锅炉输煤系统防堵改造措施研究

发表时间:2020/6/8   来源:《科学与技术》2020年第4期   作者:秦丹丹
[导读] 在发电厂组成中,锅炉输煤系统占据着重要地位
         摘 要:在发电厂组成中,锅炉输煤系统占据着重要地位,是决定电厂运行可靠性与安全性的关键因素,也是电厂经济的直接相关因素。而作为输煤运行维护人员具体职责,就是如何减少堵煤情况的发生,为发电厂的安全运行提供保障。为此,本文以某电厂输煤系统为具体研究对象,通过对其输煤系统堵塞的原因的分析,进而把合理的解决对策提出,从而促进输煤系统工作效率的提升,为安全运行提过保障。
         关键词:输煤系统;发电厂;堵煤;措施
         受社会经济与科技快速发展的影响,涌入到城市的人口日益增多,致使城市化进程速度不断加快。由于各个行业的发展,对电力需求在激增。此外,在电力供应保障中,火电厂发展着重要的作用。而在火力发电厂中,输煤系统为重要辅助系统, 面宽、线长以及点多是其特点呈现。输煤系统主要是发挥对输煤系统相关设施设备的控制作用,让设施设备运行能够遵循一定的工艺流程,以更好的将卸煤、储煤以及上煤与配煤工作完成。但是在工作过程中,输煤系统会产生污染物,因此优化火力发电厂输煤系统是极为必要之举。
1.锅炉输煤系统堵煤原因分析
         整体看输煤系统堵煤状况,在煤斗各转运点落煤管处和输煤系统各转运点落煤管处,是主要发生堵煤的地方。下面就是具体分析堵煤发生的原因,采用的煤种具有过高的含水率,煤本身具有较差的流动性;雨季由于环境因素,导致煤中增加了水分;煤斗或落煤管侧壁与水平方向形成过小的夹角,其内没有光滑表面;矩形斗两侧壁相交处物料极易堆积起拱;安装在落煤管上的缓冲锁气器不能形成灵敏的动作,这些都是引发煤堵塞直接原因。总体来说,以内因和外因来归纳导致煤仓堵塞原因,内因源于煤质好坏;外因源于煤仓设计及建造质量好坏,二者是影响燃煤流动性的根源所在。
1.1堵煤的外部因素
1.1.1落煤管材质的影响
         普通碳钢是多数煤通道使用的斜通管制作材料,易锈蚀、表面粗糙是管道内壁特点,致使煤粉会附集在其表面.而中煤表现更为严重,煤的湿度超出8%时,在管壁上极易产生黏结,这样输煤阻力就会增大。煤量稍大时,聚集瞬间产生, 极易发生堵塞。
1.1.2输煤管道在结构和形状设计上的影响
         在设计落煤筒时,由于考虑到场地和煤种以及其他因素的影响,通常落煤筒 都不采用直通式设计方案。但在这种设计下,煤种较干时,输煤就会很顺利,不会出任何问题。但是输送的煤种是中煤和煤泥或者8%-12%水分的煤种时,在弯折处就极易沾煤。
1.1.3环境的影响
         因为煤场较多是采用露天设计方式,雨季到来时,煤场存煤必定会由于淋雨,导致外水增加。在上煤过程中,经过破碎、筛分后,堵煤状况极易发生。
1.2煤的成分影响
1.2.1煤的成分 
         黏土和高岭石等在煤中含有一定量成分,是燃煤灰分的构成成分。其中黏土对水分具有吸收作用,散成胶体粒子,呈糊状,黏结性具备。因此,黏土矿物含量的高低与性能极大的影响到燃煤黏结性。含量偏高时,一般燃煤就会由于黏结导致堵塞。
1.2.2燃煤含水量 
         煤中黏土矿物在吸收水后,出现膨胀分散,黏结作用产生。另外煤颗粒表面吸附水分后,水化膜形成,虹吸作用生成导致黏结。因此,燃煤黏结致使堵塞,其中必然离不开水分。正常情况下,发电用煤应在8%以内控制外水质量分数。一旦8%—12%为燃煤外水质量分数时,堵塞现象就极易发生在落煤管、煤斗输煤系统;当外水质量分数超出12%时,输煤系统可能出现无法运行的状况。而内水和结晶水是全水分涵盖的两种形式。内水是在煤的毛细管中存在的,结晶水是结合于煤中矿物质的水分。全水分决定着如何选择系统的干燥出力,决定如何选择干燥介质。


1.2.3燃煤粒度大小
         煤的粒度越小,就具有越强的吸水能力,被黏土黏结成团的状况越易产生,具有越大的可压缩性,同时也增大了细粉分子间引力,因此堵塞煤的状况极易产生。反之,燃煤粒度越粗,就会具有越大的弹性变形,相互之间吸附黏结不易产生,但粗粒煤受压力作用能够形成互相咬合,进而增大内摩擦力。使用 CFB 锅炉,要求燃煤具有一定破碎标准,一般入炉煤控制在10mm以下粒度,因此黏结成团状况极易形成,从而导致堵煤状况发生。
2.输煤系统堵煤的机理
         黏结堵煤的实质,就是煤中黏结矿物受水分作用形成的,煤粉黏结作用导致堵煤状况发生。黏结堵塞产生原因就是煤中含有矿物成分较多,燃煤颗粒度具有较细分布,合适的含水量。煤含有较多水分,在反复蒸发下,水分就会散发。然后煤对水分重新吸收,这样煤会反复膨胀和收缩,最终产生碎裂。由于煤和煤粉的接触面扩大,黏结机会增加。燃煤进入落煤筒时,由于落差,冲击作用生成,粉煤黏结并在筒壁上吸附,由于不断增厚,这样落煤筒有效容积就会不断变小。导致煤流量日益变小,黏聚的煤粉日益增厚,最后全部堵塞住落煤筒,断煤状况产生。
3.某电厂输煤系统堵煤情况及处理方式
3.1燃料部发挥自身职能,加强进入皮带前环节监控
         首先,加强监督煤质。以8%以内水质量分数对进厂燃煤进行严格控制。雨季时上煤尽量用汽车卸煤沟,一定确保入炉煤水分。其次,采用配煤掺烧方式上煤。煤质和煤种的变化极大的影响到燃煤输煤系统,煤的灰分和水分等是对煤质衡量的特性指标。运用配煤手段混合均匀掺配几种煤,从而达到一定规格。在确保符合锅炉燃烧技术要求的基础上,提高燃煤粒度组成,使黏结物相对量减少,从而为电厂输煤系统正常运行提供保障。最后,在一定量中煤和煤泥存在于入厂煤中时,首先在煤场实行晒干处理,等到煤降低水分后,再进行掺配入炉。
3.2进行必要的技改
         首先,在某电厂的设计时,二级筛筛下物向 #5 皮带直接下落,落差超过20 米。设计时出于对皮带保护考虑,缓冲滚筒被设置在中间。在实际运行中,由于二级筛筛下物对入炉粒度要求能够达到满足,不能危害到皮带,但10mm 左右煤粒超多6%水分时,在缓冲滚筒处极易出现堵煤状况。因此在系统投产后半年,拆除了缓冲滚筒。其次,确保使用振打装置。把振打电机安装在三通管和斜管或直管外壁,电厂通常运用机械振动方法把煤振下。某电厂输煤系统在刚投运时,由于逻辑冲突的原因,一直以来皮带振打装置无法正常使。在改造完逻辑后,在煤水分7%-8%左右时,皮带顺畅输送煤就能够得到保障。最后,把空气炮增加在高落差落煤筒。瞬间释放现场的压缩空气,利用气体膨胀做功,完成对介质的破碎,以极大提高煤的流动性,这是解决输煤系统堵塞的很好的方法。在实际运行中,由于最初培训不到位,使用空气炮频率过快,致使发生堵煤情况增多,人员培训增加,在现场实际运行操作后,发生堵煤情况极大的减少。
3.3运行中对堵煤的预防
         首先,在上煤过程中,程控值班员必须加强观察安装在各皮带上的电流皮带秤所显示的读数,并借助摄像头对落煤筒、皮带出煤情况进行严密监控,避免发生堵煤情况。其次,在上煤煤种具有较大外水的情况下,对瞬时上煤量必须严格控制,对运行经验进行总结,煤顺利入煤仓的瞬时煤量为 300-350t/h。最后,完成上煤工作后,运行人员必须立即检查各落煤筒,筛分破碎设备出入口,及时清理积煤,防止降低落煤筒有效容积的状况发生。
         结语:某电厂自投产后,多次发生堵煤现象,极大的影响到锅炉的稳定运行。管理人员和运行人员虽付出很大的努力,但还是时常发生堵煤情况。因此电厂在今后工作的重心,是加强监控,减少堵煤,为系统实现稳定运行提供保障。
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