【干货】CFB锅炉给煤系统断煤改造与优化研究

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改进措施

2.1 加大小锥形煤斗壁面倾角

实践表明,积煤从原煤仓下1/3位置出现,而且,越往煤仓下部积煤越严重,越密实｡原煤仓4个仓壁倾斜角度各不相同,壁面倾角越小积煤越多,壁面倾角最大的基本没有积煤,因此,壁面倾角较小的仓壁是改造的重点｡突破壁面倾角上下一致的设计,采取变倾角理念,在给煤机上部3m位置加大倾角,将90t/h锅炉原煤仓四个壁面倾角63.6°,67.8°,83.3°和86.2°,分别加大到83°,81°,85°和90°;220t/h锅炉煤仓倾角从69.5°,69.6°,72.2°和81.8°,分别加大到90°,83°,90°和85°｡随着煤向出口流动,当煤粒向下流动到该处时,壁面倾角变大,重力在壁面的挤压分力变小,等效流动动力增大,降低煤粒在壁面的粘附率｡

2.2 取消方圆节等过渡件

取消方圆节和内置式插杆阀等标准型结构件,根据现场条件,量身配制非标准型连接件,重新制作安装外置式插杆阀,同时,将给煤机入口通道由500×500mm扩大到920×1900mm,入口尺寸最大化,给煤通道平顺,无死角｡

2.3 综合配置破堵设备

原煤仓常见的破堵设备有多种,如空气炮､疏松机､振打器､旋转料斗以及中间给煤机等等,价格差异很大,低的几千元,高的几十万元｡每种破堵设备各有各自的适用性,破堵效果各不相同,与煤仓结构､煤炭特性､设备选型布局的科学性等直接相关,往往采取组合配置的措施,以便取得理想效果｡空气炮由储气罐､电磁阀､控制系统组成,工作原理是在储气罐里充储压缩空气,在电磁阀的控制下,压缩空气瞬间喷射到堵煤点上,给堵煤点一个很大的冲击力,将堵煤点冲破,从而达到破堵的目的｡气流冲击力的大小由储气罐的容量决定｡振打器的工作原理是利用偏心电机旋转产生的击振力对仓壁振打,破坏煤粒间的结合力,实现破堵｡经过广泛调研,最终采用空气炮+振打器的组合措施,空气炮分层安装在原煤仓中下部,主要排除上部棚煤或积煤;振打器安装在给煤机上部,主要取代人工敲击和拥投,消除轻微性断煤｡

2.4 煤仓内衬阻燃型超高分子量聚乙烯板

原煤仓内衬材料有不锈钢板､超高分子量聚乙烯板(UHMWPE)､微晶板等,其中超高分子量聚乙烯板应用最广｡超高分子量聚乙烯板具有良好的耐冲击性､自润滑性､耐腐蚀性､抗磨性,其摩擦系数极低(0.05~0.11),并且重量轻,施工简单｡仅在容易棚煤和积煤的煤仓下部1/3范围内铺设,即节约了费用,又解决了断煤难题｡

2.5 加大导料管通径

原煤仓倾角和给煤机入口区段改造后,给煤机导料管就成为煤炭通流的瓶颈了｡延长给煤机本体和皮带,将煤层整形阀后移,将导料管300×600mm扩大到500×1900mm,改造后,从小锥形煤斗到给煤机导料管整条通道截面形状和面积基本保持不变,连续平缓,畅通无死角｡

利用废旧皮带将导料管与给煤机之间的间隙完全封堵,同时,沿给煤机长度方向加装通长的封闭挡板,将给煤机改造成完全封闭的煤炭输送通道,避免煤炭散落在给煤机腔室内,引起皮带跑偏而故障停运｡

2.6 缩短落煤管输送距离

重新配置落煤管,采用380×510mm方形落煤管,将落煤管与炉膛距离缩短由3.7m缩短至1.1m,将落煤管转弯角度由125°加大到156°;同时,将播煤风改为两级鸭嘴形播煤风,第一级在落煤管转弯处,其作用是在转弯处产生一个气垫,上部落下的煤粒落在气垫上而不是管壁上,第二级布置在落煤管底部接近炉膛的位置｡采用360×50mm鸭嘴形风口,射流扁平,风速高,刚性好,输送距离长｡

2.7 树立科学的生产管理理念

机组运行中,原煤仓长时间保持高料位,个别区域流动不畅的煤炭容易受挤压板结,因此,树立科学的设备管理理念,制定定期降煤(将煤仓料位降低至最低)制度,消除“死煤”;停机检修时将煤仓烧空,彻底清仓｡运行中,给煤机断煤时,不要快速大幅度加大其他给煤机的给煤量,避免引起其他给煤机堵煤,而加重对机组安全性的影响｡

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改造效果

从2013年开始,陆续投资19万元对锅炉给煤系统技术改造,经过近2年的不断完善,解决了长期困扰机组安全运行的难题｡改造后,断煤次数由每天96次降至每天2~4次;锅炉燃烧稳定,达标排放再也没有被环保部门考核;撤销了原煤仓值班人员;大幅减少输煤系统上煤频次,提高输煤经济性;还减轻运行人员劳动强度｡更重要的是锅炉可以全部燃用煤泥,仅此一项每年可以减少燃煤成本1530万元｡机组运行指标和安全文明生产水平明显好转｡改造前后机组运行指标对比见表1｡

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结论与探讨

CFB锅炉给煤系统系原煤仓至锅炉炉膛的给煤工作线,由原煤仓､给煤机､落煤管等组成｡影响断煤的因素很多,主要有原煤仓壁面倾角､内衬材料､煤质､给煤机导料管､落煤管结构等等｡通过对各个环节技术改造,并且采取因地制宜的组合措施,可以解决断煤难题,同时产生可观的经济效益｡消除断煤的主要措施有加大原煤仓壁面倾角､内衬阻燃型UHMWPE､配置破堵设备､优化给煤机及落煤管结构､调整生产管理等｡

给煤系统断煤是火力发电机组普遍存在的问题,也是机组安全经济运行的隐患｡而很多火力发电建设项目,重复出现“投产之日既是改造之时”的局面｡在机组建设初期,设计院应进行广泛的调研,转变设计理念,突破传统的设计方案思维定势,将成熟的技改方案融入到设计当中,节省改造费用,避免重复投资,降低造价｡

文献信息

段世方. CFB锅炉给煤系统断煤改造与优化研究[J]. 设备管理与维修,2016,06:68-70.