振動給煤機(jī)粘煤問題淺析及解決方法

牛世君

（國家能源集團(tuán)準(zhǔn)能集團(tuán)哈爾烏素選煤廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

現(xiàn)代火電廠煤的輸送系統(tǒng)一般是鐵路運(yùn)煤車通過電廠翻車機(jī)翻卸后,原煤經(jīng)給煤機(jī)及多條帶式輸送機(jī)至煤場或原煤倉,然后經(jīng)過除鐵、篩選、破碎后進(jìn)入鍋爐煤斗,為鍋爐供煤。翻車機(jī)翻卸后,原煤進(jìn)入翻車機(jī)下部的煤斗,在煤斗底部裝有給煤機(jī),通過給煤機(jī)將原煤輸送到其后的帶式輸送機(jī)上。

一、振動給煤機(jī)的類型

（一）往復(fù)式給煤機(jī)。1.結(jié)構(gòu)及工作原理。往復(fù)式給煤機(jī)是由機(jī)架、給料槽、傳動平臺、漏斗、閘門、托輥等組成。工作時(shí)驅(qū)動裝置驅(qū)動曲柄連軒機(jī)構(gòu)運(yùn)動，從而帶動給料槽在托輥上作直線往復(fù)運(yùn)動，將煤均勻地卸載到其它設(shè)備上。2.往復(fù)式給煤機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：給煤機(jī)生產(chǎn)能力大，運(yùn)行可靠，具有一定的耐沖擊力。設(shè)備結(jié)構(gòu)體積小、重量輕，便于安裝。給料粒度范圍寬、給料量可調(diào)節(jié)范圍大。缺點(diǎn)：給煤機(jī)由于往復(fù)運(yùn)動，給料不連續(xù)，生產(chǎn)效率低，能耗大，設(shè)備噪音也大。物料在給料槽底板上反復(fù)磨損，易損壞，維修工作量大。3.往復(fù)式給煤機(jī)的應(yīng)用場合。往復(fù)式給煤機(jī)的應(yīng)用場合主要為粒度范圍較大的原煤儲煤場、原煤倉、末煤倉、塊煤倉、矸石倉等。

（二）振動給煤機(jī)。1.結(jié)構(gòu)及工作原理。振動給煤機(jī)主要由電動機(jī)、激振器、給料槽、減振裝置等組成。工作過程是利用電動機(jī)帶動激振器驅(qū)動給料槽作周期直線往復(fù)振動，給料槽中的煤連續(xù)按照拋物線的軌跡運(yùn)動，以達(dá)到給煤的目的。2.振動給煤機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：給煤機(jī)在生產(chǎn)流程中，可把塊狀、顆粒狀煤從煤倉中均勻、定時(shí)、連續(xù)地給到各受料裝置中去。振動給煤機(jī)具有體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，無轉(zhuǎn)動部件不需潤滑，維修方便，運(yùn)行費(fèi)用低，給料量精度高等特點(diǎn)。給料槽中的煤按拋物線的軌跡向前進(jìn)行跳躍運(yùn)動，因此給料槽的磨損較小，消耗電能少。缺點(diǎn)：給煤機(jī)振動給料的特點(diǎn)，設(shè)備噪音大，給料受物料粒度及比重影響較大，給料量不穩(wěn)定，也不方便調(diào)節(jié)給料量。為了承受較大的倉壓，導(dǎo)料槽的長度長，設(shè)備高度高，工程投資加大，同時(shí)對設(shè)計(jì)空間有限制的情況下無法使用該設(shè)備。

（三）甲帶給煤機(jī)。1.結(jié)構(gòu)及工作原理。甲帶給煤機(jī)由驅(qū)動裝置、驅(qū)動滾筒、改向滾筒、緩沖托輥、支架、張緊裝置等組成。工作時(shí)煤倉內(nèi)的煤經(jīng)連接段進(jìn)入導(dǎo)料槽落在甲帶上，驅(qū)動裝置帶動驅(qū)動滾筒旋轉(zhuǎn)，帶動膠帶和甲帶運(yùn)動，甲帶上的煤隨之運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)煤的連續(xù)排出。2.甲帶給煤機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：給煤機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)速范圍大，而且可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。甲帶式給煤機(jī)還具有給料均勻，輸送能力大，運(yùn)行平穩(wěn)，輸送功率小等特點(diǎn)。缺點(diǎn)：由于甲帶式給煤機(jī)靠甲帶與膠帶摩擦力驅(qū)動，容易打滑和跑偏。此外，甲帶是由甲帶塊和尼龍軸組裝而成，受到較大沖擊時(shí)尼龍軸容易損壞。而損壞后的尼龍軸很難取出，維修成本大大提高，因此限制了甲帶給煤機(jī)的使用。甲帶給煤機(jī)由于甲帶間有縫隙，存在漏煤情況。

3.甲帶給煤機(jī)的應(yīng)用場合。甲帶給煤機(jī)的應(yīng)用場合主要為粒度較大的原煤倉、

末煤倉、裝車倉等。給料范圍大（0～500mm），此設(shè)備廣泛用于原煤端的給煤。

二、振動給煤機(jī)結(jié)構(gòu)改造及控制改造研究

（一）給煤機(jī)結(jié)構(gòu)改造。1.給煤機(jī)吊掛鋼絲繩和給煤機(jī)出煤口改造給煤機(jī)溜槽采用全吊設(shè)計(jì)，在給料過程中由于激振器的動作，鋼絲繩負(fù)荷不斷變化，造成應(yīng)力集中，致使吊掛螺絲在正常的運(yùn)行過程中磨損嚴(yán)重，使用壽命有限。通過現(xiàn)場調(diào)研和相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，利用橡膠套的耐震、耐磨性，以及良好的彈性，可以有效降低金屬接觸部位的沖擊力及其造成的機(jī)械磨損，這樣可以延長螺絲的使用壽命。同時(shí)，將前吊式改為后座式，可以進(jìn)一步減少鋼絲繩更換的頻率，工作人員只需定期檢查橡膠套和鋼絲繩的磨損情況，及時(shí)更換就能很好地保證設(shè)備的正常運(yùn)行。另外，給料機(jī)出煤口距離皮帶有5cm的距離，裝車給料過程中極易引起漏煤、溢煤，給精煤皮帶的安全運(yùn)行帶來不良影響，因此從給料機(jī)出煤口到距精煤輸送皮帶2cm加裝一塊厚度1cm的舌板，引導(dǎo)煤流方向，可以杜絕溢煤、漏煤情況的出現(xiàn)。2.給煤機(jī)上下扶梯及平臺改造。給煤機(jī)平臺為垂直設(shè)計(jì)，且每臺給煤機(jī)之間相互獨(dú)立，沒有直接通道，崗位工上下給煤機(jī)啟停需要上下攀爬，很不方便，且存在一定的安全隱患，為此將上下扶梯改為傾斜扶梯，并加裝護(hù)欄，這樣工作人員上下更加方便安全。

（二）給煤機(jī)控制改造研究。1.給煤機(jī)與精煤輸送皮帶控制技術(shù)革新。給煤機(jī)電控系統(tǒng)采用繼電器—接觸器，集中—就地控制方式。在集中控制狀態(tài)下，按照PLC進(jìn)行邏輯運(yùn)算，順煤流啟動，逆煤流停止。但是，給煤機(jī)與精煤輸送皮帶之間沒有有效的電氣連鎖，一旦輸送皮帶停機(jī)，而給煤機(jī)仍然給料的話，很容易導(dǎo)致壓皮帶、溢煤、重負(fù)荷啟車等現(xiàn)象。因此，從軟件和硬件兩個(gè)方面對其進(jìn)行改造。首先，軟件方面，對給煤機(jī)控制程序進(jìn)行修改，將其與精煤輸送皮帶進(jìn)行電氣連鎖；其次，硬件方面，將給煤機(jī)的控制電源與精煤輸送皮帶接觸器的常開觸點(diǎn)連接，組成硬閉鎖。這樣，從兩個(gè)方面入手，組成雙保險(xiǎn)，有效杜絕輸送皮帶停機(jī)而給煤機(jī)持續(xù)給料的問題。2.給煤機(jī)溜槽液壓閘板控制方式改進(jìn)。給煤機(jī)采用盤式可控制動裝置，溜槽閘板依靠人工旋轉(zhuǎn)通過齒輪傳動打開閘板，易磨損生銹，維護(hù)困難，容易發(fā)生機(jī)械故障，造成給料機(jī)閘板的開閉故障，給料不勻或不足等，嚴(yán)重時(shí)造成精煤皮帶重負(fù)荷啟車，影響裝車設(shè)備的運(yùn)行安全和正常的裝車外運(yùn)。

三、給煤機(jī)存在的主要問題

（一）設(shè)計(jì)問題。為了減少粉塵污染和防止卸煤時(shí)原煤直接沖擊給煤機(jī),造成膠帶跑偏和損壞,要求在運(yùn)行時(shí)煤斗中要有封底煤以減少落煤時(shí)強(qiáng)烈沖擊損壞膠帶,但在運(yùn)行中,保證煤斗中留有封底煤是比較困難的。因?yàn)閹浇o煤機(jī)的驅(qū)動電機(jī)為定速電機(jī),在運(yùn)行中不能調(diào)整生產(chǎn)能力,因此,實(shí)際上在卸煤快結(jié)束時(shí),由于電機(jī)速度沒有改變,煤斗里所有煤都落到了膠帶上,很難留有存底煤。

（二）操作人員工作量大。帶式給煤機(jī)由于水噴淋、煤流沖擊及導(dǎo)煤槽膠皮磨損等原因,造成膠帶經(jīng)常跑偏、打滑,而且調(diào)整起來比較困難,增大了操作人員的工作量,也是設(shè)備損壞、影響卸煤的重大隱患。

（三）環(huán)境污染嚴(yán)重。由于擋煤膠帶磨損,調(diào)整困難,因此無法實(shí)現(xiàn)全密封,造成給煤機(jī)在運(yùn)行中煤粉塵飛揚(yáng),漏粉嚴(yán)重,運(yùn)行環(huán)境惡劣。不僅嚴(yán)重危害操作人員的身體健康、污染墻面和地面,由于粉塵積聚,極易引起火災(zāi)和爆炸,存在重大安全隱患。

案例分析

（一）概況。哈爾濱氣化廠熱電廠裝有3套12 MW發(fā)電機(jī)組，其中3臺鍋爐為無錫鍋爐廠生產(chǎn)的UG—130／3.82—M4型自然循環(huán)、固態(tài)排渣煤粉鍋爐，鍋爐配兩套290／470型鋼球磨煤機(jī)、中間儲倉式制粉系統(tǒng)，振動給煤機(jī)型號為ZG—200型。在雨季及冬季運(yùn)行中，發(fā)現(xiàn)振動給煤機(jī)經(jīng)常發(fā)生粘煤現(xiàn)象，造成給煤量減少，制粉系統(tǒng)出力降低，運(yùn)行時(shí)間延長，制粉電耗增加。若調(diào)整不利，易造成球磨機(jī)出口溫度升高，曾使制粉系統(tǒng)發(fā)生爆破，危險(xiǎn)極大。為恢復(fù)制粉系統(tǒng)出力，需停運(yùn)振動給煤機(jī)，鏟除粘煤，導(dǎo)致制粉系統(tǒng)波動、燃燒不穩(wěn)。為保證制粉系統(tǒng)出力和安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，需從根本上杜絕振動給煤機(jī)發(fā)生粘煤現(xiàn)象。伴隨振動給煤機(jī)粘煤，球磨機(jī)入口處也因煤濕易發(fā)生積煤、積粉自燃。

（二）粘煤原因分析。振動給煤機(jī)原理是靠振動器給燃煤一個(gè)彈跳力，當(dāng)力的垂直分量足以克服煤粒的重力和粘力時(shí)，煤粒會被拋起。由于給煤槽的傾斜角，煤呈拋物線形跳躍前進(jìn)。若煤粒較小，則表面積增加，同時(shí)表面上的粘性物質(zhì)也增加，煤中水分會聚集在粘性物質(zhì)和煤粒表面上，加之微小顆粒的煤粉，產(chǎn)生了粘性。此種現(xiàn)象，在煤粒較干時(shí)并不明顯：當(dāng)含水量達(dá)到10%左右時(shí)，隨水分增加粘性迅速增長。伴隨給煤機(jī)的振動，煤粘附在給煤槽上，不僅產(chǎn)生嚴(yán)重的不均勻性塌落，而且越粘越厚，最后不能正常給煤，以至中斷。在冬季，室外煤中雪水凍結(jié)煤粒成塊，室內(nèi)融化時(shí)粘性更大，極易粘附在給煤槽上。

（三）解決方法。借用制粉系統(tǒng)熱風(fēng)干燥理論，在給煤槽底部加裝一個(gè)熱風(fēng)槽，槽呈漸縮形，以提高熱風(fēng)流速、降低熱風(fēng)出口壓力。引少量球磨機(jī)入口熱風(fēng)至熱風(fēng)槽內(nèi)，烘熱給煤槽底部，提高煤及底板的溫度，干燥與底板接觸燃煤的表面水分，從根本上降低了粘性，保證給煤順暢。在球磨機(jī)入口負(fù)壓下，此熱風(fēng)隨煤進(jìn)入落煤管，繼續(xù)加熱燃煤，有效防止了球磨機(jī)因煤濕積煤、積粉自燃，提高了制粉系統(tǒng)的安全性。振動給煤機(jī)熱風(fēng)運(yùn)行有關(guān)數(shù)據(jù)為：熱風(fēng)入口風(fēng)壓2 000 Pa；熱風(fēng)入口風(fēng)溫220℃；熱風(fēng)出口風(fēng)溫90℃：給煤槽底板中部溫度75℃。由于在給煤槽上加裝熱風(fēng)槽，整個(gè)系統(tǒng)折算質(zhì)量被更改，系統(tǒng)振動特性發(fā)生變化，應(yīng)調(diào)整板彈簧片數(shù)，以恢復(fù)其固有頻率。具體方法是：松動振動器兩端的壓緊螺栓，若電流減小、振幅增大，則應(yīng)減小板彈簧的片數(shù)；反之，若電流增大、振幅減小，則應(yīng)增加板彈簧的片數(shù)。若增加質(zhì)量較小，也可不做調(diào)整，注意選用同樣型號的板彈簧。調(diào)整時(shí)，必須保證振動力通過給煤槽重心。

當(dāng)燃煤含水量大于10%以致發(fā)生粘煤時(shí)，通以熱風(fēng)可使振動給煤機(jī)恢復(fù)正常工作，保證給煤通暢，有效防止了球磨機(jī)入口積煤、積粉著火和制粉系統(tǒng)爆破，同時(shí)減少了制粉系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，6臺球磨機(jī)每年可節(jié)約用電62．5萬KW.h；并且在一定程度上減輕了波浪瓦和鋼球的磨損，減少了鋼球消耗量及球磨機(jī)大修費(fèi)用。可見熱通風(fēng)方法可以保證制粉系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、安全地運(yùn)行。在火力發(fā)電廠，熱風(fēng)來源十分方便可靠，用熱通風(fēng)方法解決振動給煤機(jī)粘煤行之有效，并且使整個(gè)制粉系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)安全，所以此方法值得推廣應(yīng)用。