國能神福（龍巖）發(fā)電有限公司 巫新亮 江志耀 江進(jìn)武 賴惠木 邱祿全

由于鍋爐原煤倉采取圓錐形結(jié)構(gòu)，落煤管段內(nèi)徑較小，且存在一定高度，在落煤段燃煤流速緩慢，特別是給煤機(jī)停運(yùn)階段，水分高的細(xì)粉更容易在落煤段粘壁，至完全堵死，可能引起落煤管發(fā)生堵塞，影響給煤機(jī)后續(xù)運(yùn)行。若堵塞嚴(yán)重可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組緊急降出力，甚至造成鍋爐不穩(wěn)定燃燒，將增加投油量，嚴(yán)重可能會(huì)造成鍋爐滅火，機(jī)組發(fā)生非計(jì)劃停運(yùn)。因此，針對(duì)給煤機(jī)防堵塞處理較為關(guān)鍵，需要積極進(jìn)行技術(shù)改造升級(jí)。

1 改造需求

目前，在電廠中使用的清堵疏通設(shè)備都有其各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，如使用犁式液壓疏松機(jī)只能對(duì)部分區(qū)域進(jìn)行清潔，并且犁翅容易發(fā)生彎曲和變形，從而導(dǎo)致其功能喪失。由于空氣炮的噴嘴延伸到倉內(nèi)的長度過長，無法完全清除粘壁煤。犁式液壓疏松機(jī)和空氣炮都采用傳統(tǒng)疏松設(shè)計(jì)，使得其無法有效地對(duì)濕度較高、細(xì)度較大的燃煤進(jìn)行疏松和清除堵塞，也難以實(shí)現(xiàn)牢固粘壁的煤進(jìn)行清堵。

氣動(dòng)電動(dòng)振打錘對(duì)煤倉的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有較高的要求，同時(shí)伴隨著較大的噪聲，需要人工在現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作。氣動(dòng)錘的故障率相對(duì)較高，并且只有在底部被清空時(shí)，上部的振打才能達(dá)到預(yù)期效果。而使用旋風(fēng)式和矩陣式脈沖氣力脈清堵結(jié)構(gòu)通過壓縮空氣對(duì)粘壁煤進(jìn)行吹掃來實(shí)現(xiàn)的。如果粘壁較為堅(jiān)固，就無法進(jìn)行徹底的清理。此外，還需要安裝空壓機(jī)和儲(chǔ)氣罐，這將導(dǎo)致在煤濕和黏性大的煤質(zhì)條件下，清堵過程中會(huì)有大量的氣體消耗[1]。

機(jī)械式刮刀旋轉(zhuǎn)清堵裝置由于刮刀在壁面上進(jìn)行360°的旋轉(zhuǎn)，其機(jī)械力直接作用于粘壁煤，這使得對(duì)粘壁煤的清理更為徹底。這種裝置目前被認(rèn)為是相對(duì)可靠的清堵工具，但由于刮刀的長度和上口的圓周直徑存在一定局限性，其清堵的高度通常不超過1.5m，入口直徑也不超過1.6m，因此難以解決高位堵煤問題。

因此，某電廠提出一種改造方案，在取消原有煤倉出口落煤管基建時(shí)，在給煤機(jī)的上部安裝刮刀旋轉(zhuǎn)機(jī)械清堵設(shè)計(jì)，并采取雙臺(tái)套布置。這一設(shè)計(jì)能最大限度地提高機(jī)械清堵工作高度，使刮刀的總長度能夠達(dá)到2.5m，而刮刀的上口直徑可以達(dá)到1.2m。此外，在清堵裝置的上部還增設(shè)旋風(fēng)式或矩陣式脈沖清堵裝置，有效地解決了煤倉粘壁堵煤等一系列特殊情況。

2 技術(shù)路線

本電廠改造技術(shù)路線如下：先拆除原煤斗出口位置的落煤管段部分和插板門，并根據(jù)原煤斗型線重新設(shè)計(jì)的過渡倉段并安裝過渡段。在過渡倉段配備上刮刀360°旋轉(zhuǎn)機(jī)械、超薄型防堵電動(dòng)插板門、下刮刀360°旋轉(zhuǎn)機(jī)械和電氣控制系統(tǒng)。上下刮刀可以對(duì)附近2.5m 范圍內(nèi)進(jìn)行清堵操作，并且下刮刀工作范圍可以延伸至給煤機(jī)內(nèi)部，以確保最細(xì)部分能夠被徹底清理。刮刀清理位置倉體上口位置直徑為1200mm，在刮刀旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置的上方安裝脈沖氣力裝置，該設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)在于安裝不受倉壁橫截面周長大小范圍的約束，適用于四邊形和圓周直徑超過1200mm 長度的倉體。

該設(shè)計(jì)動(dòng)力源來源于壓縮空氣（0.4～0.8MPa），流量為0.2m3/min，該清堵設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)緊湊，清堵效率高的優(yōu)勢(shì)[2]。設(shè)計(jì)可伸縮噴嘴用于模擬人工使用鐵鏟清理作用。該噴嘴沿著落煤管倉壁進(jìn)行矩陣式或螺旋式的設(shè)計(jì)，共有1～3層，每層配備2～4個(gè)噴嘴。噴嘴的出口與內(nèi)壁保持平齊，而脈沖控制儀則控制電磁閥根據(jù)時(shí)間和順序的設(shè)計(jì)定時(shí)開啟關(guān)閉，壓縮空氣經(jīng)過可伸縮式噴嘴（D40mm）被噴射出來，噴射方向?yàn)檠刂鴤}壁向四周噴射。這種設(shè)計(jì)產(chǎn)生類似氣鏟的效應(yīng)，能夠及時(shí)清除板結(jié)初期并不堅(jiān)硬的粘煤，從而避免板結(jié)煤大量積累，形成嚴(yán)重堵塞。

另外，氣流旋轉(zhuǎn)會(huì)在中間區(qū)域形成低壓區(qū)，高壓區(qū)氣流不斷流向低壓區(qū)，形成翻轉(zhuǎn)氣流，在料倉橫斷面氣流形成剪力作用破壞棚料拱，能夠?qū)ε锪险潮诓糠诌M(jìn)行有效清理。清堵裝置在運(yùn)行過程中與給煤機(jī)的運(yùn)行信號(hào)和斷煤信號(hào)相連接。在給煤機(jī)工作時(shí)，清堵裝置會(huì)根據(jù)時(shí)間繼電器設(shè)定的時(shí)間間隔（例如2h、4h等）進(jìn)行定期清堵，對(duì)粘壁煤進(jìn)行及時(shí)的刮除，以防止粘壁煤逐漸積累過多，最終導(dǎo)致堵塞問題。接收到給煤機(jī)的斷煤信號(hào)后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)并運(yùn)行一周，確保及時(shí)清理粘在墻上的煤，以確保給煤的流暢性。

3 改造方案

本文以某機(jī)組給煤機(jī)清堵裝置改造為例進(jìn)行分析，要求技術(shù)人員提前熟悉相關(guān)圖紙，準(zhǔn)備好相關(guān)工具和材料。在設(shè)備到場(chǎng)后進(jìn)行檢查和核對(duì)，清堵裝置上焊接對(duì)角吊耳，總共有4個(gè)，吊耳板的厚度和焊腳的高度均需≥10mm。拆除原有落煤管道，利用手動(dòng)葫蘆將拆卸下來的落煤管懸掛在給煤機(jī)上，并將其轉(zhuǎn)移到預(yù)定的地方進(jìn)行儲(chǔ)存。采用手動(dòng)葫蘆來固定過渡倉，并在校準(zhǔn)后進(jìn)行連接，確保過渡倉與原始煤倉之間的水平偏差在±8mm 范圍內(nèi)。

過渡倉連接上清堵機(jī)的法蘭以確保安裝的高質(zhì)量。插板門就位后進(jìn)行安裝，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體需求來確定插板門的安裝方向，下清堵裝置同理。設(shè)備主機(jī)的下筒與給煤機(jī)殼體之間的角焊縫焊腳高度≥8mm，下料口與給煤機(jī)進(jìn)口的連接部位沒有內(nèi)臺(tái)，旋轉(zhuǎn)清堵機(jī)的下口與給煤機(jī)進(jìn)口的同心偏差為±5mm，各個(gè)法蘭的連接面使用石棉繩進(jìn)行密封，以防止啟動(dòng)后出現(xiàn)漏粉現(xiàn)象。

現(xiàn)場(chǎng)控制柜的垂直度允許偏差為1.5mm。需要穩(wěn)固連接電纜及接地線，線頭平整，走線方式一致，電纜穿線管連接整齊，沒有出現(xiàn)松動(dòng)或脫落的情況。在指定的倉壁位置進(jìn)行開孔，尺寸為φ56。檢查噴嘴插入落煤管的尺寸，確保噴嘴的頭部與落煤管的內(nèi)壁平齊。測(cè)量倉壁和噴嘴底座的厚度，并在噴嘴主體上進(jìn)行標(biāo)記。噴嘴插入倉內(nèi)5mm，電磁脈沖閥安裝在噴嘴的側(cè)面，接口部分用生料帶緊緊纏繞，以防止氣體泄漏。完成高壓軟管連接后，檢查是否存在折角或死彎的情況，驗(yàn)證送氣后沒有漏氣的情況。檢查各個(gè)回路的絕緣值，并在接線完成后進(jìn)行復(fù)查，以確保每一個(gè)接點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。

3.1 吊裝作業(yè)

核對(duì)無誤后務(wù)必清理煤倉和場(chǎng)地，確?，F(xiàn)場(chǎng)沒有易燃和易爆物質(zhì)，并采取適當(dāng)?shù)姆阑鸫胧Ｈ绻簜}壁上粘有燃煤，還需要采取預(yù)防燃煤墜落的保護(hù)措施。依據(jù)圖紙上的描述來確定設(shè)備的安裝高度，上下接口的高度均需要進(jìn)行復(fù)核，總高度的偏差應(yīng)小于80mm。當(dāng)發(fā)現(xiàn)誤差過大時(shí)，可通過底部的伸縮部分進(jìn)行調(diào)節(jié)。在進(jìn)行設(shè)備的安裝和焊接之前，確保煤倉內(nèi)的煤已經(jīng)被徹底清除，并確保給煤機(jī)的進(jìn)料口皮帶已經(jīng)采取防火措施后開始吊裝作業(yè)。

將設(shè)備運(yùn)送到指定的地點(diǎn)，并妥善安排設(shè)備和材料的放置，吊裝作業(yè)時(shí)，可以使用鍋爐吊裝孔的電動(dòng)葫蘆，將拆卸的設(shè)備懸掛到鍋爐0米的位置。用叉車將設(shè)備安裝到板車上，并將其轉(zhuǎn)運(yùn)到指定的位置[3]。將防堵煤裝置和相關(guān)附件吊裝到給煤機(jī)平臺(tái)上，再用液壓叉車將設(shè)備運(yùn)送到施工位置完成安裝。在連接口上方1.5m 的位置，選擇對(duì)稱位置焊接4個(gè)吊耳，要求厚度不應(yīng)超過10mm。焊接時(shí)必須確保穩(wěn)固且無虛焊現(xiàn)象，焊角的高度應(yīng)為板厚δ+（2～3mm）。采取3T 手拉葫蘆提高過渡倉提高至原煤倉的切口處，并與原煤倉的原始接口相連。下部按照順序安裝上刮刀、雙向插板門、下刮刀以及給煤機(jī)入口伸縮節(jié)。視情況掛上手拉葫蘆，每個(gè)葫蘆的重量不得少于3t。

3.2 焊接作業(yè)

在焊接作業(yè)中，要求根據(jù)從上到下順序進(jìn)行焊接。根據(jù)焊接技術(shù)要求，焊接的角度高度應(yīng)為板材厚度δ+（2～3mm），并且要求焊接過程應(yīng)具有多層多道的特點(diǎn)，以確保焊接質(zhì)量的平整性和光滑性。組裝焊接時(shí)要確保坡口的表面以及附近的母材上的油、漆、垢、銹等都被徹底清除，表面可見金屬般的光澤。對(duì)接焊縫應(yīng)焊接坡口10～15mm（每一側(cè)），角焊縫的焊腳尺寸K 值+10mm。碳鋼采用506、507焊條，而不銹鋼與不銹鋼、不銹鋼與碳鋼之間則使用302、312焊條。焊接完成之后，需要進(jìn)行打磨，確保表面平滑，沒有凹凸之處，并進(jìn)行無損檢測(cè)，只有在檢測(cè)合格后才進(jìn)行連接。焊接期間注意確保法蘭焊接后的變形量不超過1‰，從而避免對(duì)設(shè)備性能造成負(fù)面干擾。

3.3 接線作業(yè)

接線作業(yè)要求接線必須穩(wěn)固可靠，每完成一根接線后，都應(yīng)該用手輕輕拉伸，以避免接線松動(dòng)或出現(xiàn)虛接的情況。當(dāng)電線經(jīng)過進(jìn)線孔時(shí)，必須清理進(jìn)線孔周圍的毛刺和尖銳凸起，并使用膠皮進(jìn)行保護(hù)，以防止線皮被劃破導(dǎo)致短路。電源電纜保護(hù)軟管必須達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，確保電纜軟管具有自然的弧度，進(jìn)入箱體時(shí)不能承受過大力，軟管與鍍鋅管連接的地方必須使用專用接頭。彎制電纜管上應(yīng)確保不出現(xiàn)裂紋和明顯的凹陷，其彎扁的程度不應(yīng)超過管子外徑的10%，同時(shí)電纜管的彎曲半徑也不應(yīng)低于傳入電纜的最小允許彎曲半徑。

完成連接等一系列作業(yè)后，應(yīng)進(jìn)行試機(jī)操作，提前從上至下對(duì)設(shè)備的每一個(gè)焊腳焊縫進(jìn)行全面檢查，以確保符合工藝規(guī)范，并且周圍沒有異物或擋阻，從而保證設(shè)備安裝的穩(wěn)固性和可靠性。變換電機(jī)的轉(zhuǎn)向方向，對(duì)各種工作模式下的設(shè)備運(yùn)行狀況并完成逐項(xiàng)測(cè)試。最后要清除設(shè)備表面的油漬，然后在設(shè)備的焊接部位進(jìn)行補(bǔ)漆，并根據(jù)甲方的指示，對(duì)油漆的顏色標(biāo)簽進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)清理。在試運(yùn)72h 后一切正常，即可完成設(shè)備交接驗(yàn)收表格，并提交給運(yùn)營部門[4]。

4 質(zhì)量驗(yàn)收

在煤倉刮刀旋轉(zhuǎn)防堵裝置項(xiàng)目的技術(shù)改造完成之后，能夠有效地解決給煤機(jī)入口段或更高位置的堵煤問題，從而滿足爐前給煤機(jī)的出力需求。旋轉(zhuǎn)清堵裝置可有效地解決從給煤機(jī)入口段向上超過3m范圍的堵煤清理。脈沖式氣力清堵裝置有效地解決在過渡倉段與原煤倉段連接位置的堵煤問題，確保整體清堵高度能夠超過4m。清堵裝置具備在滿載狀態(tài)下啟動(dòng)的能力，以確保煤的連續(xù)和均勻供應(yīng)。該裝置的控制功能應(yīng)當(dāng)能夠自動(dòng)啟動(dòng)，并支持在現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程進(jìn)行操作和監(jiān)視。清堵裝置的設(shè)計(jì)充分考慮雨季原煤水分增加的影響，并確保清堵效果的實(shí)現(xiàn)。清堵設(shè)備在安裝完畢之后，沒有出現(xiàn)任何泄漏現(xiàn)象，并且在操作過程中也沒有出現(xiàn)卡頓或振動(dòng)超出標(biāo)準(zhǔn)的情況。

5 實(shí)施效果

某電廠經(jīng)過對(duì)清堵裝置的改造升級(jí)，在經(jīng)濟(jì)效益上有效減少了負(fù)荷損失，如某機(jī)組每次負(fù)荷為50MW，降負(fù)荷時(shí)間為1h，每臺(tái)設(shè)備一年約20次降負(fù)荷，全年損失電量計(jì)算為：50×20×2×1=2000MW。如電費(fèi)為0.5元/kWh，那么會(huì)損害100萬元/年。同時(shí)，能夠減少投油損失，假設(shè)油價(jià)價(jià)格為1000元/t，投油量為20t，按照10次降負(fù)荷計(jì)算，全年投油損失為200萬元。另外，還能減少人力成本，由于對(duì)清堵系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)，無須由人工進(jìn)行清堵，大幅節(jié)約人工清堵操作的損失。假設(shè)安排6人進(jìn)行清堵工作，每年人力支出12萬元，則節(jié)約人力成本72萬元。

從社會(huì)效益上分析，本設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了人本主義生產(chǎn)理念，避免了手工清堵工作量，簡化安裝和施工的各個(gè)步驟，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和作業(yè)難度，降低生產(chǎn)管理成本和難度，同時(shí)也最大限度地消除工程施工過程中可能存在的安全隱患，全面提升施工環(huán)境。本設(shè)計(jì)在有效地解決電廠輸煤管道的堵煤問題的同時(shí)，確保輸煤系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時(shí)也有助于提高煙氣脫硫和脫硝的性能指標(biāo)。本設(shè)計(jì)能夠幫助企業(yè)更有效地采納配煤摻燒技術(shù)，從而減少企業(yè)發(fā)電生產(chǎn)成本。同時(shí)，也為處理火電廠相似問題提供解決方案，具有較高的社會(huì)價(jià)值和推廣意義。

綜上所述，為解決給煤機(jī)落煤段堵塞問題，本電廠提出了給煤機(jī)技術(shù)改造升級(jí)方案，取消原有煤倉落煤管基建并在給煤機(jī)的上部安裝了刮刀旋轉(zhuǎn)機(jī)械清堵設(shè)計(jì)，并采取雙臺(tái)套布置。通過升級(jí)改造設(shè)計(jì)能最大限度地提高機(jī)械清堵工作高度，擴(kuò)大清堵范圍，同時(shí)增設(shè)了旋風(fēng)式或矩陣式脈沖清堵裝置，提高清堵效果，也能提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。