1000MW燃煤机组原煤斗堵煤问题分析及改造

【摘 要】针对华能沁北电厂三期1000MW机组运行中原煤斗堵煤、断煤现象频繁发生，综合考虑原煤斗结构、煤质等因素，对堵煤原因进行分析，并将原煤斗改造为双曲线形一体化原煤斗，有效解决了原煤斗堵煤、断煤问题，降低制粉系统单台电耗，为机组节能工作做出了贡献。

【关键词】堵煤;断煤;原因分析;双曲线形一体化原煤斗;节能;

1 设备概述

华能沁北电厂三期为2X1000MW超超临界燃煤机组，所配备的直流锅炉采用直吹式中速磨煤机制粉系统。燃煤通过煤场斗轮机取煤后，经皮带输送到原煤斗中，再经给煤机输送到中速磨煤机中，磨出后的煤粉由一次风直接吹入炉膛燃烧。每台锅炉各配备6个原煤斗，原煤斗由碳钢板内衬不锈钢板拼接组成，采用传统圆形截面锥形原煤斗，煤斗下方安装电动单向插板门用以隔绝，出口下料至给煤机皮带上。

2 存在问题及原因分析

2.1 存在问题

运行中原煤斗频繁出现内壁挂煤、下部出口段堵煤，尤其雨雪天氣煤湿度大，堵煤、断煤频繁，给锅炉燃烧和机组负荷的稳定造成严重的干扰。堵煤后轻则影响锅炉燃烧，制约锅炉系统经济性、环保指标;重则会导致锅炉运行参数波动，机组出力降低，无法跟踪调度负荷曲线，出现多台原煤斗断煤的极端情况会导致锅炉灭火，机组非计划停运。[1]

2.2 原因分析

（1）原煤斗结构设计不合理。原始安装的原煤斗整体呈锥形结构，上口大，下口小，原煤愈向下流动，面积愈小，对原煤颗粒形成挤压，在原煤含水量比较大的情况下，煤的团聚性很强，煤粒与煤粒之间相互粘结，形成的物理尺寸就会很大。当煤颗粒的物理尺寸与出料口的直径尺寸的比值达到一定的比值时，即堵塞临界值时，堵煤、蓬煤就会发生。

（2）原煤斗配装的插板门结构设计不合理。原煤斗配装电动插板门用于隔断，其轨道、轨道槽、边槽由于结构上存在不足，内部有存煤空间，其行程长，在四个边角位置形成死角，易造成壁体粘煤，进而使落煤管通径变小，下煤不畅。

（3）原煤斗空气炮的设计及配装不合理。原始配装的空气炮在面对煤质湿度大，原煤仓挂壁的情况下，启动工作后起到的却是相反的作用，它将原本堵塞的原煤，打的更紧实，造成堵煤问题的加重。

3 改造措施

3.1 改造原理

经研究及借鉴其他厂的改造经验，将现有原煤斗改造为双曲线形一体化原煤斗。双曲线型煤斗随着煤向出口的流动，斗壁的倾角加大，促使煤沿壁面流动的重力分力逐渐变大，重力在对壁面的挤压力分力逐渐变小，与锥形煤斗相比，其等效流动动力随煤的流动下降较慢，因此双曲线型煤斗不易堵煤。同步改空气炮为气锤，靠气缸驱动产生猛烈的敲击力，可以及时有效的消除或缓解堵煤、挂壁的问题。降低给煤机入口门高度，拉长易堵煤段的长度，减少堵煤的发生。改原有电动插板门为双向液动插板门，可以安全有效的解决给煤机上隔断门频繁卡涩故障的问题。

3.2 改造方案

（1）将给煤机入口上方部分原煤斗拆除（包括空气炮、插板门等），将其改为不锈钢材质的双曲线形原煤斗。

（2）将原电动插板门更换为双向液压插板门。

（3）将原膨胀节更换为插入式不锈钢密封膨胀节。

（4）在改造后的原煤斗外部加装8套仓壁振打气锤和自动过滤排水装置。

（5）安装1套断煤信号采集装置。

（6）给煤机入口煤流整形装置优化改造。

（7）在煤斗适当位置设置人孔门及观察孔。

3.3、设备运行及调试

该改造项目中，给煤机上插板门的操作是与电气、热工共同调试完毕，交付电厂运行操作人员在集控室盘上操作验收。接入系统后与原来的插板门操作方式一致。气锤调试情况如下：

3.1 给配电控制箱送电，电源指示灯亮，当转换开关拨至运行档位时，运行开关打到手动位置时，下部气锤开始工作3次，然后中部气锤和下部互相击打3次，最后下、中，上气锤循序击打工作，一次程序总时间为120秒。如需重复操作，可手动再次重启程序。转换开关拨至停止位置时，控制箱停止工作。

3.2 控制箱内设有三路开关，分别控制下部气锤、中部气锤和上部气锤。

3.3 当转换开关打到自动档位时，通过断煤信号采集装置发送的信号起动和停止工作。

3.4 当需要疏通装置连续工作时，转换开关拨至手动位置，疏通装置连续工作;手动工作结束，应将转换开关拨至自动位置，疏通装置处于备用工作状态，恢复自动工作。

3.5 控制箱设有调试及运行转换开关，当需要调试气锤时，转换开关拨至调试档位，按一下上锤调试按钮或下锤调试按钮，气锤开始动作，松开按钮气锤停止。

4 改造效果

1.项目实施后主要技术指标、经济效益

改造后，机组因磨煤机断煤紧急投油稳燃次数大幅度降低，节约了助燃用油;减少了因磨煤机断煤产生的机组负荷调整频次;磨煤机运行过程中给煤量保证了连续性，避免了因为断煤导致的磨煤机强烈震动后设备故障，保障了机组的经济运行。据统计，2018年三期机组因断煤稳燃耗油120吨左右，按照燃油价格8000.00元/吨计算，三期机组2018年因断煤消耗助燃油造成经济损失96万元。加上燃烧不稳造成飞灰含碳量升高，合计经济损失近300万元，改造后两年左右即可收回成本。

2.项目实施后设备可靠性提升情况

改造前，原煤斗断煤频繁，制粉系统运行不稳，进而造成锅炉燃烧状况差，环保指标控制困难。改造后，有效减少了锅炉制粉系统断煤的发生，保证了炉膛燃烧的稳定性，有利于配煤掺烧工作，有利于环保参数的控制。

5 结语

改造后的双曲线防堵清堵原煤斗，能够有效解决原煤斗堵煤、断煤问题，大大提高制粉系统设备可靠性，提高制粉系统有效利用时间。保证机组按调度负荷曲线稳定发电，节约大量助燃用油，且有利于超低排放环保指标的有效控制。制粉系统稳定运行支撑锅炉稳定燃烧，有效降低飞灰含碳量，提高锅炉经济性。为1000MW机组安全、环保、节能工作做出贡献。

参考文献：

[1] 刘小川，邱代林.燃煤火力发电厂原煤斗堵煤问题的分析及对策.[J]能源与节能2013（12）：65-66

[2] 赵东楼，原煤仓原煤斗疏通及改造.安徽淮北康迪纳电力科技有限公司设备说明书.

作者简介：

杨喜山（1979-），男，河南洛阳，本科，工程师，华能沁北发电有限责任公司，河南省济源市五龙口镇，研究方向：电厂大型锅炉辅机节能优化。

（作者单位：华能沁北发电有限责任公司）