舒 曉，向 丹，邱東海

(重慶索特鹽化股份有限公司，重慶 萬州 404000)

1 問題的提出

我公司新建的5#鍋爐，為太原鍋爐集團(tuán)生產(chǎn)的TG-130/9.81-M46型鍋爐，因其采用“低氮燃燒技術(shù)”及設(shè)計(jì)節(jié)能省電的理念、一次風(fēng)風(fēng)量和風(fēng)壓相對現(xiàn)有鍋爐設(shè)計(jì)要低，故對入爐煤粒度要求很高，設(shè)計(jì)的入爐煤粒度0～8 mm，其中6 mm以下超過90%。而我公司在運(yùn)的4臺(tái)鍋爐入爐煤粒度一般為0～15 mm，全水分8%～12%，鍋爐供煤采用自然斜溜板下料，供煤系統(tǒng)使用過程中，煤倉“搭橋”堵煤情況時(shí)常發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐慑仩t停爐，對整個(gè)公司生產(chǎn)的連續(xù)性造成很大的影響。因此，5#爐原煤倉如何防堵，成為了一個(gè)亟待解決的問題。

2 原因分析

我公司現(xiàn)有4臺(tái)鍋爐的原煤倉均設(shè)計(jì)為混凝土直錐或方錐式。在原煤倉中，煤粒依靠其自身的重力向下流動(dòng)。煤倉中的煤粒始終處于在水平方向往外膨脹、豎直方向壓縮的狀態(tài)。在流動(dòng)過程中由于受到倉壁的反作用力以及煤粒與煤粒之間摩擦力等阻力的影響，流動(dòng)狀態(tài)為煤倉中間區(qū)域煤粒先流動(dòng)，靠近倉壁煤粒不流動(dòng)，當(dāng)中間區(qū)域煤粒下空后，近壁煤粒坍落到中間區(qū)域，形成一種逐漸坍落，連續(xù)向下的煤粒流動(dòng)過程。

由此可以看出，靠近倉壁的煤粒將長期處于滯流狀態(tài)；而滯流時(shí)間越長，越容易被壓實(shí)，從而使得近壁煤粒貼壁“生根”。隨著時(shí)間的推移，貼壁“生根”的煤粒越來越多，越來越厚，最終導(dǎo)致篷煤堵塞。同時(shí)，因?yàn)樵簜}為“上大下小”的結(jié)構(gòu)，隨著煤倉出口尺寸的減小，煤顆粒受到擠壓，煤顆粒之間及煤與煤倉壁之間的摩擦力也越來越大，煤顆粒之間發(fā)生團(tuán)聚結(jié)塊，在原煤倉出口以上1～2 m的范圍內(nèi)造成大面積堵塞。

現(xiàn)新建的5#鍋爐原煤倉下部設(shè)計(jì)為矩形截面方錐式，同現(xiàn)有鍋爐煤倉并無本質(zhì)區(qū)別。入爐煤全水分8%～12%，顆粒度相對更小，團(tuán)聚性更強(qiáng)，因此如果不采取相應(yīng)措施，堵煤是不可避免的。

3 解決措施

目前常用的原煤倉防堵煤措施主要有人力破堵、倉壁振打器、空氣炮、液壓疏松機(jī)等方式，但是上述各種疏通方式都有其局限性，在使用過程中效果并不理想，沒有從根本上解決問題。我司通過外出考察、技術(shù)研討后，決定引進(jìn)強(qiáng)制給料的中心給料機(jī)，以期能徹底解決煤倉堵煤的問題。

3.1 中心給料機(jī)原理

中心給料機(jī)布置在原煤倉的下方，下部與給煤機(jī)相連。主要由內(nèi)錐體、卸料臂、傳動(dòng)底盤、驅(qū)動(dòng)裝置、緩沖煤倉、電控系統(tǒng)及干油潤滑系統(tǒng)組成。具體見圖1。

圖1 中心給料機(jī)結(jié)構(gòu)圖

中心給料機(jī)采用“先進(jìn)先出”的原則進(jìn)行卸料。卸料管插裝在底盤上，卸料臂固裝在卸料管的上端凹槽內(nèi)，輪盤固裝在底盤的下端，并與卸料管連接。

原煤進(jìn)入煤倉后，通過內(nèi)錐體分散并沉降在傳動(dòng)底盤上的取料平臺(tái)上。卸料臂設(shè)計(jì)為特殊的曲線結(jié)構(gòu)，整體與取料平臺(tái)平齊，其外緣與原煤倉內(nèi)壁相切，沿卸料管中心作圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，見圖2。

圖2 卸料臂

隨著卸料臂的規(guī)律性旋轉(zhuǎn)，刀臂會(huì)刮過取料平臺(tái)并將原煤平穩(wěn)的擠壓至中心出口，原煤由此掉入中心卸料管并進(jìn)入中心給料機(jī)及給煤機(jī)之間的緩沖煤倉。隨著刮刀的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，物料均勻沉降不凝結(jié)，避免了原煤堵塞及原煤粘結(jié)倉壁，從而保證煤倉完全的流暢下料。通過變頻器控制變頻調(diào)速電機(jī)可改變卸料臂轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)物料流量。

內(nèi)錐體下部有環(huán)形擋煤板，與中心給料機(jī)底盤具有一定距離，防止在非工作狀態(tài)下，煤倉內(nèi)的煤流入中心出料口，同時(shí)可通過調(diào)整擋煤板與中心給料機(jī)底盤之間的高度來實(shí)現(xiàn)調(diào)整給料機(jī)給煤量的上、下限。

3.2 中心給料機(jī)特點(diǎn)

1)中心給料機(jī)改變了原煤斗的形狀。隨著煤倉出口的抬高，煤倉出口尺寸相應(yīng)變大，煤倉從上到下角度也相應(yīng)變大，使煤與倉壁摩擦系數(shù)減少，降低了堵塞的可能性。同時(shí)因?yàn)樵簜}與中心給料機(jī)傳動(dòng)底盤之間增加了鋼制過渡煤倉，煤倉的容積也相應(yīng)的增加。

2)改變依靠煤自身重力出料的方式。原煤斗內(nèi)的給料過程由卸料臂完成，屬于機(jī)械式可控型強(qiáng)制給料，給料過程均勻穩(wěn)定，不會(huì)因?yàn)槊嘿|(zhì)的變化而造成給煤量的突然變化，減少了因燃燒工況變化而導(dǎo)致的排放數(shù)據(jù)波動(dòng)的可能性。

3)卸料原理遵循了“先進(jìn)先出”的原則。隨著中心給料機(jī)卸料臂的均勻旋轉(zhuǎn)，煤炭通過中心卸料管進(jìn)入給煤機(jī)上方的緩沖煤倉，煤倉內(nèi)物料總是處于“半充滿”情況，保持著“隨來隨走”狀態(tài)，不會(huì)因物料堆壓而造成堵煤現(xiàn)象。緩沖倉的尺寸和高度可以根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步降低了堵塞的可能性。

4)給煤量在額定范圍內(nèi)通過變頻器進(jìn)行調(diào)解，調(diào)解靈敏，滿足不同工況的要求。

4 使用情況

我公司在煤倉設(shè)計(jì)初期便充分考慮了煤炭粒度和水分的影響，選擇了中心給料機(jī)作為防堵裝置。

在與設(shè)計(jì)院溝通后，將原設(shè)計(jì)混凝土煤倉出口整體抬高約1.4 m，變成鋼制過渡煤倉，煤倉出口尺寸為7 100×2 500 mm的橢圓形，增加了約23 m3的煤炭儲(chǔ)量。同時(shí)配置三臺(tái)中心給料機(jī)，每臺(tái)出力25 t/h。中心給料機(jī)出口緩沖煤倉尺寸1 200×600 mm，下部與給煤機(jī)相連。

在實(shí)際使用過程中，5#鍋爐中心給料機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行良好，調(diào)節(jié)迅速，鍋爐燃燒工況穩(wěn)定。在入爐煤全水分12%，顆粒度0～8 mm的情況下，原煤倉煤層整體下降，未出現(xiàn)過煤堵塞或者“搭橋”的情況。緩沖煤倉上部設(shè)置觀察孔，通過調(diào)整給煤機(jī)和中心給料機(jī)的轉(zhuǎn)速比，保證緩沖倉內(nèi)煤位在中間位置，不存在積壓堵塞的情況。在中心給料機(jī)停運(yùn)的情況下，煤炭不會(huì)進(jìn)入緩沖煤倉。

5 結(jié) 論

5#爐中心給料機(jī)從2022年1月份鍋爐吹掃開始，到現(xiàn)場已使用約5個(gè)月時(shí)間。從使用情況來看，中心給料機(jī)能夠有效的從源頭處解決煤倉堵煤、滯煤的問題，使用情況較好。在梅雨季節(jié)，煤種及水分變化大的情況下，也能保證使用效果；大大降低了人工清堵的工作量，保證了鍋爐機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益。下一步將通過摻燒各種煤種來驗(yàn)證其適應(yīng)范圍，為煤炭的配比摻燒，提供指導(dǎo)意義。