雙出口原煤倉防堵設(shè)計優(yōu)化

宋景明，孫玉芳，王冬梅

（ 國核電力規(guī)劃設(shè)計研究院，北京 100095）

0 引 言

火力發(fā)電廠煤粉鍋爐在采用雙進雙出鋼球磨正壓直吹式冷一次風(fēng)機制粉系統(tǒng)時，磨煤機有縱向和橫向兩種布置方式。磨煤機采用縱向布置時，磨煤機中心線垂直于爐前爐后方向，每臺磨煤機占兩個柱距，雙進雙出鋼球磨每個原煤入口對應(yīng)一座單出口原煤倉;磨煤機采用橫向布置時，磨煤機中心線平行于爐前爐后方向，每臺磨煤機對應(yīng)一座雙出口原煤倉［1－3］。

當(dāng)磨煤機采用縱向布置時，每臺磨煤機對應(yīng)兩座單出口原煤倉，原煤倉位于給煤機入口的正上方，原煤倉下部金屬小煤斗采用正圓錐形，且原煤倉容積相對磨煤機橫向布置要小，原煤倉出口壁面與水平面的交角可達73°，據(jù)現(xiàn)場反映在運行過程中基本不存在堵煤的情況，但此種布置方式煤倉間占地面積大，主廠房容積大，與各集團發(fā)電公司壓縮主廠房容積的要求不符，現(xiàn)在已很少采用［4－5］。

當(dāng)磨煤機采用橫向布置時，給煤機入口在原煤倉中心線兩側(cè)，每臺磨煤機對應(yīng)一座雙出口原煤倉，原煤倉容積大，原煤倉基本結(jié)構(gòu)為:上部圓柱體，中間圓臺體，下部兩個鋼制斜錐小煤斗。此種布置方式原煤倉占地面積小，但原煤倉出口壁面與水平面的交角相對較小。據(jù)現(xiàn)場反映，原煤倉堵煤較嚴重，影響機組正常運行。

為全面了解雙進雙出鋼球磨所對應(yīng)原煤倉的堵煤情況及所采取的解決措施，對多個300 MW機組進行了現(xiàn)場調(diào)查。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

菏澤電廠三期、萊城電廠一期、萊城電廠二期、章丘發(fā)電廠二期、蓬萊電廠一期、滕州新源熱電工程均為300 MW機組，均采用雙進雙出鋼球磨正壓直吹式冷一次風(fēng)機制粉系統(tǒng)，現(xiàn)場調(diào)查情況見表1。

表1 現(xiàn)場調(diào)查情況表

從以上6個工程數(shù)據(jù)分析，可以看出，雙出口原煤倉堵煤現(xiàn)象比較普遍。

原煤倉堵煤不僅給現(xiàn)場運行帶來不便，更重要的是如果堵煤嚴重將影響機組出力。

2 雙出口原煤倉的堵煤原因分析

2.1 相鄰兩壁交線與水平面角度偏小

相鄰兩壁交線與水平面角度規(guī)程要求不小于55°，章丘電廠為 56.3°，滕州電廠為 51.1°，剛滿足或小于規(guī)程要求，不利于煤的流動。

2.2 出口壁面與水平面的交角偏小

出口壁面與水平面的交角規(guī)程要求不小于60°，調(diào)查發(fā)現(xiàn)部分電廠此角度偏小，不利于煤的流動。

2.3 平板與圓錐過度，過渡圓弧偏小

以往設(shè)計雙出口小煤斗部分為平板與圓錐的組合，結(jié)合面處采用圓弧過度，雖滿足規(guī)程要求的圓弧半徑不小于200 mm的要求，但因此部分截面逐漸變小，容易造成擠壓堵煤。

2.4 來煤水分過大

當(dāng)惡劣天氣較多，電煤市場緊張時，為保證電廠正常運行，對于許多電廠只要有煤就行，所燃燃料偏離設(shè)計值較大，來煤水分增大，使煤的粘結(jié)性增大。

2.5 原有防堵設(shè)備選擇不合適

從調(diào)查的結(jié)果看，原有防堵設(shè)備效果不理想，造成消除堵煤不及時，可通過更換設(shè)備來解決。

2.6 煤斗出口至給煤機入口段管道需優(yōu)化

煤斗出口尺寸受給煤機皮帶寬度及給煤距離的限制，在給煤機設(shè)備允許的情況下應(yīng)盡量當(dāng)加大出口尺寸及改變給煤機接口形式(如改為方形的)來優(yōu)化煤斗出口至給煤機入口段管道。

根據(jù)對以上6個因素的調(diào)查驗證，可得出造成雙出口原煤倉堵煤的4個主要因素是:

(1)相鄰兩壁交線與水平面角度偏小。

(2)出口壁面與水平面的交角偏小。

(3)平板與圓錐過渡，過渡圓弧偏小。

(4)來煤水分過大。

3 雙出口原煤倉防堵設(shè)計優(yōu)化

根據(jù)雙出口原煤倉堵煤的4個主要因素，可采取以下優(yōu)化措施:

(1)相鄰兩壁交線與水平面角度偏小:將雙出口原煤倉金屬小煤斗部分由平板與圓錐組合優(yōu)化為斜圓錐，取消兩壁交線。

(2)出口壁面與水平面的交角偏小:金屬煤斗上部做成一體，增大容積，下部分成兩個斜錐體，在保證原煤倉容積不變的情況下，可增大出口壁面與水平面的角度。

(3)平板與圓錐過渡，過渡圓弧偏小:將雙出口原煤倉金屬小煤斗部分由平板與圓錐組合優(yōu)化為斜圓錐，取消過渡圓弧。

(4)來煤水分過大:此問題需靠電廠燃料部門加大市場采購力度，最大限度采用設(shè)計煤質(zhì)來解決。

根據(jù)以上優(yōu)化措施，在某300 MW機組雙進雙出鋼球磨所配的雙出口原煤倉設(shè)計中，經(jīng)過分析研究，對雙出口原煤倉進行優(yōu)化如下:

(1)改變下部鋼制小煤斗的型線，由原來的平板跟圓錐面的組合修改為斜圓錐，避免平板跟圓錐面的交線及過渡。

(2)在保證原煤倉儲煤容量的前提下，盡量加大鋼制小煤斗高度，增大下部錐斗部分壁面與水平面的交角。

根據(jù)以上指導(dǎo)思想，在保證雙出口原煤倉總高度不變、儲煤容積基本不變的情況下，優(yōu)化前后原煤倉外形圖如圖1及圖2所示。

圖1 優(yōu)化前原煤倉外形

圖2 優(yōu)化后原煤倉外形

根據(jù)以上原煤倉優(yōu)化前后的數(shù)據(jù)可看出，在保證雙出口原煤倉總高度不變、儲煤容積基本不變時，原煤倉下部小煤斗壁面與水平面的最小角度由 61.5°增大到 64.2°，取消平板跟圓錐面的交線及過渡，這都利于加強煤的流動性，避免原煤倉堵煤。

5 結(jié)束語

常規(guī)原煤倉防堵措施僅局限于在原煤倉上設(shè)空氣炮、振打裝置、疏松裝置等，而未考慮原煤倉本身型線因素，文中深入分析了原煤倉堵煤的深層原因，通過改變原煤倉型線，配合空氣炮、振打裝置等輔助手段，通過優(yōu)化，很好地解決了雙出口原煤倉堵煤問題。優(yōu)化后的雙出口原煤倉已成功應(yīng)用于實際工程，運行兩年多來，基本未出現(xiàn)過原煤倉堵煤現(xiàn)象，防堵煤效果良好。

［1］曹曉光，趙青青.基于WTW的電動汽車效率研究［J］.森林工程，2014，30(1):154 －156.

［2］GB 50660－2011，大中型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)范［S］.北京:中國計劃出版社，2011.

［3］劉小川，邱代林.燃煤火力發(fā)電廠原煤斗堵煤問題的分析及對策［J］.能源與節(jié)能，2013，12(99).

［4］李 陽，陳洪濤，宋治國.熱電廠落煤斗堵煤現(xiàn)象的分析及改進方法［J］.華電技術(shù)，2008.

［5］鄭浦水，童家麟，王晶晶，等.300 MW機組磨煤機頻發(fā)堵煤問題的分析與解決［J］.華北電力技術(shù)，2012.