原煤倉落煤管堵塞原因分析及解決方案

摘要：摻燒煤泥后，原煤倉落煤管堵塞。經(jīng)過分析原因，制定改造方案，改造后效果明顯。

關(guān)鍵詞：原煤倉落煤管 堵塞 改造

隨著煤炭價格不斷攀升，燃料成本也不斷升高，發(fā)電企業(yè)效益逐步降低。為了扭轉(zhuǎn)這一被動局面，本廠經(jīng)過調(diào)查研究，決定試摻燒煤泥，降低發(fā)電成本。在試驗過程中，原煤倉落煤管經(jīng)常發(fā)生堵塞，造成粉倉粉位低，制粉單耗升高，磨煤機鋼球消耗增加。僅2011年4-11月份，因原煤倉落煤管堵塞造成粉倉粉位低，被迫降負荷投油穩(wěn)燃，增加燃油消耗380噸。經(jīng)過改造原煤倉落煤管和加裝疏堵裝置，原煤收到基全水在15%以下未發(fā)生堵塞?？梢哉J定此次改造較為成功。

1 改造前運行狀況

1.1 設(shè)備簡介

鍋爐是東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG445/13.7-Π1型超高壓、一次中間再熱、單汽包、自然循環(huán)、集中下降管、全鋼構(gòu)架，∏形懸吊式露天布置。設(shè)計煤種為貧煤，收到基低位發(fā)熱量20.89 Mj/kg、灰份27.08%、全水份9.2%。每臺鍋爐配置兩套鋼球磨中間儲倉熱風(fēng)送粉制粉系統(tǒng)，每套制粉系統(tǒng)對應(yīng)一個原煤倉。原煤倉容積為214m3，內(nèi)壁為內(nèi)襯不銹鋼，原煤倉下部為圓形截面雙曲線式。原煤倉落煤管至下部電動閘板門為圓錐形煤斗，閘板門內(nèi)徑670mm，下部落煤管為600×600 mm方形管，給煤機進料口上部有600×600mm法蘭口徑，進入給煤機皮帶縮小為寬約450mm長方形口，占用帶寬約450mm。進料電動閘板下法蘭距約1370mm。每個原煤倉對應(yīng)一個給煤機，給煤機為計量式膠帶給煤機，皮帶為：環(huán)形裙邊膠帶；帶寬800mm帶速0.48m/s。進料口設(shè)置電動閘板閥，給煤機變頻調(diào)速控制方式，給煤機設(shè)有皮帶防跑偏報警、堵煤報警、斷煤報警、斷鏈報警和腔內(nèi)超溫報警功能。見附圖。

1.2 運行狀況

自2011年4月份開始進行煤泥摻燒試驗，通過摻燒試驗，證明鍋爐對燃料有適應(yīng)性，摻燒煤泥是完全可行的。但是，原煤倉落煤管堵塞幾率大大提高，依靠電磁振打和人工敲擊難以解決問題，僅2011年4-11月份，被迫增加燃油消耗380噸，磨煤機經(jīng)?？展捱\行，造成球耗率大幅上升，而且在給煤機落料管發(fā)生堵塞時，全靠人工疏通，不但加大了工人的勞動強度，而且增加了系統(tǒng)潛在的事故隱患，鍋爐調(diào)整極為困難，參數(shù)超限現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，降低了鍋爐使用壽命。

原煤倉落煤管堵塞原因分析：

1.2.1 原煤成分的影響。煤中含有一定量的粘土、碳酸鹽、黃鐵礦等礦物質(zhì)，他們構(gòu)成燃煤的灰分。其中粘土能吸收水分散成膠體粒子，呈糊狀，具有粘結(jié)性。因此，粘土礦物含量的高低及性能對燃煤粘結(jié)性影響很大，含量偏高時常常導(dǎo)致原煤粘結(jié)堵塞。煤的平均粒徑越小，細粉多，比表面積大，表面自由焓高，顆粒間的作用力大，內(nèi)力強，其宏觀表現(xiàn)即為煤的粘結(jié)性強，比如煤泥。

1.2.2 原煤倉落煤管段的結(jié)構(gòu)型式：落煤管段的常用

結(jié)構(gòu)型式有矩形截面管和圓形截面管。矩型截面落煤管壁四角附近原煤受“雙面摩擦”和擠壓的作用，易長期粘接在四角，在同樣半頂角的情況下，較圓形截面落煤管更易積煤。特別是在煤粒含水量較大、煤泥含量較高、團聚性很強的情況下，煤在落料管內(nèi)的流動就更加困難，結(jié)拱堵塞的幾率就大大增加。從結(jié)構(gòu)上來說，圓形截面落煤管堵塞幾率相對較小。

1.2.3 落煤管材質(zhì)的影響：常用的有普通碳鋼和不銹

鋼。使用普通碳鋼制作，管道內(nèi)壁易銹蝕，表面粗糙，造成煤粉在其表面附集，尤其是煤的水份在8%～12%時，更容易在管壁上黏結(jié)，使下煤阻力增大造成落煤管堵塞。不銹鋼板自身的硬度較低，耐磨性較差，但它與物料的摩擦系數(shù)比普通鋼低30%，滑動性好，故對煤流的阻力小，利于原煤的流動。從材質(zhì)方面來說，落煤管宜使用不銹鋼材質(zhì)。

1.2.4 本廠落煤管堵塞的原因：一個在給煤機入口閘板門下部0.5-1.5m區(qū)域，造成此段堵塞的主要原因：給煤機入口電動閘板門內(nèi)徑為670mm，下部為700*

700mm方形管漸縮為600*600mm的方形管，此處漸縮的落料管內(nèi)煤在豎直方向膨脹、水平方向壓縮，應(yīng)力呈被動塑性狀態(tài)，隨著落料管出口尺寸的減小，壓力越來越大，煤顆粒之間及煤與筒壁之間的摩擦力增大，在燃煤中煤泥含量超過25%時，由于煤泥顆粒在0.2-1mm之間，煤顆粒之間極易發(fā)生團聚現(xiàn)象，特征尺寸將顯著增大，所以發(fā)生此段堵塞。另一個位置在給煤機皮帶上部落煤口處，主要原因：落煤管由600*600mm方形管漸縮為600*

450mm矩形管，落煤管內(nèi)的原煤被壓縮呈團聚現(xiàn)象，原煤在落煤口處與給煤機皮帶打滑，不能將原煤輸送至磨煤機內(nèi)。

2 改造的方案

為了解決原煤倉下煤過程中發(fā)生的堵塞問題，調(diào)研其他電廠的解決堵塞的經(jīng)驗。2011年12月對#1爐#1原煤倉落煤管進行改造，改造的方案如下（附圖）：

2.1 使用原煤倉清堵機。其原理是在落煤管的內(nèi)壁安裝兩個刮刀，上下對稱布置，通過電動機經(jīng)減速機帶動落煤管內(nèi)的刮刀轉(zhuǎn)動，使煤流運動，清除落煤管內(nèi)貼壁、積聚，形成煤拱。刮刀采用合金鋼鍛件制造，高強耐磨，使粉煤同時向心和向下雙向渦動，煤流連續(xù)順暢。使用原煤倉清堵機有幾點好處：首先刮刀貼近倉壁運動，原煤被攪拌后變得疏松，流動性增強；其次是刮刀在落煤管內(nèi)做360度旋轉(zhuǎn)使原煤與倉壁處于分離狀態(tài)，無法形成煤拱；最后是刮刀為三維變截面流線設(shè)計，有一定的扭曲度，類似汽輪機的末級葉片。這樣刮刀運行時，對原煤產(chǎn)生下壓力，由原來的重力下煤，變?yōu)閴毫ο旅?，變被動為主動?/p>

2.2 將原煤倉下煤的方形管拆除，替換成煤倉清堵機。

2.3 將給煤機電動插板門位置，移至清堵機下部，用于給煤機檢修時的隔離作用。

2.4 清堵機下法蘭至原煤倉落煤口采用直徑600mm的圓形管道。從管道結(jié)構(gòu)上減小堵塞的幾率。

2.5 清堵機刮刀延伸至給煤機電動插板門處。增大清堵機的工作范圍。

2.6 改進給煤機落煤口擋板，適當(dāng)擴大皮帶上部擋煤截面。按設(shè)計規(guī)范計算：800mm皮帶輸送機考慮充滿系數(shù)后，配用600×600mm落煤口截面為0.36mm2，按0.48m/s帶速，最大輸送能力為80t/h。按目前煤質(zhì)，135MW機組選用的給煤機正常輸送量應(yīng)在50-65t/h，現(xiàn)場給煤機存在約23%富余量，實際需要落煤口截面應(yīng)該不少于0.28m2，考慮到落煤不均勻性和落煤中心度，沿皮帶走向采用500×650mm的矩形擋煤口（落煤口截面0.325m2），煤層輸送厚度不變。

3 改造后的效果

改造后，#1爐#1原煤倉落煤管下煤情況好于#1爐#2原煤倉落煤管。通過2011年12月7日至2012年2月9日統(tǒng)計#1爐兩臺給煤機斷煤次數(shù)，#1爐#1給煤機斷煤1次，累計時間60分鐘；#1爐#2給煤機斷煤175次，累計時間527分鐘。其中#1爐#1給煤機斷煤60分鐘因堵塞位置在清堵機上部，刮刀不能對堵塞點進行清堵。在煤質(zhì)水份高于15%時，原煤粘度較高，落煤管下煤量受到影響，煤量波動較大，平均煤量在30噸左右，此種情況在統(tǒng)計時間內(nèi)共發(fā)生19次。

2012年4月份，我廠又對剩余的三個原煤倉落煤管進行了改造，改造的方案和#1爐#1原煤倉落煤管基本相同。2011因原煤倉落煤管堵塞，粉倉粉位低，被迫減負荷投油穩(wěn)燃，消耗燃油380噸，2012年消耗19噸，同比減少361噸燃油消耗。根據(jù)以上統(tǒng)計情況，可以認定此次原煤倉落煤管改造較為成功。

經(jīng)過近一年的運行，發(fā)現(xiàn)原煤倉落煤管改造存在一些問題，還需要進一步的完善和改造，問題如下：

①刮刀變形。在運行中發(fā)現(xiàn)刮刀的末端發(fā)生變形，原因是刮刀末端的厚度為10mm，強度不夠，致使其變形。將刮刀末端厚度增加為20mm解決此問題。

②給煤機電動插板無法關(guān)閉。在刮刀作用力下原煤進入插板閥殼內(nèi)，原煤積聚板結(jié)，插板無法關(guān)閉。

③給煤機電動插板閥至落煤口間堵塞。幾個原因：此段材質(zhì)使用普通鋼，內(nèi)壁較為粗糙，原煤貼壁；插板閥至落煤口之間沒有刮刀清堵的作用；冬季時，原煤凍結(jié)在此處?？梢圆捎酶鼡Q成管道材質(zhì)和在外壁裝設(shè)伴熱帶、加裝保溫的方法解決此問題。

④在原煤含煤泥量高時，會產(chǎn)生頻繁斷煤的現(xiàn)象。跟換電機的轉(zhuǎn)速，由原來的1000rpm增高為1500rpm，頻繁斷煤現(xiàn)象有所好轉(zhuǎn)。

參考文獻：

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