某1000MW機(jī)組制粉系統(tǒng)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(jī)組鍋爐為超超臨界參數(shù)、變壓直流爐，每臺(tái)爐制粉系統(tǒng)配置6臺(tái)原煤斗，每個(gè)原煤斗內(nèi)直徑8米，垂直段高度16.47米， 錐斗高度9米， 錐斗偏心設(shè)計(jì)， 距離煤斗中心線900毫米，所用材質(zhì)Q235，內(nèi)部未貼不銹鋼內(nèi)襯。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行，原煤斗內(nèi)壁粘煤嚴(yán)重，容積減小，經(jīng)常發(fā)生因原煤斗斷煤被迫降負(fù)荷的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)引起鍋爐爐膛負(fù)壓波動(dòng)，甚至導(dǎo)致鍋爐滅火。

【關(guān)鍵詞】 電廠 1000MW機(jī)組 制粉系統(tǒng) 堵煤原因

某電廠一期2×1000MW機(jī)組鍋爐為超超臨界參數(shù)、變壓直流爐，每臺(tái)爐制粉系統(tǒng)配置6臺(tái)原煤斗，每個(gè)原煤斗內(nèi)直徑8米，垂直段高度16.47米， 錐斗高度9米， 錐斗偏心設(shè)計(jì)， 距離煤斗中心線900毫米，所用材質(zhì)Q235，內(nèi)部未貼不銹鋼內(nèi)襯。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行，原煤斗內(nèi)壁粘煤嚴(yán)重，容積減小，經(jīng)常發(fā)生因原煤斗斷煤被迫降負(fù)荷的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)引起鍋爐爐膛負(fù)壓波動(dòng)，甚至導(dǎo)致鍋爐滅火。

1 原煤斗堵煤因素分析

（1）原煤斗為圓錐體結(jié)構(gòu)，上口大，下口小，原煤愈向下流動(dòng)，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(jié)塊；而煤流流動(dòng)方向是自斗體中心向下口方向流動(dòng)，中心部位流動(dòng)速度快，靠斗壁外緣流動(dòng)速度較慢，且斗壁傾角設(shè)計(jì)不合理，造成煤流的等效流動(dòng)動(dòng)力越來(lái)越小，形成棚堵。

（2）給煤機(jī)上插板門(mén)設(shè)計(jì)上存在缺陷，插板為單向，下部為天方地圓結(jié)構(gòu)，其行程長(zhǎng)，內(nèi)部有擴(kuò)容空間，在四個(gè)邊角位置形成死角，極易造成粘煤使落煤筒通徑變小，導(dǎo)致下煤不暢。

（3）原煤斗溝槽式膨脹節(jié)，膨脹節(jié)收縮時(shí)會(huì)形成溝槽，以及多處法蘭連接結(jié)構(gòu)，易造成藏煤、漏風(fēng)、漏粉。

（4）斗壁變形、不平整，使粘煤更加嚴(yán)重。

（5）現(xiàn)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(shí)更加嚴(yán)重。

（6）原煤水分大、團(tuán)聚性強(qiáng)、煤質(zhì)煤種變化大，造成原煤斗棚煤、堵塞現(xiàn)象頻繁發(fā)生。

2 改進(jìn)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(jié)構(gòu)曲線為蝦米曲線。蝦米曲線是一種線形優(yōu)化后的新型雙曲線，其線形曲線既不形成固定的焦點(diǎn)，而且曲線上的動(dòng)點(diǎn)也不與左右固定的點(diǎn)的距離差形成常數(shù)，其截面收縮率變化為一條呈下降趨勢(shì)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(tái)組合拼接而成，各節(jié)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(diǎn)綜合受力方向不斷變化，原煤顆?；瑒?dòng)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(dòng)過(guò)程中的壓力拱分布的高度越小，壓力分散，煤流向下滑動(dòng)流速越來(lái)越大；同時(shí)，斗壁原煤顆?；瑒?dòng)動(dòng)力隨曲線延伸傾角的變化而變化，下滑動(dòng)力不斷增加，等效流動(dòng)性不斷增強(qiáng)，煤流的下部流速能滿足上部原煤顆粒重新排列擠壓與應(yīng)力分散的需要，煤流水平截面流速優(yōu)化，煤流流態(tài)形成整體流與管狀流混合的最優(yōu)流態(tài)。

2.2 加裝氣動(dòng)激振器

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

氣動(dòng)激振器為全氣路、塞錘一體化設(shè)計(jì)，振擊動(dòng)量為0-2000Kg.m/s，振幅長(zhǎng)1.5米，6-8秒振擊一次，1套激振器能替代10個(gè)工人的疏通效率，振擊頻率、振擊動(dòng)量均可任意設(shè)定調(diào)整。

2.3 改裝雙向液壓插板門(mén)

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

2.4 配置插入式不銹鋼密封膨脹節(jié)

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

2.5 增加煤流整形裝置

煤斗出口端、給煤機(jī)皮帶上方安裝煤流整形裝置，形成一個(gè)合理的導(dǎo)料槽區(qū)域，消除出料口處裙邊擋板灑煤及煤流形態(tài)頻繁變化現(xiàn)象，使煤流動(dòng)態(tài)自然形成，煤流形態(tài)更加規(guī)則、穩(wěn)定、均勻、便于調(diào)整，符合輸送膠帶運(yùn)行煤流形態(tài)要求，從而使煤流輸送與稱重達(dá)到最優(yōu)化的狀態(tài)。

2.6 配置斷煤信號(hào)采集裝置

斷煤信號(hào)采集裝置能防水、防塵、防干擾、防沖擊，靈敏度高，能夠及時(shí)采集并傳輸斷煤信號(hào)程序啟動(dòng)氣動(dòng)推力源振器。

3 使用效果及經(jīng)濟(jì)效益

（1）經(jīng)過(guò)改造有效解決了原煤斗因原煤水份大、團(tuán)聚性強(qiáng)、煤質(zhì)煤種變化大及結(jié)構(gòu)因素造成原煤斗棚煤、粘煤、堵塞問(wèn)題，降低了原煤斗棚煤、堵塞頻率，降低了原煤的泄漏，同時(shí)也降低了鍋爐廠房?jī)?nèi)的煤粉濃度，從而最大程度的改善廠房?jī)?nèi)的衛(wèi)生環(huán)境。

（2）改造后，制粉系統(tǒng)的可靠性得到提高。據(jù)對(duì)#2爐給煤機(jī)斷煤次數(shù)的統(tǒng)計(jì)，2014年1月至12月平均每臺(tái)給煤機(jī)斷煤次數(shù)為35次/月，改造后2016年1月至6月平均每臺(tái)給煤機(jī)斷煤次數(shù)為8次/月， 大大降低了給煤機(jī)的停運(yùn)時(shí)間、啟動(dòng)次數(shù)，為搶發(fā)電提供必要保證，同時(shí)，有利于延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，提高設(shè)備的安全可靠性。