燃料输煤采制样及计量系统改造可研报告.docx

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燃料输煤采制样及计量系统改造可研报告

公司LOGO

技术更新改造项目可行性研究报告

项目名称：

燃料输煤采制样及计量系统改造

建设单位：

XXXX有限责任公司

编制：

XXXXXX

审核：

XXX

审定：

XXX

批准：

XXX

2009年10月31日

技术更新改造项目可行性研究报告

项目名称

燃料输煤采制样及计量系统改造

项目性质

重大技改

可研编制人

XXXXXX

负责部门

XX生产技术部

项目负责人

XXX

一、项目提出的背景及改造的必要性：

1、XX公司燃料采样及计量系统简介：

（1）XX公司铁路入厂煤采用人工取样方式，取样后送至计量中心进行煤样制备及化验工作，结合二期铁路改造项目，将在三台翻车机前安装火车自动化采制样设备。

（2）在海运入厂煤系统T-5机房安装一套由沈阳机械（集团）有限责任公司生产的SQ2001型取样机，通过就地手动控制进行入厂煤取样，取样后送制计量中心进行煤样制备及化验工作。

（3）铁路入厂煤采用100吨双台面微机轨道衡进行计量，称量精度动态优于千分之三，静态优于千分之一，通过专业机构定期检衡来保证称量量精度。

（4）海运入厂煤通过在BC-4皮带安装一台拉姆齐17系列电子皮带秤，动态累计误差小于±O.25％，采用人工挂链码的方式来定期进行精度检验。

（5）发电A厂#1、#2机组通过在#3/1A、B皮带新改造安装两台江苏赛摩集团生产的自动化采制样机来完成入炉煤的采制样工作，该设备于2009年上半年正式投入运行。

（6）发电A厂#1、#2机组通过在#3/2A、#3/2B安装两台拉姆齐17系列电子皮带秤来完成综合入炉煤称量，动态累计误差小于±O.25％，采用人工挂链码的方式定期进行精度检验。

2、目前存在的问题：

2.1海运入厂煤取样设备：

（1）只有取样部分，没有制样部分，不满足火力发电厂运煤设计技术规程（DL/T5187.1-2004）相关要求；

（2）设计工艺简单，采样代表性不强，不符合煤炭机械化采样国家标准的相关规定，无法对入厂煤煤质进行有效的监督，在有供需双方有争执的时候无法无法保证需方的合法权益。

（3）设备整体密封极差，输煤栈桥冲洗水易渗入，影响化验数据真实性；

（4）根据不同的运行方式，海运煤存在直接入炉的运行方式，煤质化验数据不准确，将无法对燃煤的混配掺烧提供评价依据；

（5）没有自动化功能，只能手动控制取样，工作效率很低，且人为影响因素大；

（6）结合二期工程海运输煤系统将增设1万吨筒仓一座，为了保证取样的实时性，采制样设备应安装在筒仓之前。

2.2海运入厂煤计量设备：

（1）在实际生产过程中，海运入厂煤计量数据经常高于水尺检测数据，无法对入厂煤水尺检斤进行有效的监督，无法保证需方的合法权益。

（2）采用人工挂链码校验方式，校验工作繁重，高空作业，作业风险增加，且校验误差增大，无法满足入厂煤计量要求，不满足火力发电厂运煤设计技术规程相关及火电厂燃料平衡导则的相关要求；

（3）计量装置处于室外，除皮带护罩外无避风雨装置，且处于沿海地区，设备老化程度加剧，同时大风天气也会影响计量精度；

（4）结合二期工程海运输煤系统将增设1万吨筒仓一座，为了保证入厂煤炭计量的实时性和准确性，应将计量设备安装在筒仓之前。

2.3入炉煤计量设备：

（1）早期安装，皮带秤逐渐有老化趋势，计量结果不稳定，已不能为计算锅炉煤耗及节能管理提供数据保证；

（2）因处于斜坡皮带，每次校验链码因悬挂位置、平整度都发生变化，不能较完美的模拟运煤流量，校验误差很大；

（3）采用人工挂链码校验方式，校验工作繁重，效率低下，每次人工搬运链码，作安全风险很大；

（4）公司大型管控模式，A、B厂共同使用一个煤场，A、B厂入炉煤计量准确性是完成XX公司燃料闭环管理重要数据之一。

综上所述，海运入厂煤取样、计量设备及入炉煤计量设备存在较多的问题，影响采样及计量的精度，已不符合燃料管理的要求。

XX公司高度重视燃料采制化和计量工作，致力于打造燃料管理的闭环控制，优化掺烧比，提高燃料管理水平和经济效益，促进公司最大限度节能降耗。

所以，对XX公司海运运入厂煤取样、计量装置及入炉煤综合计量装置进行改造十分必要。

二、国内外调研报告：

1、皮带自动化采制样设备国内解决方案及应用情况

1.1国内解决方案

目前国内皮带采样分为二级采样和三级采样。

二级采样常用于物料粒度和流量都较小的情况。

三级采样通常用于物料粒度和流量都较大的情况。

二级采样设备通常适用于流量不超过2000吨/小时，粒度不大于100mm的煤。

电厂运煤系统中通常采用二级采样系统，其工作流程如下：

（1）通过初级采样机（以预设的采样频率）将采到的样品送到皮带给料机然后到破碎机，将其破碎100%通过4目，95%通过8目。

样品送到另一个输送机然后通过二次采样机获得最终样品，最终样品收集在防尘防水的收集器中，然后送到最终测试的试验室中。

（2）制样系统中皮带给煤机的主要作用是在系统中进行样品的输送,提供连续、均匀稳定的样品料流。

给煤机采用全封闭式，减少煤样和水分损失；配用皮带头部清扫器和自清洁式尾部滚筒；给料机上设有料流整形板，可方便调整给料流量的大小；给料机尾部设有螺旋张紧装置。

（3）制样系统中的破碎机的作用是将样品破碎到要求的粒度，用于缩分器进行进一步的缩分。

摆动式锤头，可双向使用；在破碎机进料口设有可调式缓冲整形板，调节平衡风作用，防止煤样和水分的损失；采用了易打开式结构，便于维护清理。

（4）缩分器有刮板式（切取式）和往复式两种，分别用于从输送胶带上煤流或下落煤流中采取试样。

（5）样品收集器设计用于储存最终样品，采用防尘密封结构设计，避免了样品的污染和水分的损失。

根据需要可选择四罐、八罐、十二罐和十六罐等多种形式的样品收集器。

（6）余料返回系统余料返回系统作用是将采样系统中的弃料返回主料流，通常有斗式提升机、螺旋输送机、皮带输送机等几种形式。

1.2自动化取样机在国内电厂的应用情况

自动化取样机在电力系统的应用已经非常广泛，如国华北京热电有限公司、国华盘山发电有限公司、准格尔发电公司、华能太仓发电厂、国电常州发电厂、上海吴泾发电厂、富拉尔基电厂、沙角B电厂、嘉兴发电厂、国华台山发电有限公司等等。

生产自动化取样机的厂家有江苏赛摩集团、北京通尼科技有限公司、长沙开元有限公司、青岛三能电力设备有限公司等。

其中XX公司入炉煤自动化采样机于2009年初完成改造安装，通过国家检定机构检定后投入运行，设备为江苏赛摩集团生产的自动化取样机，该装置安装于3/1A、B皮带中部，自投运以来，设备运行比较稳定，故障率低，未发生过较大缺陷，能够按照设计要求采集出具有代表性的样品。

如下图所示：

2、皮带计量及检验设备的国内解决方案及应用情况

2.1皮带计量设备的国内解决方案

（1）电子皮带秤和核子皮带秤是当前对皮带输送物料进行动态计量累计的两大主流计量设备。

在国内，电子皮带秤的应用从20世纪60年代开始，其后经历了设计结构和技术水平不断优化更新的发展过程。

而核子皮带秤的应用是从80年代开始，虽然在应用时间上落后了大约20年，但一度有后来居上的趋势，在一些单位曾被大量地、广泛地应用。

（2）电子皮带秤主要由主要全悬浮式称重桥架、测速传感器、数字转换器、积算器四部分组成。

其工作原理为：

称重桥架装有的称重传感器检测皮带上物料重量，送入数字转换器，转换器将传感器模拟量转换为数字量，送入积算器；测速传感器将皮带输送机的速度信号也送入积算器；积算器把接收到的速度信号及重量信号进行处理，得到物料的累计量及瞬时流量。

2.2电子皮带秤检验

电子皮带秤作为一种动态连续计量仪表来说，其使用的精确度除了与产品质量、安装位置和质量有关外，周期性检定是保证电子皮带秤使用精确度的最有效手段。

目前使用的主要校验手段有挂码校验、链码校准及实物校验三种方法：

（1）挂码校验是将用标准的砝码施加到秤架上模拟物料的对称重桥架的作用力，通过计算相应的理论重量和皮带秤示值相比较来实现对皮带秤的校准。

这种校准方式方便。

（2）校验链码由一系列重量均等的滚子及其连接装置组成，皮带运行时，滚子在皮带上原地转动，链码的重量可以模拟物料对称重系统的作用力，通过计算相应的理论重量和皮带秤示值相比较来实现对皮带秤的校准。

这种校准方式更接近实物运行的状态，在无安装实物检验料斗秤时可以替代实物校验。

（3）实物检测装置的工作原理是当胶带输送机上的物料经过电子皮带秤称量后进人称重料斗，经过称量后物料通过出料设备返回到输送系统中去。

将实物检测装置与皮带秤所显示的物料重量进行比较，从而达到校验皮带秤的目的。

为了保证实物检测装置的准确性，该装置配有标准砝码，用于自身精度的核准， 实物校验是对电子皮带秤进行校准的最可信方式。

3、电子皮带秤在火电厂的应用情况

在火力发电厂，动态累计误差小于±0.125%及±0.25%电子皮带秤得到广泛的应用，其校验方式主要采用自动循环链码校验及实物校验两种。

如国华盘山发电有限公司、准格尔发电公司、华能太仓发电厂、国电常州发电厂、嘉兴发电厂、国华台山发电有限公司、国华宁海发电有限责任公司等。

其生产厂家主要有江苏赛摩、北京通尼、北京春树、铜陵三爱思等。

三、可行性方案：

1、海运入厂煤自动化采制样机改造方案

1.1采样方式确定：

目前主流的皮带采制样设备有两种安装方式，分别为皮带中部和皮带头部。

其中皮带头部适用于大批量煤样，多用于煤矿和码头等，而且皮带头部需要较大的空间。

皮带中部采制样装置为成熟的设备系统，各大厂家设备系统均由采样机、给煤机、破碎机、缩分器、样品收集器、余煤回送装置（斗式提升机）和电控系统组成。

整个采制样系统采用全密封设计以满足物料损失和水分损失的标准要求。

电厂多采用中部采样。

我公司出力为1500吨/小时，海运入厂煤取样装置确定为中部取样装置，采用二级采样方式根据样品需要采用6罐样品收集。

1.2安装位置确定：

因二期工程需要（见下图），对海运运煤系统进行优化设计，增加一万吨筒仓一座，同时配套出入筒仓皮带两条，分别与海运BC-3、BC-4皮带交叉，入厂煤既可以直接进入筒仓，也可以直接送入煤场，为了保证所采子样具有代表性，那么取样装置只能布置在入筒仓与BC-3皮带的交叉之前，既二期新增加转接机房2之前的BC-3、BC-2、BC-1三条皮带的某个区域。

对BC-1、BC-2、BC-3皮带结构进行比较如下：

（1）BC-1皮带顺岸水平布置，主体支架高度为4.74米，主要是用来接受卸船机所卸煤炭，其大部分处于卸船机作业区域内，不适合在此皮带上安装任何大型设备。

（2）BC-2皮带提升角度为3.638度，水平长度为75.5米，主体支架高度分别为1.99米、2.75米、3.513米。

BC-2皮带支架最高高度为3.513米，但因其位于BC-2皮带头部区域及BC-3尾部区域，安装有盘式除铁器及BC-3皮带配重装置，没有足够的空间安装自动化取样装置，也不符合中部采样的要求。

（3）BC-3皮带提升角度为5.51度，水平长度为522米，主体支架高度分别为：

支架1为2.639米、支架2为3.215米、支架3为4.366米、支架4为5.517米、支架5为6.668米、支架6为7.819米、支架7为8.394米。

其侧视简图如下：

通过简图可以看出，在支架3到支架4之间的区域，即可满足典型的自动化取样装置的安装，且处于入筒仓与BC-3皮带交叉点之前，能够满足入厂煤进入筒仓或直接经过BC-4皮带进入煤场的两种运行方式的需要。

2、海运入厂煤计量设备改造方案

2.1电子皮带秤及其校验方式的确定

电子皮带秤属于自动衡器，其准确度等级表示方法和静态衡器不一样，根据国家标准GB/T7721-1995《电子皮带秤》可知：

电子皮带秤的准确度分为四个等级，表示符号为：

（0.25）级、（0.5）级、（1.0）级、（2.0）级。

若用于商业贸易结算，应选择精度较高的设备，如（0.25）级、（0.5）级，若用于企业内部核算，可选择（0.5）级、（1.0）级或（2.0）级电子皮带秤，而海运入厂煤计量主要是用于矿方与电厂之间的贸易结算监督，故应选择精度较高的设备，根据当前火电厂燃料管理的需要，在条件允许的情况下，应优先选择（0.25）级电子皮带秤，而对于（0.25）级高精度电子皮带秤，在条件允许的条件下，应优先选择皮带秤实物校验装置。

2.2电子皮带秤安装位置确定

与上述自动化取样装置同样，因增建筒仓影响，为了保证入厂煤计量准确性，电子皮带秤也只能布置在入筒仓与BC-3皮带的交叉之前，既BC-3、BC-2、BC-1三条皮带的某个区域，根据通常皮带输送机对秤的影响因素列表对比如下：

影响因素

皮带输送机

BC-1

BC-2

BC-3

给料均匀性

卸船机卸煤受料皮带

基本均匀

基本均匀

皮带速度

2.5米/秒

2.5米/秒

2.5米/秒

皮带输送机滚筒中心距

115米

75.5米

522米

皮带输送机断面的形状

平直

平直

有曲线段

皮带输送机倾角

0°

3.638°

先水平后5.501°

托辊槽型角

30°

30°

30°

直线段长度

0米

50米

200米

皮带拉紧装置

滚筒配重垂直拉紧

滚筒配重垂直拉紧

滚筒配重垂直拉紧

接料点

多个接料点

单接料点

单接料点

卸料设备

无

无

筒仓入煤皮带犁煤器

秤体支撑

落料点处振动大

振动小

振动小

针对列表对比中部分存在差异的因素进行说明如下：

（1）皮带长度：

皮带输送机过短，秤架离装料点及排料点太近，称重精确度也要受影响；皮带输送机过长（例如超过150m），皮带张力值增大，当运行条件变化时，张力值的改变更大；长皮带的均匀性，皮带的跑偏量等也难满足称量的要求，对称量精确度较高的皮带秤来说，曾有规定要求皮带长度不要超过200m。

（2）皮带输送机断面形状有水平式、倾角不变的倾斜式、带凸弧曲线段（即先倾斜向上后水平）的和带凹弧曲线段（即先水平后倾斜向上）的皮带输送机。

水平皮带输送机和倾角不变的倾斜皮带输送机最适于称重；带凸弧曲线段的皮带输送机可以进行称重，但称量精确度稍低；带凹弧曲线段的皮带输送机也可以进行称重，但称量精确度更低一些，因为在曲线段部分有物料时皮带尚能贴紧托棍，没有物料时，受皮带张力的影响，部分皮带被抬起离开托辊，破坏了空皮带状况下的皮带秤零点平衡。

（3）接料点：

通常皮带输送机只有一个装料点，此时皮带张力值较为稳定，BC-1皮带为卸船机卸煤受料皮带，卸料点随着卸船机的移动而移动，且两台卸船机2个卸料点，这两种情况皮带张力值就会有较大变化。

（4）卸料设备：

皮带输送机上安装有犁煤器，这对称重精确度影响很大。

犁煤器工作时需紧压在皮带上，使皮带张力有较大变化，特别是当秤架位置与卸料小车相距较近时，这种影响更为明显。

所以通常不推荐在有卸料小车的皮带输送机上安装皮带秤。

如果实在需要安装，秤架位置与卸料设备的极限位置相距不应小于15m。

经过上表的综合比较，BC-2在皮带输送机的长度、断面形状、倾角、卸料设备、接料点等方面均占有优势，故BC-2皮带为最理想电子皮带秤安装区域。

2.3皮带秤实物校验装置的安装位置确定

皮带秤实物校验装置的安装位置取决于实物检测系统中的称重仓容积和现场的建筑结构。

根据原电力部电安生[1993]457号文件规定：

用实煤校验时，校验的煤量不小于输煤皮带运行时的最大小时累计量的2%，XX海运运煤系统的处理为1500吨/小时，所以选用实物校验称重仓应至少为30吨，经过与多个生产厂家沟通得知，具备30吨称重仓的实物校验系统的安装尺寸长宽高约为6.8米、6.8米、5米。

综合现场建筑结构，只有BC-3皮带头部区域具备这样的条件（见上文BC-3皮带侧视简图，其中支架4为5.517米、支架5为6.668米，支架4-5之间的间距为11.9米，满足皮带秤实物校验装置结构安装，同时也满足实物校验不能超过三个转接点的计量规定。

综上所述，海运入厂煤计量装置确定方案为：

在BC-2皮带尾部区域装设0.25级电子皮带秤一台，在BC-3头部区域支架4及支架5之间安装实物校验装置一套。

3、入炉煤计量设备改造方案

3.1电子皮带秤安装位置的确定

原入炉煤综合计量设备安装在陆运输煤#3/2A、B皮带的尾部，顺煤流方向其前方设备为A、B路二合一的缓冲仓，其后方为#3/1A、B皮带（有凹曲线段），#1、#2碎煤机、#2A、#2B皮带（有凸曲线段），相对而言，#3/2A、B（平直提升）区域安装入炉煤综合计量皮带秤是合理的，无须再另行确定安装位置。

但因该皮带提升角度为14.68°，中心距为142.9米，根据GB/T7721-1995标准，对于倾角大于6°小于18°的皮带，宜选用1.0级皮带秤，为了提高运行使用中的精度，满足企业内部结算，应提高一级使用0.5级的皮带秤。

3.2电子皮带秤选型及校验方式的确定

（1）因#3/2A、B皮带区域下方为除灰设备厂房，前方为二合一缓冲仓，无法安装实物校验装置，如果在#3/2A、B皮带后方安装实物校验装置，既实物先通过称重仓在将实物回流至皮带秤，因受回流设备斗式提升机的影响，难以满足皮带处理在20%~80%之间的流量对皮带秤进行校验。

（2）国家计量检定规程中固定：

“使用中检验应使用实际使用物料进行，对于难以经常使用物料进行使用中检验的皮带秤，使用中检验可以使用模拟载荷装置替代实际物料进行使用中检验。

其条件是模拟载荷装置的试验结果必须是“按模拟载荷试验的要求经物料试验修正后的试验结果”。

并明确规定：

“通常可用循环链码等重复性达到0.1%的模拟载荷装置对0.5级皮带秤、1级皮带秤和2级皮带秤进行使用中检验。

”由此可见，在国家计量检定规程中是将循环链码作为重复性达到0.1%的模拟载荷装置，因而可以对0.5级皮带秤、1级皮带秤和2级皮带秤进行使用中检验。

综上所述，入炉煤综合计量装置改造最终确定方案为：

在#3/2A、B皮带尾部安装两台0.5级电子皮带秤，同时安装两台循环链码校验装置。

四、工程规模和主要内容：

1、海运入厂煤取样及计量改造项目构成

1.1设计审查工作

（1）根据现场情况，针对海运入厂煤取样机、电子皮带秤及其实物校验装置的设备和布置形式进行设计，图纸审核；

（2）针对海运入厂煤取样机、电子皮带秤及其实物校验装置厂房及其配套照明、给排水、消防、工业电视等进行设计，图纸审核；

（3）取样机、电子皮带秤及其实物校验装置制造、出厂验收、发运及现场开箱验收。

1.2安装调试工作

（1）海运入厂煤取样机、电子皮带秤及其实物校验装置厂房建设及其附属设备及设施安装；

（2）主体设备安装，相关动力电缆、控制电缆、通讯电缆的敷设接引（动力电源从海运#1变电所接引，通讯电缆先接入海运#1变电所，再通过已有光缆备用纤芯转接到燃料集控楼上位机，控制电缆接到T1机房控制箱）；

（3）就地设备上电调试，远方监控设备（含工业电视监控）调试；

（4）整机试运验收；

2、入炉煤计量改造项目构成

2.1设计审查工作

（1）根据现场情况，针对入炉煤电子皮带秤及其循环链码校验装置的设备和布置形式进行设计，图纸审核；

（2）入炉煤电子皮带秤及其循环链码校验装置制造、出厂验收、发运及现场开箱验收；

2.2安装调试工作

（1）入炉煤电子皮带秤循环链码校验装置基础施工；

（2）主体设备安装，相关动力电缆、控制电缆、通讯电缆的敷设接引（动力电源从#2转运站动力盘处接引，通讯电缆分别接入#2转运站远程PLC柜及输煤集控室）；

（3）就地设备上电调试，远方监控设备（含工业电视监控）调试，整机试运验收。

3、检定验收移交

（1）由厂家专业技术人员对运行、检修及设备管理人员进行培训，编制运行及检修规程；

（2）由具备资质的检定机构对海运入厂煤取样及计量装置、入炉煤综合计量装置进行检定，并出具检定报告，整体验收并移交。

五、工程实施进度计划

1、外部条件落实情况：

不涉及征地、拆迁、赔偿等。

2009年12月末，完成项目可研最终论证工作，确定改造方案，项目通过上级批准。

2、项目招标时间安排：

2010年3月初，完成技术改造项目的招标和合同的签定。

3、项目实施计划

（1）方案论证、确定时间：

2009年10月初－12月末（2个月）

（2）设备制造（订货）时间：

2010年3月初－5月末（2个月）

（3）检修施工时间：

2010年5月初－8月中旬（3个月）

（4）试运行、培训时间：

2010年8月末（10天）

（5）竣工验收及结算时间：

2010年10月末

六、投资估算及设备、材料明细表：

（1）投资估算表单位：

万元

工程前期费

0

施工费

60

设备费

206

其它费

30

材料费

0

工程总投资

296

其中：

施工费包括厂房建设、设备安装费用及其相关其它费用。

（2）设备、材料明细表：

见附表

七、预期效果：

1、海运入厂煤取样及计量设备完成改造后将实现：

（1）海运入厂煤取制样将符合煤炭机械化采样国家标准，能够准确化验船运入厂煤质量，减少人为因素的影响，为机组经济运行提供真实、可靠的数据；

（2）消除船运入厂煤热值对计算发电煤耗的影响，清楚人工采样对热值的影响，提高煤耗计算的准确程度，对船运入厂煤煤质进行监督，发现入厂煤管理中存在的问题，及时采取改进措施；

（3）与火车入厂煤化验数据、入炉煤化验数据进行对比，合理确定不同煤种掺烧比例，核算燃料损耗，降低燃料成本；

（4）对海运入厂煤水尺检测进行有效的监督，出现争议能够有理有据，维护需方的合法权益。

2、入炉子煤计量设备完成改造后将实现：

（1）符合火力发电厂燃料平衡导则的相关要求；

（2）自动循环链码校验方便、安全，可在运行中适量增加校验次数，保证运行中皮带秤的精确度；

（3）为发电A厂两台锅炉正平衡计算煤耗提供准确、合理的计量数据。

八、部门审查意见：

同意

签字：

XXX

年月日

九、主管领导意见：

同意

签字：

XXX

年月日

附表

海运入厂煤采样设备、材料明细表

单位：

万元

序号

设备名称

规格型号及生产厂家

单位

数量

单价

总价

1

初级采样头

台

1

2

给料机

台

1

3

破碎机

台

1

4

缩分器

台

1

5

样品收集器

台

1

6

斗提机

台

1

7

电气控制柜

套

1

8

触摸屏

台

1

8

钢结构

套

1

9

不锈钢溜槽

套

1

10

工控机

套

1

合计

46

11

动点摄像机

台

1

3

3

12

光端机

台

2

0.5

1

合计

4

13

动力电缆

米

800

0.005

4

14

通讯电缆

米

800

0.12

15

安装耗材

1

合计

5.12

总计

55

海运入厂煤计量设备、材料明细表

单位：

万元

序号

设备名称