陕西能源赵石畔煤电有限公司 陕西榆林 719100
摘要：火电厂输煤系统落煤筒堵煤故障一直困扰着国内发电企业，制约着输煤系统的安全运行。堵煤故障发生后，不仅需要作业人员登高疏通清理落煤筒内的积煤，增加高处作业的安全风险，还中断了铁路煤车接卸或取煤加仓的正常生产流程，影响到铁路系统对押车延时费用的考核，严重时可导致锅炉炉膛断煤熄火事故，直接关系到电厂运营的经济性和可靠性。本文对防堵落煤筒在电厂输煤系统中的应用进行探讨。
关键词：堵煤；故障；安全；防堵落煤管；应用
1堵煤原因分析
1.1煤种因素
1.1.1含水量
含水量少的干煤，黏性小，不易附集；含水量大的湿煤，输送惯性大，流动性强，不易结团；而含水量10%～15%的煤，容易结团，造成落煤管积煤。
1.1.2颗粒度
块状煤惯性大、动量大，流动性强不宜堵煤；粒度在5～50μm并有一定湿度的煤，容易附集结团积煤。
1.1.3成分
煤的成分中含有一定量的黏土等杂质，其中的黏土能吸收水分成胶体粒子，呈糊状具有黏结性，含量偏高时常常导致燃煤黏结堵塞落煤管。
1.2落煤筒因素
由于输煤系统落煤筒使用的斜通管大多由普通碳钢制作，管道内壁易锈蚀，表面粗糙，造成煤粉在其表面附集，煤的湿度超过8%时，容易在管壁上黏结，增大输煤阻力，煤量稍大时产生瞬间的聚集就容易堵塞。落煤筒的结构形状存在设计缺陷。设计时因场地、煤种及其他因素影响，落煤筒通常都不设计成直通式，在煤种较干时不会出现任何问题，但如果输送中煤、煤泥或者水分8%～12%的煤种时，就容易在弯折处黏煤。
1.3落煤筒堵煤内部机理
堵煤是由于煤在水分作用下对煤粉产生黏结所致。水分含量多的煤，经过反复蒸发，使水分散发，然后煤又重新吸收水分，使煤产生反复的膨胀和收缩并产生碎裂，从而扩大了煤和煤粉的接触面，增加了黏结的机会，燃煤进入落煤筒时，在落差产生冲击作用下，粉煤黏结吸附在筒壁上并不断增厚，致使落煤筒有效容积变小，煤流量越来越小，直至最后落煤筒全部堵塞造成断煤。黏结性堵煤情况如图1所示。
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图1黏结性堵煤情况示意
电厂31号带式输送机对41号带式输送机落煤筒现状如图2所示（符合黏结性堵煤的要件）。
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图2 31号带式输送机对41号带式输送机落煤筒现状
2目前电厂处理措施及分析
在堵煤点位置开清煤孔，加装平台，利用人工清理，由于人员劳动强度大，易造成安全风险；人工不好清理时，还需用水冲洗，易造成环境污染。在落煤筒外壁加装振打装置。振打器对堵煤疏通有一定的效果，对于黏性很强，煤泥较多的煤种，振打效果不明显，有时越打越紧，导致堵煤更加严重。
3防堵落煤筒的安装方案
3.1结构组成
防堵落煤筒由矩形入口、竖立板、斜边板、驱动机构、收尘口、拨轮和矩形出口组成，其中最重要的部件就是安装在落煤筒内部的防堵拨轮，它是由安装在落煤筒外部的驱动装置进行驱动的。整机壳体和拨轮采用Q345B材质，减速机为SEW产品。防堵落煤筒的结构组成如图3所示。
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图3 防堵落煤筒结构示意
3.1.1工作原理
原煤从上级带式输送机头部的落煤口进入防堵落煤筒，物料在重力作用下垂直落向布置有防堵拨轮的倾斜底板，该底板具有特殊倾角实现结构防磨功能，防堵拨轮使煤无法停留实现防堵功能，原煤顺利滑入出口进入下一级输送机尾部。当黏性原煤进入时，理论上只会在倾斜底板黏结，安装在其内表面的拨轮不停转动，及时将黏性煤泥清除，起到防堵作用，原煤流动方向与竖立板方向一致，本身就存在微乎其微的磨损，只有物料落下时与底板存在较大的磨损破坏，三防落料管的底板与料流方向的夹角选择在“易磨损冲刷角”范围之外，有效地减小物料对底板的磨损。另外，安装有防堵拨轮的倾斜底板利用法兰连接落煤筒主体损坏后可及时更换，大大延长了落煤筒的使用寿命。
3.1.2安装方案
取消落煤管上部单弯头（转向管），直接由防堵落煤管取代。如图4所示。
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图4落煤筒防堵安装改造方案示意
清堵拨轮将上面落下的煤粉颗粒强制拨到下一阶落煤筒内，避免煤粉颗粒在落煤管内的堆积，同时消耗了煤流携带的动能减少输送机扬尘。清堵拨轮下底板煤流冲击部位设置有耐磨鱼鳞装置，延长了底板的使用寿命，三防管的内部结构充分考虑了其整体的磨损特性，只要保证拨轮底板的寿命就保证了整体设备的寿命。
3.2电气控制
防堵落煤筒最重要的部件就是带有驱动装置的清堵拨轮，因此需要对其驱动装置进行电气控制设计，实现驱动装置的手动启停以及与上级带式输送机的联锁启停功能。
3.2.1控制功能：
防堵落煤筒驱动装置配套电气控制箱安装在3号转运站0m层，配有2台驱动装置。转换开关SA1实现“就地”和“远方”控制方式的切换，SA2实现“自动”和“手动”控制方式的切换。当SA1切至就地位置时，SA2在自动位置时，驱动装置随着上级带式输送机联锁启停；SA2在手动位置时，则只能通过人为操作控制箱的启停按钮来进行驱动装置的启停；当SA1切至远方位置时，SA2功能失效，此时由输煤程控系统根据电气控制箱送入的开关量信号来进行逻辑运算，完成驱动装置与上级带式输送机的联锁启停。
3.2.2堵煤报警功能：
目前绝大多数火电厂解决落煤筒堵煤故障均是采取安装堵煤报警开关，但是使用效果较差。经研究防堵落煤筒清堵拨轮及其驱动装置，发现和较为广泛使用的阻旋式式堵煤报警开关结构有一定的相似性。阻旋式堵煤开关是由安装在落煤筒外的电机带动在落煤筒内的叶片旋转，当煤堵塞时，叶片受煤的阻挡停止转动，阻力矩推动内部机构动作，发出信号，切断电源，使电动机停止转动；当煤离开叶片时，在弹簧的作用下，叶片恢复原位继续转动，而清堵拨轮及其驱动装置就像是1台放大了的阻旋式堵煤开关。为防止清堵拨轮故障或者是失效导致堵煤，采用施耐德公司的GV2系列电动机断路器作为电控箱内驱动装置的电源开关，并在开关本体上加装了辅助触点。驱动装置马达的功率为3kW，额定电流为6.3A,故将电动机断路器的过载值整定为6.3A，若一旦发生堵煤，积煤将会堵塞清堵拨轮，使其转动困难，驱动装置的马达就会堵转跳闸，电源开关的辅助触点动作，将信号送入输煤程控系统，输煤程控系统根据此信号判断该落煤筒堵煤或者是驱动装置故障，对其上级带式输送机发出跳闸指令，以防堵煤故障扩大或者是清堵拨轮失效。但是由于使用的电源开关是电动机断路器，驱动装置过载时开关有一个热积累的过程，并不会立刻跳闸，有可能对堵煤故障不能及时报警。建议采用菲尼克斯EMD-FL-C-10的电流监视继电器，这是一款用于0～10A的1相电流监视的继电器，有2副触点，可以设定电流值的大小作为触点动作条件及触点返回条件，并可设定延迟响应时间，以避开马达的启动电流值。根据平时的运行经验调整电流值和触点动作条件，达到堵煤及时报警的功能。
结束语
31号带式输送机对41号带式输送机落煤筒防堵装置自2019年3月底投用以来，未发生落煤筒堵煤情况，也无需运行人员额外清理积煤，使用效果良好。
参考文献
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[2]徐晓帆.浅析王坪电厂输煤系统堵煤情况的发生及处理[J].科技信息,2014(13):354，395.