论文部分内容阅读
摘要：掺烧煤泥后，原煤仓落煤管堵塞。经过分析原因，制定改造方案，改造后效果明显。
关键词：原煤仓落煤管 堵塞 改造
随着煤炭价格不断攀升，燃料成本也不断升高，发电企业效益逐步降低。为了扭转这一被动局面，本厂经过调查研究，决定试掺烧煤泥，降低发电成本。在试验过程中，原煤仓落煤管经常发生堵塞，造成粉仓粉位低，制粉单耗升高，磨煤机钢球消耗增加。仅2011年4-11月份，因原煤仓落煤管堵塞造成粉仓粉位低，被迫降负荷投油稳燃，增加燃油消耗380吨。经过改造原煤仓落煤管和加装疏堵装置，原煤收到基全水在15%以下未发生堵塞。可以认定此次改造较为成功。
1 改造前运行状况
1.1 设备简介
锅炉是东方锅炉厂生产的DG445/13.7-Π1型超高压、一次中间再热、单汽包、自然循环、集中下降管、全钢构架，∏形悬吊式露天布置。设计煤种为贫煤，收到基低位发热量20.89 Mj/kg、灰份27.08%、全水份9.2%。每台锅炉配置两套钢球磨中间储仓热风送粉制粉系统，每套制粉系统对应一个原煤仓。原煤仓容积为214m3，内壁为内衬不锈钢，原煤仓下部为圆形截面双曲线式。原煤仓落煤管至下部电动闸板门为圆锥形煤斗，闸板门内径670mm，下部落煤管为600×600 mm方形管，给煤机进料口上部有600×600mm法兰口径，进入给煤机皮带缩小为宽约450mm长方形口，占用带宽约450mm。进料电动闸板下法兰距约1370mm。每个原煤仓对应一个给煤机，给煤机为计量式胶带给煤机，皮带为：环形裙边胶带；带宽800mm带速0.48m/s。进料口设置电动闸板阀，给煤机变频调速控制方式，给煤机设有皮带防跑偏报警、堵煤报警、断煤报警、断链报警和腔内超温报警功能。见附图。
1.2 运行状况
自2011年4月份开始进行煤泥掺烧试验，通过掺烧试验，证明锅炉对燃料有适应性，掺烧煤泥是完全可行的。但是，原煤仓落煤管堵塞几率大大提高，依靠电磁振打和人工敲击难以解决问题，仅2011年4-11月份，被迫增加燃油消耗380吨，磨煤机经常空罐运行，造成球耗率大幅上升，而且在给煤机落料管发生堵塞时，全靠人工疏通，不但加大了工人的劳动强度，而且增加了系统潜在的事故隐患，锅炉调整极为困难，参数超限现象经常发生，降低了锅炉使用寿命。
原煤仓落煤管堵塞原因分析：
1.2.1 原煤成分的影响。煤中含有一定量的粘土、碳酸盐、黄铁矿等矿物质，他们构成燃煤的灰分。其中粘土能吸收水分散成胶体粒子，呈糊状，具有粘结性。因此，粘土矿物含量的高低及性能对燃煤粘结性影响很大，含量偏高时常常导致原煤粘结堵塞。煤的平均粒径越小，细粉多，比表面积大，表面自由焓高，颗粒间的作用力大，内力强，其宏观表现即为煤的粘结性强，比如煤泥。
1.2.2 原煤仓落煤管段的结构型式：落煤管段的常用
结构型式有矩形截面管和圆形截面管。矩型截面落煤管壁四角附近原煤受“双面摩擦”和挤压的作用，易长期粘接在四角，在同样半顶角的情况下，较圆形截面落煤管更易积煤。特别是在煤粒含水量较大、煤泥含量较高、团聚性很强的情况下，煤在落料管内的流动就更加困难，结拱堵塞的几率就大大增加。从结构上来说，圆形截面落煤管堵塞几率相对较小。
1.2.3 落煤管材质的影响：常用的有普通碳钢和不锈
钢。使用普通碳钢制作，管道内壁易锈蚀，表面粗糙，造成煤粉在其表面附集，尤其是煤的水份在8%～12%时，更容易在管壁上黏结，使下煤阻力增大造成落煤管堵塞。不锈钢板自身的硬度较低，耐磨性较差，但它与物料的摩擦系数比普通钢低30%，滑动性好，故对煤流的阻力小，利于原煤的流动。从材质方面来说，落煤管宜使用不锈钢材质。
1.2.4 本厂落煤管堵塞的原因：一个在给煤机入口闸板门下部0.5-1.5m区域，造成此段堵塞的主要原因：给煤机入口电动闸板门内径为670mm，下部为700*
700mm方形管渐缩为600*600mm的方形管，此处渐缩的落料管内煤在竖直方向膨胀、水平方向压缩，应力呈被动塑性状态，随着落料管出口尺寸的减小，压力越来越大，煤颗粒之间及煤与筒壁之间的摩擦力增大，在燃煤中煤泥含量超过25%时，由于煤泥颗粒在0.2-1mm之间，煤颗粒之间极易发生团聚现象，特征尺寸将显著增大，所以发生此段堵塞。另一个位置在给煤机皮带上部落煤口处，主要原因：落煤管由600*600mm方形管渐缩为600*
450mm矩形管，落煤管内的原煤被压缩呈团聚现象，原煤在落煤口处与给煤机皮带打滑，不能将原煤输送至磨煤机内。
2 改造的方案
为了解决原煤仓下煤过程中发生的堵塞问题，调研其他电厂的解决堵塞的经验。2011年12月对#1炉#1原煤仓落煤管进行改造，改造的方案如下（附图）：
2.1 使用原煤仓清堵机。其原理是在落煤管的内壁安装两个刮刀，上下对称布置，通过电动机经减速机带动落煤管内的刮刀转动，使煤流运动，清除落煤管内贴壁、积聚，形成煤拱。刮刀采用合金钢锻件制造，高强耐磨，使粉煤同时向心和向下双向涡动，煤流连续顺畅。使用原煤仓清堵机有几点好处：首先刮刀贴近仓壁运动，原煤被搅拌后变得疏松，流动性增强；其次是刮刀在落煤管内做360度旋转使原煤与仓壁处于分离状态，无法形成煤拱；最后是刮刀为三维变截面流线设计，有一定的扭曲度，类似汽轮机的末级叶片。这样刮刀运行时，对原煤产生下压力，由原来的重力下煤，变为压力下煤，变被动为主动。
2.2 将原煤仓下煤的方形管拆除，替换成煤仓清堵机。
2.3 将给煤机电动插板门位置，移至清堵机下部，用于给煤机检修时的隔离作用。
2.4 清堵机下法兰至原煤仓落煤口采用直径600mm的圆形管道。从管道结构上减小堵塞的几率。 2.5 清堵机刮刀延伸至给煤机电动插板门处。增大清堵机的工作范围。
2.6 改进给煤机落煤口挡板，适当扩大皮带上部挡煤截面。按设计规范计算：800mm皮带输送机考虑充满系数后，配用600×600mm落煤口截面为0.36mm2，按0.48m/s带速，最大输送能力为80t/h。按目前煤质，135MW机组选用的给煤机正常输送量应在50-65t/h，现场给煤机存在约23%富余量，实际需要落煤口截面应该不少于0.28m2，考虑到落煤不均匀性和落煤中心度，沿皮带走向采用500×650mm的矩形挡煤口（落煤口截面0.325m2），煤层输送厚度不变。
3 改造后的效果
改造后，#1炉#1原煤仓落煤管下煤情况好于#1炉#2原煤仓落煤管。通过2011年12月7日至2012年2月9日统计#1炉两台给煤机断煤次数，#1炉#1给煤机断煤1次，累计时间60分钟；#1炉#2给煤机断煤175次，累计时间527分钟。其中#1炉#1给煤机断煤60分钟因堵塞位置在清堵机上部，刮刀不能对堵塞点进行清堵。在煤质水份高于15%时，原煤粘度较高，落煤管下煤量受到影响，煤量波动较大，平均煤量在30吨左右，此种情况在统计时间内共发生19次。
2012年4月份，我厂又对剩余的三个原煤仓落煤管进行了改造，改造的方案和#1炉#1原煤仓落煤管基本相同。2011因原煤仓落煤管堵塞，粉仓粉位低，被迫减负荷投油稳燃，消耗燃油380吨，2012年消耗19吨，同比减少361吨燃油消耗。根据以上统计情况，可以认定此次原煤仓落煤管改造较为成功。
经过近一年的运行，发现原煤仓落煤管改造存在一些问题，还需要进一步的完善和改造，问题如下：
①刮刀变形。在运行中发现刮刀的末端发生变形，原因是刮刀末端的厚度为10mm，强度不够，致使其变形。将刮刀末端厚度增加为20mm解决此问题。
②给煤机电动插板无法关闭。在刮刀作用力下原煤进入插板阀壳内，原煤积聚板结，插板无法关闭。
③给煤机电动插板阀至落煤口间堵塞。几个原因：此段材质使用普通钢，内壁较为粗糙，原煤贴壁；插板阀至落煤口之间没有刮刀清堵的作用；冬季时，原煤冻结在此处。可以采用更换成管道材质和在外壁装设伴热带、加装保温的方法解决此问题。
④在原煤含煤泥量高时，会产生频繁断煤的现象。跟换电机的转速，由原来的1000rpm增高为1500rpm，频繁断煤现象有所好转。
参考文献：
[1]杨吉友.锅炉原煤斗蓬煤和落煤管堵塞原因及改造措施[J].安徽电力，2013（02）.
[2]郑爱永.浅谈原煤斗蓬煤和给煤机落煤管堵塞原因及防范措施[J].中国科技信息，2012（24）.
[3]徐国琪.输煤系统转运站落煤管技术改造探讨[J].江西电力，1999（01）.
关键词：原煤仓落煤管 堵塞 改造
随着煤炭价格不断攀升，燃料成本也不断升高，发电企业效益逐步降低。为了扭转这一被动局面，本厂经过调查研究，决定试掺烧煤泥，降低发电成本。在试验过程中，原煤仓落煤管经常发生堵塞，造成粉仓粉位低，制粉单耗升高，磨煤机钢球消耗增加。仅2011年4-11月份，因原煤仓落煤管堵塞造成粉仓粉位低，被迫降负荷投油稳燃，增加燃油消耗380吨。经过改造原煤仓落煤管和加装疏堵装置，原煤收到基全水在15%以下未发生堵塞。可以认定此次改造较为成功。
1 改造前运行状况
1.1 设备简介
锅炉是东方锅炉厂生产的DG445/13.7-Π1型超高压、一次中间再热、单汽包、自然循环、集中下降管、全钢构架，∏形悬吊式露天布置。设计煤种为贫煤，收到基低位发热量20.89 Mj/kg、灰份27.08%、全水份9.2%。每台锅炉配置两套钢球磨中间储仓热风送粉制粉系统，每套制粉系统对应一个原煤仓。原煤仓容积为214m3，内壁为内衬不锈钢，原煤仓下部为圆形截面双曲线式。原煤仓落煤管至下部电动闸板门为圆锥形煤斗，闸板门内径670mm，下部落煤管为600×600 mm方形管，给煤机进料口上部有600×600mm法兰口径，进入给煤机皮带缩小为宽约450mm长方形口，占用带宽约450mm。进料电动闸板下法兰距约1370mm。每个原煤仓对应一个给煤机，给煤机为计量式胶带给煤机，皮带为：环形裙边胶带；带宽800mm带速0.48m/s。进料口设置电动闸板阀，给煤机变频调速控制方式，给煤机设有皮带防跑偏报警、堵煤报警、断煤报警、断链报警和腔内超温报警功能。见附图。
1.2 运行状况
自2011年4月份开始进行煤泥掺烧试验，通过掺烧试验，证明锅炉对燃料有适应性，掺烧煤泥是完全可行的。但是，原煤仓落煤管堵塞几率大大提高，依靠电磁振打和人工敲击难以解决问题，仅2011年4-11月份，被迫增加燃油消耗380吨，磨煤机经常空罐运行，造成球耗率大幅上升，而且在给煤机落料管发生堵塞时，全靠人工疏通，不但加大了工人的劳动强度，而且增加了系统潜在的事故隐患，锅炉调整极为困难，参数超限现象经常发生，降低了锅炉使用寿命。
原煤仓落煤管堵塞原因分析：
1.2.1 原煤成分的影响。煤中含有一定量的粘土、碳酸盐、黄铁矿等矿物质，他们构成燃煤的灰分。其中粘土能吸收水分散成胶体粒子，呈糊状，具有粘结性。因此，粘土矿物含量的高低及性能对燃煤粘结性影响很大，含量偏高时常常导致原煤粘结堵塞。煤的平均粒径越小，细粉多，比表面积大，表面自由焓高，颗粒间的作用力大，内力强，其宏观表现即为煤的粘结性强，比如煤泥。
1.2.2 原煤仓落煤管段的结构型式：落煤管段的常用
结构型式有矩形截面管和圆形截面管。矩型截面落煤管壁四角附近原煤受“双面摩擦”和挤压的作用，易长期粘接在四角，在同样半顶角的情况下，较圆形截面落煤管更易积煤。特别是在煤粒含水量较大、煤泥含量较高、团聚性很强的情况下，煤在落料管内的流动就更加困难，结拱堵塞的几率就大大增加。从结构上来说，圆形截面落煤管堵塞几率相对较小。
1.2.3 落煤管材质的影响：常用的有普通碳钢和不锈
钢。使用普通碳钢制作，管道内壁易锈蚀，表面粗糙，造成煤粉在其表面附集，尤其是煤的水份在8%～12%时，更容易在管壁上黏结，使下煤阻力增大造成落煤管堵塞。不锈钢板自身的硬度较低，耐磨性较差，但它与物料的摩擦系数比普通钢低30%，滑动性好，故对煤流的阻力小，利于原煤的流动。从材质方面来说，落煤管宜使用不锈钢材质。
1.2.4 本厂落煤管堵塞的原因：一个在给煤机入口闸板门下部0.5-1.5m区域，造成此段堵塞的主要原因：给煤机入口电动闸板门内径为670mm，下部为700*
700mm方形管渐缩为600*600mm的方形管，此处渐缩的落料管内煤在竖直方向膨胀、水平方向压缩，应力呈被动塑性状态，随着落料管出口尺寸的减小，压力越来越大，煤颗粒之间及煤与筒壁之间的摩擦力增大，在燃煤中煤泥含量超过25%时，由于煤泥颗粒在0.2-1mm之间，煤颗粒之间极易发生团聚现象，特征尺寸将显著增大，所以发生此段堵塞。另一个位置在给煤机皮带上部落煤口处，主要原因：落煤管由600*600mm方形管渐缩为600*
450mm矩形管，落煤管内的原煤被压缩呈团聚现象，原煤在落煤口处与给煤机皮带打滑，不能将原煤输送至磨煤机内。
2 改造的方案
为了解决原煤仓下煤过程中发生的堵塞问题，调研其他电厂的解决堵塞的经验。2011年12月对#1炉#1原煤仓落煤管进行改造，改造的方案如下（附图）：
2.1 使用原煤仓清堵机。其原理是在落煤管的内壁安装两个刮刀，上下对称布置，通过电动机经减速机带动落煤管内的刮刀转动，使煤流运动，清除落煤管内贴壁、积聚，形成煤拱。刮刀采用合金钢锻件制造，高强耐磨，使粉煤同时向心和向下双向涡动，煤流连续顺畅。使用原煤仓清堵机有几点好处：首先刮刀贴近仓壁运动，原煤被搅拌后变得疏松，流动性增强；其次是刮刀在落煤管内做360度旋转使原煤与仓壁处于分离状态，无法形成煤拱；最后是刮刀为三维变截面流线设计，有一定的扭曲度，类似汽轮机的末级叶片。这样刮刀运行时，对原煤产生下压力，由原来的重力下煤，变为压力下煤，变被动为主动。
2.2 将原煤仓下煤的方形管拆除，替换成煤仓清堵机。
2.3 将给煤机电动插板门位置，移至清堵机下部，用于给煤机检修时的隔离作用。
2.4 清堵机下法兰至原煤仓落煤口采用直径600mm的圆形管道。从管道结构上减小堵塞的几率。 2.5 清堵机刮刀延伸至给煤机电动插板门处。增大清堵机的工作范围。
2.6 改进给煤机落煤口挡板，适当扩大皮带上部挡煤截面。按设计规范计算：800mm皮带输送机考虑充满系数后，配用600×600mm落煤口截面为0.36mm2，按0.48m/s带速，最大输送能力为80t/h。按目前煤质，135MW机组选用的给煤机正常输送量应在50-65t/h，现场给煤机存在约23%富余量，实际需要落煤口截面应该不少于0.28m2，考虑到落煤不均匀性和落煤中心度，沿皮带走向采用500×650mm的矩形挡煤口（落煤口截面0.325m2），煤层输送厚度不变。
3 改造后的效果
改造后，#1炉#1原煤仓落煤管下煤情况好于#1炉#2原煤仓落煤管。通过2011年12月7日至2012年2月9日统计#1炉两台给煤机断煤次数，#1炉#1给煤机断煤1次，累计时间60分钟；#1炉#2给煤机断煤175次，累计时间527分钟。其中#1炉#1给煤机断煤60分钟因堵塞位置在清堵机上部，刮刀不能对堵塞点进行清堵。在煤质水份高于15%时，原煤粘度较高，落煤管下煤量受到影响，煤量波动较大，平均煤量在30吨左右，此种情况在统计时间内共发生19次。
2012年4月份，我厂又对剩余的三个原煤仓落煤管进行了改造，改造的方案和#1炉#1原煤仓落煤管基本相同。2011因原煤仓落煤管堵塞，粉仓粉位低，被迫减负荷投油稳燃，消耗燃油380吨，2012年消耗19吨，同比减少361吨燃油消耗。根据以上统计情况，可以认定此次原煤仓落煤管改造较为成功。
经过近一年的运行，发现原煤仓落煤管改造存在一些问题，还需要进一步的完善和改造，问题如下：
①刮刀变形。在运行中发现刮刀的末端发生变形，原因是刮刀末端的厚度为10mm，强度不够，致使其变形。将刮刀末端厚度增加为20mm解决此问题。
②给煤机电动插板无法关闭。在刮刀作用力下原煤进入插板阀壳内，原煤积聚板结，插板无法关闭。
③给煤机电动插板阀至落煤口间堵塞。几个原因：此段材质使用普通钢，内壁较为粗糙，原煤贴壁；插板阀至落煤口之间没有刮刀清堵的作用；冬季时，原煤冻结在此处。可以采用更换成管道材质和在外壁装设伴热带、加装保温的方法解决此问题。
④在原煤含煤泥量高时，会产生频繁断煤的现象。跟换电机的转速，由原来的1000rpm增高为1500rpm，频繁断煤现象有所好转。
参考文献：
[1]杨吉友.锅炉原煤斗蓬煤和落煤管堵塞原因及改造措施[J].安徽电力，2013（02）.
[2]郑爱永.浅谈原煤斗蓬煤和给煤机落煤管堵塞原因及防范措施[J].中国科技信息，2012（24）.
[3]徐国琪.输煤系统转运站落煤管技术改造探讨[J].江西电力，1999（01）.