中心給料機(jī)在原煤倉(cāng)防堵上的推廣與應(yīng)用

舒 曉，向 丹，邱東海

(重慶索特鹽化股份有限公司，重慶 萬(wàn)州 404000)

1 問(wèn)題的提出

我公司新建的5#鍋爐，為太原鍋爐集團(tuán)生產(chǎn)的TG-130/9.81-M46型鍋爐，因其采用“低氮燃燒技術(shù)”及設(shè)計(jì)節(jié)能省電的理念、一次風(fēng)風(fēng)量和風(fēng)壓相對(duì)現(xiàn)有鍋爐設(shè)計(jì)要低，故對(duì)入爐煤粒度要求很高，設(shè)計(jì)的入爐煤粒度0～8 mm，其中6 mm以下超過(guò)90%。而我公司在運(yùn)的4臺(tái)鍋爐入爐煤粒度一般為0～15 mm，全水分8%～12%，鍋爐供煤采用自然斜溜板下料，供煤系統(tǒng)使用過(guò)程中，煤倉(cāng)“搭橋”堵煤情況時(shí)常發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐慑仩t停爐，對(duì)整個(gè)公司生產(chǎn)的連續(xù)性造成很大的影響。因此，5#爐原煤倉(cāng)如何防堵，成為了一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

2 原因分析

我公司現(xiàn)有4臺(tái)鍋爐的原煤倉(cāng)均設(shè)計(jì)為混凝土直錐或方錐式。在原煤倉(cāng)中，煤粒依靠其自身的重力向下流動(dòng)。煤倉(cāng)中的煤粒始終處于在水平方向往外膨脹、豎直方向壓縮的狀態(tài)。在流動(dòng)過(guò)程中由于受到倉(cāng)壁的反作用力以及煤粒與煤粒之間摩擦力等阻力的影響，流動(dòng)狀態(tài)為煤倉(cāng)中間區(qū)域煤粒先流動(dòng)，靠近倉(cāng)壁煤粒不流動(dòng)，當(dāng)中間區(qū)域煤粒下空后，近壁煤粒坍落到中間區(qū)域，形成一種逐漸坍落，連續(xù)向下的煤粒流動(dòng)過(guò)程。

由此可以看出，靠近倉(cāng)壁的煤粒將長(zhǎng)期處于滯流狀態(tài)；而滯流時(shí)間越長(zhǎng)，越容易被壓實(shí)，從而使得近壁煤粒貼壁“生根”。隨著時(shí)間的推移，貼壁“生根”的煤粒越來(lái)越多，越來(lái)越厚，最終導(dǎo)致篷煤堵塞。同時(shí)，因?yàn)樵簜}(cāng)為“上大下小”的結(jié)構(gòu)，隨著煤倉(cāng)出口尺寸的減小，煤顆粒受到擠壓，煤顆粒之間及煤與煤倉(cāng)壁之間的摩擦力也越來(lái)越大，煤顆粒之間發(fā)生團(tuán)聚結(jié)塊，在原煤倉(cāng)出口以上1～2 m的范圍內(nèi)造成大面積堵塞。

現(xiàn)新建的5#鍋爐原煤倉(cāng)下部設(shè)計(jì)為矩形截面方錐式，同現(xiàn)有鍋爐煤倉(cāng)并無(wú)本質(zhì)區(qū)別。入爐煤全水分8%～12%，顆粒度相對(duì)更小，團(tuán)聚性更強(qiáng)，因此如果不采取相應(yīng)措施，堵煤是不可避免的。

3 解決措施

目前常用的原煤倉(cāng)防堵煤措施主要有人力破堵、倉(cāng)壁振打器、空氣炮、液壓疏松機(jī)等方式，但是上述各種疏通方式都有其局限性，在使用過(guò)程中效果并不理想，沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題。我司通過(guò)外出考察、技術(shù)研討后，決定引進(jìn)強(qiáng)制給料的中心給料機(jī)，以期能徹底解決煤倉(cāng)堵煤的問(wèn)題。

3.1 中心給料機(jī)原理

中心給料機(jī)布置在原煤倉(cāng)的下方，下部與給煤機(jī)相連。主要由內(nèi)錐體、卸料臂、傳動(dòng)底盤(pán)、驅(qū)動(dòng)裝置、緩沖煤倉(cāng)、電控系統(tǒng)及干油潤(rùn)滑系統(tǒng)組成。具體見(jiàn)圖1。

圖1 中心給料機(jī)結(jié)構(gòu)圖

中心給料機(jī)采用“先進(jìn)先出”的原則進(jìn)行卸料。卸料管插裝在底盤(pán)上，卸料臂固裝在卸料管的上端凹槽內(nèi)，輪盤(pán)固裝在底盤(pán)的下端，并與卸料管連接。

原煤進(jìn)入煤倉(cāng)后，通過(guò)內(nèi)錐體分散并沉降在傳動(dòng)底盤(pán)上的取料平臺(tái)上。卸料臂設(shè)計(jì)為特殊的曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)，整體與取料平臺(tái)平齊，其外緣與原煤倉(cāng)內(nèi)壁相切，沿卸料管中心作圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，見(jiàn)圖2。

圖2 卸料臂

隨著卸料臂的規(guī)律性旋轉(zhuǎn)，刀臂會(huì)刮過(guò)取料平臺(tái)并將原煤平穩(wěn)的擠壓至中心出口，原煤由此掉入中心卸料管并進(jìn)入中心給料機(jī)及給煤機(jī)之間的緩沖煤倉(cāng)。隨著刮刀的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，物料均勻沉降不凝結(jié)，避免了原煤堵塞及原煤粘結(jié)倉(cāng)壁，從而保證煤倉(cāng)完全的流暢下料。通過(guò)變頻器控制變頻調(diào)速電機(jī)可改變卸料臂轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)物料流量。

內(nèi)錐體下部有環(huán)形擋煤板，與中心給料機(jī)底盤(pán)具有一定距離，防止在非工作狀態(tài)下，煤倉(cāng)內(nèi)的煤流入中心出料口，同時(shí)可通過(guò)調(diào)整擋煤板與中心給料機(jī)底盤(pán)之間的高度來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)整給料機(jī)給煤量的上、下限。

3.2 中心給料機(jī)特點(diǎn)

1)中心給料機(jī)改變了原煤斗的形狀。隨著煤倉(cāng)出口的抬高，煤倉(cāng)出口尺寸相應(yīng)變大，煤倉(cāng)從上到下角度也相應(yīng)變大，使煤與倉(cāng)壁摩擦系數(shù)減少，降低了堵塞的可能性。同時(shí)因?yàn)樵簜}(cāng)與中心給料機(jī)傳動(dòng)底盤(pán)之間增加了鋼制過(guò)渡煤倉(cāng)，煤倉(cāng)的容積也相應(yīng)的增加。

2)改變依靠煤自身重力出料的方式。原煤斗內(nèi)的給料過(guò)程由卸料臂完成，屬于機(jī)械式可控型強(qiáng)制給料，給料過(guò)程均勻穩(wěn)定，不會(huì)因?yàn)槊嘿|(zhì)的變化而造成給煤量的突然變化，減少了因燃燒工況變化而導(dǎo)致的排放數(shù)據(jù)波動(dòng)的可能性。

3)卸料原理遵循了“先進(jìn)先出”的原則。隨著中心給料機(jī)卸料臂的均勻旋轉(zhuǎn)，煤炭通過(guò)中心卸料管進(jìn)入給煤機(jī)上方的緩沖煤倉(cāng)，煤倉(cāng)內(nèi)物料總是處于“半充滿(mǎn)”情況，保持著“隨來(lái)隨走”狀態(tài)，不會(huì)因物料堆壓而造成堵煤現(xiàn)象。緩沖倉(cāng)的尺寸和高度可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步降低了堵塞的可能性。

4)給煤量在額定范圍內(nèi)通過(guò)變頻器進(jìn)行調(diào)解，調(diào)解靈敏，滿(mǎn)足不同工況的要求。

4 使用情況

我公司在煤倉(cāng)設(shè)計(jì)初期便充分考慮了煤炭粒度和水分的影響，選擇了中心給料機(jī)作為防堵裝置。

在與設(shè)計(jì)院溝通后，將原設(shè)計(jì)混凝土煤倉(cāng)出口整體抬高約1.4 m，變成鋼制過(guò)渡煤倉(cāng)，煤倉(cāng)出口尺寸為7 100×2 500 mm的橢圓形，增加了約23 m3的煤炭?jī)?chǔ)量。同時(shí)配置三臺(tái)中心給料機(jī)，每臺(tái)出力25 t/h。中心給料機(jī)出口緩沖煤倉(cāng)尺寸1 200×600 mm，下部與給煤機(jī)相連。

在實(shí)際使用過(guò)程中，5#鍋爐中心給料機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行良好，調(diào)節(jié)迅速，鍋爐燃燒工況穩(wěn)定。在入爐煤全水分12%，顆粒度0～8 mm的情況下，原煤倉(cāng)煤層整體下降，未出現(xiàn)過(guò)煤堵塞或者“搭橋”的情況。緩沖煤倉(cāng)上部設(shè)置觀察孔，通過(guò)調(diào)整給煤機(jī)和中心給料機(jī)的轉(zhuǎn)速比，保證緩沖倉(cāng)內(nèi)煤位在中間位置，不存在積壓堵塞的情況。在中心給料機(jī)停運(yùn)的情況下，煤炭不會(huì)進(jìn)入緩沖煤倉(cāng)。

5 結(jié) 論

5#爐中心給料機(jī)從2022年1月份鍋爐吹掃開(kāi)始，到現(xiàn)場(chǎng)已使用約5個(gè)月時(shí)間。從使用情況來(lái)看，中心給料機(jī)能夠有效的從源頭處解決煤倉(cāng)堵煤、滯煤的問(wèn)題，使用情況較好。在梅雨季節(jié)，煤種及水分變化大的情況下，也能保證使用效果；大大降低了人工清堵的工作量，保證了鍋爐機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。下一步將通過(guò)摻燒各種煤種來(lái)驗(yàn)證其適應(yīng)范圍，為煤炭的配比摻燒，提供指導(dǎo)意義。