高水分煤炭對(duì)輸煤系統(tǒng)及鍋爐運(yùn)行的影響

劉應(yīng)官

（云南水富云天化有限公司，云南 水富 657800）

·經(jīng)驗(yàn)交流·

高水分煤炭對(duì)輸煤系統(tǒng)及鍋爐運(yùn)行的影響

劉應(yīng)官

（云南水富云天化有限公司，云南 水富 657800）

分析了煤炭潮濕時(shí)輸煤系統(tǒng)及鍋爐運(yùn)行最易發(fā)生事故的部位及其具體原因，并逐一進(jìn)行深入剖析，并提出了一些行之有效的具體措施和解決辦法。

煤炭；水分；燃煤鍋爐

近幾年來，水富云天化有限公司供熱車間的循環(huán)流化床燃煤鍋爐因煤炭潮濕導(dǎo)致輸煤、鍋爐系統(tǒng)事故頻發(fā)，尤其是落煤槽頻繁堵塞、煤倉架橋等問題，已嚴(yán)重影響鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行。

供熱裝置原始設(shè)計(jì)為2臺(tái)75 t/h的1＃、2＃循環(huán)流化床鍋爐，配套一個(gè)1＃干煤棚，一套單皮帶輸煤系統(tǒng)，一臺(tái)環(huán)錘碎煤機(jī)。隨著公司的擴(kuò)改發(fā)展，陸續(xù)再建了2臺(tái)75 t/h的3＃、4＃循環(huán)流化床鍋爐，完全替代了原來合成車間的天然氣快裝鍋爐，隨同建成了2＃、3＃、4＃干煤棚和新增了一臺(tái)錘頭式碎煤機(jī)。

1＃煤棚為平時(shí)進(jìn)煤車輛的卸煤和行車上煤的場(chǎng)所，只具有3 d左右的最大儲(chǔ)煤緩沖時(shí)間，只能應(yīng)對(duì)一兩天的短期停煤和供煤波動(dòng)。水分含量很高的季戊四醇污泥和制氣濾餅，也是放在此煤棚進(jìn)行短時(shí)間的晾干后摻混使用。

2＃、3＃、4＃煤棚為供熱車間的干煤儲(chǔ)煤場(chǎng)所，主要作用是儲(chǔ)存足夠的干煤炭，以保證鍋爐在每年春節(jié)煤礦停產(chǎn)后的煤炭供應(yīng)，同時(shí)夏天雷雨季節(jié)和濕煤摻混使用?？紤]到儲(chǔ)煤的資金積壓和煤炭存儲(chǔ)的損耗、自燃等安全隱患，煤棚儲(chǔ)煤應(yīng)有一個(gè)合理的安全存儲(chǔ)量。用于生產(chǎn)蒸汽的小型循環(huán)流化床鍋爐，煤炭使用量本身不大，供應(yīng)廠家大都是小型煤礦，小型煤礦一般每年春節(jié)都放假，年前停工，年后要在農(nóng)歷十五以后才會(huì)逐漸開工。要恢復(fù)正常供煤，基本需要近一個(gè)月的時(shí)間。在這一時(shí)期，鍋爐耗煤至少需要3萬t，加之，運(yùn)輸?shù)缆纷钄嗟韧獠慨惓Ｒ蛩赜绊?，?shí)際存煤至少要4萬t以上才合理。另外，還要考慮每年6月初到9月底的夏天雨季儲(chǔ)煤問題。在南方地區(qū)，由于夏季多雨，各家煤礦基本沒有水分指標(biāo)合格（含水量≤7%）的煤炭供應(yīng)，來煤必須摻混存儲(chǔ)的干煤才能使用。所以每年在6月雨季之前，幾個(gè)煤棚都要存到最滿（經(jīng)專業(yè)技術(shù)人員實(shí)測(cè)約為5.4萬t）。即使這樣，偶爾還有將煤倉所存干煤全部用完而雨季未過，被迫大量使用濕煤的情況發(fā)生。

1 對(duì)輸煤系統(tǒng)的影響

1.1 1＃皮帶輸送機(jī)入口落煤槽頻繁堵塞

每年雨季，每天入廠的濕煤炭，在1＃煤棚卸煤后，經(jīng)過推土機(jī)的簡單摻混、堆碼，被行車抓到兩個(gè)落煤槽，通過其下的振動(dòng)給料機(jī)控制輸煤量，再經(jīng)過皮帶輸送機(jī)、碎煤機(jī)等輸送到煤倉供鍋爐使用。輸煤流程見圖1。由于煤炭含水量高，流動(dòng)性差，很容易粘壁，隨后黏結(jié)成團(tuán)產(chǎn)生收口，發(fā)生架橋情況，致使落煤槽堵塞。此時(shí)只有停止輸煤，采用人工進(jìn)行疏通。如果架橋堵煤發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，架橋嚴(yán)重，疏通落煤槽的難度和時(shí)間將大大增加。煤炭越濕、越細(xì)，黏結(jié)性就越強(qiáng)，堵塞就越頻繁。每年一到雨季，疏通落煤槽的次數(shù)就大大增加，嚴(yán)重的時(shí)候整天輸煤都不能正常運(yùn)行。

1.2 1＃皮帶輸送機(jī)頭部滾筒處返程皮帶粘煤嚴(yán)重

從振動(dòng)給料機(jī)來的濕煤通過1＃皮帶輸送機(jī)的輸送，從其頭部滾筒處落到三通擋板，一路是直接落到老碎煤機(jī)入口，另一路是通過短皮帶后到新碎煤機(jī)入口。由于1＃皮帶輸送機(jī)坡度較大（其傾角為25.5°），使用的是帶斜紋凹槽的花紋皮帶。如果煤炭潮濕，返程皮帶就會(huì)粘煤，特別是凹槽內(nèi)，粘煤更多，而且很難被清掃器或者空氣排孔吹脫。每年夏季，雷雨頻繁，入廠來煤都很潮濕，皮帶粘煤嚴(yán)重。返帶煤炭灑落地面，夏季濕煤的灑落量最多時(shí)達(dá)到幾噸，如果清掃不及時(shí)，煤炭堆積，就會(huì)導(dǎo)致返程滾筒等粘煤，出現(xiàn)皮帶跑偏或皮帶拉斷等嚴(yán)重事故。

圖1 供熱輸煤系統(tǒng)流程圖Figure.1 Flowchart of heating coal handling system

1.3 環(huán)錘式碎煤機(jī)入口落煤管堵塞

煤炭含水量越高，其黏性就越大，粉煤就容易黏結(jié)成團(tuán)狀。成團(tuán)濕煤在碎煤機(jī)環(huán)錘的甩動(dòng)下，有一部分就直接被拋灑到碎煤機(jī)入口管壁粘結(jié)起來，不斷長大至堵塞整個(gè)碎煤機(jī)入口。一旦入口堵塞，來煤將很快堵死整個(gè)碎煤機(jī)入口管道，導(dǎo)致煤炭大量外溢堆積，輸煤中斷。如果發(fā)現(xiàn)得晚，堆煤太多，清理輸煤通道時(shí)間相應(yīng)越長，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致煤倉拉空，鍋爐斷煤停車。

1.4 環(huán)錘式碎煤機(jī)頻繁堵料

環(huán)錘式碎煤機(jī)環(huán)錘體積大，基乎占滿整個(gè)碎煤機(jī)腔體，環(huán)錘組之間間隙小，走煤、吞煤能力差，煤炭一旦潮濕，就很容易堆積。當(dāng)堆煤成團(tuán)粘壁嚴(yán)重時(shí)，就架橋堵塞落煤管。錘頭式碎煤機(jī)錘頭本身體積小，錘臂長，所以每組錘頭間間隔大，走煤、吞煤能力強(qiáng)，很難發(fā)生煤炭堆積堵塞的情況。每年夏季，煤炭潮濕，環(huán)錘式碎煤機(jī)入口極易堵塞。由于堵塞后碎煤機(jī)和落煤管清理困難，所以為了輸煤安全，被迫運(yùn)行錘頭式碎煤機(jī)。錘頭式碎煤機(jī)錘頭體積小，重量輕，又極易磨損，每次新?lián)Q錘頭使用1個(gè)月左右煤粒就明顯變大，導(dǎo)致入爐煤粒超標(biāo)。錘頭式碎煤機(jī)錘頭的頻繁更換導(dǎo)致生產(chǎn)成本明顯增高。

2 對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響

2.1 煤倉頻繁架橋斷煤

每臺(tái)鍋爐都配置有兩個(gè)煤倉，主體倉筒是鋼筋混泥土澆筑的四棱倒錐體，北面?zhèn)}壁均為斜坡面，只有對(duì)面和另一個(gè)相鄰面是90°倉壁。為減輕斜坡倉壁粘結(jié)煤層，倉內(nèi)壁四面均安裝一層15 mm厚，表面光滑的高分子聚合內(nèi)襯板。煤倉上口（南北向）5 500*5 000 mm，下口（南北向）1600*1000 mm，有效容積為85 m3，可滿足鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行8 h左右。正常生產(chǎn)期間，兩個(gè)煤倉輸出一致。當(dāng)檢修或者煤倉出料故障時(shí)可單獨(dú)供煤。

煤炭一旦潮濕，進(jìn)入到煤倉后，很容易粘結(jié)在斜坡面的倉壁上。即使有表面光滑的高分子材料內(nèi)襯板，夏季濕煤的粘壁現(xiàn)象依然非常嚴(yán)重。由于潮濕煤炭粘結(jié)在煤倉的兩個(gè)斜坡面，這就使得煤倉的有效儲(chǔ)煤空間明顯減?。ㄒ妶D2）。正?？梢允褂? h的煤倉儲(chǔ)量，由于斜坡面的積煤無法使用，導(dǎo)致使用時(shí)間大幅縮短到5～6 h，無法滿足鍋爐的正常用煤，因此煤倉經(jīng)常在夏季被拉空，危及鍋爐的正常運(yùn)行。

圖2 煤倉粘結(jié)積煤示意圖Figure.2 Diagram of coal bunker adhesive product coal

煤炭潮濕，黏度大，在煤倉料位較低時(shí)，煤倉內(nèi)儲(chǔ)煤自重減輕，僅依靠自重下煤的儲(chǔ)煤倉這時(shí)就很容易發(fā)生煤炭架橋現(xiàn)象。煤炭越濕，架橋現(xiàn)象就發(fā)生得越頻繁。2014年以前，公司每年都會(huì)發(fā)生多次煤倉架橋斷煤的事故。

2.2 給煤機(jī)底板積煤堵料或斷鏈損壞

供熱鍋爐使用的是雙側(cè)兩級(jí)的埋刮板式給煤機(jī)輸煤，煤倉內(nèi)儲(chǔ)煤分別通過兩側(cè)的一級(jí)、二級(jí)給煤機(jī)并行輸送到鍋爐北側(cè)的4根落煤管后進(jìn)入爐膛燃燒。由于煤炭潮濕，煤中的細(xì)煤粉就很容易在給煤機(jī)刮板的擠壓下，積存板結(jié)在給煤機(jī)底板上。如果持續(xù)輸送濕煤，底板的煤粉層就會(huì)越積越厚，越積越高。當(dāng)?shù)装灞粔|高到給煤機(jī)內(nèi)中橋時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致給煤機(jī)卡死，過載跳車，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生給煤機(jī)刮板鏈拉斷損壞給煤機(jī)的事故。

2.3 落煤管嚴(yán)重堵塞

從兩側(cè)二級(jí)給煤機(jī)輸送來的煤炭，經(jīng)過落煤管內(nèi)的折流板緩沖落煤沖擊后，進(jìn)入到回送裝置內(nèi)與返灰混合，分別再分兩路，通過4根傾斜料腿進(jìn)入到爐膛燃燒區(qū)內(nèi)燃燒。如果煤炭太潮濕，在落煤管的折流板上就會(huì)粘結(jié)積累，發(fā)生落煤管堵塞。由于入爐膛的4根料腿是傾斜布置的，且管徑較小，濕煤在僅依靠重力滑向爐膛的過程中，也會(huì)因?yàn)槌睗裾辰Y(jié)，流通不暢堵塞料腿。如果一側(cè)落煤管堵塞，操作人員判斷錯(cuò)誤就會(huì)增大另一側(cè)濕煤的輸送量，則很容易導(dǎo)致另一側(cè)落煤管堵塞，一旦兩側(cè)落煤管堵死，就會(huì)直接導(dǎo)致鍋爐斷煤熄火。

3 采取的措施

3.1 交叉卸煤及合理摻混

雖然，目前有4個(gè)干煤棚，儲(chǔ)煤量達(dá)到近5萬t，可用的儲(chǔ)備干煤量達(dá)到近4萬t。但如果出現(xiàn)煤路運(yùn)輸中斷、或者煤礦發(fā)生事故造成停產(chǎn)的情況，這些干儲(chǔ)煤將在1個(gè)多月的時(shí)間就會(huì)被耗盡。通常，夏天的雨季都會(huì)持續(xù)4個(gè)月以上，剩下的兩個(gè)多月的時(shí)間完全使用濕煤，這樣的境況必須全力避免。所以，必須對(duì)干、濕煤炭合理摻混使用。首先，在卸煤環(huán)節(jié)，運(yùn)輸干煤和運(yùn)輸濕煤的車輛間隔排列，交叉卸煤，可以起到一定的混煤效果。其次，在收完煤后，工程車先從2＃、3＃煤棚橫向推一層干煤覆蓋在當(dāng)天新進(jìn)的濕煤上面，然后再縱向推煤，將煤收堆在落煤槽前面以供行車抓取。再次，行車在上煤抓煤時(shí)，采取分散間隔抓點(diǎn)的取煤方式，這樣就避免將相對(duì)成堆的整車濕煤連續(xù)集中的抓到后工段造成輸煤堵塞。

3.2 嚴(yán)格控制入煤水分

煤炭水分在6%以下時(shí)，基本就不需要摻混就可以使用。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，水分超過10%的煤炭，很難進(jìn)行摻混使用，因?yàn)槊簣?chǎng)的摻混都是相對(duì)粗略的，所以，煤炭檢驗(yàn)人員應(yīng)及時(shí)檢驗(yàn)入廠煤炭水分，對(duì)于水分超標(biāo)的濕煤拒絕接收。

3.3 雨季使用錘頭式碎煤機(jī)

每年夏天6月到9月這4個(gè)月時(shí)間，主要使用不易發(fā)生堵煤的錘頭式碎煤機(jī)。權(quán)衡堵煤造成的不安全因素和錘頭磨損更換的經(jīng)濟(jì)成本因素等，僅在夏天雨季使用錘頭式碎煤機(jī)是安全、經(jīng)濟(jì)合理的。

3.4 進(jìn)行技改

針對(duì)1＃皮帶輸送機(jī)粘煤返帶嚴(yán)重問題，實(shí)施了空氣排孔吹掉返帶煤粉、開孔清理堵塞積煤防止返帶的技改。針對(duì)煤倉斜坡面粘煤架橋嚴(yán)重，先后實(shí)施了在犁煤器頂端加裝分煤調(diào)節(jié)擋塊、煤倉內(nèi)壁加裝光滑的高分子材料聚合板、煤倉錐部落煤口增開清煤孔、煤倉的傾斜面加裝液壓自控疏松機(jī)等一系列技改措施，逐步緩解甚至解決了潮濕煤炭給輸煤和鍋爐運(yùn)行帶來的一系列問題。

［1］遼寧電力工業(yè)局.鍋爐運(yùn)行［M］.北京：中國電力出版社，2006.

［2］黃天江.供熱裝置工藝手冊(cè)［Z］.云南水富云天化有限公司，2014.

Effects of High Moisture Coal on Coal Handling System and Boiler Operation

LIU Ying-guan
（Yunnan Shuifu Yuntianhua Ltd.，Shuifu 657800，China）

The most accident-prone parts and specific reasons of coal handling systems and boiler run with wet coal were analyzed，some specicfic measures and effective solutions were put forward

coal；water；coal-fired boiler

TQ547

A

1004-275X（2015）04-0060-03

12.3969/j.issn.1004-275X.2015.04.017

收稿：2015-06-04

劉應(yīng)官（1971-），男，主要從事工藝技術(shù)管理工作。