煤倉清堵解決方案在火電廠中的應(yīng)用

丁開瑞+馬更生+張旭平

摘 要：本文分析了火電廠摻燒劣質(zhì)煤時，原煤倉頻繁堵煤的原因，對比了目前主流的四種煤倉清堵方法，提出了一套清堵優(yōu)化解決方案，實踐證明此方案清堵效果明顯，對作業(yè)環(huán)境和設(shè)備影響小，能有效改善原煤倉頻繁堵煤問題，保證機組運行安全性和經(jīng)濟性。

關(guān)鍵詞：火電廠;摻燒;煤倉;清堵

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.134

1 引言

某電廠兩臺600 MW燃煤機組采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，單臺鍋爐配套6臺中速輥式磨煤機，原煤倉為雙曲線結(jié)構(gòu)，單倉容積712M3。受發(fā)電市場競爭、生產(chǎn)成本、煤種多變等客觀因素影響，電廠開始摻燒非設(shè)計劣質(zhì)煤種，此煤種發(fā)熱量低、灰分大、粘結(jié)性強。由于摻燒粘結(jié)性強煤種，導(dǎo)致原煤倉發(fā)生蓬煤堵塞、下煤不暢等問題;直接影響制粉系統(tǒng)出力和中速磨穩(wěn)定運行，同時，原煤倉斷煤造成鍋爐燃燒不穩(wěn)定，汽溫汽壓擺動和機組出力不正常，嚴重時，引起鍋爐滅火、機組非計劃停運等不安全事件。

2 煤倉堵煤原因分析

在煤倉設(shè)計初期，煤倉型式是依據(jù)設(shè)計煤種和倉體容積確定的。雙曲線結(jié)構(gòu)煤倉，原煤在自重下向出口整體流動，倉壁的傾角隨之加大，使得煤沿壁面流動的重力分力逐漸變大，重力對壁面的擠壓力分力逐漸變小，在設(shè)計情況下，這種型式的煤倉堵塞幾率相對較小。但燃用煤種改變，粘結(jié)性變強，在重力擠壓分力不變的情況下，本來松散的煤粒被擠壓團聚，特征尺寸變大，流動速度減慢，在上部原煤的重力擠壓作用下粘結(jié)在倉壁上，堵塞煤倉流動空間，造成原煤流動面積減小，表征傾角隨之減小，使得原煤沿壁面流動的重力分力小于摩擦力，引起流動不暢或停滯，造成煤倉內(nèi)部原煤的流動由整體流轉(zhuǎn)變?yōu)槁┒妨?，最終導(dǎo)致煤倉堵煤。

分析煤倉堵塞整個過程發(fā)現(xiàn)，煤倉的堵塞與煤倉出口尺寸及倉壁傾角有關(guān)，即煤倉出口越大，越不容易發(fā)生堵塞，倉壁傾角越大，越不容易發(fā)生堵塞[1]。在煤倉出口尺寸和倉壁傾角不易改造的情況下，原煤粘結(jié)倉壁是引發(fā)煤倉堵塞的重要因素。

3 煤倉清堵方案

綜合比對目前主流的四種清堵方法優(yōu)缺點，如表1，結(jié)合煤倉堵煤原因，在現(xiàn)有雙曲線煤倉結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，電廠技術(shù)人員提出了一套煤倉清堵優(yōu)化方案：高空環(huán)向空氣炮+煤倉出口清堵機，即在原煤倉出口上部4～8米倉壁上360度環(huán)向間隔均布3臺空氣炮，同時改造原煤倉出口段，增大倉壁傾角，增加直筒過渡倉段;消除貼壁煤現(xiàn)象，在出口處安裝1臺旋轉(zhuǎn)清堵機，如圖1。

3.1 高空環(huán)向空氣炮

空氣炮是利用罐內(nèi)壓縮空氣釋放噴出的高速強烈氣流，直接沖擊原煤滯流區(qū)，打破滯流區(qū)的力平衡，迫使原煤恢復(fù)流動[2]。

煤倉出口上部4～8米，空間高度高，煤倉尺寸大，最小直徑達1.5米，不宜人工清堵和安裝旋轉(zhuǎn)設(shè)備，但煤倉尺寸較大，不易發(fā)生嚴重堵煤情況，綜合各方因素，在煤倉4～8米倉壁上環(huán)向間隔均布3臺空氣炮，保證煤倉高處各方位的貼壁煤在外力沖擊下，打破力平衡，實現(xiàn)原煤流動，同時，該處距離給煤機較遠，對給煤機滾筒沖擊力較小，避免對給煤機造成損壞。

3.2 煤倉出口清堵機

清堵機通過減速機-齒輪傳動，驅(qū)動回轉(zhuǎn)倉往復(fù)轉(zhuǎn)動，與倉內(nèi)靜止固定的刮刀共同構(gòu)成一個相對運動區(qū)。當(dāng)煤倉發(fā)生斷煤時，控制柜觸發(fā)斷煤信號，清堵電機啟動驅(qū)動回轉(zhuǎn)倉開始轉(zhuǎn)動，原煤和倉壁發(fā)生相對運動，貼壁原煤力平衡被破壞，在自重下原煤脫離倉壁向煤倉出口流動，進而使得整個煤倉內(nèi)原煤呈整體流動，消除貼壁煤引起的煤倉堵煤問題[3]。清堵機與煤倉間通過直筒過渡倉段連接，一是煤倉倉壁傾角增大至90度，增大原煤沿壁面流動的重力分力，有利于原煤向下流動，減小煤倉堵塞;二是縮小清堵機結(jié)構(gòu)尺寸，降低設(shè)備成本，利于清堵機運行維護。

4 結(jié)語

隨著電力市場改革的深入，火電廠燃用低價劣質(zhì)煤種已成必然趨勢，煤倉堵煤現(xiàn)象將日漸增多。此煤倉清堵方案已在電廠成功應(yīng)用，清堵效果顯著，危險性低，對系統(tǒng)設(shè)備沖擊小，值得推廣應(yīng)用。但更應(yīng)從煤倉堵煤原因出發(fā)，優(yōu)化煤倉結(jié)構(gòu)設(shè)計、改良煤倉清堵方案，從根本上解決煤倉堵煤現(xiàn)象，保證火電廠制粉系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1]王慧，高麗紅，王士文.煤倉堵煤的力學(xué)分析與煤倉改進[J].節(jié)能與改造，2013（04）：49-51.

[2]孟海霞.空氣炮在煤倉清堵中的應(yīng)用研究[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2009（03）：211-212.

[3]申健，韓諍言.回轉(zhuǎn)壁式煤倉清堵裝置在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用[J].河南電力，2013（03）：43-47.

作者簡介：丁開瑞（1989-），男，山西原平人，本科，助理工程師，主要從事：鍋爐設(shè)備檢修。endprint