45T/H流化床鍋爐防堵煤研究及應用

潘景福 韓元培(開封龍宇化工有限公司 開封杞縣 475200)

鍋爐給煤系統堵塞是困擾鍋爐安全運行的的一個世界性老大難問題，由于循環流化床鍋爐對連續供煤要求更為苛刻，一但滅火恢復時間長，所以這一問題在循環流化床鍋爐運行中尤為突出，當原煤中水分較高時其黏性增大，造成鍋爐頻繁斷煤，輕則使得鍋爐運行參數不穩定，增加運行操作難度，嚴重時直接導致鍋爐滅火停爐，蒸汽供應中斷，從而產生不可估量的經濟損失。

一、堵煤的原因

1.煤質問題

我公司所用的煤，入廠時水分一般都≥8%，入爐煤的水份最好時在6%左右。煤濕度大、煤黏度大等是堵煤現象容易發生的主要原因。特別是在夏季雨天，煤質變得潮濕容易發生斷煤的情況。

2.煤倉及給煤系統存在的結構性問題

我公司鍋爐煤倉及給煤系統存在的結構性問題等使得堵煤情況更容易發生。由于煤倉下部為錐形形狀，沿煤的流動方向流通截面積逐漸變小,擠壓力變大,煤粒與倉壁、煤粒之間的摩擦力也越來越大,但煤沿壁面流動的重力分力則不變,故隨著煤的流動,錐形煤斗內的等效流動動力越來越小，特別是在煤粒含水較大，煤的團聚性很強的情況下，煤在倉體內的流動就更加困難，結拱堵塞的幾率就大大增加。

根據現場運行情況，堵煤的主要部位在最小截面積插板門以上1.5米的范圍，90%的堵塞發生在這個部位，還有10%發生在上部。一般情況下，上面堵煤是由于下部堵塞造成的，下部堵塞后，整個倉體內部原煤的流動狀態發生了變化。原本按整體流設計的煤倉，逐漸改變為中心流動狀態，中心流造成的直接后果是原煤在整個倉壁形成粘結，倉容積嚴重變小，堵塞更加嚴重。此現象的發生嚴重時會使鍋爐限出力甚至滅火，后果很嚴重。

為避免堵煤給鍋爐運行安全帶來的嚴重后果，一般在設計時都會采取一些防止堵煤、掛煤、棚煤的措施，比如煤倉轉角設計成圓弧狀，傾斜倉壁與水平面夾角大于72°，煤斗下部設計成圓形，盡可能縮短落煤管長度且把落煤管設計成直立圓形等。因我公司在設計鍋爐時給設計院提供的是禹州煤，煤質水份≤3%，設計院根據所提供煤種，在設計給煤系統時上述各方面均未進行優化。綜合以上多種因素，我公司給煤系統更易發生堵煤事故。

二、防堵煤措施

1.完善清理棚煤、破壞煤流成拱

現有的空氣炮布置于煤倉下部，當下部棚煤時能得到較好的處理，下部棚煤清理后，棚煤成拱的位置到了空氣炮上部，致使現有的空氣炮無能為力，在每個煤倉現有的空氣炮上部再增加兩臺空氣炮（如圖2），這樣，全倉任何部位成拱都可以用空氣炮破拱，及時消除棚煤現象。

2.增加斜煤管振打裝置

目前在每個斜煤管上部已安裝有倉壁振動器，而這些振動器對斜煤管下部堵煤的疏通效果欠佳，在煤倉下部增加一組倉壁振打器。

3.增加堵煤報警連鎖系統

目前鍋爐斷煤是依秤重給煤機的重量指示下降或回零來判斷，煤重回零后約十幾秒，給煤機皮帶上的余煤就完全輸送進鍋爐，在這么短的預警時間內根本無法防止斷煤的發生，堵煤嚴重時造成滅火的危險很大。在每個斜煤管上部安裝一只煤流監測器（S-A E或M-A E型），當有斷煤或堵煤情況發生時，可及時報警并連鎖空氣炮和倉壁振動器，堵煤可提前5至10分鐘預警和處理，因堵煤不能及時疏通而造成滅火的機率降至幾乎為零。

4.實現振打裝置遠程控制

倉壁振打裝置增裝遠程控制，并在與煤流檢測器連鎖的同時增加定時振打功能。以前當斷煤發生時，要有人跑到到現場投上空氣開關進行振打，再爬上10米平臺用大錘敲打落煤管等部位，處理時間過長，往往會貽誤最佳處理時機。在堵煤頻繁時，要一直有人在現場守著振動器空氣開關，每隔幾分鐘振打一次，既無謂地耗費了人力，也相對增大了不能及時疏通堵煤的風險。就地加裝控制箱后，可設定定時振打并能轉換遠程控制，并同時與煤流檢測器連鎖，遠程控制按鈕安裝在控制室內，當斷煤不頻繁時，可轉換為遠程在控制室內操作，大大縮短疏通時間。

5.增加油泵遠程控制

把燃油泵的啟停由就地控制增加在鍋爐控制室遠程控制，這樣，一但鍋爐滅火，將減少運行人員跑到就地啟動油泵所耽誤的時間，可在床溫較高時啟動油槍，使床溫盡快達到投煤條件，鍋爐盡快恢復正常運行。另外，鍋爐點火系統油角閥控制按鈕放在每臺爐的就地，這樣可避免投停油槍配合不當造成的爆燃事故等。

6.濕煤摻渣

遇到煤棚煤質較濕的情況，鍋爐經冷渣機排出的爐渣與煤棚原煤按照一定比例進行摻混，然后由皮帶送往煤倉。有效緩解了煤水分大、易掛壁的問題，利于煤的流通。

三、效果分析

通過研究采取上述一系列措施，應用效果非常明顯，為處理爭取了時間，實現了提前預判鍋爐堵煤情況，并能夠立即采取措施，將隱患消除在萌芽狀態，因堵煤、斷煤引起的鍋爐熄火事故由2013年的5次，降為2014年上半年的0次，1號和2號鍋爐未出現過因鍋爐斷煤造成熄火事故。

每次因堵煤引起的鍋爐熄火事故，影響生產時間平均為16 h，每小時影響產品產量2.1 t每次影響16×2.1=33.6 t，每噸產品價格按9000元，每次造成經濟損失30.24萬元。按照2013年鍋爐因堵煤引起的鍋爐熄火事故5次，全年節約資金30.24×5=151.2萬元。

每次因堵煤引起的鍋爐熄火事故不僅影響產量，而且造成整個生產系統不穩定，生產操作失控，存在一定安全隱患；產品單耗升高，潛在經濟損失增加。

[1]吳曉蘭.CFB鍋爐爐前煤倉堵煤問題分析及對策[J].能源研究與利用，2008（4）:46-48.

[2]王正峰.300MW循環流化床鍋爐振動防堵煤斗的研究和應用[J].科技信息，2013（9）:406-407.

[3]呂明，劉新宇.為防止堵煤雙曲線煤斗的設計[J].電力建設，2005（10）：16-18.