雙出口原煤倉防堵設計優化

宋景明，孫玉芳，王冬梅

（ 國核電力規劃設計研究院，北京 100095）

0 引 言

火力發電廠煤粉鍋爐在采用雙進雙出鋼球磨正壓直吹式冷一次風機制粉系統時，磨煤機有縱向和橫向兩種布置方式。磨煤機采用縱向布置時，磨煤機中心線垂直于爐前爐后方向，每臺磨煤機占兩個柱距，雙進雙出鋼球磨每個原煤入口對應一座單出口原煤倉;磨煤機采用橫向布置時，磨煤機中心線平行于爐前爐后方向，每臺磨煤機對應一座雙出口原煤倉［1－3］。

當磨煤機采用縱向布置時，每臺磨煤機對應兩座單出口原煤倉，原煤倉位于給煤機入口的正上方，原煤倉下部金屬小煤斗采用正圓錐形，且原煤倉容積相對磨煤機橫向布置要小，原煤倉出口壁面與水平面的交角可達73°，據現場反映在運行過程中基本不存在堵煤的情況，但此種布置方式煤倉間占地面積大，主廠房容積大，與各集團發電公司壓縮主廠房容積的要求不符，現在已很少采用［4－5］。

當磨煤機采用橫向布置時，給煤機入口在原煤倉中心線兩側，每臺磨煤機對應一座雙出口原煤倉，原煤倉容積大，原煤倉基本結構為:上部圓柱體，中間圓臺體，下部兩個鋼制斜錐小煤斗。此種布置方式原煤倉占地面積小，但原煤倉出口壁面與水平面的交角相對較小。據現場反映，原煤倉堵煤較嚴重，影響機組正常運行。

為全面了解雙進雙出鋼球磨所對應原煤倉的堵煤情況及所采取的解決措施，對多個300 MW機組進行了現場調查。

1 現狀調查

菏澤電廠三期、萊城電廠一期、萊城電廠二期、章丘發電廠二期、蓬萊電廠一期、滕州新源熱電工程均為300 MW機組，均采用雙進雙出鋼球磨正壓直吹式冷一次風機制粉系統，現場調查情況見表1。

表1 現場調查情況表

從以上6個工程數據分析，可以看出，雙出口原煤倉堵煤現象比較普遍。

原煤倉堵煤不僅給現場運行帶來不便，更重要的是如果堵煤嚴重將影響機組出力。

2 雙出口原煤倉的堵煤原因分析

2.1 相鄰兩壁交線與水平面角度偏小

相鄰兩壁交線與水平面角度規程要求不小于55°，章丘電廠為 56.3°，滕州電廠為 51.1°，剛滿足或小于規程要求，不利于煤的流動。

2.2 出口壁面與水平面的交角偏小

出口壁面與水平面的交角規程要求不小于60°，調查發現部分電廠此角度偏小，不利于煤的流動。

2.3 平板與圓錐過度，過渡圓弧偏小

以往設計雙出口小煤斗部分為平板與圓錐的組合，結合面處采用圓弧過度，雖滿足規程要求的圓弧半徑不小于200 mm的要求，但因此部分截面逐漸變小，容易造成擠壓堵煤。

2.4 來煤水分過大

當惡劣天氣較多，電煤市場緊張時，為保證電廠正常運行，對于許多電廠只要有煤就行，所燃燃料偏離設計值較大，來煤水分增大，使煤的粘結性增大。

2.5 原有防堵設備選擇不合適

從調查的結果看，原有防堵設備效果不理想，造成消除堵煤不及時，可通過更換設備來解決。

2.6 煤斗出口至給煤機入口段管道需優化

煤斗出口尺寸受給煤機皮帶寬度及給煤距離的限制，在給煤機設備允許的情況下應盡量當加大出口尺寸及改變給煤機接口形式(如改為方形的)來優化煤斗出口至給煤機入口段管道。

根據對以上6個因素的調查驗證，可得出造成雙出口原煤倉堵煤的4個主要因素是:

(1)相鄰兩壁交線與水平面角度偏小。

(2)出口壁面與水平面的交角偏小。

(3)平板與圓錐過渡，過渡圓弧偏小。

(4)來煤水分過大。

3 雙出口原煤倉防堵設計優化

根據雙出口原煤倉堵煤的4個主要因素，可采取以下優化措施:

(1)相鄰兩壁交線與水平面角度偏小:將雙出口原煤倉金屬小煤斗部分由平板與圓錐組合優化為斜圓錐，取消兩壁交線。

(2)出口壁面與水平面的交角偏小:金屬煤斗上部做成一體，增大容積，下部分成兩個斜錐體，在保證原煤倉容積不變的情況下，可增大出口壁面與水平面的角度。

(3)平板與圓錐過渡，過渡圓弧偏小:將雙出口原煤倉金屬小煤斗部分由平板與圓錐組合優化為斜圓錐，取消過渡圓弧。

(4)來煤水分過大:此問題需靠電廠燃料部門加大市場采購力度，最大限度采用設計煤質來解決。

根據以上優化措施，在某300 MW機組雙進雙出鋼球磨所配的雙出口原煤倉設計中，經過分析研究，對雙出口原煤倉進行優化如下:

(1)改變下部鋼制小煤斗的型線，由原來的平板跟圓錐面的組合修改為斜圓錐，避免平板跟圓錐面的交線及過渡。

(2)在保證原煤倉儲煤容量的前提下，盡量加大鋼制小煤斗高度，增大下部錐斗部分壁面與水平面的交角。

根據以上指導思想，在保證雙出口原煤倉總高度不變、儲煤容積基本不變的情況下，優化前后原煤倉外形圖如圖1及圖2所示。

圖1 優化前原煤倉外形

圖2 優化后原煤倉外形

根據以上原煤倉優化前后的數據可看出，在保證雙出口原煤倉總高度不變、儲煤容積基本不變時，原煤倉下部小煤斗壁面與水平面的最小角度由 61.5°增大到 64.2°，取消平板跟圓錐面的交線及過渡，這都利于加強煤的流動性，避免原煤倉堵煤。

5 結束語

常規原煤倉防堵措施僅局限于在原煤倉上設空氣炮、振打裝置、疏松裝置等，而未考慮原煤倉本身型線因素，文中深入分析了原煤倉堵煤的深層原因，通過改變原煤倉型線，配合空氣炮、振打裝置等輔助手段，通過優化，很好地解決了雙出口原煤倉堵煤問題。優化后的雙出口原煤倉已成功應用于實際工程，運行兩年多來，基本未出現過原煤倉堵煤現象，防堵煤效果良好。

［1］曹曉光，趙青青.基于WTW的電動汽車效率研究［J］.森林工程，2014，30(1):154 －156.

［2］GB 50660－2011，大中型火力發電廠設計規范［S］.北京:中國計劃出版社，2011.

［3］劉小川，邱代林.燃煤火力發電廠原煤斗堵煤問題的分析及對策［J］.能源與節能，2013，12(99).

［4］李 陽，陳洪濤，宋治國.熱電廠落煤斗堵煤現象的分析及改進方法［J］.華電技術，2008.

［5］鄭浦水，童家麟，王晶晶，等.300 MW機組磨煤機頻發堵煤問題的分析與解決［J］.華北電力技術，2012.