煤倉清堵解決方案在火電廠中的應用

丁開瑞,馬更生,張旭平（京能集團山西漳山發電有限責任公司,山西 長治 046021）

煤倉清堵解決方案在火電廠中的應用

丁開瑞,馬更生,張旭平
（京能集團山西漳山發電有限責任公司,山西 長治 046021）

本文分析了火電廠摻燒劣質煤時，原煤倉頻繁堵煤的原因，對比了目前主流的四種煤倉清堵方法，提出了一套清堵優化解決方案，實踐證明此方案清堵效果明顯，對作業環境和設備影響小，能有效改善原煤倉頻繁堵煤問題，保證機組運行安全性和經濟性。

火電廠；摻燒；煤倉；清堵

1 引言

某電廠兩臺600 MW燃煤機組采用正壓直吹式制粉系統，單臺鍋爐配套6臺中速輥式磨煤機，原煤倉為雙曲線結構，單倉容積712M3。受發電市場競爭、生產成本、煤種多變等客觀因素影響，電廠開始摻燒非設計劣質煤種，此煤種發熱量低、灰分大、粘結性強。由于摻燒粘結性強煤種，導致原煤倉發生蓬煤堵塞、下煤不暢等問題；直接影響制粉系統出力和中速磨穩定運行，同時，原煤倉斷煤造成鍋爐燃燒不穩定，汽溫汽壓擺動和機組出力不正常，嚴重時，引起鍋爐滅火、機組非計劃停運等不安全事件。

2 煤倉堵煤原因分析

在煤倉設計初期，煤倉型式是依據設計煤種和倉體容積確定的。雙曲線結構煤倉，原煤在自重下向出口整體流動，倉壁的傾角隨之加大，使得煤沿壁面流動的重力分力逐漸變大，重力對壁面的擠壓力分力逐漸變小，在設計情況下，這種型式的煤倉堵塞幾率相對較小。但燃用煤種改變，粘結性變強，在重力擠壓分力不變的情況下，本來松散的煤粒被擠壓團聚，特征尺寸變大，流動速度減慢，在上部原煤的重力擠壓作用下粘結在倉壁上，堵塞煤倉流動空間，造成原煤流動面積減小，表征傾角隨之減小，使得原煤沿壁面流動的重力分力小于摩擦力，引起流動不暢或停滯，造成煤倉內部原煤的流動由整體流轉變為漏斗流，最終導致煤倉堵煤。

分析煤倉堵塞整個過程發現，煤倉的堵塞與煤倉出口尺寸及倉壁傾角有關，即煤倉出口越大，越不容易發生堵塞，倉壁傾角越大，越不容易發生堵塞[1]。在煤倉出口尺寸和倉壁傾角不易改造的情況下，原煤粘結倉壁是引發煤倉堵塞的重要因素。

3 煤倉清堵方案

綜合比對目前主流的四種清堵方法優缺點，如表1，結合煤倉堵煤原因，在現有雙曲線煤倉結構基礎上，電廠技術人員提出了一套煤倉清堵優化方案：高空環向空氣炮+煤倉出口清堵機，即在原煤倉出口上部4～8米倉壁上360度環向間隔均布3臺空氣炮，同時改造原煤倉出口段，增大倉壁傾角，增加直筒過渡倉段；消除貼壁煤現象，在出口處安裝1臺旋轉清堵機，如圖1。

3.1 高空環向空氣炮

空氣炮是利用罐內壓縮空氣釋放噴出的高速強烈氣流，直接沖擊原煤滯流區，打破滯流區的力平衡，迫使原煤恢復流動[2]。

煤倉出口上部4～8米，空間高度高，煤倉尺寸大，最小直徑達1.5米，不宜人工清堵和安裝旋轉設備，但煤倉尺寸較大，不易發生嚴重堵煤情況，綜合各方因素，在煤倉4～8米倉壁上環向間隔均布3臺空氣炮，保證煤倉高處各方位的貼壁煤在外力沖擊下，打破力平衡，實現原煤流動，同時，該處距離給煤機較遠，對給煤機滾筒沖擊力較小，避免對給煤機造成損壞。

3.2 煤倉出口清堵機

清堵機通過減速機-齒輪傳動，驅動回轉倉往復轉動，與倉內靜止固定的刮刀共同構成一個相對運動區。當煤倉發生斷煤時，控制柜觸發斷煤信號，清堵電機啟動驅動回轉倉開始轉動，原煤和倉壁發生相對運動，貼壁原煤力平衡被破壞，在自重下原煤脫離倉壁向煤倉出口流動，進而使得整個煤倉內原煤呈整體流動，消除貼壁煤引起的煤倉堵煤問題[3]。清堵機與煤倉間通過直筒過渡倉段連接，一是煤倉倉壁傾角增大至90度，增大原煤沿壁面流動的重力分力，有利于原煤向下流動，減小煤倉堵塞；二是縮小清堵機結構尺寸，降低設備成本，利于清堵機運行維護。

4 結語

隨著電力市場改革的深入，火電廠燃用低價劣質煤種已成必然趨勢，煤倉堵煤現象將日漸增多。此煤倉清堵方案已在電廠成功應用，清堵效果顯著，危險性低，對系統設備沖擊小，值得推廣應用。但更應從煤倉堵煤原因出發，優化煤倉結構設計、改良煤倉清堵方案，從根本上解決煤倉堵煤現象，保證火電廠制粉系統穩定運行。

[1]王慧,高麗紅,王士文.煤倉堵煤的力學分析與煤倉改進[J].節能與改造,2013(04):49-51.

[2]孟海霞.空氣炮在煤倉清堵中的應用研究[J].內蒙古科技與經濟,2009(03):211-212.

[3]申健,韓諍言.回轉壁式煤倉清堵裝置在火力發電廠中的應用[J].河南電力,2013(03):43-47.

丁開瑞（1989-），男，山西原平人，本科，助理工程師，主要從事：鍋爐設備檢修。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.134