一種無人值守的煤倉自動防堵設備

王朝陽 鄧風永

（1.焦作華飛電子電器股份有限公司，河南 焦作 454000；2.焦作市明株自動化工程有限責任公司，河南 焦作454000）

簡介：目前原煤倉結構有以下三種形式：（1）老式水泥結構：方錐式和圓錐式；（2）水泥及鋼結構：方錐式和圓錐式；（3）鋼結構雙曲線：圓錐式（個別單位內襯塑料，尼龍聚酯板）。煤倉上口大，下口小，上口進料，物料自上而下靠自重下落。下落的物料由于在錐形容器內流動，故愈向下流動，面積愈小，對物料本身就形成擠壓，增加方錐形四個直角摩擦系數。加上煤粉或者煤泥的水分含量達到一定程度時就非常容易發生堵塞。堵塞后的形狀大致分為拱狀、拋物線狀，個別呈鼠洞狀等。堵塞的部位，多數在煤閘門1.5m以內，在這個范圍內某處開始粘結薄層物料，粘結后增大摩擦力，然后朝軸向與徑向延伸，逐步增加厚度，最終形成不同形狀而堵塞，造成斷流。此現象的發生嚴重時會影響機組限出力甚至鍋爐容易滅火，后果很嚴重。

對于堵煤，以往也使用了很多解決辦法：（1）人工敲打原煤倉疏通。大多數廠家在沒有好的解決方法時都使用人工敲打，但是在這種勞動強度非常大的情況下，經常會不起作用，因此而影響發電的情況時有發生。（2）利用震動器疏通。由于震動器振幅小，震動的時間愈長原煤倉堵的愈實，而且長時間震動對設備的損害大。堵實后難疏通。（3）利用空氣疏通。部分的煤堵可以利用空氣炮解決，但是由于空氣炮的疏松面積小，如果一次沒有疏通成功，使煤形成鼠洞，再次利用空氣沖擊，空氣就會從洞中跑掉。加上需要常備壓縮空氣，能源消耗比較大，目前大多已經拆除。（4）鋪設高分子復合材料板或不銹鋼襯板。可以減少堵煤的次數，投資比較大，但還是不能完全解除堵塞。

圖1 防堵機系統構成圖

工作原理：原煤倉堵塞段主要發生在插板門之上兩米范圍內，只有解決疏通了該范圍內的堵塞情況散料才能保證暢通下料。為此該文提出一種能夠有效解決散料在下料倉段兩米范圍內易發生物料結拱堵塞的方法，其主要特點是將下料倉兩米范圍內的倉體內壁增加可以旋轉的刀體，該裝置在堵塞時能夠轉動，從而迅速的活化倉體內的散料，破壞瓦解散料可能形成的架橋結拱、懸料堵塞以及漏斗流現象（“鼠洞”）確保倉體內散料能夠整體流動方式出料。本裝置由連接倉體、連接法蘭、動態旋轉刀體、倉體外驅動單元、自控控制系統等部分組成（見圖1），控制系統接收來自DCS斷煤信號，當給煤機皮帶斷煤信號發出后，自動控制系統及時發出指令，倉體外驅動單元動作，驅動單元帶動倉體內旋轉刀體，此時倉體內的旋轉刀體與結拱堵塞的散料形成相對運動，在相對運動過程中活化清堵裝置擾動整個散料，刀轉防堵裝置在相對運動過程中能夠產生向下推進的動力，活化易堵段的散料，徹底破壞散料架橋、結拱、堵塞現象。

系統可以自動運行，現場無需人員值守。當系統出現斷煤，控制系統檢測到該信號會給驅動系統發出指令，進入運行狀態，清理完成后自動停止。該系統還預留DCS系統接口，可以進入DCS系統，實現遠程集中控制。運行人員可根據DCS中給煤機給煤量變化情況手動點擊裝置驅動按鈕，提前破除可能的堵塞現象；同時系統能保證給煤機一旦發生斷煤，能迅速啟動驅動裝置，迅速清堵下料。每次清堵持續時間根據給煤量穩定為準，下料通暢穩定后自動停止驅動電機，也可根據現場情況設定清堵時間。

應用效果：倉體外驅動系統設計，不需進入倉體內便能維護檢修，不影響原有下料量。防堵裝置只需要與原倉體法蘭連接即可，安裝非常方便，無需機組停機影響機組正常生產。系統可實現全自動操作，不需專人管理，可以接入DCS系統，經過近兩年的運行，并不斷完善，防堵效果很好，給用戶節約了人力及維護成本。

［1］李延民,等.煤倉低料位檢測與防堵裝置的研制[J].工礦自動化,2009(1)：60-62.

［2］王國田.帶式輸送機軟啟動及多機功率平衡的電氣控制[J].煤礦機電,1996(5).

［3］天津電氣傳動設計研究所.電氣傳動自動化技術手冊[M].北京:機械工業出版社,2005.

［4］孫承志.西門子S7-200/300、400 PLC基礎與應用技術[M].北京:機械工業出版社,2009.