煤倉(cāng)清堵解決方案在火電廠中的應(yīng)用

丁開瑞+馬更生+張旭平

摘 要：本文分析了火電廠摻燒劣質(zhì)煤時(shí)，原煤倉(cāng)頻繁堵煤的原因，對(duì)比了目前主流的四種煤倉(cāng)清堵方法，提出了一套清堵優(yōu)化解決方案，實(shí)踐證明此方案清堵效果明顯，對(duì)作業(yè)環(huán)境和設(shè)備影響小，能有效改善原煤倉(cāng)頻繁堵煤?jiǎn)栴}，保證機(jī)組運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：火電廠;摻燒;煤倉(cāng);清堵

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.134

1 引言

某電廠兩臺(tái)600 MW燃煤機(jī)組采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，單臺(tái)鍋爐配套6臺(tái)中速輥式磨煤機(jī)，原煤倉(cāng)為雙曲線結(jié)構(gòu)，單倉(cāng)容積712M3。受發(fā)電市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、生產(chǎn)成本、煤種多變等客觀因素影響，電廠開始摻燒非設(shè)計(jì)劣質(zhì)煤種，此煤種發(fā)熱量低、灰分大、粘結(jié)性強(qiáng)。由于摻燒粘結(jié)性強(qiáng)煤種，導(dǎo)致原煤倉(cāng)發(fā)生蓬煤堵塞、下煤不暢等問題;直接影響制粉系統(tǒng)出力和中速磨穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)，原煤倉(cāng)斷煤造成鍋爐燃燒不穩(wěn)定，汽溫汽壓擺動(dòng)和機(jī)組出力不正常，嚴(yán)重時(shí)，引起鍋爐滅火、機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)等不安全事件。

2 煤倉(cāng)堵煤原因分析

在煤倉(cāng)設(shè)計(jì)初期，煤倉(cāng)型式是依據(jù)設(shè)計(jì)煤種和倉(cāng)體容積確定的。雙曲線結(jié)構(gòu)煤倉(cāng)，原煤在自重下向出口整體流動(dòng)，倉(cāng)壁的傾角隨之加大，使得煤沿壁面流動(dòng)的重力分力逐漸變大，重力對(duì)壁面的擠壓力分力逐漸變小，在設(shè)計(jì)情況下，這種型式的煤倉(cāng)堵塞幾率相對(duì)較小。但燃用煤種改變，粘結(jié)性變強(qiáng)，在重力擠壓分力不變的情況下，本來松散的煤粒被擠壓團(tuán)聚，特征尺寸變大，流動(dòng)速度減慢，在上部原煤的重力擠壓作用下粘結(jié)在倉(cāng)壁上，堵塞煤倉(cāng)流動(dòng)空間，造成原煤流動(dòng)面積減小，表征傾角隨之減小，使得原煤沿壁面流動(dòng)的重力分力小于摩擦力，引起流動(dòng)不暢或停滯，造成煤倉(cāng)內(nèi)部原煤的流動(dòng)由整體流轉(zhuǎn)變?yōu)槁┒妨鳎罱K導(dǎo)致煤倉(cāng)堵煤。

分析煤倉(cāng)堵塞整個(gè)過程發(fā)現(xiàn)，煤倉(cāng)的堵塞與煤倉(cāng)出口尺寸及倉(cāng)壁傾角有關(guān)，即煤倉(cāng)出口越大，越不容易發(fā)生堵塞，倉(cāng)壁傾角越大，越不容易發(fā)生堵塞[1]。在煤倉(cāng)出口尺寸和倉(cāng)壁傾角不易改造的情況下，原煤粘結(jié)倉(cāng)壁是引發(fā)煤倉(cāng)堵塞的重要因素。

3 煤倉(cāng)清堵方案

綜合比對(duì)目前主流的四種清堵方法優(yōu)缺點(diǎn)，如表1，結(jié)合煤倉(cāng)堵煤原因，在現(xiàn)有雙曲線煤倉(cāng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，電廠技術(shù)人員提出了一套煤倉(cāng)清堵優(yōu)化方案：高空環(huán)向空氣炮+煤倉(cāng)出口清堵機(jī)，即在原煤倉(cāng)出口上部4～8米倉(cāng)壁上360度環(huán)向間隔均布3臺(tái)空氣炮，同時(shí)改造原煤倉(cāng)出口段，增大倉(cāng)壁傾角，增加直筒過渡倉(cāng)段;消除貼壁煤現(xiàn)象，在出口處安裝1臺(tái)旋轉(zhuǎn)清堵機(jī)，如圖1。

3.1 高空環(huán)向空氣炮

空氣炮是利用罐內(nèi)壓縮空氣釋放噴出的高速?gòu)?qiáng)烈氣流，直接沖擊原煤滯流區(qū)，打破滯流區(qū)的力平衡，迫使原煤恢復(fù)流動(dòng)[2]。

煤倉(cāng)出口上部4～8米，空間高度高，煤倉(cāng)尺寸大，最小直徑達(dá)1.5米，不宜人工清堵和安裝旋轉(zhuǎn)設(shè)備，但煤倉(cāng)尺寸較大，不易發(fā)生嚴(yán)重堵煤情況，綜合各方因素，在煤倉(cāng)4～8米倉(cāng)壁上環(huán)向間隔均布3臺(tái)空氣炮，保證煤倉(cāng)高處各方位的貼壁煤在外力沖擊下，打破力平衡，實(shí)現(xiàn)原煤流動(dòng)，同時(shí)，該處距離給煤機(jī)較遠(yuǎn)，對(duì)給煤機(jī)滾筒沖擊力較小，避免對(duì)給煤機(jī)造成損壞。

3.2 煤倉(cāng)出口清堵機(jī)

清堵機(jī)通過減速機(jī)-齒輪傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)倉(cāng)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，與倉(cāng)內(nèi)靜止固定的刮刀共同構(gòu)成一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)。當(dāng)煤倉(cāng)發(fā)生斷煤時(shí)，控制柜觸發(fā)斷煤信號(hào)，清堵電機(jī)啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)倉(cāng)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，原煤和倉(cāng)壁發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，貼壁原煤力平衡被破壞，在自重下原煤脫離倉(cāng)壁向煤倉(cāng)出口流動(dòng)，進(jìn)而使得整個(gè)煤倉(cāng)內(nèi)原煤呈整體流動(dòng)，消除貼壁煤引起的煤倉(cāng)堵煤?jiǎn)栴}[3]。清堵機(jī)與煤倉(cāng)間通過直筒過渡倉(cāng)段連接，一是煤倉(cāng)倉(cāng)壁傾角增大至90度，增大原煤沿壁面流動(dòng)的重力分力，有利于原煤向下流動(dòng)，減小煤倉(cāng)堵塞;二是縮小清堵機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸，降低設(shè)備成本，利于清堵機(jī)運(yùn)行維護(hù)。

4 結(jié)語

隨著電力市場(chǎng)改革的深入，火電廠燃用低價(jià)劣質(zhì)煤種已成必然趨勢(shì)，煤倉(cāng)堵煤現(xiàn)象將日漸增多。此煤倉(cāng)清堵方案已在電廠成功應(yīng)用，清堵效果顯著，危險(xiǎn)性低，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備沖擊小，值得推廣應(yīng)用。但更應(yīng)從煤倉(cāng)堵煤原因出發(fā)，優(yōu)化煤倉(cāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、改良煤倉(cāng)清堵方案，從根本上解決煤倉(cāng)堵煤現(xiàn)象，保證火電廠制粉系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]王慧，高麗紅，王士文.煤倉(cāng)堵煤的力學(xué)分析與煤倉(cāng)改進(jìn)[J].節(jié)能與改造，2013（04）：49-51.

[2]孟海霞.空氣炮在煤倉(cāng)清堵中的應(yīng)用研究[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2009（03）：211-212.

[3]申健，韓諍言.回轉(zhuǎn)壁式煤倉(cāng)清堵裝置在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用[J].河南電力，2013（03）：43-47.

作者簡(jiǎn)介：丁開瑞（1989-），男，山西原平人，本科，助理工程師，主要從事：鍋爐設(shè)備檢修。endprint