李 鵬

（大唐國際張家口發(fā)電廠設備部，河北 張家口 075133）

1 鍋爐概況

大唐國際張家口發(fā)電廠1～8 號機組鍋爐均為東方鍋爐廠設計制造的亞臨界、一次中間再熱、自然循環(huán)、全懸吊、平衡通風、燃煤汽包鍋爐，其中1、2 號鍋爐 型 號 為DG1025/177-2，3～8 號 鍋 爐 型 號 為DG1025/18.2-Ⅱ4。鍋爐制粉系統(tǒng)均采用冷一次風正壓直吹式，配有6 個原煤倉和6 臺中速磨煤機，正常運行4 臺磨能帶額定負荷，1 臺備用，1 臺檢修。

2 鍋爐原煤倉的結構特點及現(xiàn)狀

大唐國際張家口發(fā)電廠鍋爐原煤倉結構為雙曲線鋼斗結構，上部接口直徑為5 600 mm，下部接口直徑為1 000 mm，高度為5 280 mm；圓形鋼斗內(nèi)壁涂抹30 mm 厚鐵鋼砂漿耐磨層，雙曲線煤斗內(nèi)鋪設有耐磨鑄石板。由于燃料價格成本的不斷攀升，火電企業(yè)面臨著前所未有的經(jīng)營壓力，為降低燃料成本對企業(yè)的影響，配煤摻燒工作是降低燃料成本的重要手段。在火電企業(yè)大面積開展配煤摻燒工作的大背景下，配煤摻燒工作力度不斷加大，煤質(zhì)劣化趨勢明顯。由于劣質(zhì)煤物料表面粒度較小，粉面比例較多，總水分較大，黏度較高，以及原煤在輸煤系統(tǒng)中運輸不暢時，需用大量水沖洗，致使原煤中含有大量水分等原因，原煤倉底部及下料口部位產(chǎn)生了煤粘壁的現(xiàn)象，淤積了大量的煤泥，使料倉容積減小，尤其在冬季，含水較高的煤形成凍塊，嚴重影響了下料順暢，造成原煤倉結拱嚴重，導致給煤機經(jīng)常斷煤，需人工疏通才能保證設備正常運行。不但影響機組出力、污染環(huán)境，同時還存在很大的安全隱患。

3 原煤倉堵塞的形式及部位分析

原煤倉結拱根據(jù)部位、形狀的不同，基本可分為圖1 的4 種形式，大致分為拱狀、拋物線狀，盲拱狀等。堵塞的部位，大多數(shù)在原煤倉下部落煤管閘板門上方1.5～4 m 以內(nèi)，在這個范圍內(nèi)某處開始黏結薄層物料，黏結后原煤倉內(nèi)壁摩擦力增大，然后沿軸向與徑向方向不斷延伸，逐步造成粘結物料厚度增加，最終形成不同形狀而堵塞，從而造成鍋爐制粉系統(tǒng)斷流。原煤倉中部雙曲線凸起位置搭拱為蓬煤：在煤炭含水量較大，原煤倉停用時間較長的情況下，易造成煤面沿煤倉內(nèi)壁的板結硬化而蓬煤，使原煤倉中部或上部搭拱堵塞。

圖1 原煤倉結拱形式

4 常規(guī)疏通方式的局限性分析

4.1 原煤倉堵煤的傳統(tǒng)常規(guī)疏通方式

原煤倉堵煤的傳統(tǒng)常規(guī)疏通方式主要有以下幾種方式：

1）液壓疏通機；

2）外部機械振打；

3）空氣炮；

4）內(nèi)設置機械搗棒或機械攪拌裝置；

5）敷設橡膠板。

另外還有加裝高分子板、在落煤管易閉塞處開設人孔或手孔、放炮，爆炸破拱等措施。

4.2 常規(guī)疏通方式的局限性分析

1）液壓疏通機：設備系統(tǒng)復雜、維護工作量大，對原煤倉的形狀有特殊要求。

2）外部機械振打：原煤倉內(nèi)部粘煤板結時，效果較差，無法滿足清堵要求。

3）空氣炮：空氣氣流沖擊軌跡單一，只能向一個方向噴射氣流。

4）內(nèi)設置機械搗棒或機械攪拌裝置：清堵工作區(qū)域相對較小，對于處在原煤倉高處的結拱堵煤現(xiàn)象效果較差。

5）敷設橡膠板：橡膠板耐磨性差，長時間運行磨損后，仍然出現(xiàn)結拱堵煤現(xiàn)象。

另外還有加裝高分子板、在落煤管易閉塞處開設人孔或手孔、放炮、爆炸破拱等措施，但堵煤現(xiàn)象一直沒有得到根治。

目前現(xiàn)有的原煤倉結拱清堵疏通技術只是堵煤后的一種處理方式，不論是哪種技術，都不能保證煤不黏結在煤倉和落煤管內(nèi)壁上。即使是高分子襯板，雖然摩擦系數(shù)很小，但畢竟有摩擦系數(shù)，在很多環(huán)境或工況下也不能滿足運行要求，尤其是在應用一段時間磨出痕跡后，就失去了防堵的作用，導致原煤倉斷煤影響機組安全、經(jīng)濟、運行的問題一直存在。

5 新型智能氣動防堵清堵系統(tǒng)介紹

5.1 防堵清堵理念

解決堵煤問題首先要做到的是預防，一味的清堵永遠被動的。因此，制粉系統(tǒng)迫切需要一種能夠預防性主動防堵的設備徹底解決原煤倉堵煤的問題。

5.2 智能氣動防堵系統(tǒng)的特點

1）解決潮濕、黏結、油膩等物料的卸料堵塞問題；

2）預防性主動防堵；

3）閥體采用不銹鋼材料，無堵塞設計；

4）沖擊頭和伸縮彈簧的壽命近100 000 次來回，硬度（HRC）達到28～32；

5）低空氣消耗，單一氣噴器耗氣小于0.09 m3/每脈沖；

6）可安裝在金屬，混凝土，玻璃纖維等材料上，安裝簡單，對容器不造成傷害；

7）使用溫度最高可達260 ℃（華氏500℉）。

智能氣動防堵系統(tǒng)投入運行后，設備可處于7×24 h 長期穩(wěn)定的工作狀態(tài)。在沖擊頭的作用下，提前預防堵煤現(xiàn)象的發(fā)生。確保煤倉下料順暢，避免每年多次的人工清堵工作，節(jié)省人力成本，達到節(jié)能降耗及安全運行的目的。

5.3 智能氣動防堵設備的系統(tǒng)構成

一套典型的智能氣動防堵設備的系統(tǒng)里包括若干個重要位置的氣噴器、高速卸氣電磁閥門、電氣控制儀和空氣儲罐（如圖2 所示）。整個系統(tǒng)可以獨立操作，也可輕易和其他設備或自動系統(tǒng)結合使用。根據(jù)卸料要求不同，系統(tǒng)可按順序從容器壁噴出高速氣流，強勁的空氣沖力使其脫離料倉內(nèi)壁，物料自然的落在排料口處，即使是8 m 直徑的物料，也可以在每次氣波沖擊下排出，而且是均勻排出。

圖2 智能氣動防堵設備簡圖

5.4 氣噴器的工作原理介紹

新型智能氣動防堵清堵系統(tǒng)的核心部件為氣噴器，氣噴器的工作原理是利用高壓氣體和金屬沖擊頭組合對落料倉壁進行沖擊和360°圓形高壓氣掃，能夠有效避免物料貼壁、結拱、

鼠洞等現(xiàn)象的出現(xiàn)，是由高壓氣體、金屬沖擊頭、高速卸氣電磁閥等組成的預防性主動防堵系統(tǒng)，系統(tǒng)工作由PLC 控制，在0～500 ms 的時間內(nèi)將沖擊頭迅速打開，氣體噴出并在物料和倉壁間形成圓形清掃面（直徑500～1 000 mm），使得濕粘的物料沒有機會掛在倉壁上（如圖3 所示）。

圖3 氣噴器的工作原理

6 原煤倉智能氣動防堵系統(tǒng)改造方案

6.1 智能氣動防堵系統(tǒng)設計

自給煤機落煤筒直管向上，空間高度從雙曲線煤斗的下錐口開始起往上0.5 m 處，按間隔1 m，自下而上安裝四層氣噴器，每圈均布安裝的數(shù)量為3、3、4、5。在圓形鋼斗距過渡錐斗上部0.3 m 高處均布一層，安裝5 個氣噴器，共計20 個（如下頁圖4 所示）。

圖4 氣噴器安裝布置示意圖

由于本防堵系統(tǒng)創(chuàng)新理念是：設備工作于7×24 h 預防性主動防堵的工作狀態(tài)。所以，只要保證雙曲線煤斗部分不發(fā)生堵煤，其它地方的堵煤就會迎刃而解。

6.2 安裝步驟

1）根據(jù)具體型號，在原煤倉壁上預先開好孔，安裝時首先在外壁上開孔位置固定焊接好法蘭（內(nèi)螺紋）。

2）測量好沖擊頭進入倉內(nèi)的距離后把有螺紋的沖擊頭本體旋進去再鎖緊緊固螺栓（如圖5 所示）。

圖5 氣噴器安裝示意圖