原煤倉落煤管堵塞原因分析及解決方案

摘要：摻燒煤泥后，原煤倉落煤管堵塞。經過分析原因，制定改造方案，改造后效果明顯。

關鍵詞：原煤倉落煤管 堵塞 改造

隨著煤炭價格不斷攀升，燃料成本也不斷升高，發電企業效益逐步降低。為了扭轉這一被動局面，本廠經過調查研究，決定試摻燒煤泥，降低發電成本。在試驗過程中，原煤倉落煤管經常發生堵塞，造成粉倉粉位低，制粉單耗升高，磨煤機鋼球消耗增加。僅2011年4-11月份，因原煤倉落煤管堵塞造成粉倉粉位低，被迫降負荷投油穩燃，增加燃油消耗380噸。經過改造原煤倉落煤管和加裝疏堵裝置，原煤收到基全水在15%以下未發生堵塞?？梢哉J定此次改造較為成功。

1 改造前運行狀況

1.1 設備簡介

鍋爐是東方鍋爐廠生產的DG445/13.7-Π1型超高壓、一次中間再熱、單汽包、自然循環、集中下降管、全鋼構架，∏形懸吊式露天布置。設計煤種為貧煤，收到基低位發熱量20.89 Mj/kg、灰份27.08%、全水份9.2%。每臺鍋爐配置兩套鋼球磨中間儲倉熱風送粉制粉系統，每套制粉系統對應一個原煤倉。原煤倉容積為214m3，內壁為內襯不銹鋼，原煤倉下部為圓形截面雙曲線式。原煤倉落煤管至下部電動閘板門為圓錐形煤斗，閘板門內徑670mm，下部落煤管為600×600 mm方形管，給煤機進料口上部有600×600mm法蘭口徑，進入給煤機皮帶縮小為寬約450mm長方形口，占用帶寬約450mm。進料電動閘板下法蘭距約1370mm。每個原煤倉對應一個給煤機，給煤機為計量式膠帶給煤機，皮帶為：環形裙邊膠帶；帶寬800mm帶速0.48m/s。進料口設置電動閘板閥，給煤機變頻調速控制方式，給煤機設有皮帶防跑偏報警、堵煤報警、斷煤報警、斷鏈報警和腔內超溫報警功能。見附圖。

1.2 運行狀況

自2011年4月份開始進行煤泥摻燒試驗，通過摻燒試驗，證明鍋爐對燃料有適應性，摻燒煤泥是完全可行的。但是，原煤倉落煤管堵塞幾率大大提高，依靠電磁振打和人工敲擊難以解決問題，僅2011年4-11月份，被迫增加燃油消耗380噸，磨煤機經常空罐運行，造成球耗率大幅上升，而且在給煤機落料管發生堵塞時，全靠人工疏通，不但加大了工人的勞動強度，而且增加了系統潛在的事故隱患，鍋爐調整極為困難，參數超限現象經常發生，降低了鍋爐使用壽命。

原煤倉落煤管堵塞原因分析：

1.2.1 原煤成分的影響。煤中含有一定量的粘土、碳酸鹽、黃鐵礦等礦物質，他們構成燃煤的灰分。其中粘土能吸收水分散成膠體粒子，呈糊狀，具有粘結性。因此，粘土礦物含量的高低及性能對燃煤粘結性影響很大，含量偏高時常常導致原煤粘結堵塞。煤的平均粒徑越小，細粉多，比表面積大，表面自由焓高，顆粒間的作用力大，內力強，其宏觀表現即為煤的粘結性強，比如煤泥。

1.2.2 原煤倉落煤管段的結構型式：落煤管段的常用

結構型式有矩形截面管和圓形截面管。矩型截面落煤管壁四角附近原煤受“雙面摩擦”和擠壓的作用，易長期粘接在四角，在同樣半頂角的情況下，較圓形截面落煤管更易積煤。特別是在煤粒含水量較大、煤泥含量較高、團聚性很強的情況下，煤在落料管內的流動就更加困難，結拱堵塞的幾率就大大增加。從結構上來說，圓形截面落煤管堵塞幾率相對較小。

1.2.3 落煤管材質的影響：常用的有普通碳鋼和不銹

鋼。使用普通碳鋼制作，管道內壁易銹蝕，表面粗糙，造成煤粉在其表面附集，尤其是煤的水份在8%～12%時，更容易在管壁上黏結，使下煤阻力增大造成落煤管堵塞。不銹鋼板自身的硬度較低，耐磨性較差，但它與物料的摩擦系數比普通鋼低30%，滑動性好，故對煤流的阻力小，利于原煤的流動。從材質方面來說，落煤管宜使用不銹鋼材質。

1.2.4 本廠落煤管堵塞的原因：一個在給煤機入口閘板門下部0.5-1.5m區域，造成此段堵塞的主要原因：給煤機入口電動閘板門內徑為670mm，下部為700*

700mm方形管漸縮為600*600mm的方形管，此處漸縮的落料管內煤在豎直方向膨脹、水平方向壓縮，應力呈被動塑性狀態，隨著落料管出口尺寸的減小，壓力越來越大，煤顆粒之間及煤與筒壁之間的摩擦力增大，在燃煤中煤泥含量超過25%時，由于煤泥顆粒在0.2-1mm之間，煤顆粒之間極易發生團聚現象，特征尺寸將顯著增大，所以發生此段堵塞。另一個位置在給煤機皮帶上部落煤口處，主要原因：落煤管由600*600mm方形管漸縮為600*

450mm矩形管，落煤管內的原煤被壓縮呈團聚現象，原煤在落煤口處與給煤機皮帶打滑，不能將原煤輸送至磨煤機內。

2 改造的方案

為了解決原煤倉下煤過程中發生的堵塞問題，調研其他電廠的解決堵塞的經驗。2011年12月對#1爐#1原煤倉落煤管進行改造，改造的方案如下（附圖）：

2.1 使用原煤倉清堵機。其原理是在落煤管的內壁安裝兩個刮刀，上下對稱布置，通過電動機經減速機帶動落煤管內的刮刀轉動，使煤流運動，清除落煤管內貼壁、積聚，形成煤拱。刮刀采用合金鋼鍛件制造，高強耐磨，使粉煤同時向心和向下雙向渦動，煤流連續順暢。使用原煤倉清堵機有幾點好處：首先刮刀貼近倉壁運動，原煤被攪拌后變得疏松，流動性增強；其次是刮刀在落煤管內做360度旋轉使原煤與倉壁處于分離狀態，無法形成煤拱；最后是刮刀為三維變截面流線設計，有一定的扭曲度，類似汽輪機的末級葉片。這樣刮刀運行時，對原煤產生下壓力，由原來的重力下煤，變為壓力下煤，變被動為主動。

2.2 將原煤倉下煤的方形管拆除，替換成煤倉清堵機。

2.3 將給煤機電動插板門位置，移至清堵機下部，用于給煤機檢修時的隔離作用。

2.4 清堵機下法蘭至原煤倉落煤口采用直徑600mm的圓形管道。從管道結構上減小堵塞的幾率。

2.5 清堵機刮刀延伸至給煤機電動插板門處。增大清堵機的工作范圍。

2.6 改進給煤機落煤口擋板，適當擴大皮帶上部擋煤截面。按設計規范計算：800mm皮帶輸送機考慮充滿系數后，配用600×600mm落煤口截面為0.36mm2，按0.48m/s帶速，最大輸送能力為80t/h。按目前煤質，135MW機組選用的給煤機正常輸送量應在50-65t/h，現場給煤機存在約23%富余量，實際需要落煤口截面應該不少于0.28m2，考慮到落煤不均勻性和落煤中心度，沿皮帶走向采用500×650mm的矩形擋煤口（落煤口截面0.325m2），煤層輸送厚度不變。

3 改造后的效果

改造后，#1爐#1原煤倉落煤管下煤情況好于#1爐#2原煤倉落煤管。通過2011年12月7日至2012年2月9日統計#1爐兩臺給煤機斷煤次數，#1爐#1給煤機斷煤1次，累計時間60分鐘；#1爐#2給煤機斷煤175次，累計時間527分鐘。其中#1爐#1給煤機斷煤60分鐘因堵塞位置在清堵機上部，刮刀不能對堵塞點進行清堵。在煤質水份高于15%時，原煤粘度較高，落煤管下煤量受到影響，煤量波動較大，平均煤量在30噸左右，此種情況在統計時間內共發生19次。

2012年4月份，我廠又對剩余的三個原煤倉落煤管進行了改造，改造的方案和#1爐#1原煤倉落煤管基本相同。2011因原煤倉落煤管堵塞，粉倉粉位低，被迫減負荷投油穩燃，消耗燃油380噸，2012年消耗19噸，同比減少361噸燃油消耗。根據以上統計情況，可以認定此次原煤倉落煤管改造較為成功。

經過近一年的運行，發現原煤倉落煤管改造存在一些問題，還需要進一步的完善和改造，問題如下：

①刮刀變形。在運行中發現刮刀的末端發生變形，原因是刮刀末端的厚度為10mm，強度不夠，致使其變形。將刮刀末端厚度增加為20mm解決此問題。

②給煤機電動插板無法關閉。在刮刀作用力下原煤進入插板閥殼內，原煤積聚板結，插板無法關閉。

③給煤機電動插板閥至落煤口間堵塞。幾個原因：此段材質使用普通鋼，內壁較為粗糙，原煤貼壁；插板閥至落煤口之間沒有刮刀清堵的作用；冬季時，原煤凍結在此處?？梢圆捎酶鼡Q成管道材質和在外壁裝設伴熱帶、加裝保溫的方法解決此問題。

④在原煤含煤泥量高時，會產生頻繁斷煤的現象。跟換電機的轉速，由原來的1000rpm增高為1500rpm，頻繁斷煤現象有所好轉。

參考文獻：

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