半无轴变频螺旋给煤机的研制与应用

马圣忠 张玉忠 王海全

（枣庄矿业〈集团〉付村煤业有限公司，山东 微山 277605）

0 前言

循环流化床锅炉由于适用煤种较为广泛在国内外发电企业应用较多，由于循环流化床锅炉对入炉煤要求较煤粉炉低，通常制煤系统设备比较简单，煤的颗粒度及水分较大，因此运行中给煤设备磨损及煤湿堵煤现象较为普遍。

1 常用给煤机现状

目前国内循环流化床锅炉常用的给煤机械有螺旋给煤机、埋刮板给煤机、皮带给煤机等。

1.1 有轴螺旋给煤机

设备简单、价格低、密封性较好。但存在磨损、较长螺旋轴易卡死或扭坏等问题。

1.2 埋刮板给煤机

运行稳定、不易卡塞、可调性好等优点，但是长时间使用密封性较差，煤的水分较大时运行故障率较高，易堵煤。

1.3 皮带给煤机

价格低廉、操作简便，在负压给煤方式的锅炉应用比较多。缺点是体积较大，易跑偏，设备维护量较大，正压锅炉中设计密封风也不能完全避免皮带损坏。

三种给煤方式在国内循环流化床锅炉上都有着较广泛的应用，但是都不能很好的从根本上解决设备磨损较大、煤湿堵煤影响锅炉安全运行的问题。

2 半无轴变频螺旋给煤机的研制与应用

针对循环流化床锅炉给煤机使用过程中的易磨损、易堵煤、故障率高为问题，我们对三种常用给煤机：刮板给煤机、皮带给煤机、有轴螺旋给煤机进行研究，研制出半无轴变频螺旋给煤机，并应用于实践，在给煤机的设计方面我们采取了以下技术：

1）针对有轴螺旋给煤机较长螺旋轴易卡死或扭坏的问题，我们采用半无轴螺旋即输出端为部分有轴螺旋，前端为无轴螺旋、严格控制螺旋轴的长度等技术措施。输出端采用有轴部分增加了输出端的强度，当煤中出现杂物时不至于扭断螺旋轴；前端采用无轴段增大了螺旋叶片的空间，当煤中有杂物时大部分可较为顺畅的通过，减少了卡住螺旋轴的几率；螺旋的长度越长其运行中摆动幅度越大，产生的扭矩越大，极易造成螺旋轴薄弱段的损坏，螺旋轴长度因为设备安装位置的局限也不可能减少很多，为此我们严格控制整轴长度不超过2.9米。

2）针对给煤机螺旋叶片磨损严重的问题，我们选用耐磨耐高温不锈钢的叶片，最高耐热温度可达1000℃，采用“L“型螺旋叶片设计，在确保螺旋轴强度、使用寿命的前提下减小扭矩，提高叶片的使用寿命；螺旋外壳筒体采用304 不锈钢，并在螺旋筒体下部增加耐磨隔板，提高螺旋外壳筒体的使用寿命；并根据煤种水分的变化采用前端预喷水的方法调节煤的含水量，既便于输送又减少了给煤机螺旋叶片及筒体的磨损。

3）为防止螺旋给煤机入料口处落煤不畅，我们采用了DN350 不锈钢管，减少了煤流动过程的阻力，同时为防止蓬煤我们在不锈钢管上安装了电磁式仓壁振动器，解决了螺旋给煤机入料口的落煤不畅的问题。

4）控制方面我们根据入炉煤量的设计要求，调整好螺旋给煤机螺旋叶片的螺距，确保螺旋给煤机满足低负荷和高负荷运行的要求；针对摆线针轮减速机容易损坏的情况我们采用“F”系列斜齿轮平行轴型减速箱；采用变频电机控制给煤量的大小，一方面控制便于控制，另一方面达到节能的目的；另便于观察落煤情况减少职工的的劳动强度我们安装了摄像头。

5）针对给煤机与炉膛连接处经常漏灰不易密封的问题，我们对给煤机喷管法兰进行了改造，增强了密封性，同时使螺旋给煤机的螺旋轴运行中能够自动找中心平衡螺旋轴的受力。

3 改造后获得经济效益分析

螺旋叶片、传动装置、落煤管喷管的设计合理完善，经过调试运行，充分减少了设备磨损，增加了企业效益。

通过改造将延长给煤机的使用寿命，减少维修量，每年减少设备材料费、维护费约15 万元；采用变频电机改造，降低运行电流7A，配置六台给煤机年运行8000 小时计算，预计改造后的给煤机年节电12.768 万KW·h,改造后解决了煤湿影响机组发电负荷的问题，提高机组发电量约1%，年可多发电192 万KW·h。年累计增加效益月117.4万元，仅需十二个多月就可收回全部投资。经济效益非常可观。

无轴变频螺旋给煤机的安装提高了锅炉运行的安全性，确保锅炉的的正常给煤，防止锅炉因断煤造成灭火等重大事故的发生。

4 结论

无轴变频螺旋给煤机的使用从根本上解决了煤湿堵煤需人工处理的难题,有效解决了循环流化床锅炉给煤机磨损及煤湿堵煤影响锅炉负荷的问题，减少职工的劳动强度，降低了职工劳动量，改善了生产现场工作环境，降低了扬尘的污染，提高了锅炉的安全经济运行。

国内同类型循环流化床锅炉给煤系统均存在着这样或那样的问题，若同类型循环流化床锅炉中推广应用无轴变频螺旋给煤机技术，一定会有很好的经济效益和社会效益，推广前景广阔。

［1］岑可法.循环流化床锅炉理论设计与运行[M].中国电力出版社，1998.

［2］屈卫东.循环流化床锅炉设备及运行[M].河南科学技术出版社，2002.