某1000MW机组制粉系统原煤斗堵煤原因分析及改造

赵明伟++茹纯洁++王跃丽

【摘 要】 某电厂一期2×1000MW机组锅炉为超超临界参数、变压直流炉，每台炉制粉系统配置6台原煤斗，每个原煤斗内直径8米，垂直段高度16.47米， 锥斗高度9米， 锥斗偏心设计， 距离煤斗中心线900毫米，所用材质Q235，内部未贴不锈钢内衬。经过长期运行，原煤斗内壁粘煤严重，容积减小，经常发生因原煤斗断煤被迫降负荷的现象，严重时引起锅炉炉膛负压波动，甚至导致锅炉灭火。

【关键词】 电厂 1000MW机组 制粉系统 堵煤原因

某电厂一期2×1000MW机组锅炉为超超临界参数、变压直流炉，每台炉制粉系统配置6台原煤斗，每个原煤斗内直径8米，垂直段高度16.47米， 锥斗高度9米， 锥斗偏心设计， 距离煤斗中心线900毫米，所用材质Q235，内部未贴不锈钢内衬。经过长期运行，原煤斗内壁粘煤严重，容积减小，经常发生因原煤斗断煤被迫降负荷的现象，严重时引起锅炉炉膛负压波动，甚至导致锅炉灭火。

1 原煤斗堵煤因素分析

（1）原煤斗为圆锥体结构，上口大，下口小，原煤愈向下流动，流通面积愈小，物料的堆积本身就形成挤压力，愈到下部其挤压力愈大，愈容易使煤流粘接结块；而煤流流动方向是自斗体中心向下口方向流动，中心部位流动速度快，靠斗壁外缘流动速度较慢，且斗壁倾角设计不合理，造成煤流的等效流动动力越来越小，形成棚堵。

（2）给煤机上插板门设计上存在缺陷，插板为单向，下部为天方地圆结构，其行程长，内部有扩容空间，在四个边角位置形成死角，极易造成粘煤使落煤筒通径变小，导致下煤不畅。

（3）原煤斗沟槽式膨胀节，膨胀节收缩时会形成沟槽，以及多处法兰连接结构，易造成藏煤、漏风、漏粉。

（4）斗壁变形、不平整，使粘煤更加严重。

（5）现有的疏通装置空气炮难以满足防棚煤要求，特别是阴雨天或煤的表面水分高时更加严重。

（6）原煤水分大、团聚性强、煤质煤种变化大，造成原煤斗棚煤、堵塞现象频繁发生。

2 改进措施

2.1 将圆锥型原煤斗改为虾米曲线防堵清堵煤斗（如图1所示）

虾米曲线防堵清堵煤斗的外形结构曲线为虾米曲线。虾米曲线是一种线形优化后的新型双曲线，其线形曲线既不形成固定的焦点，而且曲线上的动点也不与左右固定的点的距离差形成常数，其截面收缩率变化为一条呈下降趋势的曲折线。

虾米形一体化防堵清堵煤斗，利用流体尅里离散与最速下降曲线原理，采用不等高圆台组合拼接而成，各节段的高度、截面收缩率不等值，且斗壁倾角的不断变化，煤斗壁受压点综合受力方向不断变化，原煤颗粒滑动安息角不断变化，煤斗越往下安息角越小，摩擦力越小，阻力越小，流动过程中的压力拱分布的高度越小，压力分散，煤流向下滑动流速越来越大；同时，斗壁原煤颗粒滑动动力随曲线延伸倾角的变化而变化，下滑动力不断增加，等效流动性不断增强，煤流的下部流速能满足上部原煤颗粒重新排列挤压与应力分散的需要，煤流水平截面流速优化，煤流流态形成整体流与管状流混合的最优流态。

2.2 加装气动激振器

在煤斗结拱的临界点下方加装气动激振器，其冲击力大于该段煤斗区域的平衡摩擦力，能够有效地助流、破拱、防堵、清堵。

气动激振器为全气路、塞锤一体化设计，振击动量为0-2000Kg.m/s，振幅长1.5米，6-8秒振击一次，1套激振器能替代10个工人的疏通效率，振击频率、振击动量均可任意设定调整。

2.3 改装双向液压插板门

新改装的双向插板门，采用隐形轨道、轨道槽、全通径及双向楔合式插板设计，行程短、推力大（≥5T）、开闭灵活自如、密封性能良好；门体圆形通径与落煤斗等同，原煤不会卡阻堵塞。

2.4 配置插入式不锈钢密封膨胀节

煤斗下部出口处配置一个插入式不锈钢密封膨胀节，膨胀时不会形成沟槽，具有良好的密封性及膨胀性能，不漏风、不漏粉、不藏煤。

2.5 增加煤流整形装置

煤斗出口端、给煤机皮带上方安装煤流整形装置，形成一个合理的导料槽区域，消除出料口处裙边挡板洒煤及煤流形态频繁变化现象，使煤流动态自然形成，煤流形态更加规则、稳定、均匀、便于调整，符合输送胶带运行煤流形态要求，从而使煤流输送与称重达到最优化的状态。

2.6 配置断煤信号采集装置

断煤信号采集装置能防水、防尘、防干扰、防冲击，灵敏度高，能够及时采集并传输断煤信号程序启动气动推力源振器。

3 使用效果及经济效益

（1）经过改造有效解决了原煤斗因原煤水份大、团聚性强、煤质煤种变化大及结构因素造成原煤斗棚煤、粘煤、堵塞问题，降低了原煤斗棚煤、堵塞频率，降低了原煤的泄漏，同时也降低了锅炉厂房内的煤粉浓度，从而最大程度的改善厂房内的卫生环境。

（2）改造后，制粉系统的可靠性得到提高。据对#2炉给煤机断煤次数的统计，2014年1月至12月平均每台给煤机断煤次数为35次/月，改造后2016年1月至6月平均每台给煤机断煤次数为8次/月， 大大降低了给煤机的停运时间、启动次数，为抢发电提供必要保证，同时，有利于延长设备的使用寿命，提高设备的安全可靠性。