某火力發電廠2#爐原煤倉加裝改造研究

王軍強

（深圳媽灣電力有限公司，廣東 深圳 518000）

原煤倉堵塞是目前火力發電廠面臨的一個重要難題，國內外采用的防堵技術種類繁多，如液壓對開插板門、設計合理落煤管、雙曲線型煤斗、旋轉清堵機技術等，通過研究發現，旋轉清堵機技術在原煤倉防堵塞中具有明顯優勢。火力發電廠的動力煤來源廣、煤質復雜多變，其中有部分原煤含有較高的水分和黏度，這樣的情況下，就容易在原煤倉出料過程中發生物料堵塞問題，尤其是陰雨天，原煤表面的水分更大，嚴重影響原煤倉的安全、穩定運行。因此，本文通過某火力發電廠2#爐原煤倉實際改造案例，對旋轉清堵機技術應用的合理性加以驗證，為出現同類問題的電廠提供經驗借鑒。

1 原煤倉堵塞原因理論分析

1.1 原煤表面水分問題原因

原煤表面水分過大是形成原煤倉堵煤的主要原因之一。通常情況下，鍋爐設計樣煤的表面水分為8%～12%，并要求貯煤場設置干煤棚，防止雨水浸入。但是由于部分電廠并未設置干煤棚，或防水措施未做到位，在陰雨天氣的情況下，運送到煤倉的原煤水分就會過大，黏性過高，此時就容易發生原煤倉堵塞問題。

1.2 原煤倉結構設計原因

通常情況下，原煤倉設計為棱臺形，且上口大、下口小，導致高徑比太大。在原煤倉出料過程中，物料自上而下靠自重下落，給煤機進口落煤管處面積最小，物料愈向下流動面積愈小，因此，在倉體內壁極易出現掛煤、倉體下部出口段堵煤等現象，影響機組的穩定運行。

2 某火力發電廠原煤倉現狀

某火力發電廠共有6臺國產燃煤發電機組，總裝機容量1960MW，每臺機組配備6臺HP803型中速磨煤機，給煤機形式為9224型稱重式計量給煤機，滿負荷運行時5臺給煤機或者6臺給煤機運行，能夠滿足生產需求。由于該電廠位處海邊，具有良好的地理位置優勢，動力煤來源比較廣、煤質波動較大。

2019年，該電廠為響應政府節能環保號召，以及提高電廠的盈利能力，在內部推進污泥配煤摻燒項目。然而，因污泥有黏性，摻配污泥不但導致煤質變化，同時還導致原煤倉發生掛壁、給煤機斷煤等情況，尤其是在下雨和摻燒比例大的情況下，給煤機斷煤更加頻繁，需要靠人工敲打、掏煤來疏通落煤管。頻繁性地斷煤、摻配污泥受阻（2020年處理污泥量預計將達到800 t/天），人工疏通時間較長，不僅影響機組帶負荷，還造成給煤機平臺臟亂、人力浪費，而且還增加給煤機皮帶故障和磨煤機故障率。

自2019年電廠推進污泥配煤摻燒項目以來，原煤倉經常發生堵煤現象，特別是陰雨天，煤的表面水分較高時更加嚴重，給煤機斷煤現象更加頻繁，一天多達十幾次，導致燃煤發電機組爐膛負荷不穩定，爐溫急劇下降，如果不能及時處理原煤倉堵煤問題，將會出現低溫（＜650℃）MFT保護動作，使鍋爐機組跳停，嚴重影響機組的安全穩定運行。對2020年2月24日—3月4日時間段原煤倉堵煤次數統計見表1。

表1 2020年2月24日—3月4日原煤倉堵煤次數統計表

3 防止原煤倉堵塞措施

為減少原煤倉堵煤次數，本文結合2#爐給煤機原煤倉清倉現場實際情況，及近段時間各位專家和領導就污泥摻燒煤倉防堵的各方意見，并查閱相關參考資料，詢問兄弟單位相關經驗等，對污泥摻燒工作全過程中防止原煤倉堵塞措施總結如下。

3.1 源頭控制措施

3.1.1 保證污泥品質和摻混均勻

污泥品質不佳、摻混不均勻是原煤倉堵煤的初期成因。因此，在污泥配煤摻燒前，要嚴格保證污泥品質，從源頭上防止原煤倉堵塞。拒收達不到摻燒要求、易堵的污泥；改進污泥給料設備及污泥預混措施，使污泥與原煤混合均勻，提高燃料流動性，防止污泥因混合不均在煤倉內局部黏結，逐步形成堵煤、蓬煤等現象。

3.1.2 減少全燃料鏈進水

通過改進輸煤系統各下料口，避免采取水沖洗方法疏通輸煤下料口堵煤，造成燃料水分增加，加劇煤倉堵煤；嚴禁輸煤系統沖洗水進入原煤倉，并嚴格控制干霧除塵噴水量；同時還應嚴格控制輸煤系統其他環節進水，防止堵煤加劇、惡化。

3.1.3 盡可能減少摻混污泥煤在倉內停留時間

在污泥配煤摻燒過程中，要改變摻燒污泥煤倉的上煤方式，采用多次少量上煤，每次上煤煤位不超過2m，減少污泥在煤倉儲存時間，增加燃料流動性；同時，還應準確判斷煤位，防止煤位不準導致煤位誤判，煤倉出現虛假燒空現象，確保機組停運前和定期清倉前煤倉真正燒空，減少清倉工作量和降低清倉難度。

3.2 定期清倉措施

對原煤倉的污泥倉擬定雙周定期燒空清倉，待污泥倉燒空后，通知檢修人員對燒空的煤倉進行檢查，徹底清理倉壁，通過驗收后方可投入運行。針對已堵未燒空的污泥煤倉，相關運行人員要根據清堵需要及時啟動制粉系統配合清堵。

3.3 管理措施

由于污泥摻燒工作全過程中涉及環節多，包括收、摻、上、燒、清等，各環節分屬不同部門，且相互影響。為防止整個摻燒過程上下脫節，出現原煤倉發生掛壁、給煤機斷煤等問題，應設立污泥摻燒全環節管理小組，并指派專人進行協調、監督。同時還應制定激勵機制，保證措施落實、責任到位，在污泥摻燒整個工作環節中形成聯動機制，以保障污泥摻燒工作順利開展。

雖然，源頭控制措施、定期清倉措施、管理措施等能夠在一定程度上緩解原煤倉堵塞問題，但是要根本上解決這一問題，還需對原煤倉進行技術改造。電廠于2020年3月初對2#爐給煤機原煤倉進行加裝旋轉清堵機以及其附屬設備的改造。

4 實施技術改造的必要性

通常情況下，給煤機堵煤是發生在原煤倉倉斗的喉部和細長的落煤管、入口插板門區域，此區域狹窄易黏結，當累積到一定程度時，就會導致原煤倉堵死，同時也經常發生嚴重的原煤倉掛壁問題，需要定期停磨疏通。

為了徹底防止原煤倉掛壁、堵死，給煤機落煤管、插板門堵煤情況的發生，將通過技術手段將原來易黏結、易蓬煤的倉斗喉部、入口插板門、落煤管部位更換為三把刀的旋轉式清堵裝置。不僅擴大了倉斗喉部的錐度，縮短了落煤管的長度，還將原給煤機入口插板門的位置移到下面來，使得下煤更通暢，不易黏附，加上上、中、下三把刀，使清堵面積更大，同時通過倉體旋轉，原煤與倉壁相對運動，再者將單開式的進口插板門改為對開的不銹鋼插板門，開度更大、下煤順暢，改到落煤管最底部，就更加不容易堵塞了，這樣就能徹底解決易堵部位蓬煤堵塞的問題。

同時在原煤倉上部加裝空氣振打錘，消除原煤倉掛壁情況，保證下煤順暢。

通過以上科研創新改造，將給煤機斷煤次數消除到零，人工敲打、掏煤疏通原煤倉次數降到零，大大提升了設備區域的環境衛生。

5 改造范圍及方案

5.1 改造范圍

本次改造范圍主要有2#爐原煤倉2臺旋轉清堵設備及其配套設施、附件的安裝。①包含2臺旋轉清堵設備機務、電氣、熱工所有項目的安裝、調試、試運，直至交付使用；②拆除2臺原煤倉錐斗底部至給煤機入口約5 m處；③依次安裝、焊接：過渡段、旋轉清堵裝置、插板門等設備及配套設備、附件；④安裝空氣振打錘及壓縮空氣管道；⑤旋轉清堵機安裝施工，從工作段鋪設電纜，或地埋電纜等電氣施工；⑥包括影響安裝旋轉清堵設備時移動的其他設備及附件等。

5.2 改造方案及工藝流程

結合某火力發電廠現場實際勘查情況，此次2#爐原煤倉加裝改造方案及工藝流程具體如下。

5.2.1 施工前準備

本次項目改造內容主要包括2#爐原煤倉2臺旋轉清堵設備及其配套設施、附件的安裝等。在改造施工前，除了準備好相應的施工工具外，還需做好以下準備工作。

（1）確認運輸通道，標高2.5 m，通道寬度2.1 m，總重3.5t，同時還應考慮地面承載力，如果承載力不足應采取鋪設地膠墊等措施。

（2）在設備安裝時，應嚴格遵循方便檢修、方便使用的原則。其中，過渡筒檢修門位置應該對應設備本體刮刀方向。

（3）堅持就近方便使用原則安裝控制柜，確定控制柜與設備本體的直線距離間隔10 m，走線距離20 m，并確定走線方式，可通過電纜溝或架空方式，選擇鋼管或軟管。

（4）通常情況下，實際尺寸與圖紙尺寸會存在誤差。因此，在設備安裝前，應該實地測量清堵機下口直徑、上口直徑、垂直高度，以及各個過渡筒垂直高度等處的尺寸，并與圖紙尺寸進行對比，確認施工方案。

（5）同時，在施工前還應清空煤倉，清理場地，確認施工現場無易燃易爆物品，并做好防火措施，如煤倉倉壁粘有燃煤還要做好防止燃煤墜落的措施。

（6）確定施工方案，安裝中是否有干涉的管線、設備、儀表、電纜，過渡筒的安裝順序等。

5.2.2 確認割口位置

在加裝改造施工中，首先應根據圖紙說明割倉高度，測量給煤機上平面到煤倉割口位置垂直高度，通過多點測量確認割口位置。用鋼尺盤出圓周，對比過渡筒上口直徑。確保煤倉割口外徑比過渡筒內徑小10～20 mm，以方便原煤倉下口插入過渡筒上口內（要求插入深度為30～50 mm）。如果煤倉呈橢圓狀，還需注意長邊與短邊的尺寸。當割倉高度與圖紙設計不相符時，應以煤倉割口外徑比過渡筒內徑小10mm為基準，上下調整割口位置。

切割前首先確認煤倉內的原煤是否已全部清空，同時還應在給煤機進料口的皮帶上做好相應的防火阻燃措施。該電廠煤倉材質多由碳鋼+不銹鋼內襯構成，給煤機上口直管段均為不銹鋼材質，因此切割時應選用等離子切割機。

在原煤倉切割前，測量好倉體高度和計算好原煤倉直徑的點時，不宜一次將倉體切割到位，最少先下降500 mm或更多，待測量倉口直徑后，通過二次或三次切割，以確保過渡筒順利套入倉體，避免出現倉體不圓情況，無法安裝到合適位置。

待割口位置切割完成后，應打磨光滑，確保割口位置沒有氧化渣和毛刺。并對切割后的割口沿割口重新測量割口直徑，確認不大于過渡筒上口內徑。

5.2.3 吊裝

在倉體割口切割完成后，沿割口上方1.5 m處對稱焊接吊耳4個，要求焊接牢固無虛焊，焊高不低于板厚的80%。在本次加裝改造項目中，安裝現場不能垂直起吊，因此需要根據實際情況確定合適的斜拉位置和設備吊點。在吊裝前應先拆除給煤機架子，待安裝完畢后給以恢復。

在吊裝過程中，根據現場情況掛手拉葫蘆，要求單個葫蘆不低于5t（吊裝時下方嚴禁站人）。并按照“先吊上過渡筒，再吊設備本體，最后吊中間直筒”的原則進行吊裝。吊裝時先裝上過渡筒，焊接牢固后，吊裝設備本體，設備本體應盡量插入給煤機入煤口，以便有足夠的尺寸安裝中間直筒；在直筒安裝完成后，再將設備本體（旋轉清堵設備）提起，選擇合適位置焊接連接法蘭。

5.2.4 焊接

設備本體吊裝完成后，需要對相應的設備進行焊接工作。按照先上后下的焊接基本順序進行焊接。在焊接過程中，要求焊接高度不低于板厚的80%，多層多道，確保焊接質量平整、光滑。碳鋼使用506、507焊條，不銹鋼與不銹鋼或不銹鋼與碳鋼則使用302焊條。待焊接完畢后，將焊接面打磨光滑，無凹凸不平，做柴油滲透試驗，試驗合格后連接。

5.2.5 接線

待設備安裝完成后，即可開始接線工作。接線要求牢固可靠，每接完一根應用手拔拉一下，防止接松或虛接。當電線穿過進線孔，應清除進線孔四周毛刺與尖銳凸起，并加膠皮保護，防止劃破線皮造成短路。

5.2.6 調試工作

當設備安裝和接線工作結束后，需進行現場調試。在試機前應從上到下檢查設備每一焊腳焊縫都符合工藝標準，周邊無異物，無擋阻，設備安裝牢固可靠。同時還應確定電機的轉向，單刮刀為固定轉向，根據轉筒標記確認。多刮刀為正反轉，運行后順時針方向為正轉，逆時針方向為反轉。然后根據圖紙說明逐一測試各個工作模式下設備的運行情況。設備運行調試無問題后，方可投入生產實際試運行。此外，還應對電廠的操作人員進行培訓和現場講解突發故障應對措施，提升操作人員的應急處理能力。

5.2.7 收尾工作

在加裝改造最后，還應做好相應的收尾工作。如對設備焊接位置進行補漆，擦除設備表面油污、清理現場；與專業工程師交代設備使用注意事項，與維護工程師交代點檢及加油事項，與運行人員交代設備運行方式及參數修改方法等。在設備試運行168 h無問題后，交付運行部投入正常運行。

6 改造后效果分析

通過采取上述技術創新改造措施，對2#爐原煤倉進行改造，改造后發現堵煤現象得到很大改善，尤其是在污泥配煤摻燒過程中，原煤倉可以在較長時間保持煤斗不堵煤，給煤機也沒有出現斷煤現象，避免出現因爐溫過低而導致鍋爐機組跳停現象，減少機組損耗，保障了給煤機安全、可靠運行，確保機組運行穩定。同時還減少人工敲打、掏煤來疏通落煤管的次數，大大降低了維護人工費用。

改造后，通過安裝2臺旋轉清堵機，提高了摻燒污泥量，平均按可多摻燒10%的污泥計算，每臺給煤機出力按25t/h算，每臺磨每天可多燒60 t（25 t/h*24 h*10%）污泥，每噸污泥按300元/t處理費算，每臺每天可多創造利潤約1.8萬元（300元/t*60t），每臺每月可多創造利潤約54萬元（1.8萬元*30d），因此2臺每月能多創造約108萬元經濟效益。

7 結論

某火力發電廠自2020年3月初2臺旋轉清堵機及其附屬設備安裝完成后，并在長期運行過程中并未發現堵塞問題，表明原煤倉的改造是成功的，從中得出以下結論。

（1）旋轉清堵技術徹底解決了原煤倉堵煤問題，在大大降低人工維護費用的同時，還減少機組損耗，提高機組運行的穩定性。

（2）通過在原煤倉上部加裝空氣振打錘，消除原煤倉掛壁問題，增加原煤的流動性，在一定程度上也降低給煤機斷煤次數。

（3）在本次改造項目中，加裝2臺旋轉清堵機，摻燒污泥量提高了10%，每月可多創造約108萬元的經濟效益，實現電廠節能環保和提高盈利的雙重目標。