一種新型防堵煤設(shè)施在火電機組的應(yīng)用

李官鵬，劉義達(dá)，張樂川

（山東電力工程咨詢院有限公司，山東濟南250013）

一種新型防堵煤設(shè)施在火電機組的應(yīng)用

李官鵬，劉義達(dá)，張樂川

（山東電力工程咨詢院有限公司，山東濟南250013）

原煤斗堵煤問題是困擾火電機組運行的主要問題之一。為了防止和解決原煤斗堵煤，結(jié)合百萬機組工程原煤斗的設(shè)計優(yōu)化措施和隨動活化料斗這一新型煤斗防堵設(shè)施的選型及應(yīng)用，對活化料斗結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行論述，同時對原煤斗與活化料斗的結(jié)合調(diào)整以及安裝進(jìn)行了說明。運行實踐表明，隨動活化料斗的選擇是合理的，有效解決了原煤斗堵煤問題，提高了電廠運行的可靠性和經(jīng)濟性。

原煤斗；堵煤；優(yōu)化；隨動活化料斗

1 概述

神華國華壽光發(fā)電廠一期工程建設(shè)規(guī)模為2× 1 013 MW超超臨界燃煤機組，該工程1號機組于2016-07-31完成168 h試運行，環(huán)保實現(xiàn)了“近零排放”目標(biāo)。鍋爐采用超超臨界參數(shù)、直流爐、單爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、半露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、前后墻對沖燃燒方式、π型鍋爐。燃煤采用神府東勝煙煤，鍋爐主要設(shè)計參數(shù)見表1。

制粉系統(tǒng)采用中速磨煤機冷一次風(fēng)機正壓直吹式制粉系統(tǒng)。每臺爐設(shè)置6臺中速磨煤機，5臺運行，1臺備用。與磨煤機相對應(yīng)，每臺爐配6臺電子稱重式皮帶給煤機。煤倉間采用側(cè)煤倉布置方案，混凝土結(jié)構(gòu)，跨度為19.5 m，柱距為10.5 m，煤倉間長度與鍋爐深度方向尺寸一致，長度為74.8 m，其中磨煤機占6檔，煤倉間輸煤轉(zhuǎn)運站與磨煤機檢修場地公用1檔。上煤方式采用爐后穿煙囪皮帶上煤，給煤機層標(biāo)高與鍋爐運轉(zhuǎn)層取齊，為16.5 m。

表1 鍋爐主要設(shè)計參數(shù)

2 初始原煤斗設(shè)計

本工程2臺機組磨煤機公用1個側(cè)煤倉，2個煤斗關(guān)于煤倉間中心線對稱布置。原煤斗入口設(shè)計為9 m×9 m的立方體，通過高度為3 m的方圓節(jié)過渡為直徑9 m的圓形截面，下方接高度為0.8 m的圓柱體，之后為一圓臺體，原煤斗出口直徑為1.2 m，原煤斗外形見圖1。每臺磨對應(yīng)一座原煤斗，每臺機組6座，本工程共12座，原煤斗容積及儲煤小時數(shù)見表2，儲煤小時數(shù)滿足8 h以上的要求［1］。

圖1 原煤斗外形

表2 原煤斗容積及儲煤小時數(shù)

初始原煤斗外形設(shè)計已優(yōu)化采用了防堵手段，相鄰兩壁的交線與水平面的最小夾角為70.4°，滿足規(guī)范要求的70°要求［2］，而且下部圓臺體采用了非對稱偏心結(jié)構(gòu)，使得原煤斗對原煤作用力偏離匯聚中心，對原煤流動產(chǎn)生積極作用［3］。另外，通過擴大煤斗出口直徑、相鄰壁交角內(nèi)側(cè)或容易堵煤的過渡段采用圓弧過渡以及下部圓錐段內(nèi)襯耐磨不銹鋼板等措施，避免內(nèi)部掛煤，使得煤流更加順暢。同時，為了防止堵煤，還考慮了空氣炮或疏松機等防堵設(shè)施。

導(dǎo)致原煤斗堵煤的主要原因本質(zhì)上可以歸為煤質(zhì)原因、設(shè)計原因和運行原因［4］，但防堵設(shè)施選擇不當(dāng)也是一個不可忽視的因素，目前市場上的防堵設(shè)施種類眾多，各有其優(yōu)缺點，使用效果也褒貶不一，如何有針對性地合理選擇防堵設(shè)施至關(guān)重要。

本工程設(shè)計期間，將原煤斗防堵設(shè)施選擇作為一項重點內(nèi)容進(jìn)行了深入討論，并對防堵設(shè)施進(jìn)行了比較。空氣炮、輸松機、空氣錘，設(shè)備價格相對比較低，結(jié)構(gòu)相對簡單，對于流動性好的沙粒煤效果較好，輸松機由于其占用煤斗內(nèi)部空間，對煤流形成阻力，結(jié)構(gòu)上存在一定負(fù)面效應(yīng)，不運行時反而成為結(jié)堵原因；中心給料機、旋轉(zhuǎn)煤斗，設(shè)備價格比較高，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，對下部原煤斗外型設(shè)計有一定要求，中心給料機需要經(jīng)常運行，電耗較高，其內(nèi)部錐體也占用煤斗內(nèi)部空間；隨動活化料斗，特性處于上述兩類防堵設(shè)施之間，同時兼顧了多種防堵設(shè)施的優(yōu)點，可根據(jù)情況運行部分設(shè)備或不運行，電耗比中心給料機和旋轉(zhuǎn)煤斗低。最終，確定隨動活化料斗作為防堵設(shè)施首選，并經(jīng)過對其實際運行情況進(jìn)行了充分調(diào)研后，確定本工程防堵設(shè)施選用隨動活化料斗。

3 隨動活化料斗的工作原理

隨動活化料斗基本組成結(jié)構(gòu)包括：懸吊部分、破拱部分、激振部分、密封部分、錘擊部分、直通式煤閘板、控制部分等，見圖2。

圖2 隨動活化料斗

隨動活化料斗外形結(jié)構(gòu)采用自塌陷多種結(jié)構(gòu)的變形設(shè)計，物料流動性好時，利用其內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點，物料自重下落，不消耗任何能源；當(dāng)物料流動性較差，無法自重下落時，通過亞共振雙質(zhì)體振動，振動電機（振動源）帶動激振架，由激振架再推動激振彈簧帶動隨動活化料斗本體一起振動，擾動物料，使內(nèi)部物料處于活化狀態(tài)；當(dāng)物料流動性極差，活化料斗下部安裝的錘擊裝置工作，通過錘擊振蕩產(chǎn)生的沖擊能量與隨動活化料斗本體的振動交叉集合產(chǎn)生擾動能量，并結(jié)合流線型無阻擋結(jié)構(gòu)，使物料松動，確保粘性煤通暢下落。

隨動活化料斗既可就地手動控制，也可遠(yuǎn)方自動控制，設(shè)有堵煤信號裝置，堵塞斷流后，5s內(nèi)發(fā)斷煤警報信號，按上述原理，振動電機首先自動啟動，疏通暢通后自動停機。

4 原煤斗的調(diào)整和活化料斗的安裝

隨動活化料斗安裝需對原煤斗進(jìn)行局部調(diào)整，不能影響原煤斗的容積及結(jié)構(gòu)強度，料斗與原煤斗之間采用柔性連接。本工程將原煤斗22.08 m以下部分切除，原煤斗出口直徑變?yōu)?.186 m，出口上方煤斗外壁需預(yù)留懸吊支架，并校核驗算其受力，滿足下方懸吊活化料斗自重以及料斗工作時振動力，調(diào)整后原煤斗外形如圖3。

圖3 調(diào)整后原煤斗外形

隨動活化料斗安裝時，先將吊耳組件焊接在原煤倉加勁板上對應(yīng)位置，再吊裝料斗本體到相應(yīng)位置，連接吊耳，取掉吊裝，調(diào)平后再連接軟連接，加煤后，料斗需要再次檢查，若有傾斜，需要再次調(diào)整直至調(diào)平為止。活化料斗現(xiàn)場安裝后煤斗見圖4。

圖4 活化料斗安裝后原煤斗

5 結(jié)語

原煤斗堵煤問題是困擾火電機組運行的主要問題之一，也是直接影響鍋爐燃燒穩(wěn)定安全經(jīng)濟運行的重要因素［5］。本工程在原煤斗外形結(jié)構(gòu)設(shè)計采取了必要的優(yōu)化防堵措施，結(jié)合隨動活化料斗這一新型煤斗防堵設(shè)施的應(yīng)用，至今未發(fā)生過堵煤情況。運行實踐證明，隨動活化料斗的選擇是合理的，其應(yīng)用有效解決了煤斗堵煤問題，提高了電廠運行的可靠性和經(jīng)濟性。

［1］中國電力企業(yè)聯(lián)合會.大中型火車發(fā)電廠設(shè)計規(guī)范：GB 50660—2011［S］.北京：中國計劃出版社.

［2］電力行業(yè)電力規(guī)劃設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.火力發(fā)電廠制粉系統(tǒng)設(shè)計計算技術(shù)規(guī)定：DL/T 5145—2012［S］.北京：中國電力出版社.

［3］祁金勝，黃汝玲，高永芬.介紹一種新型的煤斗設(shè)計［J］.電站系統(tǒng)工程，2010，26（1）：31-32.

［4］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）：65-66，161.

［5］劉建國，馮培良，陳輝，等.正壓制粉系統(tǒng)煤倉下煤不暢的治理［J］.中國電力，2010，43（5）：51-54.

Application of New Anti-blocking Facility for Thermal Power Units

LI Guanpeng，LIU Yida，ZHANG Lechuan
（Shandong Electric Power Engineering Consulting Institute Co.，Ltd.，jinan 250013，China）

Coal blockage in the coal bunker is one of the main problems in the operation of thermal power units.In order to prevent and solve the coal blockage in coal bunker，combined with the optimization measures in the design of raw coal bunker and the application of the new anti-blocking facility，namely，the servo activation hopper，in the project of 1 000 MW unit，the structure and working principle of servo activation hopper are discussed.At the same time，the adjustment and installation of the raw coal bunker and activation hopper are described.The operation practice shows that the selection of servo activation hopper is reasonable，the servo activation hopper can effectively solve the problem of coal blockage and improve the reliability and economy of power plant operation.

coal bunker；coal blockage；optimization；servo activation hopper

TM621.7

B

1007－9904（2017）05－0069－03

2016-12-11

李官鵬（1979），男，高級工程師，主要從事電力設(shè)計工作。