循環(huán)流化床鍋爐給煤系統(tǒng)堵煤?jiǎn)栴}探析

1 概述
　　在火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程中，鍋爐作為發(fā)電廠三大主機(jī)之一，是非常重要的設(shè)備。根據(jù)不同的分類方法它有著不同的型式，其中循環(huán)流化床鍋爐就是其中近年來發(fā)展比較成熟的一種新型潔凈煤燃燒技術(shù)，它具有燃料適應(yīng)性廣、可燃用劣質(zhì)煤、燃燒強(qiáng)度大、脫硫效率高、污染排放物容易控制等優(yōu)點(diǎn)，在短短三十年間流化床技術(shù)得到了飛速發(fā)展，其應(yīng)用也由小型鍋爐發(fā)展到容量與傳統(tǒng)煤粉爐大體相當(dāng)?shù)拇笮碗姀S鍋爐。循環(huán)流化床鍋爐主要由鍋爐本體、附屬設(shè)備以及輔機(jī)等組成，其中給煤系統(tǒng)就是一個(gè)重要的組成部分，鍋爐內(nèi)燃燒所需要的煤，通過給煤系統(tǒng)進(jìn)入爐膛內(nèi)進(jìn)行燃燒，它對(duì)鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，但是給煤系統(tǒng)故障頻發(fā)，給鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行帶來了非常大的困擾。
　　循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)行的過程中，給煤系統(tǒng)堵煤是鍋爐運(yùn)行過程中的常見問題之一，也是困擾鍋爐運(yùn)行維護(hù)人員的一個(gè)共性難題。鍋爐給煤系統(tǒng)發(fā)生堵煤?jiǎn)栴}后，輕則造成鍋爐給煤量減少引起負(fù)荷驟減，影響生產(chǎn); 重則造成鍋爐斷煤壓火，甚至滅火，對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。在鍋爐堵煤處理過程中，還會(huì)耗費(fèi)大量人力、物力、財(cái)力。
　　2 堵煤的常見原因
　　循環(huán)流化床鍋爐一般將原煤倉全部按順序排列布置在爐前，采用前墻給煤，相同間隔距離均勻布置在鍋爐爐膛前墻上，原煤倉中的煤經(jīng)過給煤機(jī)后，通過給煤機(jī)前段下部落煤管進(jìn)入前墻給煤口直接進(jìn)入爐膛。
　　循環(huán)流化床鍋爐堵煤主要發(fā)生在給煤機(jī)前的原煤倉下部與給煤機(jī)連接處以及給煤機(jī)出口下部的落煤管，尤其以給煤機(jī)前的煤倉堵煤居多，處理起來難度非常大。
　　2.1 煤倉堵煤的原因
　?。?）煤質(zhì)的影響
　　國(guó)內(nèi)有關(guān)研究表明，煤的水分和粒徑對(duì)煤的流動(dòng)性影響較大，在某一區(qū)間內(nèi)，隨著水分的增加煤的流動(dòng)性變差，容易黏結(jié);煤的粒徑越小，流動(dòng)性越差，越容易板結(jié)。因此，當(dāng)煤的水分與粒徑達(dá)到一定程度的時(shí)候，就很容易發(fā)生堵煤。實(shí)際生產(chǎn)中，循環(huán)流化床鍋爐一般要求入爐原煤水分最好不要超過8%，水分超過10%以上，黏著性有較大的增長(zhǎng)，經(jīng)過研究實(shí)踐證明，煤的水分在12%左右時(shí)，黏著性最大，煤的流動(dòng)性迅速惡化，堵煤發(fā)生頻率最高。入爐煤的粒徑如果太細(xì)，黏度增大，摩擦力增大，流動(dòng)性就會(huì)變差，堵煤的可能性就會(huì)增加。
　?。?）煤倉設(shè)計(jì)不合理
　　原煤倉下部一般為錐形結(jié)構(gòu)，上邊直徑較大，下邊直徑較小。有些廠家設(shè)計(jì)煤倉為方形，沒有考慮到流化床燃料顆粒的具體情況，更易發(fā)生堵煤。一般煤倉儲(chǔ)煤應(yīng)滿足鍋爐滿出力時(shí)8小時(shí)以上儲(chǔ)煤量的需求，大量煤堆積在原煤倉。有的煤倉下料口設(shè)計(jì)不合理，沒有設(shè)計(jì)光滑的內(nèi)襯及合理的坡度，也很容易造成堵煤。堆積在煤倉內(nèi)的煤相互擠壓，煤倉壁與煤之間會(huì)產(chǎn)生一定的壓力，錐形底部的壓力最大，在流動(dòng)時(shí)煤受到煤倉壁的摩擦力，煤與煤之間也有摩擦力，煤在向下流動(dòng)時(shí)，由于靠近邊壁處受到的壓力與摩擦力最大，此處煤的流速最小，就容易停止流動(dòng)，形成邊壁集煤現(xiàn)象。在擠壓力與摩擦力作用下，時(shí)間越長(zhǎng)，不流動(dòng)煤層也會(huì)越厚，形成大塊的煤團(tuán)，最后形成拱并出現(xiàn)堵煤現(xiàn)象。大多數(shù)的原煤倉堵煤都發(fā)生在下部原煤倉錐形底部，距下煤口1-2m的范圍內(nèi)。有些原煤倉沒有設(shè)計(jì)內(nèi)襯，內(nèi)壁粗糙，也會(huì)影響煤的流動(dòng)性，增加堵煤的風(fēng)險(xiǎn)。
　　2.2 給煤機(jī)出口落煤管堵煤的原因
　　（1）給煤機(jī)問題
　　原煤倉的煤通過錐形底部落到給煤機(jī)皮帶上，通過皮帶、給煤機(jī)出口落煤管進(jìn)入爐膛。當(dāng)給煤機(jī)發(fā)生故障時(shí)，煤的輸送發(fā)生中斷，鍋爐燃燒需要的煤得不到保證，就會(huì)影響機(jī)組負(fù)荷，甚至影響鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
　　原煤倉發(fā)生堵煤后，原煤倉內(nèi)的煤板結(jié)形成大塊煤團(tuán)，煤團(tuán)掉落到給煤機(jī)皮帶上，由于瞬間受力過大，給煤機(jī)過載跳閘，皮帶無法帶走煤團(tuán)，有可能使給煤機(jī)進(jìn)口堵塞。
　　當(dāng)給煤機(jī)的熱工信號(hào)發(fā)生故障時(shí)，如果無法及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，運(yùn)行人員無法監(jiān)視到給煤機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，給煤量大于此時(shí)給煤機(jī)的出力，皮帶上的煤無法快速的進(jìn)入爐膛，造成給煤機(jī)過載跳閘，大量的煤堆積在皮帶上，也會(huì)發(fā)生堵煤。給煤機(jī)常見的故障有以下幾種：
　　a.跑偏、斷鏈等給煤機(jī)保護(hù)動(dòng)作。
　　b.有大塊的雜物或者雜物較多使給煤機(jī)卡死。 　　c.給煤機(jī)電氣故障。
　　d.皮帶發(fā)生斷裂、撕裂或者破損。
　　e.給煤機(jī)清掃電機(jī)故障、斷鏈，造成機(jī)尾堵煤。
　　f.運(yùn)行人員巡視不到位。
　　（2）播煤風(fēng)管道設(shè)計(jì)不合理
　　 給煤機(jī)出口落煤管上分級(jí)設(shè)計(jì)有上播煤風(fēng)、下播煤風(fēng)，有的火電廠還設(shè)計(jì)有輔助播煤風(fēng)，播煤風(fēng)取自熱一次風(fēng)，提供一定的壓頭和溫度，能夠減少落煤管內(nèi)煤受到爐膛的壓力，使給煤機(jī)下來的煤更好的進(jìn)入爐膛內(nèi)，防止煤在落煤口形成堆積，改善煤的分布。有些電廠鍋爐播煤風(fēng)的管道設(shè)計(jì)不合理，管道直徑太細(xì)風(fēng)量不夠，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，對(duì)落煤管內(nèi)的煤起不到增壓攜帶作用，煤只靠自身重力進(jìn)行下落，增加了難度，容易在拐點(diǎn)處與爐膛進(jìn)煤口形成堆積而堵煤;或者位置安裝不合適，導(dǎo)致播煤風(fēng)起不到應(yīng)有的作用，使播煤風(fēng)形成向上和向下的兩股氣流，向上氣流對(duì)煤形成了托扶，增加了煤下落的阻力，使原本不能自由下落的煤更加困難，造成下煤不暢，經(jīng)常性發(fā)生堵煤，影響正常的落煤。
　　2.3 落煤管本身的缺陷
　　 某些發(fā)電廠給煤機(jī)出口落煤管不經(jīng)過任何加工處理，或者簡(jiǎn)單的處理，直接將管道安裝對(duì)接。管道內(nèi)壁粗糙，有較大摩擦力，不利于煤的流動(dòng)。煤中含有大量的水分和多種元素，比如硫。煤通過落煤管的時(shí)候，煤中的這些成分會(huì)對(duì)落煤管造成嚴(yán)重的腐蝕，使落煤管壽命大大縮短，管道破損發(fā)生泄漏堵塞。落煤管是由幾段不同的管道拼焊而成，其中一部分管道的安裝要具有合適的坡度，如果坡度不合適，經(jīng)過落煤管的煤無法自由下落，黏貼在落煤管壁上或者拐角處造成堆積，發(fā)生堵煤。
　　3 堵煤的解決辦法
　　循環(huán)流化床鍋爐發(fā)生堵煤以后，常采用人工大錘敲擊的辦法，如果敲擊無法解決，還會(huì)利用預(yù)留的捅煤孔進(jìn)行人工捅煤疏通。這種最基本的清堵方法既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又得不到安全保障。
　　3.1 循環(huán)流化床鍋爐煤倉堵煤的解決辦法
　　煤倉堵煤主要受到煤質(zhì)、煤倉型式的影響，防堵煤主要從控制原煤水分、優(yōu)化煤倉結(jié)構(gòu)、配置防堵煤設(shè)備等方面進(jìn)行考慮。主要有以下方法：
　?。?）建造干煤棚或者大容量的筒倉，合理的分配干煤棚的使用，控制來煤的濕度。
　?。?）配備容量相匹配的煤倉，防止煤倉長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)煤，煤的水分濕度大時(shí)，可以適當(dāng)增加上煤次數(shù)，減小每次上煤量，采用多上少給辦法，減少煤在煤倉內(nèi)的停留時(shí)間，減小板結(jié)棚煤的幾率。
　?。?）方形煤倉改成圓錐形煤倉，采用合適的煤倉壁傾斜度，減小煤的四周受力，增加煤的流動(dòng)性。
　?。?）煤倉內(nèi)壁加裝陶瓷或者高分子材料等內(nèi)襯，增加內(nèi)壁的光滑度，減小摩擦力。
　　（5）原煤倉外壁四周加裝空氣炮，縱向與橫向合理分布，通過空氣炮的擊打，可以有效減少棚煤現(xiàn)象。
　?。?）原煤倉四周加裝液壓疏松機(jī)，通過疏松機(jī)縱向運(yùn)動(dòng)，將煤倉內(nèi)壁上黏貼的煤團(tuán)打散，清除板結(jié)，使煤能夠順利落下。
　?。?）有些電廠還采用中心螺旋給煤機(jī)來解決堵煤，這
　　種方法增加了疏通環(huán)節(jié)，但是增加設(shè)備以后也增加了各個(gè)設(shè)備之間的對(duì)接點(diǎn)，有可能造成新的堵煤點(diǎn)。
　　當(dāng)前煤倉防堵煤技術(shù)，均有較多成功應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，也有不足。鍋爐煤倉防堵煤技術(shù)的不斷進(jìn)步和實(shí)踐應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的不斷豐富，采取多重措施，煤倉堵煤將會(huì)得到很大的改善。
　　3.2 落煤管堵煤的解決辦法
　?。?）合理的進(jìn)行管道的安裝，按設(shè)計(jì)圖紙施工，采用合適的坡度，管道與管道之間的對(duì)接盡量減少棱角，增加光滑度。
　?。?）采用合理的播煤風(fēng)管道，管道直徑和安裝角度符合設(shè)計(jì)要求，避免播煤風(fēng)不足或者風(fēng)向不對(duì)的問題產(chǎn)生，造成落煤不暢。
　?。?）落煤管加裝空氣炮，通過空氣炮的擊打，減少管道內(nèi)煤的堆積，可以起到很好的效果。
　?。?）在落煤管內(nèi)壁加裝內(nèi)襯，減小管道內(nèi)部的摩擦力，在拐點(diǎn)處加裝墊料，使拐點(diǎn)處圓滑不粗糙，減少堵煤的可行性。
　?。?）加強(qiáng)巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決。