煤仓清堵解决方案在火电厂中的应用

2015-11-04丁开瑞马更生张旭平京能集团山西漳山发电有限责任公司山西长治046021

山东工业技术 2015年21期

关键词：煤仓贴壁分力

丁开瑞,马更生,张旭平（京能集团山西漳山发电有限责任公司,山西长治 046021）

煤仓清堵解决方案在火电厂中的应用

丁开瑞,马更生,张旭平
（京能集团山西漳山发电有限责任公司,山西长治 046021）

本文分析了火电厂掺烧劣质煤时，原煤仓频繁堵煤的原因，对比了目前主流的四种煤仓清堵方法，提出了一套清堵优化解决方案，实践证明此方案清堵效果明显，对作业环境和设备影响小，能有效改善原煤仓频繁堵煤问题，保证机组运行安全性和经济性。

火电厂；掺烧；煤仓；清堵

1 引言

某电厂两台600 MW燃煤机组采用正压直吹式制粉系统，单台锅炉配套6台中速辊式磨煤机，原煤仓为双曲线结构，单仓容积712M3。受发电市场竞争、生产成本、煤种多变等客观因素影响，电厂开始掺烧非设计劣质煤种，此煤种发热量低、灰分大、粘结性强。由于掺烧粘结性强煤种，导致原煤仓发生蓬煤堵塞、下煤不畅等问题；直接影响制粉系统出力和中速磨稳定运行，同时，原煤仓断煤造成锅炉燃烧不稳定，汽温汽压摆动和机组出力不正常，严重时，引起锅炉灭火、机组非计划停运等不安全事件。

2 煤仓堵煤原因分析

在煤仓设计初期，煤仓型式是依据设计煤种和仓体容积确定的。双曲线结构煤仓，原煤在自重下向出口整体流动，仓壁的倾角随之加大，使得煤沿壁面流动的重力分力逐渐变大，重力对壁面的挤压力分力逐渐变小，在设计情况下，这种型式的煤仓堵塞几率相对较小。但燃用煤种改变，粘结性变强，在重力挤压分力不变的情况下，本来松散的煤粒被挤压团聚，特征尺寸变大，流动速度减慢，在上部原煤的重力挤压作用下粘结在仓壁上，堵塞煤仓流动空间，造成原煤流动面积减小，表征倾角随之减小，使得原煤沿壁面流动的重力分力小于摩擦力，引起流动不畅或停滞，造成煤仓内部原煤的流动由整体流转变为漏斗流，最终导致煤仓堵煤。

分析煤仓堵塞整个过程发现，煤仓的堵塞与煤仓出口尺寸及仓壁倾角有关，即煤仓出口越大，越不容易发生堵塞，仓壁倾角越大，越不容易发生堵塞[1]。在煤仓出口尺寸和仓壁倾角不易改造的情况下，原煤粘结仓壁是引发煤仓堵塞的重要因素。

3 煤仓清堵方案

综合比对目前主流的四种清堵方法优缺点，如表1，结合煤仓堵煤原因，在现有双曲线煤仓结构基础上，电厂技术人员提出了一套煤仓清堵优化方案：高空环向空气炮+煤仓出口清堵机，即在原煤仓出口上部4～8米仓壁上360度环向间隔均布3台空气炮，同时改造原煤仓出口段，增大仓壁倾角，增加直筒过渡仓段；消除贴壁煤现象，在出口处安装1台旋转清堵机，如图1。

3.1 高空环向空气炮

空气炮是利用罐内压缩空气释放喷出的高速强烈气流，直接冲击原煤滞流区，打破滞流区的力平衡，迫使原煤恢复流动[2]。

煤仓出口上部4～8米，空间高度高，煤仓尺寸大，最小直径达1.5米，不宜人工清堵和安装旋转设备，但煤仓尺寸较大，不易发生严重堵煤情况，综合各方因素，在煤仓4～8米仓壁上环向间隔均布3台空气炮，保证煤仓高处各方位的贴壁煤在外力冲击下，打破力平衡，实现原煤流动，同时，该处距离给煤机较远，对给煤机滚筒冲击力较小，避免对给煤机造成损坏。

3.2 煤仓出口清堵机

清堵机通过减速机-齿轮传动，驱动回转仓往复转动，与仓内静止固定的刮刀共同构成一个相对运动区。当煤仓发生断煤时，控制柜触发断煤信号，清堵电机启动驱动回转仓开始转动，原煤和仓壁发生相对运动，贴壁原煤力平衡被破坏，在自重下原煤脱离仓壁向煤仓出口流动，进而使得整个煤仓内原煤呈整体流动，消除贴壁煤引起的煤仓堵煤问题[3]。清堵机与煤仓间通过直筒过渡仓段连接，一是煤仓仓壁倾角增大至90度，增大原煤沿壁面流动的重力分力，有利于原煤向下流动，减小煤仓堵塞；二是缩小清堵机结构尺寸，降低设备成本，利于清堵机运行维护。