煤仓结构防堵优化技术及应用

王建华1刘洪升2

（1.浙江台州临港热电有限公司浙江台州318000；2.河北诚毅环保设备有限公司河北衡水053200）

关键词：锅炉；煤仓；防堵；优化改造；煤仓清堵机

前言：

煤仓堵煤特别是流化床锅炉的煤仓堵煤问题一直是困扰热电工作者的一个难题。而很多锅炉煤仓的堵煤问题，往往是设计、建设阶段留下的瑕疵引起的。而在锅炉运行期，再进行改造难度就非常大了，只能是修修补补，不能够彻底的解决。本文就是通过一个案例，说明如何在优化煤仓结构及相关防堵清堵设备的设计，提出一些建议，并在实例中得到验证。

项目简介：

台州临港热电有限公司采用180t/h高温高压蒸汽锅炉，锅炉型号：CG-150/9.8-MX3，制造厂家：四川锅炉厂。在炉前设计了三台给煤机，设计煤流量为20-25吨/小时。煤系统，要求入炉煤粒度为：0~10mm；平均粒径d50约1.2mm，其中小于1mm占35-45%，小于0.5mm的不大于10%。

1煤仓结构的优化

1.1煤仓壁面倾角的设计与优化

设计依据为GB50041-2008锅炉房设计规范，“第3.1.7条原煤仓和煤粉仓的内壁应光滑耐磨，壁面倾角不宜小于60度......”。

经过论证，壁面倾角60°虽然满足了尽可能增加煤仓容积的要求，但是设计底限的角度会引起较严重的煤的贴壁现象，而煤的贴壁就是减少了煤仓的容积。所以表面现象是增加了容积，运行期的实质又是减少了容积，所以针对这一问题，我们提出，宁可牺牲容积，也要保证壁面倾角在70-75°左右。

1.2钢煤斗内衬不锈钢板

在这里要说明的是，当前各种类型的衬板包括铸石板、微晶石复合板、高分子材料衬板等各种类型的衬板很多。为什么我们选择不锈钢衬板，基于两种考虑：一是各种材料参差不齐，供应商很多因为成本问题以次充好情况屡见不鲜。二是这些衬板在安装过程中，会有很多对缝，做不好会参差不齐，反而表面不够平整光滑了，反倒起了反作用。而不锈钢衬板基本避免了这些问题，而且效果也比较理想。

2煤仓下部的防堵优化

煤仓下部的防堵是整个煤仓防堵的重点部位，因为随着煤仓从上而下，截面积越来越小，煤对仓壁的压力越来越大，摩擦阻力随之越来越大。随着摩擦阻力的增加，堵煤情况更加严重。同时因为该部位连接段较多，结构更复杂，表面更加不平滑，也导致堵煤情况的发生。经验证明，给煤机以上2米这个空间段，是堵煤的重灾区，所以我们对该段的结构进行认真细致的分析，并采取措施，详情如下。

2.1给煤机进口段存在的问题

按照我们的设计要求，煤仓设计进行优化，最终煤仓下口尺寸为1000×800mm，标高17.5m，给煤机入口尺寸为600×800mm，标高为16.55m，这两个接口之间的连接高度是950mm，但是要命的是，给煤机入口和煤仓进口有个15°的角度差，如下图所示。也就是说给煤机与煤仓相连接的950mm高度里，不仅需要缩口，还要进行角度的旋转。如果这样的话，在给煤机入口管位置就会出现严重的扭曲内壁，而这个位置又恰恰处在煤仓与给煤机连接的瓶颈位置，会严重影响通畅的下煤。

2.2给煤机进口及进口阀存在的问题

从细节分析，给煤机皮带宽度为500mm，从600×800mm的入口变到500mm的皮带，又需要一个变径。如前所述，在入口瓶颈处的任何变径及内表面的不平滑都会严重影响下煤。而闸板阀，在应用时我们发现，有时候并不能够完全彻底的打开，里面有哪怕30mm的遮挡，也会影响入口截面积，从而影响流畅的下煤。

2.3煤仓下部防堵改进措施

经过以上分析，煤仓下部存在很多设计方面对下煤不利的因素，如果不能在基建期间优化到位，日后运行再安排改造就会更加费时费力。针对以上的分析，我们对下部煤仓改造如下：

2.3.1给煤机入口放大到500×1000mm，高度尽可能贴近给煤机；

2.3.2给煤机进口阀门采用插棒阀，与给煤机连接处采用诚毅公司的专有技术进行优化，保证该部位煤流的流畅；

2.3.3给煤机进口阀门以上，设计一个方锥型下部煤斗，与原有煤仓下口呈承插方式连接。原来的设计的扭曲部位上移。避免了煤仓落煤管部位的堵煤。

如此三个措施，消除了所有煤斗可能堵煤的因素，从结构方面做到了彻底的优化。

3煤仓清堵机的设计与应用

面对一些非正常的工况：比如雨季来临，进场煤就比较湿，粘性大导致堵煤；比如煤种的调整变化，导致堵煤，还有一些情况，就是环境需要掺烧一些工业污泥，或者煤泥等等情况，都会有堵煤情况的发生。所以我们还要在结构优化的基础上，做一套发生堵煤以后的应对措施方案。这就是煤仓清堵防堵机。

3.1煤仓清堵机简介

煤仓堵煤棚煤的现象，如前所述一般都是煤斗下部，开始是因为煤与仓壁的摩擦阻力增大，导致煤在仓壁上产生贴壁现象，随时时间推移，贴壁煤越来越厚，最后只剩下一个鼠洞状的煤流通空间，这种情况下，如果可以贴壁把煤大面积清理一下，就可以实现塌方的效果。煤斗恢复均衡下煤，堵煤棚煤问题得到解决。煤仓清堵机正是依据这个原理设计的。

煤仓清堵机包括液压油缸和清堵耙两部分组成。液压油缸作为清堵动力，通过外部的液压泵站供液压油驱动。清堵耙为一钢结构制造的耙状结构，贴煤仓壁安装。当发生堵煤时，油缸推动清堵耙往复运动，破坏煤仓贴壁的平衡，形成煤的塌方，从而解决煤仓堵煤问题。

煤仓清堵机的控制方式有：1）手动启动清堵；2）自动启动清堵，即清堵机与给煤机的断煤信号连锁，发生堵煤即清堵，恢复煤流即停止动作；3）定时清堵，即根据运行经验，进行预防性清堵，在发生堵煤之前解决问题；4）远程清堵，即将设备控制系统接入锅炉DCS系统，值班员根据运行情况，随时启动清堵。控制方式相当灵活和方便。能满足现场的各种需要。

3.1煤仓清堵机设计方案

如下图所示：在优化改造后的下部煤斗上的每个侧面，各安装一套清堵耙。每套清堵耙清堵面积1.5平米，四套共计6平米。每个煤斗配置一套主机，包括液压泵站和PLC控制系统。

当发生堵煤时，四套清堵耙同时启动，实行大面积清堵。可以在3-5秒内恢复煤流，解决煤仓堵煤问题。

3.3改造后的效果

通过改造原煤斗后，达到理想效果：

1）煤仓下煤顺畅，可有效解决煤仓落煤的堵煤现象，疏通料流，改善物料流动。

2）按该方案安装后取代人工清堵，节省人力、物力，降低维护费用。

3）燃烧的稳定保障了机组满负荷发电，生产效率得以提高，有效保证了生产系统的正常运转并且带来可观的经济收益。

4小结

煤仓堵煤的原因很多，应该因地制宜，具体分析所有导致堵煤的因素。然后采取针对性的措施，从结构方面给予优化，在此基础上设计强有力的治堵措施。标本兼治才能达到最优的效果。

参考文献：

[1]桁架平台作为支撑体系的煤仓屋面施工技术[J].吴闽，朱惠伟.中州煤炭.2012（09）

[2]180t空间钢结构筒仓滑模拖带施工技术[J].田国良，陈建兵.施工技术.2012（15）

作者简介：

王建华：台州临港热电有限公司十年锅炉工程师，生产技术部部长。

刘洪升，十年热电厂工作经验：2年值班员，2年车间主任，4年生产部部长，2年生产厂长；六年研发制造经验。现在河北诚毅环保设备有限公司任总工程师，研发制造各类煤仓防堵设备、各类锅炉吹灰器，并拥有多项专利。主编或副主编过多本电力图书并在中国电力出版社及水利水电出版社出版，在杂志、刊物发表过多篇文章，有十多项专利应用技术。作者微信号18632810888，欢迎设计院、总包公司、电厂用户的工程技术人员进行相关技术交流，问题探讨。