某1000MW機組制粉系統原煤斗堵煤原因分析及改造

趙明偉++茹純潔++王躍麗

【摘 要】 某電廠一期2×1000MW機組鍋爐為超超臨界參數、變壓直流爐，每臺爐制粉系統配置6臺原煤斗，每個原煤斗內直徑8米，垂直段高度16.47米， 錐斗高度9米， 錐斗偏心設計， 距離煤斗中心線900毫米，所用材質Q235，內部未貼不銹鋼內襯。經過長期運行，原煤斗內壁粘煤嚴重，容積減小，經常發生因原煤斗斷煤被迫降負荷的現象，嚴重時引起鍋爐爐膛負壓波動，甚至導致鍋爐滅火。

【關鍵詞】 電廠 1000MW機組 制粉系統 堵煤原因

某電廠一期2×1000MW機組鍋爐為超超臨界參數、變壓直流爐，每臺爐制粉系統配置6臺原煤斗，每個原煤斗內直徑8米，垂直段高度16.47米， 錐斗高度9米， 錐斗偏心設計， 距離煤斗中心線900毫米，所用材質Q235，內部未貼不銹鋼內襯。經過長期運行，原煤斗內壁粘煤嚴重，容積減小，經常發生因原煤斗斷煤被迫降負荷的現象，嚴重時引起鍋爐爐膛負壓波動，甚至導致鍋爐滅火。

1 原煤斗堵煤因素分析

（1）原煤斗為圓錐體結構，上口大，下口小，原煤愈向下流動，流通面積愈小，物料的堆積本身就形成擠壓力，愈到下部其擠壓力愈大，愈容易使煤流粘接結塊；而煤流流動方向是自斗體中心向下口方向流動，中心部位流動速度快，靠斗壁外緣流動速度較慢，且斗壁傾角設計不合理，造成煤流的等效流動動力越來越小，形成棚堵。

（2）給煤機上插板門設計上存在缺陷，插板為單向，下部為天方地圓結構，其行程長，內部有擴容空間，在四個邊角位置形成死角，極易造成粘煤使落煤筒通徑變小，導致下煤不暢。

（3）原煤斗溝槽式膨脹節，膨脹節收縮時會形成溝槽，以及多處法蘭連接結構，易造成藏煤、漏風、漏粉。

（4）斗壁變形、不平整，使粘煤更加嚴重。

（5）現有的疏通裝置空氣炮難以滿足防棚煤要求，特別是陰雨天或煤的表面水分高時更加嚴重。

（6）原煤水分大、團聚性強、煤質煤種變化大，造成原煤斗棚煤、堵塞現象頻繁發生。

2 改進措施

2.1 將圓錐型原煤斗改為蝦米曲線防堵清堵煤斗（如圖1所示）

蝦米曲線防堵清堵煤斗的外形結構曲線為蝦米曲線。蝦米曲線是一種線形優化后的新型雙曲線，其線形曲線既不形成固定的焦點，而且曲線上的動點也不與左右固定的點的距離差形成常數，其截面收縮率變化為一條呈下降趨勢的曲折線。

蝦米形一體化防堵清堵煤斗，利用流體尅里離散與最速下降曲線原理，采用不等高圓臺組合拼接而成，各節段的高度、截面收縮率不等值，且斗壁傾角的不斷變化，煤斗壁受壓點綜合受力方向不斷變化，原煤顆粒滑動安息角不斷變化，煤斗越往下安息角越小，摩擦力越小，阻力越小，流動過程中的壓力拱分布的高度越小，壓力分散，煤流向下滑動流速越來越大；同時，斗壁原煤顆粒滑動動力隨曲線延伸傾角的變化而變化，下滑動力不斷增加，等效流動性不斷增強，煤流的下部流速能滿足上部原煤顆粒重新排列擠壓與應力分散的需要，煤流水平截面流速優化，煤流流態形成整體流與管狀流混合的最優流態。

2.2 加裝氣動激振器

在煤斗結拱的臨界點下方加裝氣動激振器，其沖擊力大于該段煤斗區域的平衡摩擦力，能夠有效地助流、破拱、防堵、清堵。

氣動激振器為全氣路、塞錘一體化設計，振擊動量為0-2000Kg.m/s，振幅長1.5米，6-8秒振擊一次，1套激振器能替代10個工人的疏通效率，振擊頻率、振擊動量均可任意設定調整。

2.3 改裝雙向液壓插板門

新改裝的雙向插板門，采用隱形軌道、軌道槽、全通徑及雙向楔合式插板設計，行程短、推力大（≥5T）、開閉靈活自如、密封性能良好；門體圓形通徑與落煤斗等同，原煤不會卡阻堵塞。

2.4 配置插入式不銹鋼密封膨脹節

煤斗下部出口處配置一個插入式不銹鋼密封膨脹節，膨脹時不會形成溝槽，具有良好的密封性及膨脹性能，不漏風、不漏粉、不藏煤。

2.5 增加煤流整形裝置

煤斗出口端、給煤機皮帶上方安裝煤流整形裝置，形成一個合理的導料槽區域，消除出料口處裙邊擋板灑煤及煤流形態頻繁變化現象，使煤流動態自然形成，煤流形態更加規則、穩定、均勻、便于調整，符合輸送膠帶運行煤流形態要求，從而使煤流輸送與稱重達到最優化的狀態。

2.6 配置斷煤信號采集裝置

斷煤信號采集裝置能防水、防塵、防干擾、防沖擊，靈敏度高，能夠及時采集并傳輸斷煤信號程序啟動氣動推力源振器。

3 使用效果及經濟效益

（1）經過改造有效解決了原煤斗因原煤水份大、團聚性強、煤質煤種變化大及結構因素造成原煤斗棚煤、粘煤、堵塞問題，降低了原煤斗棚煤、堵塞頻率，降低了原煤的泄漏，同時也降低了鍋爐廠房內的煤粉濃度，從而最大程度的改善廠房內的衛生環境。

（2）改造后，制粉系統的可靠性得到提高。據對#2爐給煤機斷煤次數的統計，2014年1月至12月平均每臺給煤機斷煤次數為35次/月，改造后2016年1月至6月平均每臺給煤機斷煤次數為8次/月， 大大降低了給煤機的停運時間、啟動次數，為搶發電提供必要保證，同時，有利于延長設備的使用壽命，提高設備的安全可靠性。