循環(huán)流化床鍋爐給煤系統(tǒng)堵煤問題探析

楊利

摘 ?要：循環(huán)流化床鍋爐給煤系統(tǒng)堵煤事件經(jīng)常發(fā)生，是火力發(fā)電廠運行與維護普遍面臨的一個難題，對鍋爐和機組負荷的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生重要的影響，文章就堵煤可能的原因以及現(xiàn)階段所采用的處理方法做簡單的介紹。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐;堵煤原因;解決方法

中圖分類號：TK229.6 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）32-0117-03

Abstract： Coal blocking events often occur in the coal feeding system of circulating fluidized bed boilers， which is a common problem in the operation and maintenance of thermal power plants， and which has an important impact on the safe and stable operation of boilers and units. This paper briefly introduces the possible causes of coal plugging and the treatment methods adopted at the present stage.

Keywords： circulating fluidized bed boiler; cause of coal blocking; solution

1 概述

在火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程中，鍋爐作為發(fā)電廠三大主機之一，是非常重要的設(shè)備。根據(jù)不同的分類方法它有著不同的型式，其中循環(huán)流化床鍋爐就是其中近年來發(fā)展比較成熟的一種新型潔凈煤燃燒技術(shù)，它具有燃料適應性廣、可燃用劣質(zhì)煤、燃燒強度大、脫硫效率高、污染排放物容易控制等優(yōu)點，在短短三十年間流化床技術(shù)得到了飛速發(fā)展，其應用也由小型鍋爐發(fā)展到容量與傳統(tǒng)煤粉爐大體相當?shù)拇笮碗姀S鍋爐。循環(huán)流化床鍋爐主要由鍋爐本體、附屬設(shè)備以及輔機等組成，其中給煤系統(tǒng)就是一個重要的組成部分，鍋爐內(nèi)燃燒所需要的煤，通過給煤系統(tǒng)進入爐膛內(nèi)進行燃燒，它對鍋爐的安全經(jīng)濟運行起著至關(guān)重要的作用，但是給煤系統(tǒng)故障頻發(fā)，給鍋爐的穩(wěn)定運行帶來了非常大的困擾。

循環(huán)流化床鍋爐在運行的過程中，給煤系統(tǒng)堵煤是鍋爐運行過程中的常見問題之一，也是困擾鍋爐運行維護人員的一個共性難題。鍋爐給煤系統(tǒng)發(fā)生堵煤問題后，輕則造成鍋爐給煤量減少引起負荷驟減，影響生產(chǎn); 重則造成鍋爐斷煤壓火，甚至滅火，對電網(wǎng)造成沖擊，造成一定的經(jīng)濟損失。在鍋爐堵煤處理過程中，還會耗費大量人力、物力、財力。

2 堵煤的常見原因

循環(huán)流化床鍋爐一般將原煤倉全部按順序排列布置在爐前，采用前墻給煤，相同間隔距離均勻布置在鍋爐爐膛前墻上，原煤倉中的煤經(jīng)過給煤機后，通過給煤機前段下部落煤管進入前墻給煤口直接進入爐膛。

循環(huán)流化床鍋爐堵煤主要發(fā)生在給煤機前的原煤倉下部與給煤機連接處以及給煤機出口下部的落煤管，尤其以給煤機前的煤倉堵煤居多，處理起來難度非常大。

2.1 煤倉堵煤的原因

（1）煤質(zhì)的影響

國內(nèi)有關(guān)研究表明，煤的水分和粒徑對煤的流動性影響較大，在某一區(qū)間內(nèi)，隨著水分的增加煤的流動性變差，容易黏結(jié);煤的粒徑越小，流動性越差，越容易板結(jié)。因此，當煤的水分與粒徑達到一定程度的時候，就很容易發(fā)生堵煤。實際生產(chǎn)中，循環(huán)流化床鍋爐一般要求入爐原煤水分最好不要超過8%，水分超過10%以上，黏著性有較大的增長，經(jīng)過研究實踐證明，煤的水分在12%左右時，黏著性最大，煤的流動性迅速惡化，堵煤發(fā)生頻率最高。入爐煤的粒徑如果太細，黏度增大，摩擦力增大，流動性就會變差，堵煤的可能性就會增加。

（2）煤倉設(shè)計不合理

原煤倉下部一般為錐形結(jié)構(gòu)，上邊直徑較大，下邊直徑較小。有些廠家設(shè)計煤倉為方形，沒有考慮到流化床燃料顆粒的具體情況，更易發(fā)生堵煤。一般煤倉儲煤應滿足鍋爐滿出力時8小時以上儲煤量的需求，大量煤堆積在原煤倉。有的煤倉下料口設(shè)計不合理，沒有設(shè)計光滑的內(nèi)襯及合理的坡度，也很容易造成堵煤。堆積在煤倉內(nèi)的煤相互擠壓，煤倉壁與煤之間會產(chǎn)生一定的壓力，錐形底部的壓力最大，在流動時煤受到煤倉壁的摩擦力，煤與煤之間也有摩擦力，煤在向下流動時，由于靠近邊壁處受到的壓力與摩擦力最大，此處煤的流速最小，就容易停止流動，形成邊壁集煤現(xiàn)象。在擠壓力與摩擦力作用下，時間越長，不流動煤層也會越厚，形成大塊的煤團，最后形成拱并出現(xiàn)堵煤現(xiàn)象。大多數(shù)的原煤倉堵煤都發(fā)生在下部原煤倉錐形底部，距下煤口1-2m的范圍內(nèi)。有些原煤倉沒有設(shè)計內(nèi)襯，內(nèi)壁粗糙，也會影響煤的流動性，增加堵煤的風險。

2.2 給煤機出口落煤管堵煤的原因

（1）給煤機問題

原煤倉的煤通過錐形底部落到給煤機皮帶上，通過皮帶、給煤機出口落煤管進入爐膛。當給煤機發(fā)生故障時，煤的輸送發(fā)生中斷，鍋爐燃燒需要的煤得不到保證，就會影響機組負荷，甚至影響鍋爐的安全穩(wěn)定運行。

原煤倉發(fā)生堵煤后，原煤倉內(nèi)的煤板結(jié)形成大塊煤團，煤團掉落到給煤機皮帶上，由于瞬間受力過大，給煤機過載跳閘，皮帶無法帶走煤團，有可能使給煤機進口堵塞。

當給煤機的熱工信號發(fā)生故障時，如果無法及時的發(fā)現(xiàn)，運行人員無法監(jiān)視到給煤機的運行狀態(tài)，給煤量大于此時給煤機的出力，皮帶上的煤無法快速的進入爐膛，造成給煤機過載跳閘，大量的煤堆積在皮帶上，也會發(fā)生堵煤。給煤機常見的故障有以下幾種：

a.跑偏、斷鏈等給煤機保護動作。

b.有大塊的雜物或者雜物較多使給煤機卡死。

c.給煤機電氣故障。

d.皮帶發(fā)生斷裂、撕裂或者破損。

e.給煤機清掃電機故障、斷鏈，造成機尾堵煤。

f.運行人員巡視不到位。

（2）播煤風管道設(shè)計不合理

給煤機出口落煤管上分級設(shè)計有上播煤風、下播煤風，有的火電廠還設(shè)計有輔助播煤風，播煤風取自熱一次風，提供一定的壓頭和溫度，能夠減少落煤管內(nèi)煤受到爐膛的壓力，使給煤機下來的煤更好的進入爐膛內(nèi)，防止煤在落煤口形成堆積，改善煤的分布。有些電廠鍋爐播煤風的管道設(shè)計不合理，管道直徑太細風量不夠，達不到設(shè)計要求，對落煤管內(nèi)的煤起不到增壓攜帶作用，煤只靠自身重力進行下落，增加了難度，容易在拐點處與爐膛進煤口形成堆積而堵煤;或者位置安裝不合適，導致播煤風起不到應有的作用，使播煤風形成向上和向下的兩股氣流，向上氣流對煤形成了托扶，增加了煤下落的阻力，使原本不能自由下落的煤更加困難，造成下煤不暢，經(jīng)常性發(fā)生堵煤，影響正常的落煤。

2.3 落煤管本身的缺陷

某些發(fā)電廠給煤機出口落煤管不經(jīng)過任何加工處理，或者簡單的處理，直接將管道安裝對接。管道內(nèi)壁粗糙，有較大摩擦力，不利于煤的流動。煤中含有大量的水分和多種元素，比如硫。煤通過落煤管的時候，煤中的這些成分會對落煤管造成嚴重的腐蝕，使落煤管壽命大大縮短，管道破損發(fā)生泄漏堵塞。落煤管是由幾段不同的管道拼焊而成，其中一部分管道的安裝要具有合適的坡度，如果坡度不合適，經(jīng)過落煤管的煤無法自由下落，黏貼在落煤管壁上或者拐角處造成堆積，發(fā)生堵煤。

3 堵煤的解決辦法

循環(huán)流化床鍋爐發(fā)生堵煤以后，常采用人工大錘敲擊的辦法，如果敲擊無法解決，還會利用預留的捅煤孔進行人工捅煤疏通。這種最基本的清堵方法既費時費力，又得不到安全保障。

3.1 循環(huán)流化床鍋爐煤倉堵煤的解決辦法

煤倉堵煤主要受到煤質(zhì)、煤倉型式的影響，防堵煤主要從控制原煤水分、優(yōu)化煤倉結(jié)構(gòu)、配置防堵煤設(shè)備等方面進行考慮。主要有以下方法：

（1）建造干煤棚或者大容量的筒倉，合理的分配干煤棚的使用，控制來煤的濕度。

（2）配備容量相匹配的煤倉，防止煤倉長時間儲煤，煤的水分濕度大時，可以適當增加上煤次數(shù)，減小每次上煤量，采用多上少給辦法，減少煤在煤倉內(nèi)的停留時間，減小板結(jié)棚煤的幾率。

（3）方形煤倉改成圓錐形煤倉，采用合適的煤倉壁傾斜度，減小煤的四周受力，增加煤的流動性。

（4）煤倉內(nèi)壁加裝陶瓷或者高分子材料等內(nèi)襯，增加內(nèi)壁的光滑度，減小摩擦力。

（5）原煤倉外壁四周加裝空氣炮，縱向與橫向合理分布，通過空氣炮的擊打，可以有效減少棚煤現(xiàn)象。

（6）原煤倉四周加裝液壓疏松機，通過疏松機縱向運動，將煤倉內(nèi)壁上黏貼的煤團打散，清除板結(jié)，使煤能夠順利落下。

（7）有些電廠還采用中心螺旋給煤機來解決堵煤，這

種方法增加了疏通環(huán)節(jié)，但是增加設(shè)備以后也增加了各個設(shè)備之間的對接點，有可能造成新的堵煤點。

當前煤倉防堵煤技術(shù)，均有較多成功應用的經(jīng)驗，也有不足。鍋爐煤倉防堵煤技術(shù)的不斷進步和實踐應用經(jīng)驗的不斷豐富，采取多重措施，煤倉堵煤將會得到很大的改善。

3.2 落煤管堵煤的解決辦法

（1）合理的進行管道的安裝，按設(shè)計圖紙施工，采用合適的坡度，管道與管道之間的對接盡量減少棱角，增加光滑度。

（2）采用合理的播煤風管道，管道直徑和安裝角度符合設(shè)計要求，避免播煤風不足或者風向不對的問題產(chǎn)生，造成落煤不暢。

（3）落煤管加裝空氣炮，通過空氣炮的擊打，減少管道內(nèi)煤的堆積，可以起到很好的效果。

（4）在落煤管內(nèi)壁加裝內(nèi)襯，減小管道內(nèi)部的摩擦力，在拐點處加裝墊料，使拐點處圓滑不粗糙，減少堵煤的可行性。

（5）加強巡視，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時解決。

4 結(jié)束語

循環(huán)流化床鍋爐給煤系統(tǒng)堵煤看似一個簡單的問題，實際上有著復雜的機理，想要解決這一問題，必須考慮從原煤到進入爐膛全過程的每一個環(huán)節(jié)，依據(jù)不同的機理，研制不同的對策和方法工藝。

隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進步，鍋爐廠的不斷研究更新，鍋爐防堵煤越來越被重視，從設(shè)計、施工、運行等方面都提出并采用了一些不同的方法，也取得了一定效果，但是這些附加設(shè)備作用有限，還需根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)驗以及實踐繼續(xù)開發(fā)，繼續(xù)研究，爭取早日解決堵煤的難題。

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