工作场所中的噪声和粉尘危害防护工程效果进行分析。

1.2 依据

依据《中华人民共和国职业病防治法》等职业卫生法规、标准等进行分析。

1.3 方法

通过工艺分析明确噪声和粉尘危害的产生途径,并经现场调查与工程技术资料分析治理过程中采用的防护工程,依据采样和检测规范[4,5,6],比较分析防护设施开、关状态或运行前、后的职业病危害程度,从而定量评估防护工程的有效性。噪声检测结果采用等效声级表示,粉尘检测结果采用15 min短时采样浓度表示。

2结果

2.1 工艺分析

将破碎后的混合燃料送入锅炉燃烧,加热炉内经除盐、除氧的水,使其变为蒸汽后推动汽轮机转动,从而带动发电机转子高速旋转产生电能。该工艺与传统燃煤电厂不同之处在于其燃料采用煤矸石与无烟煤进行混合(比例约45∶55),经初级、次级破碎后(粒径<8 mm)送入锅炉;另一特点是采用了循环流化床锅炉进行发电(装机容量2 MW300 MW),能够实现炉内脱硫和脱硝。

2.2 噪声和粉尘危害的防护工程分析

工作场所中的噪声类型多样,包括设备运行产生的机械噪声、管道蒸汽介质流动产生的流体动力噪声和磁场交变产生的电磁噪声。针对噪声源和噪声传播采取的主要防护工程有:(1)在燃料筛分和破碎设备处设置减振基座并布置于转运站内,人员只在巡检时短时进入。(2)水泵等动力设备安装减振基座并布置于独立房间内,水泵和水管连接处采用软连接阻止振动传递。(3)汽轮机和发电机配套设置隔音罩,并安装独立的基础与周围结构脱开布置。(4)集控室墙面和门窗采用隔音材料并在外侧设置隔音走廊减少汽机设备的噪声影响。(5)一次风机外侧设置隔音墙,墙体加厚并采用多孔吸音内衬材料。(6)主厂房地面层高压流化风机和煤仓层石灰石鼓风机处装设消音器,风机采用独立减振基座并加装隔音罩。

粉尘危害主要是燃料在输送、破碎过程中产生的煤尘以及锅炉泄漏和灰渣卸料时的矽尘。针对燃料输送系统煤尘危害采取的防护工程包括:(1)输送皮带头、尾和中部配套设置静电除尘器,定期清理除尘装置中的积尘。(2)加强燃料筛分、破碎设备的密闭性,在检修孔、法兰接口处增设垫片。(3)落差>4 m的落煤管内侧加设锁气档板,并在落煤管口设置幕帘减少粉尘逸散。(4)现场设置清洗盘管及时清洁地面积尘。针对锅炉和灰库矽尘危害采取的防护工程包括:(1)加强锅炉密闭性,尤其是旋风分离器、加料阀等容易泄漏处。(2)灰库顶设置布袋除尘器净化灰库排气时的粉尘。(3)采用干、湿灰分除方式,干灰装入密封罐车,湿灰加水搅拌后装车外运。(4)卸灰口配套设置筒套式除尘器减少粉尘逸散,并在卸灰区域设置水力清扫设施防止二次扬尘。

注:游离SiO2<10%,以煤尘计;降尘率=(1-C防护后/C防护前)100%,下同。

注:10%<游离SiO2<50%,以矽尘计。

2.3 防护效果

2.3.1 噪声

噪声检测中,未加设降噪设施时各检测点噪声强度范围为69.9～100.1 dB(A),均值达88.9 dB(A),加设降噪设施后噪声强度降至62.0～91.7 dB(A),均值为72.1 dB(A),平均降噪值为16.7 dB(A)。从降噪设施的设置可以看出,采用减振基座和隔音建筑进行双重防护的降噪效果明显,如转运站和水泵房处的降噪值可达到20.2～30.7 dB(A);集控室处采取的隔音廊和隔音墙体降噪值分别为15.9、4.5 dB(A),其双重隔音措施的降噪值为20.4 dB(A);设备隔音墙和隔音罩降噪效果次之,降噪值范围为5.1～14.8 dB(A),见表1。

2.3.2 煤尘

治理前燃料系统煤尘危害严重,各检测点呼尘浓度范围为4.3～15.6 mg/m3,总尘浓度范围达7.9～90.3 mg/m3,均超过职业接触限值。防护设施运行后煤尘浓度总体得到改善,呼尘、总尘浓度均值平均降低2.0%和49.7%。9个检测点中有7个检测点煤尘浓度较防护前降低,4个检测点煤尘浓度降至接触限值以下;3个检测点煤尘浓度有所下降,但未能控制到接触限值以下;针对细碎机和C4皮带尾采取的工程措施则未达到防护效果。从区域分布看,皮带头部、粗筛、粗碎设备处的防护工程均能有效控制煤尘;皮带尾部和细筛、细碎设备处的煤尘较难有效控制,同样的防护工程在细碎机及下游皮带尾部并未起到防护作用,见表2、图1。

2.3.3 矽尘

加强锅炉密闭性能够有效控制锅炉产生的矽尘危害,所测区域的矽尘浓度均降至接触限值以下,然而针对灰库卸灰作业时的粉尘控制工程则并未能有效降低矽尘浓度,见表3。

3讨论

燃煤发电企业的噪声类型多样且危害严重,较为突出的是机械噪声和流体动力噪声。碎煤设备处主要是燃料与破碎部件相互冲击形成的机械性噪声,与球磨机类似,这类噪声具有宽频带特征,低、中、高频声压级均较高[7],这类噪声宜采取减振、吸隔声相结合的方式治理。在马英等[8]的报道中,对燃料球磨机采取的吸隔声措施降噪效果为15 dB(A)。本研究中,粗、细碎煤机和水泵设备运行时的振动明显,防护工程中采用了减振基座和隔音房间相结合的方式进行控制,降噪值可达20.2～30.7 dB(A)。对于一次风机、鼓风机和流化风机而言,其输送介质为空气,噪声源主要由风管内空气湍流和管壁激发振动形成。相比之下,电机噪声并不是影响作业环境危害的主要因素,通常这类设备自带的消音器、进出口变径管等措施并不能完全控制噪声危害。邹正伟[9]研究在风机本体和其前后进出风管表面加设保温吸声材料后,使一次风机噪声强度降低12.5 dB(A),本研究则在设备外加设了隔音墙或隔音罩,亦能够起到较好的效果,降噪值范围达到5.1～14.8 dB(A)。

煤矸石(coal gangue)是成煤过程中大量伴生的黑色岩石,属于煤炭开采和洗选过程中的废弃物,约占原煤产量10%～15%[10]。本研究中混合燃料输送系统的粉尘游离二氧化硅含量低于10%,其性质仍为煤尘,而锅炉和灰渣系统的粉尘则为矽尘,与李凤琴等[11]的调查结果相符。造成输煤系统煤尘浓度超标的原因主要有设备密闭欠佳、皮带受料、卸料口燃煤落差较大及二次扬尘等原因。常用的煤尘控制措施包括喷水抑尘、设备密闭、配套除尘设施等工程手段[12]。喷水抑尘设施简单并能有效降低煤场和输送系统的粉尘,张坤海等[13]的研究对皮带头、尾部采用喷水措施取得较好的效果,但燃料加湿后落煤管容易堵塞且锅炉燃烧室和烟道容易结露和腐蚀[14],尤其在混合燃料发电中。本研究中输煤系统采用密闭、局部排风和除尘等工程措施,而冲洗设施只用于减少地面二次扬尘,治理后77.8%检测点的煤尘浓度有所下降,与吕琳[15]的研究结果相似。需要注意的是,同样的防护策略在燃料输送不同区域取得的效果并不相同,例如对燃料粗筛和粗碎机采用的密闭措施能够有效控制煤尘危害,但同样的密闭方式对细筛机和细碎机则效果欠佳甚至无效。现场调查发现,细碎后的燃料颗粒较细,设备进、出料口、输煤管法兰接口等处仍有明显的煤尘外逸。对皮带头部采取的密闭罩和静电除尘措施能够有效降低煤尘浓度,但在皮带尾部区域则未能完全控制,细碎下游的C4皮带尾处甚至无效,原因是煤尘产生量还受粒径大小、落料高度差、落料频率及每次落料量等因素的影响,这也提示燃料输送系统不同位置的除尘防护设施应根据产尘量来设置,在皮带尾部等产尘量多的区域应适当提高控制风速。此外,针对锅炉系统采取的密闭措施能将矽尘浓度降至接触限值以下,但灰库放灰口配套的除尘装置并未能够有效控制放灰时的矽尘,需要从调整落灰高度、落灰速度、罐车密封性和操作规程等方面来全面控制卸灰时的矽尘危害。

煤矸石发电论文第5篇

1.1 冷渣系统的改造

冷渣器是CFB锅炉重要的设备之一, 是将从炉膛内排除的高温底渣冷却到一定温度并能连续不断排走的设备, 是保证CFB锅炉安全、可靠、连续、经济运行的重要设备。随着CFB锅炉的大型化, 对于所属设备运行安全性的要求也不断提高, 对冷渣器、输渣系统的要求越来越严格, 不仅能连续运行, 而且运行中的消耗应该保证最低, 能够满足机组的经济运行要求。准能矸电投产初期使用的是风水联合冷渣器, 采用单独风机供给冷却风, 换热后从两侧墙作为二次风送回炉膛。从运行情况来看, 运行安全性差, 经常在选择室, 甚至整个冷渣器内发生结焦而被迫停运。从运行中分析, 风水联合冷渣器对燃料的适应性差, 对煤质变化以及煤粒度的变化比较敏感, 而且排除细灰的能力也差, 运行过程对冷渣风的需求量偏大。每台炉配四台冷渣器都不能满足锅炉排渣的需要, 不能满足机组的安全稳定运行, 是制约锅炉连续运行的突出问题。因此, 为了适应燃料的要求, 就必须对冷渣器进行改造。

1.1.1 气槽式冷渣器的应用

气槽式冷渣器是在原有风水冷渣器的基础上, 不改变冷渣器的外形, 将原有风帽式布风板改为孔板式布风板, 并对各个室的隔墙进行了改造, 在布风板上砌铸了一定高度的气槽。正常运行时, 气槽内处于全流化状态, 不会出现大渣堆积现象, 对于煤种的适应性较强, 排细灰能力较风水联合冷渣器有明显改进, 而且对于冷渣风量的要求也有所降低。对四台冷渣器改造后, 锅炉连续运行了170多天, 很少出现超温现象, 基本上解决了锅炉的排渣问题。

1.1.2 滚筒冷渣器的投入

2007年两台炉分别在后墙料腿两侧加装了灵式滚筒冷渣器。滚筒冷渣器是靠渣与冷却水管之间的直接接触进行换热冷却底渣的。因此, 对于底渣粒度不是要求特别严格, 而且进渣口在后墙返料口两侧, 排除的大部分是细灰, 这对我厂入炉煤含灰量大, 燃烧后炉内细灰过多这一问题得到了有效地解决, 正常运行中可根据负荷来调节炉内灰浓度, 可以有效地提高床温、减少燃料量及降低厂用电率。

1.2 输渣系统的改进

投产初期锅炉输渣系统采用两级链斗加一级斗提的结构。一、二级链斗都采用链条与滚轮直接接触传动, 运行中经常出现磨损断链的情况, 不能正常运行限制锅炉出力。斗提机链条摆动幅度较大, 导向板磨损严重, 运行极不稳定。针对上述情况公司组织了输渣系统改造小组, 经过半个月的调研分析, 最终拿出一套方案对输渣系统进行了改造。就是将一级链斗拆除, 加长冷渣器旋转排渣阀出口管, 冷却后的底渣直接排进地沟里的二级链斗, 二级链斗改为滚动轴承传动力矩, 加大了灰斗的容量。对斗提机固定进行了重新校正固定, 将原来的导向板改为导向轮, 可以有效地减少链条的摆动。系统改造后运行效果良好、故障率大大减少、维护量下降, 很少出现限制机组出力问题。

1.3 拆除播煤风机

锅炉设计每台炉有两台播煤增压风机, 机组安装时每台炉安装了一台, 在投产后从来没有投运过。播煤风走旁路, 用一次风就能满足播煤用风。由于设计原因, 播煤风管拐弯过多, 使管道阻力过大, 而且播煤增压风机安装占地面积大, 堵塞了行走通道。基于上述原因, 将播煤增压风机拆除, 去掉原来的旁路管, 将热一次风引出管与炉前播煤风母管直接连接, 改造后降低厂用电, 减少设备检修维护量, 使系统简化。

1.4 气封系统的改造

气封系统采用汽轮机自密封系统。主要功能是高压气封用来防止蒸汽漏出汽缸, 造成工质损失, 恶化运行环境, 并且加热轴颈或冲进轴承使润滑油质劣化;低压轴封则用来防止空气漏入汽缸, 破坏凝汽器的正常工作。机组投产后, 气封压力高于正常运行值, 造成高压气封处冒汽, 润滑油质不合格。经过检查气封系统阀门没有内漏现象, 考虑到是高压气封齿间隙大所致。鉴于此种问题, 利用机组大修时间, 将高压气封齿间隙做了调整, 并且将高压气封漏气接到二号低压加热器的进气管上, 就是当气封母管压力高, 适当开启高压气封漏气到二号低压加热器, 这样可以维持气封母管压力正常。汽轮机的润滑油质也合格, 汽机厂房环境也得到改善。

1.5 水环式真空泵组系统的改造

本厂每台机组配有两台水环式真空泵, 水环式真空泵系统是一种性能优越的新型凝汽器抽真空系统, 由水环真空泵、低速电机、汽水分离器、工作水冷却器等部件组成。它用于抽吸凝汽器内的空气和不可凝结气体。水环真空泵工作效率的高低, 直接影响凝汽器的真空, 是否能保持最有利的真空, 对汽轮机的安全性和经济性有很大的影响。

在夏季运行时, 真空比较偏低, 用两台真空泵运行来维持凝汽器真空, 这样给机组安全, 经济运行带来不利。为此我们认真排查, 查找相关资料经过多次分析寻找原因, 发现真空泵的工作水温高引起的, 在设计时要求真空泵冷却器的冷却水温不高于20℃, 水压0.3MPa流量是20t/h, 而机组在设计安装时接的循环水, 夏季循环水温高达35℃左右, 真空泵的工作水温33℃, 严重影响真空泵的工作效率。为此将真空泵冷却器的冷却水改接为化学补给水泵的来水, 并且将真空泵的冷却器的冷却面积由8m2改为12m2, 真空泵的工作水温明显下降 (在夏季18℃) , 凝汽器的真空升高。经过改造后, 有一台真空泵运行就可以维持机组真空, 并且在相同工况下, 凝汽器真空比以前提高1.5KPa左右, 另一台真空泵可以投备, 这样达到安全经济运行的目的。

1.6 改造汽轮机主油泵的联轴器

汽轮机主油泵的联轴器设计是半挠性联轴器, 在机组投运后, 汽轮机转子膨胀, 引起转子向前后位移, 而主油泵的转子不能前后位移, 导致联轴器的接触部分运行一段时间就严重磨损, 曾经因为主油泵联轴器故障, 导致机组非停三次, 严重影响机组的安全经济运行。后来将主油泵半挠性联轴器改为刚性联轴器, 主油泵的出力未受到影响, 汽轮机的前箱声音正常, 主油泵的工作稳定。完全能保证机组的安全稳定经济运行。

2 启停炉的节油措施

CFB锅炉的启动是一个缓慢的过程, 在启动过程中不仅注意各受热面及汽包的膨胀问题, 而且启动过程保护绝热耐火浇注料也是控制的关键。因此, 在多种条件的限制下, 如何有效地节约启动用油、减少启动成本呢?

2.1 点火底料的配制:

点火启动时床面上的物料, 我们称为点火底料, 料度不易过大, 而且厚度视返料器内有无返料灰而不同。点火底料配制时还将考虑入炉煤的着火温度, 若是易燃煤, 点火底料就可稍薄些。综合考虑, 一般建议0-3mm的物料, 维持500-700mm即可。底料颗粒的大小是必须要关注的, 如分配不合理大的大、小的小, 就会在点火过程中出现“分层”现象, 严重时发生结焦事故。因为较大的颗粒不易流化停在床面上, 小颗粒经多次循环后很容易被烟气带走不再返回炉膛。

2.2 根据油枪出力, 配点火风。

保持点火风道及混合风室温度在1000℃以下, 保证火焰为亮黄色。根据烟温的变化来调节流化风量, 一般在不投煤时随着床温的升高, 流化风量在一定程度上可有所减小。

2.3 根据燃料特性, 选择合适的投煤温度, 及时停止油枪。

有些煤种在400℃时可着火, 因此, 没必要选择500℃以上投煤, 这样可提前加快床温温升, 而减少用油。当投煤后平均床温达到720℃以上, 应立即减少油枪出力, 及时停油枪运行。

2.4 及时投入炉底部加热。

先将水在除氧器内加热到90℃左右, 化验水质合格后向锅炉上水, 水上到点火水位后应立即投入炉底部加热来加热炉水。这样在其他准备工作完成后, 炉水已经有一定的温度。点火后炉水的预热就可以减少, 有效地节约了升温、升压时间, 节省了启动用油。

2.5 点火时不启动二次风机。

锅炉点火是采用床下点火方式, 没有床上燃烧器。燃料油燃烧所用氧分均是由一次风机供给, 点火启动在燃烧良好时, 热烟气经底渣过滤后进入炉膛, 含有的可燃物可以说是已经很少, 在炉膛上部不存在燃烧或燃烧很少。此时加入二次风, 对炉内整体温升起到制约作用, 不利于锅炉的快速启动, 经试验即使投入很小的二次风量也会延长启动时间。因此, 我公司点火过程中, 先不启动二次风机, 在投进煤或启动时安全可以保证, 经济性有所提高, 有效地减少了启动时间, 节省了燃油。

3 运行优化调整

3.1 床温的调整

床温是CFB锅炉运行调节的重要参数之一。过低时燃料不易着火燃尽, 易产生灭火;而过高则可能出现超温结焦, 同时使得脱硫剂的活性降低。所以运行中控制床温应综合考虑几个问题:

3.1.1 保证燃料良好着火, 提高燃烧效率;

3.1.2 保证脱硫温度合适 (一般在850-950℃) , 二氧化硫达标排放;

3.1.3 维持炉内安全, 不能出现结焦现象。运行中床温在保证安全、二氧化硫排放达标的情况下尽量提高, 床温高则炉内整体温度水平高, 高床温有利于燃烧效率的提高, 可以使炉内燃烧更加完全, 减少底渣与飞灰中可燃物的数量, 从而降低化学不完全燃烧损失。

3.2 床压的调节

床压是CFB锅炉控制的另一重要参数。过高时会影响床温、厂用电量、入炉煤量、冷渣器安全、炉内受热面的磨损等;而过低时, 可能出现沟流, 局部不流化等现象, 因此运行调节时必须保持在一定范围。经过运行调整, 根据我厂入炉煤特性, 我们将床压维持在4-5KPa时, 锅炉整体运行稳定, 床温可提高到900℃左右, 底渣、飞灰含碳量有明显下降, 冷渣器运行稳定, 炉内磨损缓解, 厂用电量每小时下降1000KWh左右。

3.3 主、再热气温的调节

主、再热气温正常运行尽量控制在540℃, 这样在其他条件相同时, 热效率可以提高。再热气温调节用烟气挡板, 尽量减小减温水量, 以提高汽轮机效率。我们知道, 提高气温有利于机组效率的提高, 但气温不可以无限的提高, 要受到金属材料特性的限制。这就要求我们操作人员如何在有限的范围内做好调整工作, 在这里稳定气温是关键。

3.4 炉膛负压的调节

运行中维持炉膛微正压。将炉膛出口处的压力提高到150Pa运行, 对提高炉内温度水平, 减少炉膛及尾部烟道漏风, 增加较细燃料在炉内的停时间, 降低引风机电耗等方面都有不同程度的改善, 可以提高锅炉效率。

3.5 二氧化硫排放的控制

运行中通过控制石灰石给料机的转速来控制石灰石的流量;当增加负荷时, 先加大石灰石量, 再加风加煤;减负荷时相反。通过控制床温保证石灰石在炉内的活性。通过控制炉膛负压及运行风速延长石灰石在炉内的停时间。

3.6 降低厂用电措施

维持低床压高床温, 保证入炉煤粒度、煤质, 采用滑压运行保持调门全开, 用一次冷风作冷渣风停运冷渣风机, 机组采用多阀运行, 低负荷低厂用电耗。

3.7 汽轮机启动时差胀的控制

汽轮机启动是金属缓慢加热的过程, 一般采用滑参数启动, 在启动过程控制差胀应采取以下措施:

3.7.1 送汽封必须在盘车状态下供, 一定将疏水疏尽, 送汽时间不要太早, 送汽温度按照规程要求结合缸温综合考虑, 使供汽温度与缸温匹配, 送汽压力不要太高, 把外界空气封住就可以 (一般在40Kpa左右) ;

3.7.2 根据缸温按照规程的要求选择适当的冲转参数;

3.7.3 按照规程要求控制适当的温升率 (一般控制主气温升率不超过1.5℃/min, 再热蒸汽温升率不超过2.0℃/min) ;

3.7.4 及时投入汽缸加热装置, 控制金属温差在规定的范围内;