煤泥口旋轉分配器在循環流化床鍋爐中的應用

王峰 馬俊樂

摘 要：潘三電廠為東方鍋爐廠440t/h循環流化床鍋爐，2013年開始為提高鍋爐經濟效率且降低污染物排放，鍋爐燃料系統加入了煤泥摻燒裝置。由于該套設備采用煤泥泵送靜態入爐方式，由于今年來電網采用深度調峰后，煤泥系統一旦長時間停運導致靜態輸送煤泥口堵塞嚴重，疏通過程危險性極高，且影響鍋爐安全運行，基于以上情況由潘三點自主研發的煤泥口旋轉分配器，可以保證煤泥落料的暢通性，同時可以自清理，實現線切割破碎，保證了鍋爐安全運行，節約了大量人力。

關鍵詞： 循環流化床 煤泥摻燒 旋轉分配器 線切割

概述

循環流化床鍋爐采用的是工業化程度最高的潔凈煤燃燒技術。循環流化床鍋爐的原料采用礦井下的劣質煤，為增加循環流化床的經濟性， 后期增加了煤泥摻燒系統，通過膏漿制備機添加部分工業水使其含水量在30±3%，便于利用膏體泵將煤泥輸送至鍋爐內，作為燃料進行燃燒。現有的煤泥輸送均是通過筒體與鍋爐直接靜態輸送，靠的是煤泥自身重力進入鍋爐內，由于鍋爐溫度較高，使得這種靜態輸送容易造成煤泥在輸送中被烘干結成塊狀以及附著在管道內壁，造成管道堵塞，中斷鍋爐的煤泥供應，同時進入鍋爐內的塊狀煤泥燃燒不充分，鍋爐燃盡率低。

一、設計思路

為了徹底解決靜態給煤泥造成的堵煤泥情況，首先將靜態給煤泥口分為兩種情況：一是運行過程中煤泥給料量大時鍋爐燃燒不充分，渣中有大量未燃物;二是因為負荷低或者煤質較差時，間斷給煤泥時會造成煤泥口堵塞。總結以上情況解決燃燒不充分需要動態給煤泥，然后對煤泥進行橫向線切割，通過切割可以使煤泥燃燒更加充分，其次動態給煤泥可以對煤泥輸送管道高溫段進行清理，保證輸送管道的通暢性。

二、項目實施方案

參閱下圖1和圖2，本設計公開了煤泥口旋轉裝置，包括與鍋爐（圖中未示）進料口連通的筒體1、蓋板2、進料管3和煤泥攪拌裝置4，所述筒體1頂部設置有蓋板2，所述筒體1側面設置有與筒體1內腔連通的進料管3，所述進料管3遠離筒體1的一端傾斜朝上設置，方便煤泥從進料管3進去筒體1，提高煤泥進料效率，所述蓋板2上設置有煤泥攪拌裝置4，所述煤泥攪拌裝置4的輸出端設置在筒體1內腔，驅動所述煤泥攪拌裝置4，致使所述煤泥攪拌裝置4的輸出端對筒體1內腔的煤泥進行轉動攪拌，防止煤泥在筒體1結塊造成筒體1內腔堵塞，并且由于攪拌的作用，使得煤泥呈破碎狀進入鍋爐，保證煤泥在鍋爐內能夠充分燃燒，進而提高鍋爐的燃盡率。

所述蓋板2上還設置有進水管5和進氣管6，所述進水管5和進氣管6均與所述筒體1內腔連通，當從進料管3進入的煤泥較干容易堵塞筒體1內腔時，可從進水管5注入水分進入筒體1內，將筒體1內的煤泥進行稀釋，保證煤泥的輸送，防止堵塞，又或者從進氣管6輸送高壓氣體，利用壓力將筒體1內的煤泥進行輸送，同樣也是防止煤泥堵塞筒體1。

所述煤泥攪拌裝置4包括底座41、傳動機構42、軸承43、轉動軸44、連接桿45和犁刀46，所述底座41固定在蓋板2上表面，所述底座41上固定傳動機構42，所述傳動機構42包括電機421、主動輪422、從動輪423和傳動帶424，所述電機421固定在所述底座41上表面，所述電機421的輸出端固定所述主動輪422，所述從動輪423固定在所述轉動軸44一端，所述主動輪422通過傳動帶424與所述從動輪423連接。

所述底座41的側面和蓋板2上表面均設置有同軸且與轉動軸44配合的軸承43，所述轉動軸44遠離從動輪423的一端依次并貫穿軸承43、蓋板2并伸入筒體1的內腔，使得轉動軸44能夠轉動的固定在所述蓋板2上，所述筒體1、轉動軸44以及軸承43的中軸線為同一中軸線。

所述轉動軸44上通過連接桿45沿徑向方向且呈螺旋狀錯開連接有多個犁刀46，通過犁刀46實現對煤泥的攪拌以及線切割，不僅防止了煤泥在筒體1內結塊，還能將由進料管3輸送后結塊的煤泥進行攪拌切割破碎，使得煤泥呈破碎狀進入鍋爐，保證煤泥在鍋爐內能夠充分燃燒，進而提高鍋爐的燃盡率，并且呈螺旋狀設置，提高了煤泥輸送效率。

所述犁刀46與筒體1內壁之間設置有間隙，保證煤泥輸送的順暢;進一步的，在本實施例中，所述犁刀46與筒體1內壁之間的間隙為6.5mm，這樣既保證了煤泥輸送的順暢，又防止了間隙過大而導致結塊的煤泥由間隙漏出輸送，提高煤泥攪拌裝置4的攪拌作用。但需要說明的事，并不僅限于該尺寸，具體的根據實際需求來設置間隙的尺寸。

本實用新型的工作原理是：由進料管3向筒體1內輸送煤泥，同時啟動電機421，通過主動輪422帶動從動輪423轉動，從而帶動轉動軸44轉動，進而通過連接桿45帶動犁刀46轉動，對筒體1內的煤泥進行攪拌、線切割以及輸送，不僅防止了煤泥在筒體1內結塊，還能將由進料管3輸送后結塊的煤泥進行切割破碎，使得煤泥呈破碎狀進入鍋爐，保證煤泥在鍋爐內能夠充分燃燒，進而提高鍋爐的燃盡率，并且呈螺旋狀設置，提高了煤泥輸送效率。

另外，當從進料管3進入的煤泥較干容易堵塞筒體1內腔時，在煤泥攪拌裝置4運行的同時，可從進水管5注入水分進入筒體1內，將筒體1內的煤泥進行稀釋，保證煤泥的輸送，防止堵塞，又或者從進氣管6輸送高壓氣體，利用壓力將筒體1內的煤泥進行輸送，同樣也是防止煤泥堵塞筒體1。

三、創新點分析

創新點一，所述煤泥攪拌裝置包括底座、傳動機構、轉動軸和犁刀，所述底座固定在蓋板上表面，所述底座上固定傳動機構，所述傳動機構的輸出端與轉動軸一端連接，所述轉動軸另一端能夠轉動的設置在蓋板上且伸入筒體內腔，所述轉動軸上沿徑向方向設置有多個犁刀，所述犁刀與筒體內壁之間設置有間隙，通過犁刀的設置，實現對煤泥的攪拌以及線切割，不僅防止了煤泥在筒體內結塊，還能將由進料管輸送后結塊的煤泥進行切割破碎，使得煤泥呈破碎狀進入鍋爐，保證煤泥在鍋爐內能夠充分燃燒，進而提高鍋爐的燃盡率;并且還通過犁刀與筒體內壁間的間隙設置，保證煤泥輸送的順暢。

創新點二，所述犁刀沿轉動軸的徑向方向呈螺旋狀錯開設置，提高煤泥的輸送效率。

創新點三，所述蓋板上還設置有進水管和進氣管，所述進水管和進氣管均與所述筒體內腔連通，當從進料管進入的煤泥較干容易堵塞筒體內腔時，在煤泥攪拌裝置運行的同時，可從進水管注入水分進入筒體內，將筒體內的煤泥進行稀釋，保證煤泥的輸送，防止堵塞，又或者從進氣管輸送高壓氣體，利用壓力將筒體內的煤泥進行輸送，同樣也是防止煤泥堵塞筒體。

四、經濟效益分析

1、通過犁刀的設置，實現對煤泥的攪拌以及線切割，不僅防止了煤泥在筒體內結塊，還能將由進料管輸送后結塊的煤泥進行切割破碎，使得煤泥呈破碎狀進入鍋爐，保證煤泥在鍋爐內能夠充分燃燒，進而提高鍋爐的燃盡率;并且還通過犁刀與筒體內壁間的間隙設置，保證煤泥輸送的順暢。

2、通過犁刀呈螺旋狀錯開設置，提高煤泥的輸送效率。以往平均每月出現一次堵塞情況，鍋爐運行的情況下為保證人員安全，需要穩定負荷通過降負荷進行調整，其次鍋爐運行過程中的清理工作給人員安全帶來很大的隱患，且耗費體力。

3、如按照平均每月一次堵塞，每次降負荷2萬度/小時，檢修時間為3小時，電費按照0.36元/度，可產生直接經濟效益約26萬元/年。由于目前該設備只投入一臺，每臺爐對應四個落料口，如要計算煤泥燃盡率需，全部改造可以估算，改造前后產生的效益，初步估計可降低灰渣含碳量，約每年在30萬元以上。

五、結束語

經過本次技術發明，可以解決煤泥口堵塞的情況，由于采用的動態線切割方式解決了燃燒不充分的情況，燃料的優化勢必可以提高鍋爐燃燒效率，降低底渣含碳量從而大大提高鍋爐的安全性和經濟性。

參考文獻

[1] 循環流化床鍋爐理論設計與運行。中國電力出版社 1998

[2] 循環流化床鍋爐運行與檢修（第二版） 中國水利水電出版社 2005

[3] 中華人名共和國電力行業標準DL/T 1035.5-2006?? 2006

[4] 電力工程材料（通用材料 ）ISBN 7-5083-0432-2 中國電力出版社 2001

作者簡介：

淮南礦業集團發電有限責任公司潘三電廠 王峰 工程師 鍋爐專業

淮南礦業集團發電有限責任公司潘三電廠 馬俊樂 注冊安全工程師

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