双出口原煤仓防堵设计优化

宋景明，孙玉芳，王冬梅

（ 国核电力规划设计研究院，北京 100095）

0 引 言

火力发电厂煤粉锅炉在采用双进双出钢球磨正压直吹式冷一次风机制粉系统时，磨煤机有纵向和横向两种布置方式。磨煤机采用纵向布置时，磨煤机中心线垂直于炉前炉后方向，每台磨煤机占两个柱距，双进双出钢球磨每个原煤入口对应一座单出口原煤仓;磨煤机采用横向布置时，磨煤机中心线平行于炉前炉后方向，每台磨煤机对应一座双出口原煤仓［1－3］。

当磨煤机采用纵向布置时，每台磨煤机对应两座单出口原煤仓，原煤仓位于给煤机入口的正上方，原煤仓下部金属小煤斗采用正圆锥形，且原煤仓容积相对磨煤机横向布置要小，原煤仓出口壁面与水平面的交角可达73°，据现场反映在运行过程中基本不存在堵煤的情况，但此种布置方式煤仓间占地面积大，主厂房容积大，与各集团发电公司压缩主厂房容积的要求不符，现在已很少采用［4－5］。

当磨煤机采用横向布置时，给煤机入口在原煤仓中心线两侧，每台磨煤机对应一座双出口原煤仓，原煤仓容积大，原煤仓基本结构为:上部圆柱体，中间圆台体，下部两个钢制斜锥小煤斗。此种布置方式原煤仓占地面积小，但原煤仓出口壁面与水平面的交角相对较小。据现场反映，原煤仓堵煤较严重，影响机组正常运行。

为全面了解双进双出钢球磨所对应原煤仓的堵煤情况及所采取的解决措施，对多个300 MW机组进行了现场调查。

1 现状调查

菏泽电厂三期、莱城电厂一期、莱城电厂二期、章丘发电厂二期、蓬莱电厂一期、滕州新源热电工程均为300 MW机组，均采用双进双出钢球磨正压直吹式冷一次风机制粉系统，现场调查情况见表1。

表1 现场调查情况表

从以上6个工程数据分析，可以看出，双出口原煤仓堵煤现象比较普遍。

原煤仓堵煤不仅给现场运行带来不便，更重要的是如果堵煤严重将影响机组出力。

2 双出口原煤仓的堵煤原因分析

2.1 相邻两壁交线与水平面角度偏小

相邻两壁交线与水平面角度规程要求不小于55°，章丘电厂为 56.3°，滕州电厂为 51.1°，刚满足或小于规程要求，不利于煤的流动。

2.2 出口壁面与水平面的交角偏小

出口壁面与水平面的交角规程要求不小于60°，调查发现部分电厂此角度偏小，不利于煤的流动。

2.3 平板与圆锥过度，过渡圆弧偏小

以往设计双出口小煤斗部分为平板与圆锥的组合，结合面处采用圆弧过度，虽满足规程要求的圆弧半径不小于200 mm的要求，但因此部分截面逐渐变小，容易造成挤压堵煤。

2.4 来煤水分过大

当恶劣天气较多，电煤市场紧张时，为保证电厂正常运行，对于许多电厂只要有煤就行，所燃燃料偏离设计值较大，来煤水分增大，使煤的粘结性增大。

2.5 原有防堵设备选择不合适

从调查的结果看，原有防堵设备效果不理想，造成消除堵煤不及时，可通过更换设备来解决。

2.6 煤斗出口至给煤机入口段管道需优化

煤斗出口尺寸受给煤机皮带宽度及给煤距离的限制，在给煤机设备允许的情况下应尽量当加大出口尺寸及改变给煤机接口形式(如改为方形的)来优化煤斗出口至给煤机入口段管道。

根据对以上6个因素的调查验证，可得出造成双出口原煤仓堵煤的4个主要因素是:

(1)相邻两壁交线与水平面角度偏小。

(2)出口壁面与水平面的交角偏小。

(3)平板与圆锥过渡，过渡圆弧偏小。

(4)来煤水分过大。

3 双出口原煤仓防堵设计优化

根据双出口原煤仓堵煤的4个主要因素，可采取以下优化措施:

(1)相邻两壁交线与水平面角度偏小:将双出口原煤仓金属小煤斗部分由平板与圆锥组合优化为斜圆锥，取消两壁交线。

(2)出口壁面与水平面的交角偏小:金属煤斗上部做成一体，增大容积，下部分成两个斜锥体，在保证原煤仓容积不变的情况下，可增大出口壁面与水平面的角度。

(3)平板与圆锥过渡，过渡圆弧偏小:将双出口原煤仓金属小煤斗部分由平板与圆锥组合优化为斜圆锥，取消过渡圆弧。

(4)来煤水分过大:此问题需靠电厂燃料部门加大市场采购力度，最大限度采用设计煤质来解决。

根据以上优化措施，在某300 MW机组双进双出钢球磨所配的双出口原煤仓设计中，经过分析研究，对双出口原煤仓进行优化如下:

(1)改变下部钢制小煤斗的型线，由原来的平板跟圆锥面的组合修改为斜圆锥，避免平板跟圆锥面的交线及过渡。

(2)在保证原煤仓储煤容量的前提下，尽量加大钢制小煤斗高度，增大下部锥斗部分壁面与水平面的交角。

根据以上指导思想，在保证双出口原煤仓总高度不变、储煤容积基本不变的情况下，优化前后原煤仓外形图如图1及图2所示。

图1 优化前原煤仓外形

图2 优化后原煤仓外形

根据以上原煤仓优化前后的数据可看出，在保证双出口原煤仓总高度不变、储煤容积基本不变时，原煤仓下部小煤斗壁面与水平面的最小角度由 61.5°增大到 64.2°，取消平板跟圆锥面的交线及过渡，这都利于加强煤的流动性，避免原煤仓堵煤。

5 结束语

常规原煤仓防堵措施仅局限于在原煤仓上设空气炮、振打装置、疏松装置等，而未考虑原煤仓本身型线因素，文中深入分析了原煤仓堵煤的深层原因，通过改变原煤仓型线，配合空气炮、振打装置等辅助手段，通过优化，很好地解决了双出口原煤仓堵煤问题。优化后的双出口原煤仓已成功应用于实际工程，运行两年多来，基本未出现过原煤仓堵煤现象，防堵煤效果良好。

［1］曹晓光，赵青青.基于WTW的电动汽车效率研究［J］.森林工程，2014，30(1):154 －156.

［2］GB 50660－2011，大中型火力发电厂设计规范［S］.北京:中国计划出版社，2011.

［3］刘小川，邱代林.燃煤火力发电厂原煤斗堵煤问题的分析及对策［J］.能源与节能，2013，12(99).

［4］李 阳，陈洪涛，宋治国.热电厂落煤斗堵煤现象的分析及改进方法［J］.华电技术，2008.

［5］郑浦水，童家麟，王晶晶，等.300 MW机组磨煤机频发堵煤问题的分析与解决［J］.华北电力技术，2012.