褐煤干燥系统输送设备堵塞问题的改进

张 岩，刘 浩，窦 岩

(天华化工机械及自动化研究设计院有限公司，甘肃 兰州 730060)

目前我国褐煤预测资源量约1 903亿t，占全国煤炭预测资源量的41.18%，主要分布在内蒙古、云南、东北等地。褐煤具有含水量高(20%～50%)、热值低、挥发分高、热稳定性差及易自燃等特点，难以运输、储存和销售。采用粉煤蒸汽管回转干燥系统，降低褐煤的含水量，可直接降低褐煤的运输成本、建设和运行成本，同时也可降低以褐煤为原料的发电或煤化工项目的成本[1]。

1 干燥流程简介

粉煤蒸汽管回转干燥系统工艺流程见图1。

图1 粉煤蒸汽管回转干燥系统工艺流程示意

如图1所示，经由原煤仓、计量胶带、入口输送设备均匀加入到蒸汽管回转干燥机内的湿粉煤，与干燥机内布置的通有蒸汽的换热管充分接触干燥，物料中的水分在不断蒸发，同时物料从干燥机入口向出口方向运动，在到达干燥机出口时成为所需干燥产品，再经输送设备送至产品仓。

从干燥机尾部排出的载气(主要作用是将干燥蒸发的水蒸汽携带出来，降低尾气露点温度)、水蒸汽及粉煤粉尘被引风机抽吸到袋式过滤器内进行气固分离，净化后的尾气排放。

蒸汽从蒸汽管回转干燥机旋转接头进入干燥机，通过干燥机汽室分配到干燥机蒸汽管内，在此与管外的物料进行换热后冷凝，冷凝液通过自身重力自流至凝液储罐中缓冲贮存，然后通过凝液泵(经过载气加热器后)进入凝液回收系统。

2 某项目干燥系统输煤运行状况

印尼某电厂由于燃用高水分褐煤，采用蒸汽管回转干燥机对褐煤进行预干燥。系统自投运以来，原煤预干燥系统正常运行，进煤量总和为340～380 t/h，干燥后煤量为260～285 t/h；干燥后的煤质和产量满足锅炉制粉系统要求及电厂用煤需求。干燥系统的连续稳定运行，成为该电厂节能降耗运行保障的关键因素。

在项目调试初期，因原煤水分大(高达55%～60%)，易粘接、架桥、堵塞，造成干燥单元输煤系统设备故障频发，干燥系统长久不能连续运行(堵塞部位主要集中在湿煤仓下部锥段、干燥机入口斜板溜槽式进料箱、出口密闭胶带机及出口刮板机)。后经多次对干燥单元输煤系统辅机设备的改造，形成一套故障率低、配置合理的输煤辅机系统。

原系统配置：湿煤仓——双曲线煤斗——称重给煤机——斜板溜槽式进料箱——蒸汽管干燥机——密闭胶带输送机——出口埋刮板输送机——胶带输送机。

改造后的系统配置：湿煤仓——煤仓旋转清堵器——称重给煤机——螺旋给料机——蒸汽管干燥机——Ⅰ级螺旋输送机——Ⅱ级螺旋输送机——胶带输送机。

3 输送系统的改进

3.1 湿煤仓下部锥段堵塞的改造

原湿煤仓下部锥段为双曲线料斗，材质为不锈钢。在使用过程中，由于来料原煤水分大，煤质松散，在双曲线料斗处发生架桥堵塞，并且粘接在仓壁上。曾经在此部位加装过空气炮及电伴热，效果均不理想。锥段一旦堵塞，原煤无法进入下游设备，系统必须停机，进行人工疏通。

经过多方调研考察，采取在湿煤仓下部增设旋转清堵器的方法，通过旋转清堵器的自转，破坏煤与仓内壁之间的粘结力，阻止架桥的发生，解决了堵煤问题。

煤仓旋转清堵器的工作原理：如图2所示，清堵器由上、中、下3部分组成，上、下为静止仓部分，中间为旋转仓(即清堵)部分。旋转清堵器是将原煤仓下面出料段由静止状态改为转动仓体，并在自身的上部静止仓部分安装辅助刮板，工作时中间仓体由电机减速机驱动转动，原煤与旋转仓体形成相对运动，使得煤与仓内壁之间的粘结力被破坏；同时在辅助刮板的作用下，原煤与旋转仓体内壁之间形成一个全面积的分离区，煤流与仓壁无法形成稳定的结拱，从而达到防堵目的[2]。

煤仓旋转清堵器安装在煤仓底部缩颈段，主要解决由于煤仓缩颈引起的堵煤问题。旋转清堵器一般高度设计为2 000～3 000 mm，由于仅需要克服清堵器旋转的阻力，因此功率消耗小，正常工况下，功率仅需7.5 kW，运行维护成本小。

图2 煤仓旋转清堵器三维模型

3.2 干燥机入口斜板溜槽式进料箱堵塞的改造

干燥机入口原进料箱为斜板溜槽式，物料完全依靠自重滑入干燥机筒体内，当煤量过大时，斜板入料速度有限，原煤在此处堆积，无法进入干燥机内部，积满后的原煤还会向上游返料，堵塞上游设备。采用螺旋给料机取代原有的斜板溜槽式进料箱，强制送料，解决了该处的阻塞问题。

螺旋给料机是一种强制连续输送设备，它利用带有螺旋叶片的旋转轴在密闭料槽内的旋转运动，将由进料口加入的物料沿输送槽向出料口方向强制输送。螺旋输送机作为成熟的工业设备，广泛用于各种行业粉状、粒状和小块物料的输送。

3.3 干燥机出口密闭胶带输送机及刮板机堵塞的改进

干燥机出口Ⅰ级输送设备为密闭胶带输送机，由于在完全密闭的机壳内工作，受工况温度影响大，干燥机出料口汽固两相温度约100 ℃，胶带在伴有蒸汽的工况下长时间工作，会发生变形，从而导致胶带跑偏，设备跳机。运行期间只能依靠人工调整胶带跑偏，并反复更换胶带，无法满足长周期运行。

干燥机出口Ⅱ级输送设备也为刮板机，干燥后的煤炭在输送过程中继续向外蒸发水分，粘度增大，极易在刮板链条下板结(见图3)；板结煤层硬度高，且与刮板形成光滑的结合面，刮板运行时无法破开板结煤层。随着煤层加厚，刮板链条上浮，链条绷紧，输送阻力增大，电机负载增大，日常运行时，每2～3 d必须停机冲洗，否则会发生刮板跳链断链的故障(见图4)，致使干燥机系统停运。

图3 埋刮板输送机底部板结

为了解决上述问题，将干燥机出口Ⅰ、Ⅱ级输送设备改为螺旋输送机，这样不但避免了高温胶带变形，而且螺旋叶片可破开板结煤层，不存内壁粘煤、断链的问题，设备可长周期运行。

4 结 语

输送设备作为干燥系统的主要附属设备，其工作状况直接影响到系统的稳定运行。在未改造前，干燥系统存在多处瓶颈，致使某些设备故障检修率居高不下，增加了检修成本；还造成电厂整个制煤系统频繁停机，锅炉原料供给不及时，增加了运行成本。通过更新改造，干燥系统实现了连续运转，摆脱了因设备清理维护而经常停机的困境，保证了电厂锅炉运行的用煤量，降低了设备维护及检修频率，节约了运行成本。