制粉系统原煤斗防堵方案研究

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1、制粉系统原煤斗防堵方案研究中南电力设计院湖北武汉430071摘要：木文结合现行规程对原煤斗设计的规定，并从部分工程现场出现的煤斗堵塞的原因入手，分析煤斗堵塞的原因，推荐在满足煤斗储煤量的前提下，选择合理的煤斗形状，结构尺寸及下部小斗结构，并阐述了各种防堵措施的适用性，为煤斗防堵提供了合理的设计方案。制粉系统是燃煤火力发电厂的重要组成部分，其运行通畅与否育•接影响锅炉运行的安全性与经济性。而原煤斗堵煤导致制粉系统中断的情况乂是火电厂经常遇到的问题。当煤斗出现堵塞不能自动或连续均匀下煤时会引发一系列问题,如给煤机断煤，燃烧火焰失稳及运行参数波动等。如果处理不好还会导致锅炉灭

2、火，重者引起煤斗自燃，甚至爆炸，影响正常生产。因此原煤斗堵煤问题已经成为影响部分火电厂稳定运行的主要因素，如何采取有效的措施解决煤斗堵煤已成为火力发电厂重点关注的问题。对于原煤斗堵煤的问题，各电厂都想尽了很多方法，甚至部分电厂采取的办法是派专人在煤斗旁边看守，人工敲打原煤斗疏通。因此，查明原因，找出合适的方法解决原煤斗堵谋问题对于火电厂的稳定运行有着十分重要的意义。1煤斗堵塞的原因分析1.1根据DL/T5145-2002“火力发电厂制粉系统设计计算技术规定”8.1.2,大容量锅炉的原煤仓圆锥形出口段与水平面交角不应小于60°；对于褐煤及黏性大或易燃的烟煤，壁面与

3、水平面交角不应小于70°,这样就会使得煤斗漏斗段的高度远大于直径，即形成煤斗漏斗段高的型式■上口大，下口小，煤斗越往下，面积越小，若没有外力作用，仅靠自重力自上而下流动，当摩擦系数不变，煤越往下流动，在上层煤的重力作用下，煤与煤的摩擦力、煤与仓壁的摩擦力、仓壁对煤的挤压力越大，且煤层高度越高，煤体对煤斗侧壁的压力越大，摩擦力越大，使煤固结强度增加而导致起拱，形成我们常见的压缩拱。另外煤粉在煤斗中降落时，因截面的收缩而逐渐密实导致结拱。1.2煤粉颗粒较小，只要水分稍大，尤其是雨季，煤斗易生锈，煤的粘附力较大，极易粘附于斗壁上，原煤斗易堵煤，形成芯流状态。此状态下只

4、是由于水分增加，总体颗粒度变小导致内摩擦力增加过大造成的。1.3常见的冷一次风直吹式制粉系统为正压运行系统，通过给煤机落煤管传到煤斗下部岀口的压强有1000Pa以上，产生的阻力N二P×S二1000×0.7×0.75=525N,所以产生气压平衡拱的可能性也很大。这样形成了常说的气压平衡拱。上述3种类型的结拱如图：1.3-13种煤斗结拱类型2原煤斗线型优化2.1增人煤斗出口面积根据上述分析，煤斗出口尺寸对煤斗堵煤有很大的影响，解决堵煤最简单而有效的一个办法就是加大煤斗出口面积，而煤斗出口与给煤机进口相连，这一尺寸受给煤机带宽限制，并无很人

5、优化空间，但是通过与给煤机厂家配合后给煤机进口尺寸可适当增大。2.2煤斗上口形状的选择传统钢煤斗就其外形来看，主要分为普通矩形煤斗和圆筒形煤斗，圆形煤斗由于其单位容积用钢量少，受力合理明确，可充分发挥钢材的受拉特性，且落煤性能优于矩形煤斗等优点，被广泛采用，但随着火电厂朝大容量、超超临界机组方向发展，人机组对煤斗的容量也随之人幅度提高，如仍简单的采用圆形煤斗，就会产生煤斗本体高度过高，皮带层标高随之上升，从而导致电厂煤仓间框架的造价增加。以往火力发电厂主厂房布置常采用炉前内煤仓布置形式，即汽机房，除氧间，煤仓间四列式布置，这种布置形式，通常是煤斗在煤仓间呈一字排开，煤仓

6、间采用两条皮带连续上煤或定点上煤，圆形煤斗和矩形煤斗均满足上煤要求。随着火电厂朝大容量、超超临界机组方向发展，主厂房布置形式也发生了变化,国内越来越多的电厂采用了紧凑型布置，煤仓间由炉前内煤仓转变为侧煤仓，即煤仓间位于两台锅炉之间，这种方案煤斗呈两列布置，通常煤仓间布置3条皮带,两台炉的煤斗共用中间一条输煤皮带机，若煤斗上部仍采用圆形就很难满足此要求，因此煤斗上口一般做成矩形。2.3煤斗线型优化在煤斗容积满足设计煤小吋数的前提下，适当降低皮带层标高，可降低煤仓间容积，从而降低工程造价。相对来说，双曲线型小煤斗有着更好的受力情况，也有利于防止堵煤,但是双曲线在制作工艺上较

7、为复杂，特别是空间利用率上较锥形煤斗差，使皮带层标高升高，我院近期部分大容量机组均采用了锥形小煤斗，已经投入运行的华润电力（贺州）有限公司一期2×1000MW机组，华能岳阳电厂三期2×600MW等，煤斗下部均采用的是锥形小煤斗，运行情况良好，现场并未反映堵煤。因此，只要煤斗与水平角度满足规程要求，并辅以其他防堵措施（本文后述部分将介绍），下部煤斗无须采用空间利用率不高的双曲线小煤斗。因此，建议煤斗选取近似双曲线形状的圆锥型小煤斗。常规的煤斗都有一个对称中心，从受力角度分析，煤斗的对称中心也是煤斗对原煤作用力的汇聚中