華能伊敏電廠原煤倉堵煤原因分析及解決方案

李德永袁樹彬張鐵鑄李世峰

（1.華能伊敏電廠，內(nèi)蒙古呼倫貝爾 021134；2.北京普蘭德電力技術(shù)有限公司，北京 100012）

華能伊敏電廠原煤倉堵煤原因分析及解決方案

李德永1袁樹彬1張鐵鑄2李世峰2

（1.華能伊敏電廠，內(nèi)蒙古呼倫貝爾 021134；2.北京普蘭德電力技術(shù)有限公司，北京 100012）

鍋爐房原煤倉堵煤是各火電廠遇到的普遍問題，特別是燃用劣質(zhì)煤及降水量比較多而沒有干煤棚的電廠，堵煤嚴(yán)重的時候會增加電廠的運(yùn)行維護(hù)成本，甚至?xí)斐韶?fù)荷下降影響電廠的正常安全運(yùn)行。本文分析了原煤倉堵煤的主要原因，介紹了華能伊敏電廠的解決思路及方法。針對上述原因采取了適合華能敏電廠的方法，與北京普蘭德電力技術(shù)有限公司協(xié)作從根本上解決了原煤倉堵煤的問題，對其他電廠也有一定的借鑒參考作用。

原煤倉 堵煤 刮板式配料器

1　堵煤原因分析

原煤倉是各火電廠必不可少的重要設(shè)備，承擔(dān)著原煤的短期緩沖存儲功能，原煤倉堵煤后需要人工清堵增加成本，嚴(yán)重時甚至?xí)斐蓹C(jī)組負(fù)荷下降，因此原煤倉的順利出煤是鍋爐制粉系統(tǒng)正常安全運(yùn)行的必要保障。

原煤倉堵煤的主要原因有以下幾點(diǎn)：

（1）煤質(zhì)的原因：主要是部分煤的灰分及水分比較大，灰分遇水后煤的粘結(jié)性會增強(qiáng)流動性降低，因此會造成原煤倉內(nèi)的煤貼壁堵煤。部分電廠摻燒煤矸石、泥煤或洗中煤等，更易造成堵煤。

（2）煤倉結(jié)構(gòu)性的原因：目前常見的原煤倉，均為鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)，其形狀有圓錐形、方錐形、雙曲線形，都是上大下小的收縮結(jié)構(gòu)，依靠煤的自然下落而出煤，加上現(xiàn)在普遍使用的皮帶稱重式給煤機(jī)進(jìn)口只有700mm左右，越往下流通面積越小。而給煤機(jī)進(jìn)口上部還有一定高度的細(xì)長形落煤管，造成堵煤是必然的。

（3）管理原因：目前許多電廠沒有干煤棚或干煤棚存儲量比較小，又不能做到降雨時即使用篷布遮蓋，煤被雨淋后濕度加大易發(fā)生堵煤。此外，在煤中有時還會混有木塊等雜物而不能全部將其除掉，也是堵煤的重要原因。

圖1　

圖2　

圖3　

圖4　

圖5　

2　目前堵煤的主要解決方法

由于原煤倉堵煤是普遍問題，各電廠及電力設(shè)備廠也研究了許多種方法，主要有以下幾種：

（1）人工捅煤或敲擊：安排人員在發(fā)生堵煤后用鋼釬捅或用大錘敲擊倉壁，此方法勞動強(qiáng)度大而不能及時解決堵煤，只能解決偶爾的堵煤。

（2）倉體內(nèi)層鋪設(shè)特種材料：在倉體內(nèi)層鋪設(shè)不銹鋼板，超高分子量聚乙烯板，微晶板，鑄石板等，降低內(nèi)表面的摩擦系數(shù)，進(jìn)而解決結(jié)堵問題。此方法簡單實(shí)用，有一定效果，適用一般煤種及煤倉生銹造成的堵煤對粘性大的、板結(jié)嚴(yán)重的煤種，效果一般，結(jié)堵問題仍然存在。

（3）流線形改造：倉體垂直流線進(jìn)行改造，水平界面進(jìn)行消角改造，改善原直錐型料斗下料不均勻和局部死角掛煤問題。此方法能緩解一般煤種的結(jié)堵問題，對粘性大的板結(jié)嚴(yán)重的煤種，效果一般，結(jié)堵問題仍然存在。

（4）加裝空氣炮：空氣炮系統(tǒng)由空氣炮、壓縮氣源、管道、控制系統(tǒng)、電磁閥等組成。是以打開電磁閥突然噴出的壓縮空氣所產(chǎn)生的強(qiáng)大氣流， 直接沖入貯存散裝物料的阻塞滯留區(qū)域， 由氣體急劇膨脹所產(chǎn)生的沖擊能量、聲波等，克服物料因靜摩擦而形成的起拱或粘壁，使倉內(nèi)物料恢復(fù)重力流動或使管道繼續(xù)起到輸送物料的作用。此方法對于脆性結(jié)拱性物料，效果明顯，其余情況效果一般。（如圖1）

（5）振打器改造：利用如同電動振打器安裝在倉壁上，進(jìn)行錘擊倉壁，起到疏通破拱作用。此方法效果一般。（如圖2）

（6）液壓疏通機(jī)改造：在倉體內(nèi)壁設(shè)置液壓油缸帶動魚骨形刮板在堵煤后緊貼倉壁上下往復(fù)移動，進(jìn)而達(dá)到疏通的目的。此方法可以解決一些問題，但對粘性大的、板結(jié)嚴(yán)重的煤種，效果一般，結(jié)堵問題仍然存在。沒有刮板的地方照樣結(jié)堵。此外，在不結(jié)堵時刮板成為結(jié)堵的內(nèi)因，同時減少了流通面積，反而增加了倉體的結(jié)堵性。（如圖3）

3　華能伊敏電廠的煤倉結(jié)構(gòu)及解決方案

3.1華能伊敏電廠原煤倉結(jié)構(gòu)及堵煤情況介紹

華能伊敏電廠每臺爐配有8臺方錐形的原煤倉，原煤倉出口下依次是棒條閥、插板閥、刮板輸送機(jī)（進(jìn)口尺寸1800×700mm）、磨煤機(jī)。雖然為了防堵原煤倉內(nèi)已襯有不銹鋼板但由于煤倉為方形結(jié)構(gòu)且有一個面的傾角較小，在雨季煤含水量大的時候極易發(fā)生堵煤。堵煤后為了使煤下落人工敲擊煤倉，以致倉壁被敲壞。

3.2華能伊敏電廠解決方案

為了徹底解決伊敏電廠原煤倉的堵煤問題，更好地保障系統(tǒng)的安裝正常運(yùn)行，伊敏電廠對原煤倉作了改造，在原有的刮板輸送機(jī)和原煤倉之間，加裝了進(jìn)料口更大鏈條運(yùn)行方向與原有刮板輸送機(jī)垂直的刮板式配料器，整個系統(tǒng)主要包括以下五個方面。結(jié)構(gòu)原理示意圖如下圖4。

（1）原煤倉的改造：由于原有原煤倉的出口較小只有1800× 700mm，而根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)原煤倉必須兩個方向的尺寸不小于1500mm才不會堵煤，因此將煤倉去掉一定高度并將出口擴(kuò)大改為2700×1500mm，確保在刮板式配料器的上部煤倉不堵。

（2）加裝液壓式棒條閥：原系統(tǒng)既有手動棒條閥也有電動插板閥，根據(jù)我廠的實(shí)際使用情況，只需一個即可滿足使用，在此位置不需密封嚴(yán)實(shí)能保證下面的設(shè)備安全檢修即可加上口比較大（2700× 1500mm），因此選用了制作更簡單結(jié)構(gòu)更可靠的棒條閥。由于開口較大煤壓較高，為了保證能順利開關(guān)，采用液壓驅(qū)動的方式，比電動更可靠。

（3）加裝刮板式配料器：此設(shè)備是整個改造系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其采用雙邊鏈埋刮板的結(jié)構(gòu)形式，基本組成部件包括電動機(jī)、減速機(jī)、主動驅(qū)動部分、從動部分、鏈條刮板、機(jī)殼、電氣控制系統(tǒng)。配料器運(yùn)行時，電機(jī)通過減速機(jī)帶動主動驅(qū)動部分旋轉(zhuǎn)，主動驅(qū)動部分中有主動輪帶動鏈條和刮板向前行走，鏈條再帶動從動部分旋轉(zhuǎn)，此外電氣控制系統(tǒng)可控制配料器的起動停止及速度快慢。配料器運(yùn)行時將上部煤倉的煤刮到下一級的刮板輸送機(jī)中，再由刮板輸送機(jī)輸送至磨煤機(jī)內(nèi)。

由于增加了刮板式配料器采用配料器刮煤，刮板輸送機(jī)輸送的工藝系統(tǒng)，配料器的出料量必須和刮板輸送機(jī)的出料量必須相匹配，且出料量調(diào)整時必須同步。否則可能無法滿足磨煤機(jī)的需煤量或配料器的出料量太大以致刮板輸送機(jī)不能及時運(yùn)走而造成故障。因此必須計(jì)算好配料器的煤層高度及鏈條行走速度。計(jì)算如下：

刮板輸送機(jī)的額定出力為85t/h，在運(yùn)行時實(shí)際出料量一般不超過80t/h，故刮板配料器只需出料量為80t/h即可。

根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)計(jì)配料器最大寬度為2700mm，煤層厚度估算為220mm，則鏈條運(yùn)行速度為：2.7m×0.22m×V×0.85t/m3× 3600s/h=80t/h

算得鏈條速度：V=0.044m/s

選電機(jī)為960r/min，減速機(jī)傳動比為500，則減速機(jī)的輸出軸即刮板配料器的主動驅(qū)動部分轉(zhuǎn)速為：960/500=1.92 r/min

根據(jù)鏈條型號為3006型模鍛鏈及其他使用情況選擇主動鏈輪直徑為540mm，則鏈條速度為0.054m/s＞估算值0.044m/s，可滿足最大需煤量。

此外，由于此設(shè)備為制粉系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備且一般24小時連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，為了保證質(zhì)量減小維護(hù)量，電機(jī)選用西門子牌，減速機(jī)選用常州國茂牌，機(jī)殼等與煤接觸的部位均選用耐磨鋼板制作。

（4）配料器支架部分：增加的配料器開口擴(kuò)大煤壓增大，且自重也有10t左右，如直接壓在原刮板輸送機(jī)上或吊在原煤倉上均不能承受如此大的載荷，因此需要鋼制支架將配料器的主動部分載荷施加到地板鋼梁上。

（5）電氣控制系統(tǒng)：主要組成部件為變頻器，用于啟停配料器及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。其在DCS內(nèi)的程序與刮板輸送機(jī)的程序連鎖，轉(zhuǎn)速同時調(diào)高或調(diào)低。

改造完成后現(xiàn)場照片如下圖5。

4　綜述

從2014年7月安裝投運(yùn)后，原煤倉再無發(fā)生過堵煤現(xiàn)場，即使在煤極度粘濕的情況下也能順利出煤，減輕了工人的勞動強(qiáng)度，減少了鍋爐的投油量，保障了制粉系統(tǒng)的安全運(yùn)行，值得各電廠借鑒。

［1］李陽，陳洪濤，宋治國.熱電廠落煤斗堵煤現(xiàn)象的分析及改進(jìn)方法［J］.華電技術(shù)，2008，30（9）：24-26.

［2］劉猛.火力發(fā)電廠原煤倉堵煤治理綜合研究［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010（12）.

［3］史帥軍，劉開富.鍋爐煤倉塞煤問題解決方案［J］.熱能動力工程，2004（6）.

［4］班云福.鍋爐煤倉堵塞后的疏松［J］.中國設(shè)備工程，2004（8）.