半無軸變頻螺旋給煤機的研制與應用

馬圣忠 張玉忠 王海全

（棗莊礦業〈集團〉付村煤業有限公司，山東 微山 277605）

0 前言

循環流化床鍋爐由于適用煤種較為廣泛在國內外發電企業應用較多，由于循環流化床鍋爐對入爐煤要求較煤粉爐低，通常制煤系統設備比較簡單，煤的顆粒度及水分較大，因此運行中給煤設備磨損及煤濕堵煤現象較為普遍。

1 常用給煤機現狀

目前國內循環流化床鍋爐常用的給煤機械有螺旋給煤機、埋刮板給煤機、皮帶給煤機等。

1.1 有軸螺旋給煤機

設備簡單、價格低、密封性較好。但存在磨損、較長螺旋軸易卡死或扭壞等問題。

1.2 埋刮板給煤機

運行穩定、不易卡塞、可調性好等優點，但是長時間使用密封性較差，煤的水分較大時運行故障率較高，易堵煤。

1.3 皮帶給煤機

價格低廉、操作簡便，在負壓給煤方式的鍋爐應用比較多。缺點是體積較大，易跑偏，設備維護量較大，正壓鍋爐中設計密封風也不能完全避免皮帶損壞。

三種給煤方式在國內循環流化床鍋爐上都有著較廣泛的應用，但是都不能很好的從根本上解決設備磨損較大、煤濕堵煤影響鍋爐安全運行的問題。

2 半無軸變頻螺旋給煤機的研制與應用

針對循環流化床鍋爐給煤機使用過程中的易磨損、易堵煤、故障率高為問題，我們對三種常用給煤機：刮板給煤機、皮帶給煤機、有軸螺旋給煤機進行研究，研制出半無軸變頻螺旋給煤機，并應用于實踐，在給煤機的設計方面我們采取了以下技術：

1）針對有軸螺旋給煤機較長螺旋軸易卡死或扭壞的問題，我們采用半無軸螺旋即輸出端為部分有軸螺旋，前端為無軸螺旋、嚴格控制螺旋軸的長度等技術措施。輸出端采用有軸部分增加了輸出端的強度，當煤中出現雜物時不至于扭斷螺旋軸；前端采用無軸段增大了螺旋葉片的空間，當煤中有雜物時大部分可較為順暢的通過，減少了卡住螺旋軸的幾率；螺旋的長度越長其運行中擺動幅度越大，產生的扭矩越大，極易造成螺旋軸薄弱段的損壞，螺旋軸長度因為設備安裝位置的局限也不可能減少很多，為此我們嚴格控制整軸長度不超過2.9米。

2）針對給煤機螺旋葉片磨損嚴重的問題，我們選用耐磨耐高溫不銹鋼的葉片，最高耐熱溫度可達1000℃，采用“L“型螺旋葉片設計，在確保螺旋軸強度、使用壽命的前提下減小扭矩，提高葉片的使用壽命；螺旋外殼筒體采用304 不銹鋼，并在螺旋筒體下部增加耐磨隔板，提高螺旋外殼筒體的使用壽命；并根據煤種水分的變化采用前端預噴水的方法調節煤的含水量，既便于輸送又減少了給煤機螺旋葉片及筒體的磨損。

3）為防止螺旋給煤機入料口處落煤不暢，我們采用了DN350 不銹鋼管，減少了煤流動過程的阻力，同時為防止蓬煤我們在不銹鋼管上安裝了電磁式倉壁振動器，解決了螺旋給煤機入料口的落煤不暢的問題。

4）控制方面我們根據入爐煤量的設計要求，調整好螺旋給煤機螺旋葉片的螺距，確保螺旋給煤機滿足低負荷和高負荷運行的要求；針對擺線針輪減速機容易損壞的情況我們采用“F”系列斜齒輪平行軸型減速箱；采用變頻電機控制給煤量的大小，一方面控制便于控制，另一方面達到節能的目的；另便于觀察落煤情況減少職工的的勞動強度我們安裝了攝像頭。

5）針對給煤機與爐膛連接處經常漏灰不易密封的問題，我們對給煤機噴管法蘭進行了改造，增強了密封性，同時使螺旋給煤機的螺旋軸運行中能夠自動找中心平衡螺旋軸的受力。

3 改造后獲得經濟效益分析

螺旋葉片、傳動裝置、落煤管噴管的設計合理完善，經過調試運行，充分減少了設備磨損，增加了企業效益。

通過改造將延長給煤機的使用壽命，減少維修量，每年減少設備材料費、維護費約15 萬元；采用變頻電機改造，降低運行電流7A，配置六臺給煤機年運行8000 小時計算，預計改造后的給煤機年節電12.768 萬KW·h,改造后解決了煤濕影響機組發電負荷的問題，提高機組發電量約1%，年可多發電192 萬KW·h。年累計增加效益月117.4萬元，僅需十二個多月就可收回全部投資。經濟效益非常可觀。

無軸變頻螺旋給煤機的安裝提高了鍋爐運行的安全性，確保鍋爐的的正常給煤，防止鍋爐因斷煤造成滅火等重大事故的發生。

4 結論

無軸變頻螺旋給煤機的使用從根本上解決了煤濕堵煤需人工處理的難題,有效解決了循環流化床鍋爐給煤機磨損及煤濕堵煤影響鍋爐負荷的問題，減少職工的勞動強度，降低了職工勞動量，改善了生產現場工作環境，降低了揚塵的污染，提高了鍋爐的安全經濟運行。

國內同類型循環流化床鍋爐給煤系統均存在著這樣或那樣的問題，若同類型循環流化床鍋爐中推廣應用無軸變頻螺旋給煤機技術，一定會有很好的經濟效益和社會效益，推廣前景廣闊。

［1］岑可法.循環流化床鍋爐理論設計與運行[M].中國電力出版社，1998.

［2］屈衛東.循環流化床鍋爐設備及運行[M].河南科學技術出版社，2002.