火力發電廠輸煤系統落煤管設計存在的問題及解決措施

摘要：火力發電廠輸煤系統落煤管設計存在的缺陷會嚴重影響到火電生產的效率，文章主要對常見的問題進行了論述，并結合工作經驗提出幾點建議。

關鍵詞：輸煤系統；落煤管；皮帶跑偏

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）08-0007-02

通常來說，輸煤系統中落煤管主要由三部分組成，即落煤斗、下降管、導流槽等部件。在進行火力發電生產的過程中，由于儲存、篩選破碎的要求，需要經過多次轉運，才能將合格的燃煤通過落煤管送入原煤倉當中。對于落煤管設計要求，也應該盡量在煤流下落的過程中起到導流和分流的作用。

傳統落煤管在設計上存在的問題不大，但隨著火電生產的發展需要顯得越來越嚴重，布置不合理、堵料、膠帶重載跑偏、撒料、轉運站粉塵濃度大等一直困擾著人們。同時伴隨著我國煤炭資源的日益短缺，煤炭資源的品種和質量越來越難以保障，這也在一定程度上加劇了發電機組的運行風險。鑒于此，文章對落煤管設計存在的主要問題進行了分析研究，并就如何進行改善提出了幾點見解。

1 落煤管截面尺寸設計相關問題探討

①火力發電廠輸煤系統落煤管截面尺寸的設計至關重要，與運輸能力存在莫大的關聯。根據理論來說，落煤管的截面面積F的計算公式如下：

式中，Q為膠帶運輸機輸送量；V為煤管中煤的流速；r為煤的堆積力度；φ為充滿系數，介于0.3～0.35之間。

同時根據落煤管設計時所推薦選用的帶速，可以得出輸送能力關系，其關系主要表現如表1所示。

②對于火電廠輸煤系統來說，落煤管的管徑主要取決于煤的流量、粒徑、以及松散特性。而在這些因素當中，煤的流量對落煤管流面積大小的影響非常大。因此，在考慮到運輸煤量足夠的前提下，還需要結合煤的粒徑來進行綜合考慮。就目前而言，火電廠所用的燃煤主要以煤礦生產的原煤為主，很少經過特殊加工，火電廠對于所選用過來的煤塊粒度也沒有特殊的要求。因此，為了避免由于煤塊的粒度過大影響給料、輸煤系統的正常運行，應該在火電廠不同的受卸裝置上設置煤蓖，確保煤塊的粒度大小適中。

除了以上所述之外，為了使輸煤系統在進行正常工作的時候，輸煤管不出現堵卡的情況，落煤管在設計的時候應該保留足夠的面積，就目前來說各大火電廠所選用落煤管的截面面積都能滿足現行的要求。通過周密的研究計算，得出了不同規格膠帶運輸機推薦使用的帶速和輸送量，同時在充滿系數和不充滿系數的條件下，分別計算出落煤管的截面面積，確保計算的面積和實際面積相對比不能有過大的偏差。

對于燃煤的要求，一般的火力發電廠在對燃煤進行的篩選、破碎環節不多，大多數的轉運環節是在篩分、破碎之后，在些環節的煤塊粒徑都比較小，不超過30 mm，由此可以看出落煤管的截面面積僅僅與燃煤的流量存在關聯，所以不用考慮在傳輸的過程中發生大塊燃煤卡堵的情況。而經過篩選之后，大部分體積大的燃煤塊顯著減少，落煤管的流通面積也由此顯得更大，這就使得煤流在落煤管里所受的約束非常小，加上煤流的初速度和落差之間產生的巨大沖擊力，使得煤流在下落的過程中，燃煤趨向膠帶運輸機中心線的幾率會越來越少，對受煤膠帶產生較大的側向沖擊力，出現落煤點不正的情況。

③要想驗證落煤管流通面積與膠帶輸送機不同帶寬所具備的傳輸能力及面積之間的關系，應該進行詳細的實驗分析，在理論上比較不同的條件之下所需要的流通面積，在與實際設計所采用的落煤管流通面積相對比，經過筆者的論證，詳細的數據如表2所示。

在表2對比的數據結果可以明顯看出，設計所采用的落煤管流通面積在實際使用的過程中，富余量非常大。而在不充滿系數的條件下，計算所得出的流通面積比設計采用的流通面積存在一定的差別，并且其輸送能力也得到了大幅的提升。通過數據對比發現，現行設計所采用的截面面積比不充滿系數條件下的截面面積大5倍左右，可以得出火力發電廠輸煤系統對燃煤進行篩分破碎后，所選用尺寸截面面積的落煤管比現行設計所采用的落煤管尺寸縮小兩個檔級左右。

2 落煤管膠帶運輸機跑偏問題的分析

在火力發電廠當中，所說的膠帶運輸機跑偏問題就是在工作的時候，膠帶的中心線與運輸機的中心線完全脫離，偏向了另外一側，嚴重的時候會使得膠帶邊緣與托輥脫離，導致膠帶摩擦出現損壞，將會給火電生產帶來極大的風險。筆者根據自身的工作經驗，總結出造成膠帶跑偏主要有以下幾個方面的因素。

①設備制造不夠精細，膠帶在加工的過程當中質量控制不夠嚴格，膠帶的中心線不是一條直線，帶芯受力不均等情況都會造成膠帶運輸機出現跑偏，面對這樣的問題，可以在膠帶加工技術上進行完善，加強膠帶生產的質量控制力度。

②在進行膠帶安裝的過程中，由于托輥、各滾筒軸線與膠帶運輸機中心線不垂直，這就很有可能使膠帶在在工作中，常常受到一股橫向推力，在這股力的影響下，膠帶運輸機中間架成了一條曲線，使得膠帶粘結不正。

③膠帶運輸機在進行工作的時候，由于清掃器清掃的不夠徹底，留有煤粉粘在滾筒上，導致了膠帶受力不夠均勻，出現膠帶跑偏的情況。

④膠帶運輸機跑偏嚴重會使得燃煤在運輸的過程當中，出現撒落的情況，煤塵飛揚情況嚴重，工作人員需要每天進行清理、沖洗，若處理不當還有可能堵塞排污泵，給電廠的生產帶來極大的危害。火力發電廠出現這樣的問題在所難免，可以通過對現有的落煤管管徑進行改造縮小，改變落煤管的形狀，使得轉運的煤流與膠帶的中心線并和。

3 落煤管積料、堵料問題的研究

落煤管出現積料、堵料的情況是非常常見的，根據積料、堵料的原因分析可以分為以下兩種情況：

①沖擊性堵煤，出現這種方式堵煤的現象一般發生在落煤管的拐角處，如圖1所示，傳統的落煤管轉角設計中，煤流在下落過程一部分煤流的切入角會與落煤管的實際傾角相抵，這就使得煤流經過拐角處速度急速下降，煤流的動能也轉換成了對落煤管管壁的沖擊，一旦煤料當中所含的水分過多或者粘性過大，就會出現沖擊性堵料、積料的現象。

②掛料性積煤，出現這種方式的積煤現象大多數發生在落煤管的的底部以及直角邊處，落煤管在輸送煤料的過程中，若煤炭中灰分和水分含量過大，細粘的物料就會逐步在底部和兩側直角形成掛料，隨著時間的推移，這種掛料會越積越厚，最終形成堵煤。

③針對落煤管出現的積料、堵料情況，可以在落煤管內多加幾路風，根據落煤的方向進行安裝，在落煤管內形成一層最氣膜，具有擾動濕潤的作用，同時也可以將落煤管改成射流器的方式來減少積料現象的發生。除上述對策之外，還可以引入“清塞機”到輸煤系統當中，該機械功率小、密封性能好，通過刮板沿著落煤管的內側，將粘附在管壁上的積料、堵料清理下來，清塞機可以實現自動控制和復位，能夠大大節省人力物力，提高效率。

當然，對于處理落煤管積料、堵料的問題，首先應該控制給煤量，配煤要均勻，煤流當中的濕度要控制適宜，只有這樣才能不容易發生堵料的情況。

4 結 語

在火力發電廠輸煤系統中，落煤管由于設計問題，經常容易出現堵料、膠帶跑偏、撒料、粉塵大等問題，隨著生產力的發展，這些問題也在火電生產當中凸顯的更加嚴重，文章對落煤管設計存在的主要問題進行了剖析，并就如何改善提出了自己的一些看法，僅供相關人士參考，在此也希望能夠引起業內的重視，使火電企業的安全生產有所保障。

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