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摘要：本文作者对某电厂原煤仓、运输途中皮带机头落煤管、碎煤机、锅炉给煤机尾处的落煤管堵塞的原因进行了分析,并采取有效措施,防止了各个部位赌塞的发生。
关键词：锅炉；输煤系统；优化；探讨
中图分类号：N945.15文献标识码：A文章编号：
某电厂2台55MW机组的锅炉是由无锡锅炉厂生产的UG-240/9. 8-M2型循环流化床锅炉。在机组投入运行中,输煤系统曾多次发生运输途中皮带机头落煤管、碎煤机、煤仓、锅炉给煤机尾落管堵塞现象,严重影响了锅炉的稳定运行。针对各个部位的赌塞问题进行了现场改造,取得了较好的运行效果。
1 输煤系统简介
某电厂2台55MW机组循环流化床锅炉原煤经粗碎煤机和细碎煤机破碎至10 mm以下,由输煤皮带送至原煤仓,每炉设原煤仓2个,每个煤仓下部设2个给料斗,共4台给煤机;原煤从给料斗落至称重式计量给煤机,送至炉前给煤口进入炉膛。锅炉共配一个干煤棚、两台抓斗行车,地坑皮带一条,有三个落煤口、三台给煤机。地坑以上分A、B侧两组皮带系统(各四条)。每侧有1台滚筒筛、1台粗碎机、1台细碎机。锅炉燃料为劣质煤、煤矸石、煤泥、电石粉的混合物。碎煤机为江苏清江设备厂生产的HSX-200环锤式碎煤机,碎煤机出力为200 t/h,入料为不大于300 mm的原煤,出料粒度不大于10 mm。上电机为Y315M2———6型90kW,下电机为Y315M2———8型110kW。入料原煤仓设计为方锥形,容积为200 m3,表面用水泥浇铸而成,内衬阻燃塑料板。给料斗设计为方锥形,材料为普通钢板,每个给料斗上装有2台振打装置,原煤仓与给料斗连接采用刚性连接。给煤机为上海自动化仪表股份有限公司生产的8224A型微正压称重式计量给煤机。
2 落煤管及碎煤机堵塞原因分析
2.1 对现场燃煤进行分析,发现煤质中含粘土较多,由于粘土具有较强的粘结性,使燃煤内聚力显著增大,形成粘结堵煤。
2.2 原煤里有非金属物如木棒、化纤袋等。
2.3 含水量大,冬天易结冰。
2.4 碎煤机电机功率不够和碎煤机环锤与筛子之间距离调节不当。
3 煤仓堵塞的原因
锅炉在运行过程中,经常发生燃烧不稳定的情况,经检查为燃煤供应不上所造成。现场观察发现,最初在原煤仓内的流动为芯流状态,然后逐渐形成搭拱状态,并因此造成煤仓堵塞。在芯流状态下启动振打装置,但效果不明显,不能阻止原煤在煤仓内形成搭拱堵塞。进一步分析后认为,造成煤仓堵塞的原因为煤质差及煤仓给料斗的设计不周。
3.1 煤质
3.1.1 燃煤成分
对现场燃煤进行分析,发现煤质中含粘土较多(尤其煤泥里),由于粘土具有较强的粘结性,使燃煤内聚力显著增大,形成粘结堵煤。
3.1.2 燃煤颗粒度及形状
原设计燃煤颗粒小于10 mm,现场检查发现,经碎煤机破碎后的燃煤颗粒有8%左右大于10 mm。实验证明,当燃煤颗粒度越大、形状不规则程度越高时,内摩擦力越大,煤粒之间相互咬合搭拱趋势越大;反之,燃煤颗粒度越细,煤粉含量越高,可压缩性越大,煤粉之间粘结使内摩擦力及内聚力急剧增大,燃煤流动性变差,易形成粘结堵仓。
3.1.3 燃煤含水量
在运行时,干煤棚所存的煤是经过场外皮带输送的龙固矿煤,由于龙固矿煤水分太大,而且没有晾晒就直接转到煤棚,造成入炉煤中含水量较大。实验证明,随着煤中含水量的增加,燃煤内聚力剧增,流动性变差,当燃煤含水量在7~20%时其流动性最差。而且燃煤颗粒度越细,含水量对其流动性影响越大。
3.2 煤仓
3.2.1 原煤仓和给料斗的几何形状
原煤仓和给料斗原设计均为方锥形,实验证明,方锥形煤仓比圆形仓易堵煤,直棱角比圆角易搭拱。
3.2.2 给料斗与原煤仓的连接
当给料斗与原煤仓采用刚性连接时,由于原煤仓较大,局部振动渗透效果不好,对于粘结性湿煤,振动不但不能使其活化流动,相反会越振越实,加剧堵煤现象。
3.2.3 振打器控制方法单一
振打器的起启停由炉前给煤机监控工控制。
4 预防煤仓堵塞的措施
4.1 调整细碎煤机破碎粒度
碎煤机厂家对碎煤机性能进行了现场改造,使其完全满足要求,保证燃煤破碎粒度小于10 mm。
4.2 降低燃煤含水量
干煤棚的煤必须晾晒后才能入炉,减少了燃煤含水量。在阴雨天不能晾晒,含水量高时,采取掺烧稻壳(生产大米留下的下角料)和炉渣,以减少粘土较强的粘结性、燃煤内聚力。
4.3 改变给料斗的几何形状与材质
由于原煤仓的尺寸大,现场改造困难,故对给料斗进行了改造。把方锥形更改成圆锥形,且更换为不锈钢材料,给料斗与原煤仓采用挠性连接,以此改善振打装置性能。
4.4 改变振打器控制方法
4.4.1 自动启动振打器
原来振打器的启停由炉前给煤机监控工控制。很难及时监控到断煤进行振打。久而久之煤仓堵塞严重。通过在炉前给煤皮带上安装倾斜开关,将其触点接入振动器控制回路,当断煤时自动振动,有煤时自动停止,效果很好。
4.4.2 监控给煤流量及时启停振打器。
原来振打器的启停由炉前给煤机监控工控制。改造后将振打器的启停也引入DCS系统,在就地启动按钮上并一個远控启动按钮(不实现自保持)。锅炉监盘人员通过监控有无给煤流量,人为启停振打器。就地人员也可以监控有无给煤流量,及时启停振打器。通过此方法进一步加强预防煤仓堵塞现象发生,效果很好。
4.5 加装空气炮
在给料斗和原煤仓上加装空气炮,用现场的压缩空气,通过插入在原煤中的空气炮瞬时释放,利用气体膨胀做功来破碎介质,使原煤的流动性大大提高,很好地预防了煤仓堵塞。
4.5.1 空气炮的清堵原理
现场所使用的压缩空气为0.7MPa,为减少设备的投入,提供爆破的气体也采用压缩空气,当空气炮内达到一定的压力时,压缩空气以超音速经喷嘴冲入煤仓内的煤体中,这种膨胀冲击波的突然释放,克服了散煤的静摩擦,破坏煤拱,使煤重新恢复重力流动。
4.5.2 空气炮的布置
空气炮的布置原则上必须布置在煤仓搭拱区。从料仓结构及现场分析,最易起拱、堵塞的部位在垂直仓壁与锥形料斗结合部至下部,所以布炮重点在此范围。根据现场实际情况,每个煤仓两个给料斗上各装1台空气炮。
4.6 安装应急落煤斗
在每个原料斗前(靠近皮带尾),再安装一个有一定容积的应急落煤斗。总之,通过采取原煤晾晒;掺烧稻壳和炉渣;改变给料斗的几何形状与材质;改变振打器控制方法;加装空气炮;安装应急落煤斗等措施,使预防煤仓堵塞效果明显。
5 给煤机尾处的落煤管堵塞的原因分析
锅炉给煤原来是经过垂直落煤管落下,再经120°角的落煤管进入炉膛。由于有一定角度,加上管子距离长阻力大,燃烧物粘结性大,易堵塞。
6 预防落煤管堵塞的改造措施
6.1 输煤路径的改变
在每台给煤机的垂直落煤管下增加一台4kW,MSD40型刮板机。燃料经刮板机输送,再进入炉膛。效果很好。
6.2 给煤机控制回路改造
6.2.1 将刮板机控制元件放入原给煤机控制柜。
6.2.2 实现给煤机和刮板机控制联锁(刮板机转后,给煤机才能得电)。
6.2.3 刮板机实现就地和远控都能启停。
7 结束语
在某电厂输煤系统技术改造后,运行中未再发生煤仓堵塞现象,特别是利用空气炮消除堵塞,具有安全、可靠、能量大、能耗低、安装方便、操作简单的优点,是理想的防治堵仓的方法。利用刮板机增加输煤动力,防止锅炉给煤机尾处的落煤管堵塞,效果很好。
参考文献：
[1] MSD40型刮板机说明书
[2] 8224A型微正压称重式计量给煤机说明书
[3] 杨公源.《可编程控制器原理及应用》.电子工业出版社, 2004. 10
[4] 北京和利时公司.MACSII系统手册
关键词：锅炉；输煤系统；优化；探讨
中图分类号：N945.15文献标识码：A文章编号：
某电厂2台55MW机组的锅炉是由无锡锅炉厂生产的UG-240/9. 8-M2型循环流化床锅炉。在机组投入运行中,输煤系统曾多次发生运输途中皮带机头落煤管、碎煤机、煤仓、锅炉给煤机尾落管堵塞现象,严重影响了锅炉的稳定运行。针对各个部位的赌塞问题进行了现场改造,取得了较好的运行效果。
1 输煤系统简介
某电厂2台55MW机组循环流化床锅炉原煤经粗碎煤机和细碎煤机破碎至10 mm以下,由输煤皮带送至原煤仓,每炉设原煤仓2个,每个煤仓下部设2个给料斗,共4台给煤机;原煤从给料斗落至称重式计量给煤机,送至炉前给煤口进入炉膛。锅炉共配一个干煤棚、两台抓斗行车,地坑皮带一条,有三个落煤口、三台给煤机。地坑以上分A、B侧两组皮带系统(各四条)。每侧有1台滚筒筛、1台粗碎机、1台细碎机。锅炉燃料为劣质煤、煤矸石、煤泥、电石粉的混合物。碎煤机为江苏清江设备厂生产的HSX-200环锤式碎煤机,碎煤机出力为200 t/h,入料为不大于300 mm的原煤,出料粒度不大于10 mm。上电机为Y315M2———6型90kW,下电机为Y315M2———8型110kW。入料原煤仓设计为方锥形,容积为200 m3,表面用水泥浇铸而成,内衬阻燃塑料板。给料斗设计为方锥形,材料为普通钢板,每个给料斗上装有2台振打装置,原煤仓与给料斗连接采用刚性连接。给煤机为上海自动化仪表股份有限公司生产的8224A型微正压称重式计量给煤机。
2 落煤管及碎煤机堵塞原因分析
2.1 对现场燃煤进行分析,发现煤质中含粘土较多,由于粘土具有较强的粘结性,使燃煤内聚力显著增大,形成粘结堵煤。
2.2 原煤里有非金属物如木棒、化纤袋等。
2.3 含水量大,冬天易结冰。
2.4 碎煤机电机功率不够和碎煤机环锤与筛子之间距离调节不当。
3 煤仓堵塞的原因
锅炉在运行过程中,经常发生燃烧不稳定的情况,经检查为燃煤供应不上所造成。现场观察发现,最初在原煤仓内的流动为芯流状态,然后逐渐形成搭拱状态,并因此造成煤仓堵塞。在芯流状态下启动振打装置,但效果不明显,不能阻止原煤在煤仓内形成搭拱堵塞。进一步分析后认为,造成煤仓堵塞的原因为煤质差及煤仓给料斗的设计不周。
3.1 煤质
3.1.1 燃煤成分
对现场燃煤进行分析,发现煤质中含粘土较多(尤其煤泥里),由于粘土具有较强的粘结性,使燃煤内聚力显著增大,形成粘结堵煤。
3.1.2 燃煤颗粒度及形状
原设计燃煤颗粒小于10 mm,现场检查发现,经碎煤机破碎后的燃煤颗粒有8%左右大于10 mm。实验证明,当燃煤颗粒度越大、形状不规则程度越高时,内摩擦力越大,煤粒之间相互咬合搭拱趋势越大;反之,燃煤颗粒度越细,煤粉含量越高,可压缩性越大,煤粉之间粘结使内摩擦力及内聚力急剧增大,燃煤流动性变差,易形成粘结堵仓。
3.1.3 燃煤含水量
在运行时,干煤棚所存的煤是经过场外皮带输送的龙固矿煤,由于龙固矿煤水分太大,而且没有晾晒就直接转到煤棚,造成入炉煤中含水量较大。实验证明,随着煤中含水量的增加,燃煤内聚力剧增,流动性变差,当燃煤含水量在7~20%时其流动性最差。而且燃煤颗粒度越细,含水量对其流动性影响越大。
3.2 煤仓
3.2.1 原煤仓和给料斗的几何形状
原煤仓和给料斗原设计均为方锥形,实验证明,方锥形煤仓比圆形仓易堵煤,直棱角比圆角易搭拱。
3.2.2 给料斗与原煤仓的连接
当给料斗与原煤仓采用刚性连接时,由于原煤仓较大,局部振动渗透效果不好,对于粘结性湿煤,振动不但不能使其活化流动,相反会越振越实,加剧堵煤现象。
3.2.3 振打器控制方法单一
振打器的起启停由炉前给煤机监控工控制。
4 预防煤仓堵塞的措施
4.1 调整细碎煤机破碎粒度
碎煤机厂家对碎煤机性能进行了现场改造,使其完全满足要求,保证燃煤破碎粒度小于10 mm。
4.2 降低燃煤含水量
干煤棚的煤必须晾晒后才能入炉,减少了燃煤含水量。在阴雨天不能晾晒,含水量高时,采取掺烧稻壳(生产大米留下的下角料)和炉渣,以减少粘土较强的粘结性、燃煤内聚力。
4.3 改变给料斗的几何形状与材质
由于原煤仓的尺寸大,现场改造困难,故对给料斗进行了改造。把方锥形更改成圆锥形,且更换为不锈钢材料,给料斗与原煤仓采用挠性连接,以此改善振打装置性能。
4.4 改变振打器控制方法
4.4.1 自动启动振打器
原来振打器的启停由炉前给煤机监控工控制。很难及时监控到断煤进行振打。久而久之煤仓堵塞严重。通过在炉前给煤皮带上安装倾斜开关,将其触点接入振动器控制回路,当断煤时自动振动,有煤时自动停止,效果很好。
4.4.2 监控给煤流量及时启停振打器。
原来振打器的启停由炉前给煤机监控工控制。改造后将振打器的启停也引入DCS系统,在就地启动按钮上并一個远控启动按钮(不实现自保持)。锅炉监盘人员通过监控有无给煤流量,人为启停振打器。就地人员也可以监控有无给煤流量,及时启停振打器。通过此方法进一步加强预防煤仓堵塞现象发生,效果很好。
4.5 加装空气炮
在给料斗和原煤仓上加装空气炮,用现场的压缩空气,通过插入在原煤中的空气炮瞬时释放,利用气体膨胀做功来破碎介质,使原煤的流动性大大提高,很好地预防了煤仓堵塞。
4.5.1 空气炮的清堵原理
现场所使用的压缩空气为0.7MPa,为减少设备的投入,提供爆破的气体也采用压缩空气,当空气炮内达到一定的压力时,压缩空气以超音速经喷嘴冲入煤仓内的煤体中,这种膨胀冲击波的突然释放,克服了散煤的静摩擦,破坏煤拱,使煤重新恢复重力流动。
4.5.2 空气炮的布置
空气炮的布置原则上必须布置在煤仓搭拱区。从料仓结构及现场分析,最易起拱、堵塞的部位在垂直仓壁与锥形料斗结合部至下部,所以布炮重点在此范围。根据现场实际情况,每个煤仓两个给料斗上各装1台空气炮。
4.6 安装应急落煤斗
在每个原料斗前(靠近皮带尾),再安装一个有一定容积的应急落煤斗。总之,通过采取原煤晾晒;掺烧稻壳和炉渣;改变给料斗的几何形状与材质;改变振打器控制方法;加装空气炮;安装应急落煤斗等措施,使预防煤仓堵塞效果明显。
5 给煤机尾处的落煤管堵塞的原因分析
锅炉给煤原来是经过垂直落煤管落下,再经120°角的落煤管进入炉膛。由于有一定角度,加上管子距离长阻力大,燃烧物粘结性大,易堵塞。
6 预防落煤管堵塞的改造措施
6.1 输煤路径的改变
在每台给煤机的垂直落煤管下增加一台4kW,MSD40型刮板机。燃料经刮板机输送,再进入炉膛。效果很好。
6.2 给煤机控制回路改造
6.2.1 将刮板机控制元件放入原给煤机控制柜。
6.2.2 实现给煤机和刮板机控制联锁(刮板机转后,给煤机才能得电)。
6.2.3 刮板机实现就地和远控都能启停。
7 结束语
在某电厂输煤系统技术改造后,运行中未再发生煤仓堵塞现象,特别是利用空气炮消除堵塞,具有安全、可靠、能量大、能耗低、安装方便、操作简单的优点,是理想的防治堵仓的方法。利用刮板机增加输煤动力,防止锅炉给煤机尾处的落煤管堵塞,效果很好。
参考文献：
[1] MSD40型刮板机说明书
[2] 8224A型微正压称重式计量给煤机说明书
[3] 杨公源.《可编程控制器原理及应用》.电子工业出版社, 2004. 10
[4] 北京和利时公司.MACSII系统手册