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[摘 要]给煤系统是CFB锅炉的重要辅机系统之一，它的正常与否直接影响锅炉是否正常运行，文章就给煤设备的技术改造进行探索和简要分析。
[关键词]CFB锅炉；给煤、播煤风改造
中图分类号：TU995 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0097-01
一、电厂锅炉概况
济二矿电厂的三台锅炉均为无锡锅炉厂和浙江大学联合设计，无锡锅炉厂制造的循环流化床锅炉，型号为UG-75/5.3-M16。其主要技术参数如下：
近期济二矿电厂中煤燃料化验指标如下：
水分：16.8%、灰分34%、低位发热量：17993J/g。
二、济二落煤管系统优化改造的必要性
给煤稳定是锅炉安全稳定运行的基本条件，运行以煤泥为主，中煤为辅，由于济二矿所供中煤含有大量粗煤泥，脱水困难，水分较大，比较湿粘，容易粘附在锅炉落煤管内壁上，螺旋给料機给煤入炉膛的落煤管下煤不畅，造成堵煤、断煤。为不影响锅炉运行，电厂不得不派专人进行疏通，最严重时一台锅炉需3个人专门不间断疏通，在给煤疏通过程中大量堆积的中煤瞬时进入炉膛，大量给煤导致燃烧剧烈，大量烟气的产生导致锅炉落煤口上口瞬间正压。由于疏通人员投煤期间是打开给煤机上部观火孔的，正压“喷火”威胁疏通人员的正常工作，是一大安全隐患，另外由于管道靠近炉膛，管道及其周围的温度较高，靠近炉膛段管道表面温度约80-1000C，环境温度约50-600C，由于目前只能采取人工疏通措施，人工劳动强度大、存在一定安全风险，必须给予解决。
三、落煤管系统存在问题原因分析
1、落煤管堵塞的原因分析
由于济二矿选煤工艺的特点，粒径很小的粗煤泥进入洗混煤系统，导致我厂使用的洗混煤水份太大。煤含水分与粘着性有很大的关系，水份在8%以下基本上属于干煤。而水份超过10%以上，黏着性有较大的增长。实践证明燃煤水份在8 %～15 %之间时，黏着性最大，使煤的流动性恶化，堵煤发生频次最高。同时颗粒越小，单位质量的煤粒的表面积增大，煤粒间的黏附力增加，使煤的流动性恶化。济二电厂洗混煤水分过大、颗粒度过小导致煤流黏着性大，存在严重堵煤问题。
三台给煤机落煤管直径为273mm，长度从顶部观察口至底部入炉口为1.7mm，材质为不锈钢，角度750，入炉口处在炉膛密相区，距布风板高度600mm，锅炉正常运行时，该处压力为1000Pa。
煤经落煤管进入炉膛后，立刻被大量高温正压的热烟气包围，一旦落煤管有煤挂壁堆积就会逐渐发展，直到将整个落煤口堵死，如果不能及时发现，整个落煤管将会被堵满，最终对应的给煤机跳闸，锅炉给煤量减少，床温、气温、汽压迅速下降，锅炉负荷下降。
锅炉下部锅炉播煤风理论设计为锅炉总风量的4%，其使用一次风热风，管道为DN150，其播煤效果较好。上部播煤风理论设计为锅炉总风量的3%，其使用一次风冷风，管道为DN80，冷风播煤效果不佳，同时管道直径过小远远达不到设计要求的风量。
2、锅炉正压喷火分析
济二矿电厂使用的燃料是济二矿洗煤厂洗煤后的副产品煤泥，由于济二矿地质条件异常复杂，在采煤的过程中经常会遇到断层。在采煤过断层的特殊情况下，洗煤过程中的副产品：煤泥的灰分含量非常大，近期我厂煤泥灰分长期保持在 50%以上。
根据煤泥燃烧机理分析，煤泥在进入炉膛燃烧时先进行水分蒸发吸热，然后挥发份析出和焦炭燃尽的过程，整个过程需要几十分钟的时间，煤泥灰分越大这个燃烧过程越长。在整个过程中炉膛密相区形成结大量的未燃尽煤泥团，如果煤泥结团的产生量大于消耗量，炉膛内煤泥凝聚结团越积越多。料层压力出现不正常的增长现象，必须通过放渣降低保证一定的运行料层差压，随着运行时间的推移炉膛底部的比重较大的矸石底料被不断放出，整个炉膛充满了比重很轻的煤泥结团。在同样的料压下，煤泥结团的体积要是矸石床料的2倍。大量的煤泥结团导致锅炉密相区上移，锅炉给煤管进炉膛处正压升高，严重时锅炉密封风无法压住烟气冲击，会导致锅炉间断性正压喷火。
四、落煤管系统改造方案
济二电厂在华聚公司领导的指导下，吸取兄弟电厂落煤管防堵的先进经验，计划对济二电厂落煤管系统改造如下：
1、截断原锅炉上部播煤风DN80冷风管道，增加锅炉给煤密封风的风量，提高落煤管密封风强度，减少锅炉“正压喷烟”情况。
2、在锅炉下部播煤风管道上增加一路DN133的热风管和锅炉上部播煤风连接在一起，连接风管配备调节风门，通过风门的调整提高上部播煤风的风量，使上部播煤风占锅炉总风量的3%，下部播煤风占锅炉总风量的4%。落煤管上部播煤风采用热风后可以干燥落煤，同时上部播煤风风量的提高，也强化了播煤效果，减轻燃煤在管道下部的粘结。
3、对中煤给料机的进行看火装置进行改造，去掉原来的看火装置，在落煤管对应的给煤机上壁上开300*300mm方孔，在方孔上部制作高度为300 mm的斜面投煤盒，在投煤盒上面靠下开直径150的圆孔，方面对落煤管进行清理。并配套旋转式的密封盖板，投煤结束后进行密封。在投煤口上部安装原来的直径80mm给煤密封风，并利用三通和投煤密封盒连接，安装水晶玻璃观火时使用。
4、在给料机和落煤管连接处增加缩口增压喷吹播煤装置，减轻落煤管上口到上级播煤风处的落煤粘结。风源选择考虑上下级播煤风用风量比较大，需要在锅炉热一次风道上重新取风，计算后母管采用180mm管道，支管采用89mm管道。设计增压喷吹装置喷嘴高度为20mm，宽度，流通面积：
喷吹风量设计占锅炉总风量的1.5%，正常运行时锅炉总风量为70000Nm3/h，经过计算单个喷吹风量为0.1m3/s，喷口射流风速达到20m/s。
五、改造后效果
1、新增压喷吹装置安装之后增加了落煤管管内煤量流速，通过三道具有一定流速的播煤风来疏松和携带入炉煤，减少发生堵煤的可能性。
2、一次热风可以加热落煤管以及加热随落煤管进入炉膛内燃煤。
3、密封落煤管，防止炉膛内烟气反串损害设备，保证职工工作安全及环境。
4、保持给煤机出口落煤斗入口形成一定负压。
5、大大缓解堵煤，降低人工清理的劳动强度。
先期改造的1#炉对比其他未改造锅炉，同种燃料大大缓解堵煤，员工劳动量大大减轻，效果明显。安全经济效益显著，同时也有力的保证锅炉烟气环保参数达标排放。希望对有类似问题的电厂能够有所启发。
[关键词]CFB锅炉；给煤、播煤风改造
中图分类号：TU995 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0097-01
一、电厂锅炉概况
济二矿电厂的三台锅炉均为无锡锅炉厂和浙江大学联合设计，无锡锅炉厂制造的循环流化床锅炉，型号为UG-75/5.3-M16。其主要技术参数如下：
近期济二矿电厂中煤燃料化验指标如下：
水分：16.8%、灰分34%、低位发热量：17993J/g。
二、济二落煤管系统优化改造的必要性
给煤稳定是锅炉安全稳定运行的基本条件，运行以煤泥为主，中煤为辅，由于济二矿所供中煤含有大量粗煤泥，脱水困难，水分较大，比较湿粘，容易粘附在锅炉落煤管内壁上，螺旋给料機给煤入炉膛的落煤管下煤不畅，造成堵煤、断煤。为不影响锅炉运行，电厂不得不派专人进行疏通，最严重时一台锅炉需3个人专门不间断疏通，在给煤疏通过程中大量堆积的中煤瞬时进入炉膛，大量给煤导致燃烧剧烈，大量烟气的产生导致锅炉落煤口上口瞬间正压。由于疏通人员投煤期间是打开给煤机上部观火孔的，正压“喷火”威胁疏通人员的正常工作，是一大安全隐患，另外由于管道靠近炉膛，管道及其周围的温度较高，靠近炉膛段管道表面温度约80-1000C，环境温度约50-600C，由于目前只能采取人工疏通措施，人工劳动强度大、存在一定安全风险，必须给予解决。
三、落煤管系统存在问题原因分析
1、落煤管堵塞的原因分析
由于济二矿选煤工艺的特点，粒径很小的粗煤泥进入洗混煤系统，导致我厂使用的洗混煤水份太大。煤含水分与粘着性有很大的关系，水份在8%以下基本上属于干煤。而水份超过10%以上，黏着性有较大的增长。实践证明燃煤水份在8 %～15 %之间时，黏着性最大，使煤的流动性恶化，堵煤发生频次最高。同时颗粒越小，单位质量的煤粒的表面积增大，煤粒间的黏附力增加，使煤的流动性恶化。济二电厂洗混煤水分过大、颗粒度过小导致煤流黏着性大，存在严重堵煤问题。
三台给煤机落煤管直径为273mm，长度从顶部观察口至底部入炉口为1.7mm，材质为不锈钢，角度750，入炉口处在炉膛密相区，距布风板高度600mm，锅炉正常运行时，该处压力为1000Pa。
煤经落煤管进入炉膛后，立刻被大量高温正压的热烟气包围，一旦落煤管有煤挂壁堆积就会逐渐发展，直到将整个落煤口堵死，如果不能及时发现，整个落煤管将会被堵满，最终对应的给煤机跳闸，锅炉给煤量减少，床温、气温、汽压迅速下降，锅炉负荷下降。
锅炉下部锅炉播煤风理论设计为锅炉总风量的4%，其使用一次风热风，管道为DN150，其播煤效果较好。上部播煤风理论设计为锅炉总风量的3%，其使用一次风冷风，管道为DN80，冷风播煤效果不佳，同时管道直径过小远远达不到设计要求的风量。
2、锅炉正压喷火分析
济二矿电厂使用的燃料是济二矿洗煤厂洗煤后的副产品煤泥，由于济二矿地质条件异常复杂，在采煤的过程中经常会遇到断层。在采煤过断层的特殊情况下，洗煤过程中的副产品：煤泥的灰分含量非常大，近期我厂煤泥灰分长期保持在 50%以上。
根据煤泥燃烧机理分析，煤泥在进入炉膛燃烧时先进行水分蒸发吸热，然后挥发份析出和焦炭燃尽的过程，整个过程需要几十分钟的时间，煤泥灰分越大这个燃烧过程越长。在整个过程中炉膛密相区形成结大量的未燃尽煤泥团，如果煤泥结团的产生量大于消耗量，炉膛内煤泥凝聚结团越积越多。料层压力出现不正常的增长现象，必须通过放渣降低保证一定的运行料层差压，随着运行时间的推移炉膛底部的比重较大的矸石底料被不断放出，整个炉膛充满了比重很轻的煤泥结团。在同样的料压下，煤泥结团的体积要是矸石床料的2倍。大量的煤泥结团导致锅炉密相区上移，锅炉给煤管进炉膛处正压升高，严重时锅炉密封风无法压住烟气冲击，会导致锅炉间断性正压喷火。
四、落煤管系统改造方案
济二电厂在华聚公司领导的指导下，吸取兄弟电厂落煤管防堵的先进经验，计划对济二电厂落煤管系统改造如下：
1、截断原锅炉上部播煤风DN80冷风管道，增加锅炉给煤密封风的风量，提高落煤管密封风强度，减少锅炉“正压喷烟”情况。
2、在锅炉下部播煤风管道上增加一路DN133的热风管和锅炉上部播煤风连接在一起，连接风管配备调节风门，通过风门的调整提高上部播煤风的风量，使上部播煤风占锅炉总风量的3%，下部播煤风占锅炉总风量的4%。落煤管上部播煤风采用热风后可以干燥落煤，同时上部播煤风风量的提高，也强化了播煤效果，减轻燃煤在管道下部的粘结。
3、对中煤给料机的进行看火装置进行改造，去掉原来的看火装置，在落煤管对应的给煤机上壁上开300*300mm方孔，在方孔上部制作高度为300 mm的斜面投煤盒，在投煤盒上面靠下开直径150的圆孔，方面对落煤管进行清理。并配套旋转式的密封盖板，投煤结束后进行密封。在投煤口上部安装原来的直径80mm给煤密封风，并利用三通和投煤密封盒连接，安装水晶玻璃观火时使用。
4、在给料机和落煤管连接处增加缩口增压喷吹播煤装置，减轻落煤管上口到上级播煤风处的落煤粘结。风源选择考虑上下级播煤风用风量比较大，需要在锅炉热一次风道上重新取风，计算后母管采用180mm管道，支管采用89mm管道。设计增压喷吹装置喷嘴高度为20mm，宽度，流通面积：
喷吹风量设计占锅炉总风量的1.5%，正常运行时锅炉总风量为70000Nm3/h，经过计算单个喷吹风量为0.1m3/s，喷口射流风速达到20m/s。
五、改造后效果
1、新增压喷吹装置安装之后增加了落煤管管内煤量流速，通过三道具有一定流速的播煤风来疏松和携带入炉煤，减少发生堵煤的可能性。
2、一次热风可以加热落煤管以及加热随落煤管进入炉膛内燃煤。
3、密封落煤管，防止炉膛内烟气反串损害设备，保证职工工作安全及环境。
4、保持给煤机出口落煤斗入口形成一定负压。
5、大大缓解堵煤，降低人工清理的劳动强度。
先期改造的1#炉对比其他未改造锅炉，同种燃料大大缓解堵煤，员工劳动量大大减轻，效果明显。安全经济效益显著，同时也有力的保证锅炉烟气环保参数达标排放。希望对有类似问题的电厂能够有所启发。