45T/H流化床鍋爐防堵煤研究及應(yīng)用

潘景福 韓元培(開(kāi)封龍宇化工有限公司 開(kāi)封杞縣 475200)

鍋爐給煤系統(tǒng)堵塞是困擾鍋爐安全運(yùn)行的的一個(gè)世界性老大難問(wèn)題，由于循環(huán)流化床鍋爐對(duì)連續(xù)供煤要求更為苛刻，一但滅火恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，所以這一問(wèn)題在循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中尤為突出，當(dāng)原煤中水分較高時(shí)其黏性增大，造成鍋爐頻繁斷煤，輕則使得鍋爐運(yùn)行參數(shù)不穩(wěn)定，增加運(yùn)行操作難度，嚴(yán)重時(shí)直接導(dǎo)致鍋爐滅火停爐，蒸汽供應(yīng)中斷，從而產(chǎn)生不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。

一、堵煤的原因

1.煤質(zhì)問(wèn)題

我公司所用的煤，入廠時(shí)水分一般都≥8%，入爐煤的水份最好時(shí)在6%左右。煤濕度大、煤黏度大等是堵煤現(xiàn)象容易發(fā)生的主要原因。特別是在夏季雨天，煤質(zhì)變得潮濕容易發(fā)生斷煤的情況。

2.煤倉(cāng)及給煤系統(tǒng)存在的結(jié)構(gòu)性問(wèn)題

我公司鍋爐煤倉(cāng)及給煤系統(tǒng)存在的結(jié)構(gòu)性問(wèn)題等使得堵煤情況更容易發(fā)生。由于煤倉(cāng)下部為錐形形狀，沿煤的流動(dòng)方向流通截面積逐漸變小,擠壓力變大,煤粒與倉(cāng)壁、煤粒之間的摩擦力也越來(lái)越大,但煤沿壁面流動(dòng)的重力分力則不變,故隨著煤的流動(dòng),錐形煤斗內(nèi)的等效流動(dòng)動(dòng)力越來(lái)越小，特別是在煤粒含水較大，煤的團(tuán)聚性很強(qiáng)的情況下，煤在倉(cāng)體內(nèi)的流動(dòng)就更加困難，結(jié)拱堵塞的幾率就大大增加。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況，堵煤的主要部位在最小截面積插板門以上1.5米的范圍，90%的堵塞發(fā)生在這個(gè)部位，還有10%發(fā)生在上部。一般情況下，上面堵煤是由于下部堵塞造成的，下部堵塞后，整個(gè)倉(cāng)體內(nèi)部原煤的流動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化。原本按整體流設(shè)計(jì)的煤倉(cāng)，逐漸改變?yōu)橹行牧鲃?dòng)狀態(tài)，中心流造成的直接后果是原煤在整個(gè)倉(cāng)壁形成粘結(jié)，倉(cāng)容積嚴(yán)重變小，堵塞更加嚴(yán)重。此現(xiàn)象的發(fā)生嚴(yán)重時(shí)會(huì)使鍋爐限出力甚至滅火，后果很嚴(yán)重。

為避免堵煤給鍋爐運(yùn)行安全帶來(lái)的嚴(yán)重后果，一般在設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)采取一些防止堵煤、掛煤、棚煤的措施，比如煤倉(cāng)轉(zhuǎn)角設(shè)計(jì)成圓弧狀，傾斜倉(cāng)壁與水平面夾角大于72°，煤斗下部設(shè)計(jì)成圓形，盡可能縮短落煤管長(zhǎng)度且把落煤管設(shè)計(jì)成直立圓形等。因我公司在設(shè)計(jì)鍋爐時(shí)給設(shè)計(jì)院提供的是禹州煤，煤質(zhì)水份≤3%，設(shè)計(jì)院根據(jù)所提供煤種，在設(shè)計(jì)給煤系統(tǒng)時(shí)上述各方面均未進(jìn)行優(yōu)化。綜合以上多種因素，我公司給煤系統(tǒng)更易發(fā)生堵煤事故。

二、防堵煤措施

1.完善清理棚煤、破壞煤流成拱

現(xiàn)有的空氣炮布置于煤倉(cāng)下部，當(dāng)下部棚煤時(shí)能得到較好的處理，下部棚煤清理后，棚煤成拱的位置到了空氣炮上部，致使現(xiàn)有的空氣炮無(wú)能為力，在每個(gè)煤倉(cāng)現(xiàn)有的空氣炮上部再增加兩臺(tái)空氣炮（如圖2），這樣，全倉(cāng)任何部位成拱都可以用空氣炮破拱，及時(shí)消除棚煤現(xiàn)象。

2.增加斜煤管振打裝置

目前在每個(gè)斜煤管上部已安裝有倉(cāng)壁振動(dòng)器，而這些振動(dòng)器對(duì)斜煤管下部堵煤的疏通效果欠佳，在煤倉(cāng)下部增加一組倉(cāng)壁振打器。

3.增加堵煤報(bào)警連鎖系統(tǒng)

目前鍋爐斷煤是依秤重給煤機(jī)的重量指示下降或回零來(lái)判斷，煤重回零后約十幾秒，給煤機(jī)皮帶上的余煤就完全輸送進(jìn)鍋爐，在這么短的預(yù)警時(shí)間內(nèi)根本無(wú)法防止斷煤的發(fā)生，堵煤嚴(yán)重時(shí)造成滅火的危險(xiǎn)很大。在每個(gè)斜煤管上部安裝一只煤流監(jiān)測(cè)器（S-A E或M-A E型），當(dāng)有斷煤或堵煤情況發(fā)生時(shí)，可及時(shí)報(bào)警并連鎖空氣炮和倉(cāng)壁振動(dòng)器，堵煤可提前5至10分鐘預(yù)警和處理，因堵煤不能及時(shí)疏通而造成滅火的機(jī)率降至幾乎為零。

4.實(shí)現(xiàn)振打裝置遠(yuǎn)程控制

倉(cāng)壁振打裝置增裝遠(yuǎn)程控制，并在與煤流檢測(cè)器連鎖的同時(shí)增加定時(shí)振打功能。以前當(dāng)斷煤發(fā)生時(shí)，要有人跑到到現(xiàn)場(chǎng)投上空氣開(kāi)關(guān)進(jìn)行振打，再爬上10米平臺(tái)用大錘敲打落煤管等部位，處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，往往會(huì)貽誤最佳處理時(shí)機(jī)。在堵煤頻繁時(shí)，要一直有人在現(xiàn)場(chǎng)守著振動(dòng)器空氣開(kāi)關(guān)，每隔幾分鐘振打一次，既無(wú)謂地耗費(fèi)了人力，也相對(duì)增大了不能及時(shí)疏通堵煤的風(fēng)險(xiǎn)。就地加裝控制箱后，可設(shè)定定時(shí)振打并能轉(zhuǎn)換遠(yuǎn)程控制，并同時(shí)與煤流檢測(cè)器連鎖，遠(yuǎn)程控制按鈕安裝在控制室內(nèi)，當(dāng)斷煤不頻繁時(shí)，可轉(zhuǎn)換為遠(yuǎn)程在控制室內(nèi)操作，大大縮短疏通時(shí)間。

5.增加油泵遠(yuǎn)程控制

把燃油泵的啟停由就地控制增加在鍋爐控制室遠(yuǎn)程控制，這樣，一但鍋爐滅火，將減少運(yùn)行人員跑到就地啟動(dòng)油泵所耽誤的時(shí)間，可在床溫較高時(shí)啟動(dòng)油槍，使床溫盡快達(dá)到投煤條件，鍋爐盡快恢復(fù)正常運(yùn)行。另外，鍋爐點(diǎn)火系統(tǒng)油角閥控制按鈕放在每臺(tái)爐的就地，這樣可避免投停油槍配合不當(dāng)造成的爆燃事故等。

6.濕煤摻渣

遇到煤棚煤質(zhì)較濕的情況，鍋爐經(jīng)冷渣機(jī)排出的爐渣與煤棚原煤按照一定比例進(jìn)行摻混，然后由皮帶送往煤倉(cāng)。有效緩解了煤水分大、易掛壁的問(wèn)題，利于煤的流通。

三、效果分析

通過(guò)研究采取上述一系列措施，應(yīng)用效果非常明顯，為處理爭(zhēng)取了時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了提前預(yù)判鍋爐堵煤情況，并能夠立即采取措施，將隱患消除在萌芽狀態(tài)，因堵煤、斷煤引起的鍋爐熄火事故由2013年的5次，降為2014年上半年的0次，1號(hào)和2號(hào)鍋爐未出現(xiàn)過(guò)因鍋爐斷煤造成熄火事故。

每次因堵煤引起的鍋爐熄火事故，影響生產(chǎn)時(shí)間平均為16 h，每小時(shí)影響產(chǎn)品產(chǎn)量2.1 t每次影響16×2.1=33.6 t，每噸產(chǎn)品價(jià)格按9000元，每次造成經(jīng)濟(jì)損失30.24萬(wàn)元。按照2013年鍋爐因堵煤引起的鍋爐熄火事故5次，全年節(jié)約資金30.24×5=151.2萬(wàn)元。

每次因堵煤引起的鍋爐熄火事故不僅影響產(chǎn)量，而且造成整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)不穩(wěn)定，生產(chǎn)操作失控，存在一定安全隱患；產(chǎn)品單耗升高，潛在經(jīng)濟(jì)損失增加。

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