皮带式给煤机落煤管堵煤的研究

皮带式给煤机落煤管堵煤的研究

王军超1，刘海峰2

1神华国华（印尼）爪哇运维有限公司,（529228）

2江苏国华陈家港发电有限公司,（224631）

【摘要】：本文主要是针对皮带式给煤机落煤管堵煤现象进行研究，先对堵煤的原因进行分析，从煤质、设备结构和运行方式几个方面进行讨论。然后，有针对性的提出了5种改进方案，通过几种方案的实施，能够很好地解决目前正压直吹式中速磨煤机在雨季出现的落煤管堵煤现象。

【关键词】：皮带式给煤机；落煤管；堵煤；改造

1引言

江苏某发电公司机组为两台660MW超超临界机组，每台锅炉配置6台磨煤机和6台给煤机，其磨煤机为上海重型机械厂生产的HP1003/Dyn中速磨，给煤机为上海发电设备成套设计研究所设计的CS2024型皮带式给煤机。皮带式给煤机可根据机组负荷所需的煤量把原煤送至磨煤机，这种给煤机能够将实际给煤量与指令的误差控制在0.5%以内[1]。给煤机布置在17米平台上，而磨煤机从零米开始布置，因此原煤经过给煤机称重后要经过一段落煤管才能进入磨煤机。造成堵煤的位置便是这段8米长的管子内部。当进入雨季，再加上来煤较湿的情况下，含水分较大的煤极易在落煤管内堵塞，就会给磨煤机运行造成影响，导致停磨，一旦多台磨煤机同时断煤，就会影响机组安全稳定运行。同时，堵煤后的疏通工作也非常困难，消耗了很大的人力和物力。

2堵煤原因分析

图1为皮带式给煤机运行示意图，给煤机入口整形罩确定了煤层的厚度，当煤层厚度确定后，给煤量的大小就由皮带的速度来决定[2]。原煤经皮带携带后以抛物线方式落入落煤管，落煤管位于给煤机出口处下方，管径为φ610mm，材质为304不锈钢，长度为8m，分两段，中间采用抱箍链接。在雨季堵煤后的疏通及清理工作中，我们进入落煤管内部，发现落煤管的内壁板结的煤泥非常牢固。下面就对造成这种堵煤现象的原因进行分析。

图1皮带式给煤机运行示意图

2.1煤质原因

由于煤的成因及煤化程度不同，再加上原煤在开采工艺上的不同，导致煤的物理状态各不相同，对燃烧过程及输煤设备性能的影响也很大。煤的物理特性包括粒度与煤粉细度、比重及密度、煤的流动性、水分、机械强度、磨损性、自燃性、冻结性、着火温度、粘结性、爆炸性等等。其中煤的粘附性和水分含量对落煤管的堵煤影响最为严重。研究表明，当煤中的灰分越高，含有粘土等粘附性较强的物质较多时，煤的粘附性能就越强。因此，相对其他煤种来说，褐煤更容易堵塞。在相同条件下，煤中水分含量增高，煤的粘附性能就越大，煤的内摩擦系数越大，流动性就越差。当含水量＞12%或含水量＜4%时，煤的摩擦系数小，煤的流动性强，不易粘煤；当12%＞含水量＞4%时，煤的粘度增大，形成煤拱，造成堵塞。

2.2设备本身原因

考虑到安装和检修的方便，落煤管采用两段式，其连接采用抱箍链接，一旦给煤机出口和磨煤机入口不在一条竖直线上，就造成了在抱箍处出现折角，而折角处往往最容易积煤，随着积煤的增加，最终从抱箍处开始形成堵煤。

此外，由于磨煤机内部流通的为热一次风，使得磨煤机内部温度较高，而落煤管与磨煤机联通，使得落煤管下半部分温度较高，这样会将挂壁的煤泥烘干，从而板结在落煤管的内壁上，随着挂壁厚度的增大，落煤管通径不断缩小，最终形成堵塞。

上面谈到的原煤在经过皮带携带后以抛物线的形式落入，因此煤在离开皮带后有一个水平分速度，这就使落煤管靠锅炉侧要承受煤的撞击。煤层厚度不变，当给煤量增大时，就需要增大皮带的运转速度，导致是煤的水平分速度变大，也就加大了煤泥与管壁的接触，更容易造成挂壁和堵塞。

2.3运行方式原因

随着对锅炉效率要求的提高，磨煤机出口温度也由原来的70℃升至80℃，再加上低负荷下四台磨运行，为了达到相应的干燥出力和磨煤机出力，必然要提高热一次风的温度和风量，这样就更容易使落煤管内形成板结的煤块。

另外，在煤仓上煤未能将煤湿煤与干煤混合后在上煤，而是直接上湿煤，这就加大了湿煤磨的堵煤可能性。

3.改造措施和方法

3.1增大整形罩尺寸

通过图2我们可以看到，皮带式给煤机的煤层厚度是由皮带上方的梯形整形板来确定的。通过改变梯形尺寸，延长梯形板斜坡的长度将增大煤层的截面积，这样在单位时间内通过煤的质量就增多，也就意味着在相同的给煤量时，皮带的运转速度将下降[3]。

图2皮带式给煤机整形罩示意图

图3改造前后煤层很截面积对比图

通过计算，改造后煤层的截面积增大了26.4%，这就使给煤机皮带的速度下降了20.1%。也就意味着煤流离开皮带时的水平分速度也大大降低了，能够减少煤流对管壁的冲击，也能减少煤泥在管壁上的粘附，从而起到防止堵煤的作用[4]。

3.2给煤机密封风改造

在原本的结构设计中，给煤机配有密封风，其作用是防止磨煤机内部的热空气进入给煤机。气源来自于冷一次风，风压为6~7KPa，其压力大于磨煤机出口风压，但其管径为φ108mm，因此风量较小，现对于落煤管的通径来说，无法完全将热风压回磨煤机内部，这样，落煤管内部就存在一个热风区域，也就造成了煤泥被烘干板结在筒壁上。解决这个问题的方法有两个：其一，将给煤机密封风取自密封风机，因密封风机出口风压可到达18KPa，完全满足将热风压住的效果；其二，扩大给煤机密封风管直径，将原来φ108mm的管子改为φ159mm的管子，这样管子的横截面积就变为了2.25倍，也可达到效果。但是采用第一种方法将会增大密封风机的出力，在满足5台磨煤机所需密封风的前提下，再需根据单台密封风的最大出力来确定是否可行。

3.3加装落煤管振壁器

在堵煤完全出现之前是煤泥在落煤管上挂壁，而防止煤泥挂壁可通过敲击落煤管，将挂壁的煤泥振掉。考虑到人工敲击的局限性，可在落煤管上加装空气敲击锤，此设备的动力来自于压缩空气，通过电磁阀控制，而电磁阀的触发采用计时器控制，这样就可以实现定时敲击。这种振壁器结构简单，易于安装，且效果良好。

3.4落煤管改造

将原本φ610mm的落煤管更换为φ760mm[4]，同时取消给煤机出口闸板门，这样既减少插门处积煤的可能性，又精简了设备。管径扩大后相当于将落煤管往炉侧方向前移了75mm，这就减少了煤与筒壁的接触，同时增大煤流的通流面积后能很好地起到防堵煤的作用。

3.5其他

当来煤较湿时，运行人员可将干煤棚内的煤与湿煤进行混合后再上煤，避免直接将水分较大的煤送入原煤仓，这样一定程度上能够减少堵煤的发生。

同时，当煤的含水量较大时，应减少单台磨给煤量，增加一台磨煤机的运行。

4.结论

通过给煤机落煤管堵煤的原因分析，并结合原因进行相应的改造，改造后可解决大量湿煤进入时的堵塞情况，这样既提高了设备的安全稳定性，也很大程度上的减少了人工敲煤和堵煤后人工清理的工作量。

参考文献

[1]林江.直吹式制粉系统及中速磨运行特性分析[J].中国电力,1999(01).

[2]上海发电设备成套设计研究所,上海新拓电力设备有限公司.CS2024型电子称重式给煤机使用手册[EB/OL].（2012-01-04）

[3]铁镇,张彬,张健,等.中速磨煤机制粉系统调整和改造[J].吉林电力,2007(01).

[4]刘峰.直吹式制粉系统防堵煤改造方案分析[J]江西电力职业技术学院学报2015(28)

[5]洪小飞,旷开淼.制粉系统堵煤综合治理改造[J]现代制造技术与装备,2015(5)