高水分煤炭對輸煤系統及鍋爐運行的影響

劉應官

（云南水富云天化有限公司，云南 水富 657800）

·經驗交流·

高水分煤炭對輸煤系統及鍋爐運行的影響

劉應官

（云南水富云天化有限公司，云南 水富 657800）

分析了煤炭潮濕時輸煤系統及鍋爐運行最易發生事故的部位及其具體原因，并逐一進行深入剖析，并提出了一些行之有效的具體措施和解決辦法。

煤炭；水分；燃煤鍋爐

近幾年來，水富云天化有限公司供熱車間的循環流化床燃煤鍋爐因煤炭潮濕導致輸煤、鍋爐系統事故頻發，尤其是落煤槽頻繁堵塞、煤倉架橋等問題，已嚴重影響鍋爐的穩定運行。

供熱裝置原始設計為2臺75 t/h的1＃、2＃循環流化床鍋爐，配套一個1＃干煤棚，一套單皮帶輸煤系統，一臺環錘碎煤機。隨著公司的擴改發展，陸續再建了2臺75 t/h的3＃、4＃循環流化床鍋爐，完全替代了原來合成車間的天然氣快裝鍋爐，隨同建成了2＃、3＃、4＃干煤棚和新增了一臺錘頭式碎煤機。

1＃煤棚為平時進煤車輛的卸煤和行車上煤的場所，只具有3 d左右的最大儲煤緩沖時間，只能應對一兩天的短期停煤和供煤波動。水分含量很高的季戊四醇污泥和制氣濾餅，也是放在此煤棚進行短時間的晾干后摻混使用。

2＃、3＃、4＃煤棚為供熱車間的干煤儲煤場所，主要作用是儲存足夠的干煤炭，以保證鍋爐在每年春節煤礦停產后的煤炭供應，同時夏天雷雨季節和濕煤摻混使用。考慮到儲煤的資金積壓和煤炭存儲的損耗、自燃等安全隱患，煤棚儲煤應有一個合理的安全存儲量。用于生產蒸汽的小型循環流化床鍋爐，煤炭使用量本身不大，供應廠家大都是小型煤礦，小型煤礦一般每年春節都放假，年前停工，年后要在農歷十五以后才會逐漸開工。要恢復正常供煤，基本需要近一個月的時間。在這一時期，鍋爐耗煤至少需要3萬t，加之，運輸道路阻斷等外部異常因素影響，實際存煤至少要4萬t以上才合理。另外，還要考慮每年6月初到9月底的夏天雨季儲煤問題。在南方地區，由于夏季多雨，各家煤礦基本沒有水分指標合格（含水量≤7%）的煤炭供應，來煤必須摻混存儲的干煤才能使用。所以每年在6月雨季之前，幾個煤棚都要存到最滿（經專業技術人員實測約為5.4萬t）。即使這樣，偶爾還有將煤倉所存干煤全部用完而雨季未過，被迫大量使用濕煤的情況發生。

1 對輸煤系統的影響

1.1 1＃皮帶輸送機入口落煤槽頻繁堵塞

每年雨季，每天入廠的濕煤炭，在1＃煤棚卸煤后，經過推土機的簡單摻混、堆碼，被行車抓到兩個落煤槽，通過其下的振動給料機控制輸煤量，再經過皮帶輸送機、碎煤機等輸送到煤倉供鍋爐使用。輸煤流程見圖1。由于煤炭含水量高，流動性差，很容易粘壁，隨后黏結成團產生收口，發生架橋情況，致使落煤槽堵塞。此時只有停止輸煤，采用人工進行疏通。如果架橋堵煤發現不及時，架橋嚴重，疏通落煤槽的難度和時間將大大增加。煤炭越濕、越細，黏結性就越強，堵塞就越頻繁。每年一到雨季，疏通落煤槽的次數就大大增加，嚴重的時候整天輸煤都不能正常運行。

1.2 1＃皮帶輸送機頭部滾筒處返程皮帶粘煤嚴重

從振動給料機來的濕煤通過1＃皮帶輸送機的輸送，從其頭部滾筒處落到三通擋板，一路是直接落到老碎煤機入口，另一路是通過短皮帶后到新碎煤機入口。由于1＃皮帶輸送機坡度較大（其傾角為25.5°），使用的是帶斜紋凹槽的花紋皮帶。如果煤炭潮濕，返程皮帶就會粘煤，特別是凹槽內，粘煤更多，而且很難被清掃器或者空氣排孔吹脫。每年夏季，雷雨頻繁，入廠來煤都很潮濕，皮帶粘煤嚴重。返帶煤炭灑落地面，夏季濕煤的灑落量最多時達到幾噸，如果清掃不及時，煤炭堆積，就會導致返程滾筒等粘煤，出現皮帶跑偏或皮帶拉斷等嚴重事故。

圖1 供熱輸煤系統流程圖Figure.1 Flowchart of heating coal handling system

1.3 環錘式碎煤機入口落煤管堵塞

煤炭含水量越高，其黏性就越大，粉煤就容易黏結成團狀。成團濕煤在碎煤機環錘的甩動下，有一部分就直接被拋灑到碎煤機入口管壁粘結起來，不斷長大至堵塞整個碎煤機入口。一旦入口堵塞，來煤將很快堵死整個碎煤機入口管道，導致煤炭大量外溢堆積，輸煤中斷。如果發現得晚，堆煤太多，清理輸煤通道時間相應越長，嚴重時可能導致煤倉拉空，鍋爐斷煤停車。

1.4 環錘式碎煤機頻繁堵料

環錘式碎煤機環錘體積大，基乎占滿整個碎煤機腔體，環錘組之間間隙小，走煤、吞煤能力差，煤炭一旦潮濕，就很容易堆積。當堆煤成團粘壁嚴重時，就架橋堵塞落煤管。錘頭式碎煤機錘頭本身體積小，錘臂長，所以每組錘頭間間隔大，走煤、吞煤能力強，很難發生煤炭堆積堵塞的情況。每年夏季，煤炭潮濕，環錘式碎煤機入口極易堵塞。由于堵塞后碎煤機和落煤管清理困難，所以為了輸煤安全，被迫運行錘頭式碎煤機。錘頭式碎煤機錘頭體積小，重量輕，又極易磨損，每次新換錘頭使用1個月左右煤粒就明顯變大，導致入爐煤粒超標。錘頭式碎煤機錘頭的頻繁更換導致生產成本明顯增高。

2 對鍋爐運行的影響

2.1 煤倉頻繁架橋斷煤

每臺鍋爐都配置有兩個煤倉，主體倉筒是鋼筋混泥土澆筑的四棱倒錐體，北面倉壁均為斜坡面，只有對面和另一個相鄰面是90°倉壁。為減輕斜坡倉壁粘結煤層，倉內壁四面均安裝一層15 mm厚，表面光滑的高分子聚合內襯板。煤倉上口（南北向）5 500*5 000 mm，下口（南北向）1600*1000 mm，有效容積為85 m3，可滿足鍋爐滿負荷運行8 h左右。正常生產期間，兩個煤倉輸出一致。當檢修或者煤倉出料故障時可單獨供煤。

煤炭一旦潮濕，進入到煤倉后，很容易粘結在斜坡面的倉壁上。即使有表面光滑的高分子材料內襯板，夏季濕煤的粘壁現象依然非常嚴重。由于潮濕煤炭粘結在煤倉的兩個斜坡面，這就使得煤倉的有效儲煤空間明顯減小（見圖2）。正常可以使用8 h的煤倉儲量，由于斜坡面的積煤無法使用，導致使用時間大幅縮短到5～6 h，無法滿足鍋爐的正常用煤，因此煤倉經常在夏季被拉空，危及鍋爐的正常運行。

圖2 煤倉粘結積煤示意圖Figure.2 Diagram of coal bunker adhesive product coal

煤炭潮濕，黏度大，在煤倉料位較低時，煤倉內儲煤自重減輕，僅依靠自重下煤的儲煤倉這時就很容易發生煤炭架橋現象。煤炭越濕，架橋現象就發生得越頻繁。2014年以前，公司每年都會發生多次煤倉架橋斷煤的事故。

2.2 給煤機底板積煤堵料或斷鏈損壞

供熱鍋爐使用的是雙側兩級的埋刮板式給煤機輸煤，煤倉內儲煤分別通過兩側的一級、二級給煤機并行輸送到鍋爐北側的4根落煤管后進入爐膛燃燒。由于煤炭潮濕，煤中的細煤粉就很容易在給煤機刮板的擠壓下，積存板結在給煤機底板上。如果持續輸送濕煤，底板的煤粉層就會越積越厚，越積越高。當底板被墊高到給煤機內中橋時，就會導致給煤機卡死，過載跳車，嚴重時還會發生給煤機刮板鏈拉斷損壞給煤機的事故。

2.3 落煤管嚴重堵塞

從兩側二級給煤機輸送來的煤炭，經過落煤管內的折流板緩沖落煤沖擊后，進入到回送裝置內與返灰混合，分別再分兩路，通過4根傾斜料腿進入到爐膛燃燒區內燃燒。如果煤炭太潮濕，在落煤管的折流板上就會粘結積累，發生落煤管堵塞。由于入爐膛的4根料腿是傾斜布置的，且管徑較小，濕煤在僅依靠重力滑向爐膛的過程中，也會因為潮濕粘結，流通不暢堵塞料腿。如果一側落煤管堵塞，操作人員判斷錯誤就會增大另一側濕煤的輸送量，則很容易導致另一側落煤管堵塞，一旦兩側落煤管堵死，就會直接導致鍋爐斷煤熄火。

3 采取的措施

3.1 交叉卸煤及合理摻混

雖然，目前有4個干煤棚，儲煤量達到近5萬t，可用的儲備干煤量達到近4萬t。但如果出現煤路運輸中斷、或者煤礦發生事故造成停產的情況，這些干儲煤將在1個多月的時間就會被耗盡。通常，夏天的雨季都會持續4個月以上，剩下的兩個多月的時間完全使用濕煤，這樣的境況必須全力避免。所以，必須對干、濕煤炭合理摻混使用。首先，在卸煤環節，運輸干煤和運輸濕煤的車輛間隔排列，交叉卸煤，可以起到一定的混煤效果。其次，在收完煤后，工程車先從2＃、3＃煤棚橫向推一層干煤覆蓋在當天新進的濕煤上面，然后再縱向推煤，將煤收堆在落煤槽前面以供行車抓取。再次，行車在上煤抓煤時，采取分散間隔抓點的取煤方式，這樣就避免將相對成堆的整車濕煤連續集中的抓到后工段造成輸煤堵塞。

3.2 嚴格控制入煤水分

煤炭水分在6%以下時，基本就不需要摻混就可以使用。根據經驗，水分超過10%的煤炭，很難進行摻混使用，因為煤場的摻混都是相對粗略的，所以，煤炭檢驗人員應及時檢驗入廠煤炭水分，對于水分超標的濕煤拒絕接收。

3.3 雨季使用錘頭式碎煤機

每年夏天6月到9月這4個月時間，主要使用不易發生堵煤的錘頭式碎煤機。權衡堵煤造成的不安全因素和錘頭磨損更換的經濟成本因素等，僅在夏天雨季使用錘頭式碎煤機是安全、經濟合理的。

3.4 進行技改

針對1＃皮帶輸送機粘煤返帶嚴重問題，實施了空氣排孔吹掉返帶煤粉、開孔清理堵塞積煤防止返帶的技改。針對煤倉斜坡面粘煤架橋嚴重，先后實施了在犁煤器頂端加裝分煤調節擋塊、煤倉內壁加裝光滑的高分子材料聚合板、煤倉錐部落煤口增開清煤孔、煤倉的傾斜面加裝液壓自控疏松機等一系列技改措施，逐步緩解甚至解決了潮濕煤炭給輸煤和鍋爐運行帶來的一系列問題。

［1］遼寧電力工業局.鍋爐運行［M］.北京：中國電力出版社，2006.

［2］黃天江.供熱裝置工藝手冊［Z］.云南水富云天化有限公司，2014.

Effects of High Moisture Coal on Coal Handling System and Boiler Operation

LIU Ying-guan
（Yunnan Shuifu Yuntianhua Ltd.，Shuifu 657800，China）

The most accident-prone parts and specific reasons of coal handling systems and boiler run with wet coal were analyzed，some specicfic measures and effective solutions were put forward

coal；water；coal-fired boiler

TQ547

A

1004-275X（2015）04-0060-03

12.3969/j.issn.1004-275X.2015.04.017

收稿：2015-06-04

劉應官（1971-），男，主要從事工藝技術管理工作。