45T/H流化床锅炉防堵煤研究及应用

2022-09-11

锅炉给煤系统堵塞是困扰锅炉安全运行的的一个世界性老大难问题, 由于循环流化床锅炉对连续供煤要求更为苛刻, 一但灭火恢复时间长, 所以这一问题在循环流化床锅炉运行中尤为突出, 当原煤中水分较高时其黏性增大, 造成锅炉频繁断煤, 轻则使得锅炉运行参数不稳定, 增加运行操作难度, 严重时直接导致锅炉灭火停炉, 蒸汽供应中断, 从而产生不可估量的经济损失。

一、堵煤的原因

1. 煤质问题

我公司所用的煤, 入厂时水分一般都≥8%, 入炉煤的水份最好时在6%左右。煤湿度大、煤黏度大等是堵煤现象容易发生的主要原因。特别是在夏季雨天, 煤质变得潮湿容易发生断煤的情况。

2. 煤仓及给煤系统存在的结构性问题

我公司锅炉煤仓及给煤系统存在的结构性问题等使得堵煤情况更容易发生。由于煤仓下部为锥形形状, 沿煤的流动方向流通截面积逐渐变小, 挤压力变大, 煤粒与仓壁、煤粒之间的摩擦力也越来越大, 但煤沿壁面流动的重力分力则不变, 故随着煤的流动, 锥形煤斗内的等效流动动力越来越小, 特别是在煤粒含水较大, 煤的团聚性很强的情况下, 煤在仓体内的流动就更加困难, 结拱堵塞的几率就大大增加。

根据现场运行情况, 堵煤的主要部位在最小截面积插板门以上1.5米的范围, 90%的堵塞发生在这个部位, 还有10%发生在上部。一般情况下, 上面堵煤是由于下部堵塞造成的, 下部堵塞后, 整个仓体内部原煤的流动状态发生了变化。原本按整体流设计的煤仓, 逐渐改变为中心流动状态, 中心流造成的直接后果是原煤在整个仓壁形成粘结, 仓容积严重变小, 堵塞更加严重。此现象的发生严重时会使锅炉限出力甚至灭火, 后果很严重。

为避免堵煤给锅炉运行安全带来的严重后果, 一般在设计时都会采取一些防止堵煤、挂煤、棚煤的措施, 比如煤仓转角设计成圆弧状, 倾斜仓壁与水平面夹角大于72°, 煤斗下部设计成圆形, 尽可能缩短落煤管长度且把落煤管设计成直立圆形等。因我公司在设计锅炉时给设计院提供的是禹州煤, 煤质水份≤3%, 设计院根据所提供煤种, 在设计给煤系统时上述各方面均未进行优化。综合以上多种因素, 我公司给煤系统更易发生堵煤事故。

二、防堵煤措施

1. 完善清理棚煤、破坏煤流成拱

现有的空气炮布置于煤仓下部, 当下部棚煤时能得到较好的处理, 下部棚煤清理后, 棚煤成拱的位置到了空气炮上部, 致使现有的空气炮无能为力, 在每个煤仓现有的空气炮上部再增加两台空气炮 (如图2) , 这样, 全仓任何部位成拱都可以用空气炮破拱, 及时消除棚煤现象。

2. 增加斜煤管振打装置

目前在每个斜煤管上部已安装有仓壁振动器, 而这些振动器对斜煤管下部堵煤的疏通效果欠佳, 在煤仓下部增加一组仓壁振打器。

3. 增加堵煤报警连锁系统

目前锅炉断煤是依秤重给煤机的重量指示下降或回零来判断, 煤重回零后约十几秒, 给煤机皮带上的余煤就完全输送进锅炉, 在这么短的预警时间内根本无法防止断煤的发生, 堵煤严重时造成灭火的危险很大。在每个斜煤管上部安装一只煤流监测器 (S-AE或M-AE型) , 当有断煤或堵煤情况发生时, 可及时报警并连锁空气炮和仓壁振动器, 堵煤可提前5至10分钟预警和处理, 因堵煤不能及时疏通而造成灭火的机率降至几乎为零。

4. 实现振打装置远程控制

仓壁振打装置增装远程控制, 并在与煤流检测器连锁的同时增加定时振打功能。以前当断煤发生时, 要有人跑到到现场投上空气开关进行振打, 再爬上10米平台用大锤敲打落煤管等部位, 处理时间过长, 往往会贻误最佳处理时机。在堵煤频繁时, 要一直有人在现场守着振动器空气开关, 每隔几分钟振打一次, 既无谓地耗费了人力, 也相对增大了不能及时疏通堵煤的风险。就地加装控制箱后, 可设定定时振打并能转换远程控制, 并同时与煤流检测器连锁, 远程控制按钮安装在控制室内, 当断煤不频繁时, 可转换为远程在控制室内操作, 大大缩短疏通时间。