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煤泥泵送系统 详细说明

作者 : 上海中石泵业有限公司   文章来源 : /    时间:2017-02-27

煤泥泵送系统

1系统概述

方案设计燃用选煤厂洗选副产物煤泥、矸石与中煤组成的混煤,煤泥以泵送方式通过管道经由布置在锅炉两侧墙上的四个煤泥喷枪把煤泥喷射进入炉膛密相区,煤泥给入口距锅炉布风板约2.6米(锅炉左、右侧墙各2只)。煤泥泵送系统设置为三段输送系统,第一段为洗煤厂煤泥压滤车间制备及贮存;第二段为从压滤车间经普通皮带输送设备输送至煤泥仓;第三段为煤泥泵送系统。煤泥输送系统按4×300MW机组容量设计,设计输送能力为400吨/小时。煤泥泵送系统设备选用上海中石泵业有限公司产品。每台锅炉各配置一套煤泥泵送系统,每套系统由四条煤泥泵送管线组成,每条管线包括料仓螺旋、料斗、混合螺旋、煤泥水份调节系统、煤泥泵、除杂装置、喷枪、液压动力包等,四条煤泥泵送管线共用一个煤泥仓、仓底滑架及冲洗水加压泵。

煤泥喷枪装置

本工程燃料包括煤泥,分四种工况掺烧煤泥,煤泥掺烧量从0~25%BMCR。

本工程共设置四只煤泥枪,四只煤泥枪分别布置于锅炉的两侧墙上,煤泥喷枪装置标高为10130mm,煤泥喷枪与水冷壁为固定连接。

煤泥喷枪装置主要由煤泥喷枪管、外套管、墙盒、密封装置、球阀、插板阀和紧急泄放装置等组成。煤泥喷枪的头部为螺纹连接,运行时,煤泥从喷枪中心管进入炉膛。每个煤泥喷枪的额定出力为9.3t/h,四只煤泥喷枪的额定出力为37.2t/h,每只煤泥喷枪的出力为20t/h,当一台煤泥泵出现故障时,单台煤泥泵可以带满负荷煤泥量。

煤泥管道:用于输送煤泥的管道上应设有厂用压缩空气、清扫水、逆止阀、控制阀、伴热装置和膨胀节,单只煤泥枪的煤泥管道流量为20t/h,额定流量为9.3t/h,额定压力3kgf/cm2,温度约20℃,煤泥管道不属于锅炉厂供货范围。

墙盒处密封风:锅炉运行中,当煤泥喷枪抽出或停止投运时,需向墙盒内通入密封风,以防止物料倒灌入煤泥喷枪外套管或者堵塞煤泥喷枪,墙盒密封风来自一次风,密封风设计压力为0.2kgf/cm20.34 kgf/cm2。密封风温度约为280℃。密封风接口法兰DN200mm(管径Φ219x6),密封风管道应配有金属软管、手动截止阀和手动止回阀。每只煤泥喷枪密封风的流量为2470Nm3/h,正常流量为1650 Nm3/h。

雾化风:为使煤泥均匀的进入炉膛,在煤泥管和外套管之间设有雾化空气,使经过雾化的煤泥均匀的喷入炉膛,以利于煤泥于炽热的物料混合、燃尽。设计的雾化空气压力为3kgf/cm27 kgf/cm2。雾化空气温度约为200℃。雾化风接口法兰DN125mm(管径Φ133x4),雾化风管道不属于锅炉厂供货范围。如果雾化风流量小于低值(由差压计测出),煤泥喷枪就要停止运行,雾化风管路应设有手动截止阀、快关阀、差压流量计、控制阀、金属软管、和止回阀。

每只煤泥喷枪雾化风的额定流量为1590 Nm3/h,流量为1908 Nm3/h。

煤泥喷枪密封用压缩空气:密封风由于煤泥枪的密封,其接管为Φ45x3,锅炉运行时无论煤泥喷枪是否处于运行位置,都应投运该密封风(煤泥喷枪抽出时除外),以保证密封套清洁和保护密封盘根,该风来自厂用压缩空气,其压力为3~7 kgf/cm2。每只煤泥喷枪密封用压缩空气的额定流量为100 Nm3/h,流量为120 Nm3/h。

煤泥枪冲洗水:煤泥枪冲洗水用于煤泥枪停用时煤泥枪的冲洗,其接口法兰为Φ240/Φ168,冲洗水额定耗量30t/h,耗量35t/h,冲洗水压力3kgf/cm2,煤泥枪较长时间停用时,须将煤泥枪冲洗干净。

2设备规范

2.1煤泥泵规范见表109

2.2配套设备规范见表110

2.3煤泥仓规范见表111

2.4仓内滑架设备规范见表112

  2.5料仓螺旋规范见表1132.6混合螺旋规范见表114

4 工艺描述

每炉各设置一台煤泥料仓,两料仓均布置在煤泥泵房内,每仓有效容积250m3,直径为6米,煤泥从带式输送机通过进料隔栅进入煤泥料仓,煤泥通过滑架卸出料仓。滑架通过液压动力包液压驱动,液压动力包,功率为45kW。煤泥卸出料仓后,通过料仓螺旋和滑槽送入料斗。在每个卸料螺旋罩上安装水份探头,根据水份测定值,控制水加入料斗,煤泥与水在料斗下面的混合螺旋内混合后,混合螺旋将煤泥送入煤泥泵中,通过煤泥泵将煤泥泵入锅炉煤泥喷枪。在煤泥泵出口附近设有一个带40mm格栅的除杂装置以防止异物进入喷枪,造成堵塞。

每座煤泥仓下设4套卸料螺旋、料斗、混合螺旋及煤泥泵。煤泥泵采用高压煤泥双缸柱塞泵型式,每台煤泥泵的正常出力为9m3/h,为20m3/h,正常出口压力为57.4bar,泵出口压力为90bar,系统出力根据锅炉燃烧煤泥的需要可实现实时调节。煤泥泵送系统出力为每炉36m3/h,60m3/h,并满足在一路煤泥泵或一个喷枪故障的情况下其余三路煤泥泵和喷枪能够满足煤泥系统出力。煤泥卸料螺旋、混合螺旋及煤泥泵均采用液压驱动,液压动力包型号为HA 110ESP,功率为110kW。

煤泥喷枪设有密封风、煤泥雾化加热空气、压缩空气、煤泥枪清洗水接口,煤泥枪密封风为热一次风,煤泥雾化采用加热的压缩空气,煤泥枪清洗水源采用――设计为出灰专业搅拌水,待定。煤泥管道和煤泥枪间通过软管连接。煤泥管道上设有冲洗水接口,在煤泥系统需较长时间停运时需将煤泥管道冲洗干净,设有煤泥管道冲洗系统,通过煤泥管道冲洗泵,将煤泥管道冲洗至煤泥仓内,部分煤泥放至煤泥泵房内地沟,通过排泥泵送至沉煤池。在每个管道系统从煤泥泵到喷枪安装两个冲洗连接。一个冲洗连接直接安装在煤泥泵后,另一个冲洗连接安装在煤泥喷枪前的管道末端。每个冲洗连接有一个DN50的球阀。

煤泥系统控制、联锁、保护功能均在控制系统内完成。每套煤泥系统采用一套PLC控制。控制装置采用PLC。控制柜按放置在煤泥泵房,密封等级为NEMA4,并采取措施保证柜内的控制装置工作在合适的温度。控制系统除可在现场控制和监视外,还在主控室DCS的CRT上进行监视并接收DCS的指令采用DCS集中自动控制。煤泥料仓料位信号送入输煤程控的煤泥皮带连锁。

4.1煤泥仓

煤泥通过由皮带输送机输送到煤泥仓中。煤泥从皮带输送机上落到料仓顶部的格栅从而进入料仓。煤泥通过滑架卸出料仓。滑架通过液压动力包液压驱动。煤泥仓料位通过超声波探头和旋转式探头进行料位控制。为避免由于溅泥而造成故障,料位探头配备一个自动水冲洗设备(在冲洗时电磁阀开)。冲洗可以在自动模式下调整冲洗间隔,而且如果需要冲洗可在就地OP上或集控室内直接激活。

在煤泥泵房内,共安装了10个超声波料位探头。在同一时间,只能同时冲洗两个探头。除此以外,每个煤泥仓还安装一个用于监测料位的旋转式探头。

为了控制煤泥水分,煤泥仓内的煤泥可通过安装在仓顶下部的多孔管喷水(在喷水时电磁阀开启)。喷水可以在自动模式下调整喷水间隔,而且如果需要喷水可在就地OP 上或集控室内直接激活。

4.1.1料仓料位报警联锁一览见表115

4.2 滑架

滑架通过连接杆连接到液压驱动缸。滑架在仓底前后移动。滑架覆盖整个仓底区域并将物料推入仓底的4个卸料开口。物料从这里落入料仓螺旋的槽内。

滑架运动的始末端安装有两个限位开关,用来监视滑架的运行状况,当滑架由于异物阻塞滑架未能到达其起始或末端位置,则滑架运动的方向通过压力开关给出的信号而改变(检测到压力达3 秒钟)。原因可能是限位开关故障或异物阻塞滑架移动(卡住)。滑架未到达其起始或末端位置将被记录。在三次尝试到达起始或末端位置失败之后,将发出“滑架运行监控”故障信息,滑架和料仓螺旋停止。

4.2.1滑架具有自动复位功能,正常停运时,滑架将自动回到其起始位置(被异物阻塞除外)。

4.2.2滑架具有自动润滑功能,其润滑工作由系统专配的滑架中央润滑系统完成。当滑架启动后,中央润滑系统便收到一个运行信号,该信号激发一个润滑循环间隔(时间间隔需经调试设定)。

此外,也可从现场OP上以手动模式实现临时对连接点的手动润滑。滑架润滑采用脂润滑方式,

当润滑分配器的限位开关确认分配器活塞都给出其润滑量,则中央润滑系统的润滑油泵自动停运。如果在设定的时间内(分钟)限位开关没有给出信号,中央润滑系统的润滑油泵自动停运并给出错误信息。润滑油罐的料位和中央润滑系统油脂泵的电机也被监控。一旦出现故障,将在给出信息同时停止中央润滑系统。由中央润滑系统润滑的部件在出现故障信号后将继续运行,但故障必须尽快检查消除。

4.2.3 料仓滑架由液压动力包驱动,液压动力包由液压油箱、液压油泵、吸油滤清器、低压滤清器以及液压油冷却器等部件组成。油箱油位、液压油温、滤清器清洁程度均可在液压动力包上显示,也可以在就地控制柜OP上显示或给出信号。

当液压油温达到设定值时,液压油风冷却器将自动开启。当液压油温度达到80℃(暂定)时,将给出报警信号。当超过90℃(暂定)时,发出“液压油过热”报警,同时停止滑架运行。液压动力包的电机将继续运行以给液压油降温。

油箱的油位通过一个模拟量料位探头监控。当油位低于设定值时给出报警信号。如果油位继续降到低低位时,“低油箱油位”故障信号将在就地控制柜的OP 上显示,同时停止动力包的驱动电机。

驱动电机带有过负荷保护,当发生电机过热时,“液压电机过热” 故障信号将在就地控制柜的OP上显示,同时停止驱动电机。

通过急停联锁或就地控制柜上急停按钮,可紧急停止液压驱动电机。“急停故障”信号将同时给出。

在液压油进入油泵的进油管路上有一个截至阀,这个截至阀的开位置通过限位开关监控。如果信号被截断,故障信息将给出并停止驱动电机。

4.3 给料螺旋及煤泥泵

4.3.1料仓螺旋

4.3.2料仓螺旋功能

料仓螺旋将煤泥输送到料斗中。料仓螺旋采用液压电机驱动。螺旋旋转方向可在就地模式下改变(反向运行只能在就地OP面板上实现)。

料仓螺旋的出口可通过闸板阀手动关闭。闸板阀安装在料仓螺旋出口之下。在通常运行时,闸板阀是打开的。只有在维护时才关闭。闸板阀的状态由行程开关监控。料仓螺旋通过位于煤泥泵上的中央润滑系统自动润滑。

料仓螺旋的速度根据料斗内料位控制(PID 控制)。料位设定点的输入可在就地面板上进行。螺旋转动通过行程开关监控。如果在一个预先设定的时间行程开关没有检测到螺旋运动,则料仓螺旋停止(如果料仓螺旋停止后未继续运行,则滑架也停止)。给出“螺旋运行监控”故障信息。

料斗布置在料仓螺旋和混合螺旋之间,料斗上装有可调整煤泥含水量的加水装置,此外还配备一台超声波探头用于连续料位控制。

为了避免由于溅泥而造成料位计失灵,料位探头配备自动水冲洗设备(在冲洗时电磁阀开启)。冲洗间隔可以在自动模式调整,如果必要冲洗可以在就地OP 或主控DCS上直接启动。在泵房内有10 个超声波探头,在同一时间只能同时冲洗两个探头。

4.3.3料斗料位报警联锁一览表见表116

4.4混合螺旋及煤泥泵

4.4.1 混合螺旋功能

双螺旋混合螺旋将煤泥与水混合,预压缩并输送到煤泥泵。预压缩可增强煤泥泵泵缸的进料比例。每根螺旋由同步液压电机驱动。混合螺旋通过位于煤泥泵上的中央润滑系统自动润滑。旋转方向可以在就地模式通过液压回路的电控阀转换(搅拌螺旋反向运行只是在手动操作模式下(OP)可行)。螺旋转速可根据煤泥泵输送速度调节,在手动运行模式下,螺旋转速只能在控制柜的OP上进行。螺旋转动通过行程开关监控,如果在预设的时间没有检测到螺旋运动,料仓螺旋,混合螺旋和煤泥泵停止运行(如果在料仓螺旋停止后未重新运行,滑架也停止),同时发出“螺旋运行监控”故障信号。

煤泥的水份通过料仓螺旋末端的探头检测。如果煤泥含水量太低无法泵送,水将通过专门的水份调节系统投加到料斗中,接着搅拌螺旋将水混合到煤泥中。每个功能组都有其自己的水份调节系统,水份调节系统主要由隔离电磁阀,加水调节阀和一个控制调节阀的流量计组成,当水份检测探头探测煤泥水份含量低于设定值时,将自动开启电磁阀、调节阀;煤泥水份满足要求后,水份调节装置将自动停止加水。在紧急情况下,该调节装置也可通过手动阀手动加水。煤泥调节水源采用循环水。水从一个中央点分配。

4.4.2 煤泥泵功能

煤泥泵是带S摆管的双缸柱塞泵,通过液压动力包液压驱动,煤泥泵双缸通过相互反向运动方式组合起来,即驱动缸的活塞杆受液压驱动而进出,驱动缸驱动输送活塞在输送缸中前后运动,两个驱动缸以相反方向运动,返回的输送活塞把物料从料斗中吸出,同时前进的输送活塞把煤泥推过S转换摆管和压力接头进入输送管,然后驱动缸活塞向相反方向运动;当S转换摆管转换时,极限位置由控制器通过弧块限位开关监控,控制器监控S转换摆管的转换信号和接近开关的信号之间的时间差。如果S 摆管在设定的时间未达到其另一末端位置,煤泥泵、料仓螺旋和混合螺旋停止(如果料仓螺旋停止后未继续运行,滑架也停止)并给出“s 摆管阻塞”的故障信息。

煤泥泵从一个缸末端到另一端的时间也被监控。如果在设定的时间未达到另一侧末端,料仓螺旋,混合螺旋和煤泥泵也将停止(如果料仓螺旋停止后未继续运行,滑架也将停止),同时发出“泵运行监控”的故障信号。

在自动模式下,煤泥泵的输送速度由操作人员通过主控DCS煤泥系统画面中的“煤泥泵输送速度”设置面板输入,指令通过硬接线向煤泥控制系统发出。在手动(就地)操作时,输送速度可在就地控制柜的OP 上设定。电动输出调节使用电液压阀控制从油泵到驱动缸的液压油流量。增加油量即增加驱动缸速度,进而增加煤泥泵输出。(备注:搅拌螺旋的转速必须按照煤泥泵速调节。反泵只是在手动操作模式(OP)下才可进行。如果混合螺旋也运行,则也需要反向运行。)

4.4.3 煤泥泵具有自动润滑功能,煤泥泵通过安装在煤泥泵上的中央润滑系统提供润滑脂。中央润滑系统由润滑油箱、润滑油泵、 润滑油分配器、安全阀和润滑油管等部件组成。中央润滑系统具有自动润滑功能,当中央润滑系统连接的单元启动时,中央润滑系统就收到一个操作信号,该信号激活一个润滑循环间隔,润滑油系统工作时,润滑油泵通过润滑油分配器将润滑油从润滑油箱中泵入连接的润滑点,润滑时间间隔可在中央润滑油泵的控制卡上设定。此外,在手动模式下从就地OP 可以执行对中央润滑连接设备的手动临时润滑。

中央润滑系统还能对润滑过程进行自动监控。在润滑油分配器内有一个限位开关,当它确认的润滑油分配器都流出了充足的润滑油流量时,润滑油泵将自动停止工作。如果在设定的时间里没有收到来自限位开关的信号,中央润滑系统将自动停止润滑油泵并给出故障信息。

润滑油箱的油位和润滑油泵的电机都被监控。一旦出现故障,将给出故障信息并关闭中央润滑系统。中央润滑系统润滑的部件在出现润滑故障信息后仍可在短时间内继续运行,但故障要尽快消除。

4.4.4 卸料螺旋、混合螺旋及煤泥泵由液压动力包驱动,液压动力包由液压油箱、液压油泵、吸油滤清器、低压滤清器以及液压油冷却器等部件组成。油箱油位、液压油温、滤清器清洁程度均可在液压动力包上显示,也可以在就地控制柜OP上显示或给出信号。

当液压油温达到设定值时,液压油风冷却器将自动开启。当液压油温度达到80℃(暂定)时,将给出报警信号。当超过90℃(暂定)时,发出“液压油过热”报警,同时停止滑架运行。液压动力包的电机将继续运行以给液压油降温。

油箱的油位通过一个模拟量料位探头监控。当油位低于设定值时给出报警信号。如果油位继续降到低低位时,“低油箱油位”故障信号将在就地控制柜的OP 上显示,同时停止动力包的驱动电机。

驱动电机带有过负荷保护,当发生电机过热时,“液压电机过热” 故障信号将在就地控制柜的OP上显示,同时停止驱动电机。

通过急停联锁或就地控制柜上急停按钮,可紧急停止液压驱动电机。“急停故障”信号将同时给出。

在液压油进入油泵的进油管路上有一个截至阀,这个截至阀的开位置通过限位开关监控。如果信号被截断,故障信息将给出并停止驱动电机。

4.5 煤泥管道和除杂装置

每台泵给一个喷枪提供煤泥。在除杂装置后有一个回到煤泥仓的支管。煤泥的流向通过手动闸板阀调整。

在每条煤泥输送管路上均安装有一个除杂装置。由于煤泥泵是专门设计用于泵送高含固率的煤泥,其本身可通过小于泵出口管径2/3尺寸的杂物。为了防止较大块的杂物进入下游的管道和煤泥喷枪中,造成泵送系统运行故障,因此在煤泥泵后的煤泥输送管道上设有一套FKA 200型杂物分离装置,用于分离煤泥中携带的杂物。

除杂装置的进口和出口配备的压力传感器,可监测煤泥通过时除杂装置的压差p(进口压力-出口压力)。当管道中携带的异物被分离格栅截住时,则隔离装置的压力损失增大,当除杂装置的压差p大于9bar时,给出报警信号,当除杂装置的压差p大于12 bar时,料仓螺旋、混合螺旋和煤泥泵停止运行(如果料仓螺旋停止后没有继续运行,滑架也停止)。这时必须打开除杂装置,清除杂物。为清洁格栅,在除杂装置后面安装两个闸板阀,闸板阀可手动开关,闸板阀的开关状态由限位开关监控。在正常运行状态下,一个闸板阀保持开启,另一个闸板阀关闭。如果没有闸板阀限位开关发来的开启信号,煤泥泵包括混合螺旋和料仓螺旋(如果料仓螺旋不再运行,还包括滑架)停止。

煤泥管道的压力通过两个压力探头监控。为监控煤泥喷枪前压力,在输送管道末端安装有一个压力测量装置,当煤泥喷枪前压力超过允许压力(即大于1.5Mpa)时,煤泥泵包括混合螺旋和料仓螺旋(如果料仓螺旋不再运行,还包括滑架)将停止运行。在长时间停机时,为了避免煤泥管道内的压力超过允许值(即10 Mpa),除杂装置后的两个闸板必须打开。

在每套泵送系统连接煤泥泵到煤泥喷枪之间的管道上安装有两个冲洗口。一个冲洗接口直接安装在煤泥泵后,另一个冲洗接口安装在煤泥喷枪前的管道末端,每个冲洗接口均装有一个DN50 的球阀。在煤泥泵后或喷枪前的冲洗接口,可连接高压泵冲洗管道。冲洗方向指向到煤泥仓并调整闸板阀以调整流向。在冲洗时,煤泥泵在“停止”位置(S 摆管在输送缸前末端位置,液压动力包运行但阻断液压系统,以便输送缸内活塞不能被压回)。

4.6 冲洗水

为保持滑架密封和料位探头清洁,在煤泥泵房内设计有两套冲洗装置,分别冲洗滑架密封和料位探头,两套冲洗装置公用一个供水系统,该供水系统由两台冲洗增压泵、缓冲罐(15L、1.2 Mpa)、管道及其附件组成,两套冲洗装置分别有自己的压力调节阀以控制冲洗水压力(滑架密封冲洗水压为1.2 Mpa、料位探头冲洗水压为0. 6Mpa ),冲洗水的流量可在冲洗点采用斜座阀调节。

冲洗水源采用工业水。增压泵控制可由#1炉煤泥泵送系统的料仓就地控制柜实现。冲洗增压泵的出水压力通过一个压力探头控制和监控。当泵出水压力低于设定值时,增压泵自启动。如果在给定的时间,压力不能达到设定值,系统将发出报警信号,报警后,煤泥系统仍可继续运行,但故障要尽快检查消除。

5日常维护要点

1)滑架

2) 螺旋输送机6 煤泥喷枪抽出步骤:

1)关闭输送系统。

2)关闭煤泥喷枪尾部的闸板阀。

3)关闭雾化风。

4)增加墙盒处密封风。

5)增加煤泥喷枪密封用压缩空气。

6)通过排放阀清除输送管内残留的煤泥。

7)拆除插板阀上游的管路。

8)打开密封装置处的固定件。

9)松动密封装置处的紧定螺钉直到喷枪能够活动。

10)抽出煤泥喷枪至链条锁定位置。

11)关闭球阀。

12)关闭煤泥喷枪密封装置处的密封风。

13)松开密封装置与球阀的连接法兰。

14)煤泥喷枪连同密封装置一同抽出(再次安装煤泥喷枪时,应检查石棉盘根,若不宜继续使用,应更换)。

煤泥泵送系统,煤泥泵,煤泥柱塞泵是上海中石泵业的主要产品。

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