循环流化床锅炉给煤系统堵煤问题探析

杨利

摘  要：循环流化床锅炉给煤系统堵煤事件经常发生，是火力发电厂运行与维护普遍面临的一个难题，对锅炉和机组负荷的安全稳定运行产生重要的影响，文章就堵煤可能的原因以及现阶段所采用的处理方法做简单的介绍。

关键词：循环流化床锅炉;堵煤原因;解决方法

中图分类号：TK229.6 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）32-0117-03

Abstract： Coal blocking events often occur in the coal feeding system of circulating fluidized bed boilers， which is a common problem in the operation and maintenance of thermal power plants， and which has an important impact on the safe and stable operation of boilers and units. This paper briefly introduces the possible causes of coal plugging and the treatment methods adopted at the present stage.

Keywords： circulating fluidized bed boiler; cause of coal blocking; solution

1 概述

在火力发电厂生产过程中，锅炉作为发电厂三大主机之一，是非常重要的设备。根据不同的分类方法它有着不同的型式，其中循环流化床锅炉就是其中近年来发展比较成熟的一种新型洁净煤燃烧技术，它具有燃料适应性广、可燃用劣质煤、燃烧强度大、脱硫效率高、污染排放物容易控制等优点，在短短三十年间流化床技术得到了飞速发展，其应用也由小型锅炉发展到容量与传统煤粉炉大体相当的大型电厂锅炉。循环流化床锅炉主要由锅炉本体、附属设备以及辅机等组成，其中给煤系统就是一个重要的组成部分，锅炉内燃烧所需要的煤，通过给煤系统进入炉膛内进行燃烧，它对锅炉的安全经济运行起着至关重要的作用，但是给煤系统故障频发，给锅炉的稳定运行带来了非常大的困扰。

循环流化床锅炉在运行的过程中，给煤系统堵煤是锅炉运行过程中的常见问题之一，也是困扰锅炉运行维护人员的一个共性难题。锅炉给煤系统发生堵煤问题后，轻则造成锅炉给煤量减少引起负荷骤减，影响生产; 重则造成锅炉断煤压火，甚至灭火，对电网造成冲击，造成一定的经济损失。在锅炉堵煤处理过程中，还会耗费大量人力、物力、财力。

2 堵煤的常见原因

循环流化床锅炉一般将原煤仓全部按顺序排列布置在炉前，采用前墙给煤，相同间隔距离均匀布置在锅炉炉膛前墙上，原煤仓中的煤经过给煤机后，通过给煤机前段下部落煤管进入前墙给煤口直接进入炉膛。

循环流化床锅炉堵煤主要发生在给煤机前的原煤仓下部与给煤机连接处以及给煤机出口下部的落煤管，尤其以给煤机前的煤仓堵煤居多，处理起来难度非常大。

2.1 煤仓堵煤的原因

（1）煤质的影响

國内有关研究表明，煤的水分和粒径对煤的流动性影响较大，在某一区间内，随着水分的增加煤的流动性变差，容易黏结;煤的粒径越小，流动性越差，越容易板结。因此，当煤的水分与粒径达到一定程度的时候，就很容易发生堵煤。实际生产中，循环流化床锅炉一般要求入炉原煤水分最好不要超过8%，水分超过10%以上，黏着性有较大的增长，经过研究实践证明，煤的水分在12%左右时，黏着性最大，煤的流动性迅速恶化，堵煤发生频率最高。入炉煤的粒径如果太细，黏度增大，摩擦力增大，流动性就会变差，堵煤的可能性就会增加。

（2）煤仓设计不合理

原煤仓下部一般为锥形结构，上边直径较大，下边直径较小。有些厂家设计煤仓为方形，没有考虑到流化床燃料颗粒的具体情况，更易发生堵煤。一般煤仓储煤应满足锅炉满出力时8小时以上储煤量的需求，大量煤堆积在原煤仓。有的煤仓下料口设计不合理，没有设计光滑的内衬及合理的坡度，也很容易造成堵煤。堆积在煤仓内的煤相互挤压，煤仓壁与煤之间会产生一定的压力，锥形底部的压力最大，在流动时煤受到煤仓壁的摩擦力，煤与煤之间也有摩擦力，煤在向下流动时，由于靠近边壁处受到的压力与摩擦力最大，此处煤的流速最小，就容易停止流动，形成边壁集煤现象。在挤压力与摩擦力作用下，时间越长，不流动煤层也会越厚，形成大块的煤团，最后形成拱并出现堵煤现象。大多数的原煤仓堵煤都发生在下部原煤仓锥形底部，距下煤口1-2m的范围内。有些原煤仓没有设计内衬，内壁粗糙，也会影响煤的流动性，增加堵煤的风险。

2.2 给煤机出口落煤管堵煤的原因

（1）给煤机问题

原煤仓的煤通过锥形底部落到给煤机皮带上，通过皮带、给煤机出口落煤管进入炉膛。当给煤机发生故障时，煤的输送发生中断，锅炉燃烧需要的煤得不到保证，就会影响机组负荷，甚至影响锅炉的安全稳定运行。

原煤仓发生堵煤后，原煤仓内的煤板结形成大块煤团，煤团掉落到给煤机皮带上，由于瞬间受力过大，给煤机过载跳闸，皮带无法带走煤团，有可能使给煤机进口堵塞。

当给煤机的热工信号发生故障时，如果无法及时的发现，运行人员无法监视到给煤机的运行状态，给煤量大于此时给煤机的出力，皮带上的煤无法快速的进入炉膛，造成给煤机过载跳闸，大量的煤堆积在皮带上，也会发生堵煤。给煤机常见的故障有以下几种：

a.跑偏、断链等给煤机保护动作。

b.有大块的杂物或者杂物较多使给煤机卡死。

c.给煤机电气故障。

d.皮带发生断裂、撕裂或者破损。

e.给煤机清扫电机故障、断链，造成机尾堵煤。

f.运行人员巡视不到位。

（2）播煤风管道设计不合理

给煤机出口落煤管上分级设计有上播煤风、下播煤风，有的火电厂还设计有辅助播煤风，播煤风取自热一次风，提供一定的压头和温度，能够减少落煤管内煤受到炉膛的压力，使给煤机下来的煤更好的进入炉膛内，防止煤在落煤口形成堆积，改善煤的分布。有些电厂锅炉播煤风的管道设计不合理，管道直径太细风量不够，达不到设计要求，对落煤管内的煤起不到增压携带作用，煤只靠自身重力进行下落，增加了难度，容易在拐点处与炉膛进煤口形成堆积而堵煤;或者位置安装不合适，导致播煤风起不到应有的作用，使播煤风形成向上和向下的两股气流，向上气流对煤形成了托扶，增加了煤下落的阻力，使原本不能自由下落的煤更加困难，造成下煤不畅，经常性发生堵煤，影响正常的落煤。

2.3 落煤管本身的缺陷

某些发电厂给煤机出口落煤管不经过任何加工处理，或者简单的处理，直接将管道安装对接。管道内壁粗糙，有较大摩擦力，不利于煤的流动。煤中含有大量的水分和多种元素，比如硫。煤通过落煤管的时候，煤中的这些成分会对落煤管造成严重的腐蚀，使落煤管寿命大大缩短，管道破损发生泄漏堵塞。落煤管是由几段不同的管道拼焊而成，其中一部分管道的安装要具有合适的坡度，如果坡度不合适，经过落煤管的煤无法自由下落，黏贴在落煤管壁上或者拐角处造成堆积，发生堵煤。

3 堵煤的解决办法

循环流化床锅炉发生堵煤以后，常采用人工大锤敲击的办法，如果敲击无法解决，还会利用预留的捅煤孔进行人工捅煤疏通。这种最基本的清堵方法既费时费力，又得不到安全保障。

3.1 循环流化床锅炉煤仓堵煤的解决办法

煤仓堵煤主要受到煤质、煤仓型式的影响，防堵煤主要从控制原煤水分、优化煤仓结构、配置防堵煤设备等方面进行考虑。主要有以下方法：

（1）建造干煤棚或者大容量的筒仓，合理的分配干煤棚的使用，控制来煤的湿度。

（2）配备容量相匹配的煤仓，防止煤仓长时间储煤，煤的水分湿度大时，可以适当增加上煤次数，减小每次上煤量，采用多上少给办法，减少煤在煤仓内的停留时间，减小板结棚煤的几率。

（3）方形煤仓改成圆锥形煤仓，采用合适的煤仓壁倾斜度，减小煤的四周受力，增加煤的流动性。

（4）煤仓内壁加装陶瓷或者高分子材料等内衬，增加内壁的光滑度，减小摩擦力。

（5）原煤仓外壁四周加装空气炮，纵向与横向合理分布，通过空气炮的击打，可以有效减少棚煤现象。

（6）原煤仓四周加装液压疏松机，通过疏松机纵向运动，将煤仓内壁上黏贴的煤团打散，清除板结，使煤能够顺利落下。

（7）有些电厂还采用中心螺旋给煤机来解决堵煤，这

种方法增加了疏通环节，但是增加设备以后也增加了各个设备之间的对接点，有可能造成新的堵煤点。

当前煤仓防堵煤技术，均有较多成功应用的经验，也有不足。锅炉煤仓防堵煤技术的不断进步和实践应用经验的不断丰富，采取多重措施，煤仓堵煤将会得到很大的改善。

3.2 落煤管堵煤的解决办法

（1）合理的进行管道的安装，按设计图纸施工，采用合适的坡度，管道与管道之间的对接尽量减少棱角，增加光滑度。

（2）采用合理的播煤风管道，管道直径和安装角度符合设计要求，避免播煤风不足或者风向不对的问题产生，造成落煤不畅。

（3）落煤管加装空气炮，通过空气炮的击打，减少管道内煤的堆积，可以起到很好的效果。

（4）在落煤管内壁加装内衬，减小管道内部的摩擦力，在拐点处加装垫料，使拐点处圆滑不粗糙，减少堵煤的可行性。

（5）加强巡视，及时发现问题，及时解决。

4 结束语

循环流化床锅炉给煤系统堵煤看似一个简单的问题，实际上有着复杂的机理，想要解决这一问题，必须考虑从原煤到进入炉膛全过程的每一个环节，依据不同的机理，研制不同的对策和方法工艺。

随着工业技术的不断进步，锅炉厂的不断研究更新，锅炉防堵煤越来越被重视，从设计、施工、运行等方面都提出并采用了一些不同的方法，也取得了一定效果，但是这些附加设备作用有限，还需根据现有经验以及实践继续开发，继续研究，争取早日解决堵煤的难题。

参考文献：

[1]陈克仁.循环流化床设计、调试、运行与检修维护技术使用手册[M].当代中国音响出版社，2004.

[2]马云飞，连虎，冷杰.配煤与给煤系统对循环流化床锅炉运行的影响[J].东北电力技术，2007，28（9）：28-30.

[3]黃敦烈.410t/h循环流化床锅炉原煤仓堵煤问题改造探讨[J].机电工程技术，2007，36（12）：101-102.

[4]陈玉国.循环流化床锅炉给煤系统堵塞解决方案[J].中国新技术产品，2010（10）：129-130.