鍋爐原煤倉堵煤原因分析及對策

高建文

【摘要】 火力發(fā)電廠原煤倉出現(xiàn)堵煤現(xiàn)象已經(jīng)非常普遍， 原煤倉堵煤直接影響到給煤機(jī)的出力和機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文從原理上分析煤倉產(chǎn)生堵煤的原因， 并從多個(gè)角度介紹原煤倉堵煤的處理方法和減少堵煤現(xiàn)象的產(chǎn)生。

【關(guān)鍵詞】 循環(huán)流化床鍋爐 原煤倉 堵煤 蓬煤 空氣炮

引言

在火電廠實(shí)際運(yùn)行過程中，幾乎所有的煤倉都或多或少存在堵煤問題.尤其是連續(xù)降雨的天氣，煤中所含水分增大.煤粒粘度增加，堵煤更頻繁.當(dāng)煤倉出現(xiàn)堵塞不能自動下煤時(shí).會引發(fā)一系列問題：給煤機(jī)斷煤，煤倉自然，給煤機(jī)燒皮帶等.如果處理不好還會導(dǎo)致鍋爐滅火，影響正常生產(chǎn).因此.原煤倉堵煤問題已經(jīng)成為影響部分火電廠穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素。查明堵煤原因，找出合適的方法解決原煤倉堵煤問題對于火電廠的穩(wěn)定運(yùn)行有著十分重要的意義。

一、設(shè)備簡介

京能（赤峰）能源發(fā)展有限公司#1、#2鍋爐為無錫鍋爐廠生產(chǎn)的480t/h循環(huán)流化床鍋爐，型號為UG-480/13.7-M，采用超高壓參數(shù)中間再熱機(jī)組設(shè)計(jì)，與150MW等級汽輪發(fā)電機(jī)組相匹配，可配合汽輪機(jī)定壓（滑壓）啟動和運(yùn)行。鍋爐采用循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，循環(huán)物料的分離采用高溫絕熱旋風(fēng)分離器。

鍋爐采用前墻集中給煤方式，6個(gè)給煤口沿寬度方向均勻布置在前墻水冷壁下部，4臺滾筒冷渣器布置在爐膛下方。原煤倉采用鋼結(jié)構(gòu)，懸吊式，每臺鍋爐兩個(gè)原煤倉。每個(gè)煤倉有效容積582m3/個(gè)；可滿足鍋爐8小時(shí)的運(yùn)行要求。每個(gè)原煤倉下部對應(yīng)3臺給煤機(jī)。原煤倉結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

二、煤倉堵煤的原因分析

2.1原煤倉的落煤性能。

原煤倉落煤一般為重力落煤，理想的落煤方式為慣性流動（如圖2），具有落煤的均勻性；如果煤的內(nèi)部摩擦力明顯地低于煤與煤倉壁面的摩擦力時(shí)，就形成中心流動落煤方式（如圖3），在這種方式下，靠近壁面處的煤會長時(shí)間的停留在壁面上尤其是壁面折角處乃至煤倉中心沒面出現(xiàn)凹洼形，最終導(dǎo)致煤倉中心拉空等斷煤現(xiàn)象。實(shí)踐中原煤倉由于煤質(zhì)或煤倉內(nèi)壁的原因難以實(shí)現(xiàn)慣性落煤，當(dāng)煤倉落煤口處的阻力達(dá)到?jīng)]得重力數(shù)量級時(shí)，就可能造成煤倉中的原煤搭橋堵塞。

2.2從煤倉結(jié)構(gòu)上分析

原煤倉時(shí)鋼結(jié)構(gòu)，上部呈方形，下部呈方錐形。上口進(jìn)料，物料自上而下靠自重下落。下落的物料由于在錐形容器內(nèi)流動，愈向下流動，面積愈小，對物料本身就形成擠壓，增加方錐形四個(gè)直角摩擦系數(shù)，這是造成堵塞的主要原因。煤倉內(nèi)襯脫落，內(nèi)壁光滑度不勻，掛煤點(diǎn)增多，是造成蓬煤的次要原因。我公司給煤機(jī)入口采用兩個(gè)落煤口，而且落煤口較小，存在較多死角，當(dāng)煤質(zhì)水分較高時(shí)易造成煤倉內(nèi)壁粘煤，致使一些煤長期存留在這些死角內(nèi)緩慢氧化。氧化產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散出，使原煤倉內(nèi)積煤的溫度升高又加速了氧化，最終導(dǎo)致了燃煤自燃。

2.3從煤的物理特性上分析

發(fā)生堵煤的主要原因是灰分和水分較大。由于煤中的灰分在遇水后，其粘度增大，流動性相應(yīng)的降低，隨著煤中水分的增加，煤的團(tuán)聚性急劇增大，煤在原煤倉內(nèi)向下流動的過程中受到倉壁的擠壓力越來越大，本來松散的顆粒被擠壓團(tuán)聚，特征尺寸變得很大。當(dāng)煤團(tuán)的特征尺寸達(dá)到一定的臨界值，就會發(fā)生堵塞。另外，潮濕的煤在下料口內(nèi)倉壁上的沾污板結(jié)也使得下料口變得日益狹窄，堵塞的幾率也隨之增加，這樣就會導(dǎo)致原煤進(jìn)倉后發(fā)生通常的“掛壁”“蓬煤”現(xiàn)象。

2.4從實(shí)際煤質(zhì)分析

該廠設(shè)計(jì)燃煤為平莊煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司生產(chǎn)的煤矸石及劣質(zhì)原煤，采用公路運(yùn)輸。實(shí)際燃煤較雜主要是周邊煤礦的褐煤。其參數(shù)對比見表1。其中元通礦的煤灰分較高，特別是元通煤內(nèi)矸石粉及粘土的量較大，當(dāng)大量摻燒元通煤特別是趕上雨季煤得水分較大時(shí)，煤的粘度非常大，極易發(fā)生原煤倉堵煤現(xiàn)象。

2.4 存放時(shí)間

原煤在煤倉內(nèi)存放量越多，時(shí)間越長，越容易形成大面積的板結(jié)，導(dǎo)致煤倉蓬煤。如機(jī)組在大、小修前沒有燒空倉；備用期間沒有保持低煤位；降煤位、清理倉壁粘煤等定期工作沒做到位等均可能造成煤倉蓬煤。

三、煤倉堵煤蓬煤的危害

當(dāng)煤倉出現(xiàn)堵塞不能自動下煤時(shí).會引發(fā)一系列問題；首先煤倉堵煤會引起給煤機(jī)斷煤。導(dǎo)致鍋爐燃料供給困難被迫降負(fù)荷，嚴(yán)重時(shí)所全部給煤中斷，如果處理不好還會導(dǎo)致鍋爐被迫停爐，影響正常生產(chǎn)。掛在煤倉壁上一些煤長期存留在這些死角內(nèi)緩慢氧化。氧化產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散出，使原煤倉內(nèi)積煤的溫度升高又加速了氧化，最終導(dǎo)致了燃煤自燃。高溫煤落到給煤機(jī)皮帶上還會造成給煤機(jī)皮帶燒毀。

四、原煤倉蓬煤堵塞治理方法

4.1 改善煤倉結(jié)構(gòu)

原煤倉設(shè)計(jì)規(guī)范要求存煤量能滿足鍋爐滿負(fù)荷8小時(shí)運(yùn)行，大量原煤堆積在錐型煤倉內(nèi)會導(dǎo)致煤粒之間、煤粒與煤倉壁間產(chǎn)生很大的擠壓力和摩擦力，越接近下煤口，擠壓力和摩擦力越大。原煤倉煤斗設(shè)計(jì)為方錐型，三臺給煤機(jī)共用一個(gè)原煤倉，中間分叉后變?yōu)閮蓚€(gè)方錐形煤斗接入給煤機(jī)，這樣每個(gè)煤倉就有6各小斗，且給煤機(jī)落煤口較小，存在較多死角，由于倉壁四角產(chǎn)生“雙面摩擦”和擠壓，越接近下煤口部位摩擦力和擠壓力會越大。為減少煤斗的死角增加煤斗的光滑度，為了更好的降低堵煤的幾率，可以把方錐形煤斗改造圓錐形煤斗，并且盡量放大煤倉下料口的尺寸，減小倉壁與煤顆粒之間的摩擦力。

4.2 改變空氣炮的安裝位置

空氣炮工作原理：以突然噴出的壓縮空氣所產(chǎn)生的較大氣流，氣體急劇膨脹所產(chǎn)生的能量克服物料因靜摩擦及粘結(jié)而形成的起拱或粘壁，使倉內(nèi)物料恢復(fù)重力流動，保證下煤連續(xù)性。該廠煤倉每個(gè)煤斗均安裝了空氣炮，但由于這些空氣炮位置較低當(dāng)發(fā)生高位蓬煤時(shí)根本起不到疏通的作用，而且空氣炮還存在漏壓縮空氣的現(xiàn)象，當(dāng)煤倉發(fā)生堵煤時(shí)還會為積煤提供氧氣，會造成煤倉內(nèi)原煤的自燃現(xiàn)象。所以空氣炮的加裝位置非常重要，根據(jù)多次堵煤位置分析，空氣炮的最好的加裝位置應(yīng)該在煤倉各煤斗分叉處上方及煤倉的斜坡處這些易粘煤的位置。將下側(cè)一部分空氣炮上移，治理煤倉高位蓬煤。而且要做好空氣炮的密封，防止壓縮空氣漏入煤倉造成原煤自燃。

4.3 在原煤倉內(nèi)加裝疏松設(shè)備

因該廠原煤倉現(xiàn)在使用的防堵設(shè)備為空氣炮，由于煤倉下部存在死角無法清理干凈，時(shí)間長了空氣炮的破堵效果越來越不明顯，建議在原煤倉內(nèi)加裝疏松機(jī)等疏松設(shè)備，并定期投運(yùn)，防止因原煤倉內(nèi)壁長時(shí)間粘煤，導(dǎo)致燃煤緩慢氧化，而引起煤自燃。

4.4 加強(qiáng)燃煤管理

把好入廠煤質(zhì)量關(guān)，嚴(yán)格控制入廠煤質(zhì)量，防止矸石粉及粘土含量高的燃煤入廠。加強(qiáng)燃煤摻燒的管理對各煤種合理摻燒，控制好入爐煤的灰分、水分。防止入爐煤灰分、水分過高造成煤倉粘煤、堵煤；保證干煤棚內(nèi)存煤量，在雨季時(shí)保證有干煤供應(yīng)，防止水分過高的煤進(jìn)入原煤倉。

4.5 運(yùn)行調(diào)整

正常運(yùn)行時(shí)盡量6臺給煤機(jī)同時(shí)運(yùn)行防止煤倉內(nèi)的煤長時(shí)間不流動。保證給煤機(jī)兩側(cè)插板落煤通暢，定期切換給煤機(jī)插板當(dāng)給煤機(jī)有一側(cè)插板堵煤后應(yīng)及時(shí)停止給煤機(jī)將堵煤插板疏通后再啟動給煤機(jī)運(yùn)行，保證給煤機(jī)插板能夠定期切換，防止堵煤側(cè)煤倉內(nèi)煤長時(shí)間不流動而造成燃煤的自燃。最好將煤倉的兩個(gè)下煤口改為單個(gè)下煤口保證煤斗內(nèi)的煤始終處于流動狀態(tài)。減小煤倉存煤量，上煤總量最好按鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行所需 5～6 小時(shí)考慮， 也就是 “勤上煤， 少上煤”的原則。

4.6停爐時(shí)徹底清理煤倉

每次停爐時(shí)盡量拉空煤倉，檢查煤倉內(nèi)壁襯板有無脫落翹起現(xiàn)象并及時(shí)更換修補(bǔ)；將煤倉內(nèi)壁粘煤及煤倉內(nèi)板結(jié)的大煤塊徹底清理干凈，防止鍋爐啟動后再次堵煤。

五、結(jié)束語

電廠原煤倉堵塞是一個(gè)普遍存在的難題，解決這一問題是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，必須全面考慮從煤倉到爐膛的每一個(gè)環(huán)節(jié)，要想徹底解決還需要電廠內(nèi)部多部門之間的協(xié)調(diào)和配合。不過只要科學(xué)合理設(shè)計(jì)，采取措施得當(dāng)，該問題是完全可以解決的。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]張景茂.給煤系統(tǒng)棚煤的原因分析和對策[C].全國火電200MW級機(jī)組技術(shù)協(xié)作會第25屆年會論文集.2007.532-536.

[2]康柱保.130t/h循環(huán)流化床鍋爐煤倉缺陷及解決措施[J].機(jī)械管理開發(fā). 2010（05）.

[3] 劉秀芳，王發(fā)輝，賈萬紅.原煤倉堵煤的原因分析及處理[J].儀器儀表用戶. 2007（02）