火力发电厂运煤系统设计优化和节能降耗

唐德强

（秦能齐源电力工程设计有限公司济南分公司，山东济南 250101）

1 火力发电厂的节能与降耗

火力发电厂的节能降耗是优化我国经济资源和战略资源的重要举措，是实现可持续发展和节能的核心。火力发电厂的节能应该成为能源节能的核心。燃煤电厂节能的关键是降低能源消耗。煤炭作为电厂的“燃料”，约占电厂总成本的70%。这是发电企业效率高低的关键，也是企业实现经营目标的关键。同时，运煤系统占地面积大、加工设备多、总功率高。因此，煤炭输送系统是电厂节能的关键之一。

火力发电厂运煤系统建设的主要内容是电站规划、方案设计、设备选型和生产管理。设计是工程的基石，节能是运煤系统设计的基本要求。设计必须符合国家政策和规定。在节能方面，以能源经济为主体，学习世界上的先进创新理念，并对发电厂运煤系统安全稳定运行进行综合分析。

2 火力发电厂燃煤运煤系统概述

火电厂燃煤运煤系统是将煤从卸料场运到煤场，从煤场运到锅炉煤仓的输送系统。煤炭运输系统通常包括拖车、滑轮、煤带式输送机和粉碎机等。一般情况下，运煤系统可以自动完成整个运煤过程，为火力发电厂提供大量的优质煤炭资源，确保发电设备正常运行。运煤系统是电厂的重要组成部分，因此，电厂运煤系统是否能够稳定、可靠地运行，是决定发电系统能否正常运行的关键。因此，对电厂的煤炭运输、设计、设备选型和设备维护都有很高要求。近年来，随着电子信息技术的不断发展和科学技术的进步，电厂燃煤输送设备和系统正逐步走向自动化、科技化和智能化。电厂自动化的整体水平得到了提高。

3 电厂运煤系统存在的问题

3.1 输送带问题

如果输送带很窄，运煤系统将无法正常工作，这主要由以下原因造成：①设计不合理，当物料进入运煤系统输送带时，会发生碰撞；②安装托辊时皮带两侧张力不同；③由于卸料装置安装不当，导致皮带两侧强度不一致。此外，滑脱也是常见现象，会导致输煤系统磨损，甚至引起火灾。

3.2 人为因素造成的问题

由于电厂燃煤输送系统的特殊性，操作人员和技术人员必须具有较高的专业素质和实践经验。但是实际情况，燃料电厂工作人员的整体质量和安全意识都很低，经常忽视相关的规章制度和业务规则，大大增加了燃煤电厂的安全风险。

3.3 区域控制问题

电厂运煤系统正常运行过程中会产生大量粉尘，如果这种情况得不到控制，会严重威胁工人健康，引发其他危险。煤粉极易燃，如果空气中煤粉含量过高，可能会引起火灾或爆炸，给企业造成不可估量的损失。在粉尘环境中，很多设备的使用寿命也受到影响。

3.4 煤炭特性

燃煤发电厂中，如果煤炭较潮湿，在原煤运输过程中输送带可能会发生堵塞，影响正常运煤。此外，部分煤炭长期存储后，增加了自燃的可能性和发生火灾的风险。

3.5 环境因素引起的问题

电厂运煤系统是一个大系统，完全暴露在外部环境，受到外部环境严重影响，无法正常运行。如果有冰雹，剩余的煤很可能会坍塌；干旱和霜冻也可能影响系统正常运行，使煤炭无法正常运输，对电厂正常发电产生不利影响。

4 电厂运煤系统的优化设计

为优化运煤系统设计，重视节能要求，煤炭系统的设计方案应充分借鉴国内外先进设计理念，符合建设节能社会的要求，符合环保要求，创新优化设计。

输煤系统的优化设计是整个发电厂工艺系统的优化设计。输煤系统主要包括卸煤设备、皮带机械、煤过滤器和磨煤机等配套设备。煤炭运输系统的设备分布广泛，系统运行引发诸多问题，工作环境复杂，流程困难。因此，电厂运煤系统需要综合优化。煤炭运输系统的主要过程是将煤炭运输到相应设施中，然后将其运输到储存地点。煤场中的煤由带式破碎机输送到格栅破碎机，然后由格栅破碎机输送到前部破碎机。电厂运煤系统存在的主要问题是煤场自燃造成的损失、筛分装置效率低，以及运输过程中煤粉过多。因此，有必要分析这一过程存在的问题，提出具体措施。

4.1 尽量减少煤炭运输系统的运输链

每次运煤都存在粉尘、磨损、堵煤等问题。如果系统工作不正常，功耗将会增加。因此，煤炭运输系统应根据工厂的实际情况尽可能简单化。降低运煤系统的故障率和能耗。

4.2 严格管控煤场煤的储存量

一般来说，锅炉中储存的煤的最大数量是20 d，使用挥发性褐煤时，储存时间不得超过15 d，产能过剩可能导致煤炭自燃。

4.3 运煤系统过程中的筛煤机

筛煤机选型必须准确，设备必须适应系统使用。许多煤炭运输系统在筛分和研磨系统中存在缺陷。因此，为提高运煤系统效率，需要一种适合实际煤质的筛分装置。

4.4 运煤系统

我国传统的运煤系统主要采用人工控制或部分集中控制。目前，可以充分利用PLC 系统来提高运行的连续性和效率。

上述方式极大优化了运煤系统，形成高效、灵活和自动化的运煤系统。

5 发电厂运煤系统的节能降耗

中国资源丰富，然而，由于人口众多，人均资源利用率低，节能难度很大。燃煤发电站是发电和能源消费的重要组成部分，节能势在必行。

5.1 减少运煤系统的电力损耗

5.1.1 节能降耗的意义

（1）降低发电成本，具有可观的经济效益。

（2）电站运煤系统还可以节约能源和资源。

（3）响应国家低碳生活和节能号召。

5.1.2 电厂运煤系统能耗分析

目前，我国煤炭运输系统的能源消耗主要包括煤炭运输设备的消耗和电力消耗的修正。在各种用电方式中，设备运行能耗最高。

5.1.3 电厂燃煤处理系统中的浪费

在电厂输煤系统运行中，电能浪费是非常重要的问题。

（1）运煤系统设计不合理。这种情况往往是由整体设计错误、设备选择不当等原因造成的。在企业管理和规划中，存在很多问题，如煤炭的装载、煤炭的储运暴露、煤炭转运点的设计不合理等，导致运煤系统的机械设备不能在正常负荷下运行，造成电力浪费。

（2）缺乏经济性。在电厂煤炭运送系统中，部分人员缺乏节约意识，导致资源和能源巨大浪费。

5.2 节能措施

（1）合理设计运煤系统。本文的主要目的是优化设计，节约能源，即电厂在设计运煤系统时，应选择合适的设备设施，减少通道切换造成的长期不平衡。煤炭管理系统的操作安排在同一时间，减少设备操作和煤炭系统的启动时间，降低设备的操作时间。根据实际需要和操作模式，减少能源消耗，尽可能简化工作流程。

（2）节约理念。发电本身是一项非常昂贵的活动，电厂必须坚持节能理念。只有培养员工的节约意识，才能实现节能降耗，营造效率最大化的工作氛围，实现资源节约。

（3）提高操作人员的技能。为了提高培训的质量和效果，不仅要注重理论，而且要关注现场调查、操作员培训、业务原则和方法训练。在火力发电厂设备操作实践中总结经验和教训，熟悉各种设备的使用方法，缩短设备运行时间。

（4）完善照明系统的电源管理。照明的安全性和成本效益是一项重大挑战，许多发电厂的照明设施必须持续运作。然而在某些情况下，受设备工作时间和照明的要求，前灯必须关闭。

（5）加强除尘设备管理。除尘设备应与照明设备相同。使用后立即停止电源，直到下一次启动。这可以降低除尘设备的能源消耗，是一项重要节能措施。

5.3 煤炭运输系统的节能

在运煤系统的设计中，应尽可能采用可靠的检测技术和设备，提高系统的机械化水平和自动化水平，提高运煤系统的可靠性和安全性。同时，应研究性能检测设备的特点，积极采用新技术，选用最先进的辅助设备，优化节能。新技术、新设备和新应用材料应在技术和经济上加以证明。在运煤系统设计中，采用了一系列节能技术和设备，实现了节能。

（1）起重机设备的耗电量是电厂总耗电量的重要组成部分。利用变频技术调整供电车辆和旋转设备的频率变化，提高启动和制动性能，是最有效的节能降耗方法。

（2）输送带采用Y 系列电机，提高电机效率。通过降低启动电流，选择发动机功率的正常值，可以缩小发动机的选择范围，也可以反复增加功率，节省发动机消耗。

（3）永磁体的优点是采用稀土材料，永磁体无磁场运动，具有节能、磁场稳定、结构简单和重量轻等特点。在相同的技术经济条件下，与电磁铁相比，永磁体具有节能优点，值得推广。运煤系统采用永磁消除器，设备配置减少约100 kW，年节能80 万千瓦。电网电价为0.27 元/（kW·h），每年可节省21.6 万元。

5.4 燃料管理和控制装置的设计和改进

节能的最后一步是对生产链的控制和管理。除上述系统外，运煤系统的设计还应明确监测设施和生产管理，以方便燃煤电厂的管理、供应和需求，以及运煤系统运行，节省能源。

（1）改进燃料管理和控制设计。监测设施的建立和完善，以及创新管理模式的创建，可以有效管理和运营燃料发电厂，了解煤炭分布，设计最好的燃料采购计划，减少能源消耗。

（2）制定设计规范，增加设备使用，节约能源。运煤系统的设计应明确煤炭运输系统的能耗指标，相应的运行要求和运煤生产方式，为控制煤炭运输系统的能耗提供评价标准。系统及其运行方式不合理，都不能保证能源的有效利用。在运煤系统正常、安全生产过程中，避免停机故障对人员和设备的损害，节约能源。

6 结语

煤炭运输系统的优化设计是为了节约能源。对电厂运煤系统的设备运行优化，做好工艺优化、设备配置、输煤系统设备选型等。大力推进智能系统建设，为煤炭运输系统使用创造条件，大量节约能源。