循環流化床鍋爐碎煤機布料系統改造研究

馬云飛 ，冷 杰，蘇永明，左 坤，叢日成

(1.遼寧南票煤電有限公司煤矸石熱電分公司，遼寧 葫蘆島 125027；2.國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006；3.陸軍裝甲兵學院士官學校，吉林 長春 130000)

遼寧南票煤電有限公司煤矸石熱電分公司(以下簡稱南票電廠)位于遼寧省葫蘆島市西北部南票礦區內。現有4臺機組，總裝機容量為500 MW。1期為2臺100 MW高壓機組，配套2臺410 t/h循環流化床鍋爐[1-3]，1號、2號機組于2004年投產。2期為2臺150 MW級超高壓機組，配套2臺480 t/h循環流化床鍋爐，3號、4號機組于2010年投產。南票電廠是典型的煤矸石綜合利用企業，燃用煤矸石約230萬t/a。燃煤主要以遼寧南票礦區的劣質煤為主，煤中含有大量煤泥和煤矸石，收到基低位發熱量小于12 560 kJ/kg，煤質較差。現有輸煤系統是在一期輸煤系統的基礎上改造而成，在篩煤和碎煤環節的工藝銜接上存在先天設計不合理的問題，影響了碎煤機的破碎效率和煤的粒度合格率，循環流化床鍋爐要求燃煤粒徑為0～10 mm，因此燃煤的合格率對鍋爐燃燒影響較大，直接影響鍋爐的經濟指標，而燃煤粒度合格率對循環流化床鍋爐燃燒有重要影響。為了提高燃煤粒度合格率，在碎煤機入口加裝了布煤器，通過1年多運行實踐，該系統提高了燃煤粒度合格率，延長了碎煤機錘頭的壽命，從而降低了鍋爐設備檢修量及鍋爐受熱面磨損和煤耗，提高了鍋爐經濟性。

循環流化床鍋爐要求燃煤粒徑為0～10 mm，提高燃煤粒度合格率對鍋爐經濟性至關重要[4-5]。現有的公用輸煤系統是在1期輸煤系統的基礎上改造而成的，受空間的限制存在工藝設計環節接口不合理的地方，特別是篩煤和碎煤設備工藝布置，由于篩煤機寬度受土建立柱的影響，其出口寬度小于碎煤機入口寬度，加之煤質差，造成了煤層在碎煤機入口分布不均，煤不能被有效破碎，不僅降低了破碎效率和影響錘頭使用壽命，更重要的是影響入爐煤合格率、設備檢修量和鍋爐受熱面的磨損等。因此，輸煤系統中篩煤機到碎煤機是輸煤系統的瓶頸環節，為尋找解決問題有效途徑，本文對輸煤破碎系統進行了深入研究，找出破碎過程中存在的問題，并對碎煤機進行布煤器改造。

1 碎煤機布煤器設置及原理

1.1 輸煤系統組成

1、2期公用輸煤系統由13段皮帶、2臺篩碎煤機、1臺斗輪機及附屬設備組成，除7號、8號皮帶和斗輪機外，其余設備都是1用1備，雙路設置。篩煤機和碎煤機設置在碎煤機室，篩煤機選用高幅篩，碎煤機選用可逆錘擊式破碎機，篩碎煤設備布置在3號皮帶后和4號皮帶前。3號皮帶通過落煤筒將煤送入篩煤機后，粒徑為0～10 mm的合格煤直接透過高幅篩的篩面落在4號皮帶上，不合格的煤會進入碎煤機內，經過破碎合格后落在4號皮帶上，最后進入鍋爐原煤倉。

1.2 布煤器組成

布煤器主要由殼體、布煤裝置和加熱裝置組成。殼體是布煤器的外殼部分，內部加裝耐磨襯板，起到落煤作用，內部裝有布煤裝置。布煤裝置是布煤器的核心部分，其結構是沿中線切開的半個圓錐體，由鑄鋼材料鑄造而成，并且在外殼體內部前后兩側交叉布置，一側5個，另一側6個。加熱裝置是通過熱風夾層加熱方式加熱布煤器內部。由于煤中水分比較大，煤比較濕粘，根據布煤器的實際運行工況，要使圓錐體內達到布煤分煤效果，殼體內不能有煤粘結，否則會造成布料器失去布煤功能，還可能造成布煤器內堵塞。經過分析，采用維護成本低、故障率低的熱風夾層加熱方式，可達到布煤器內部不粘煤的效果。

1.3 布煤器原理

布煤器是將燃煤均布于碎煤機入口橫斷面上的裝置。布煤器安裝在碎煤機軟連接的上部，是在原落煤筒的基礎上改造而成，去掉一段落煤筒后安裝此布煤器，布煤裝置是半圓錐體，布煤器內部加裝耐磨襯板。煤在下落過程中與上層圓錐體碰撞分流，落到下層后再次被半圓錐體碰撞和分流，最后煤層被分布均勻后落入碎煤機內，煤被錘頭更加充分和有效打擊破碎，防止煤分配不均勻，提高了煤的破碎效率和煤粒度的合格率。由于落煤高度、尺寸及煤的小時流量沒有發生變化，不會對碎煤機的額定出力產生影響。布煤器采用不帶電機的無動力型式，不消耗電力，結構簡單并且維護量小。

2 碎煤機布煤器改造

2.1 布煤器安裝

布煤器安裝在碎煤機軟連接的上部，在篩煤機出口落煤筒用法蘭連接，兩側用吊桿吊耳懸掛和拉緊，防止在上煤時產生晃動。

2.2 布煤器防磨

布煤器內部安裝有防磨襯板，防止由于煤的沖刷而造成殼體磨損，布煤器內的半圓錐體由鑄鋼鑄造而成，可增加其使用壽命。

2.3 布煤器檢修

由于布煤器安裝在碎煤機上部，空間位置高，必須考慮其檢修方便性，因此在布煤器的外殼上加裝人孔門以方便檢查。布煤器內起分煤作用的半圓錐體安裝在能拆卸的方門上，便于更換。

2.4 布煤器防堵塞

煤質差加之煤的粘度和水分較大，可能存在布煤器內部堵塞問題。由于篩煤機出口與碎煤機入口有2 m的高度差，同時對布煤器采用夾層熱風加熱方式，半圓錐體及殼體內部的粘煤會因煤下落的重力而被沖刷掉，實現布煤器圓錐體和筒體內部的粘煤自清理，無需人工清理內部積煤。

3 經濟效益分析

改造工程使用的鋼板、襯板、鑄造錐體等材料費、制作費和安裝費總計19萬元。改造后，每年可節省錘頭4套，每套錘頭11.4萬元，合計45.6萬元。由于提高了煤粒度合格率，明顯減輕對鍋爐受熱面的磨損，特別是密相區以上受熱面管子的磨損，提高了鍋爐運行安全性。同時，提高煤粒度合格率，有利于鍋爐燃燒及降低鍋爐飛灰和大渣含碳量。

4 結束語

碎煤機布料系統改造后，改善了碎煤機入口煤分布不均的缺陷，并且能實現無動力布煤，通過1年多的運行實踐，提高了燃煤粒度合格率，延長了碎煤機錘頭壽命，降低了鍋爐設備檢修量，減輕了鍋爐受熱面磨損，提高了鍋爐安全性和經濟性。