一种新型防堵煤设施在火电机组的应用

李官鹏，刘义达，张乐川

（山东电力工程咨询院有限公司，山东济南250013）

一种新型防堵煤设施在火电机组的应用

李官鹏，刘义达，张乐川

（山东电力工程咨询院有限公司，山东济南250013）

原煤斗堵煤问题是困扰火电机组运行的主要问题之一。为了防止和解决原煤斗堵煤，结合百万机组工程原煤斗的设计优化措施和随动活化料斗这一新型煤斗防堵设施的选型及应用，对活化料斗结构及工作原理进行论述，同时对原煤斗与活化料斗的结合调整以及安装进行了说明。运行实践表明，随动活化料斗的选择是合理的，有效解决了原煤斗堵煤问题，提高了电厂运行的可靠性和经济性。

原煤斗；堵煤；优化；随动活化料斗

1 概述

神华国华寿光发电厂一期工程建设规模为2× 1 013 MW超超临界燃煤机组，该工程1号机组于2016-07-31完成168 h试运行，环保实现了“近零排放”目标。锅炉采用超超临界参数、直流炉、单炉膛、一次中间再热、平衡通风、半露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、前后墙对冲燃烧方式、π型锅炉。燃煤采用神府东胜烟煤，锅炉主要设计参数见表1。

制粉系统采用中速磨煤机冷一次风机正压直吹式制粉系统。每台炉设置6台中速磨煤机，5台运行，1台备用。与磨煤机相对应，每台炉配6台电子称重式皮带给煤机。煤仓间采用侧煤仓布置方案，混凝土结构，跨度为19.5 m，柱距为10.5 m，煤仓间长度与锅炉深度方向尺寸一致，长度为74.8 m，其中磨煤机占6档，煤仓间输煤转运站与磨煤机检修场地公用1档。上煤方式采用炉后穿烟囱皮带上煤，给煤机层标高与锅炉运转层取齐，为16.5 m。

表1 锅炉主要设计参数

2 初始原煤斗设计

本工程2台机组磨煤机公用1个侧煤仓，2个煤斗关于煤仓间中心线对称布置。原煤斗入口设计为9 m×9 m的立方体，通过高度为3 m的方圆节过渡为直径9 m的圆形截面，下方接高度为0.8 m的圆柱体，之后为一圆台体，原煤斗出口直径为1.2 m，原煤斗外形见图1。每台磨对应一座原煤斗，每台机组6座，本工程共12座，原煤斗容积及储煤小时数见表2，储煤小时数满足8 h以上的要求［1］。

图1 原煤斗外形

表2 原煤斗容积及储煤小时数

初始原煤斗外形设计已优化采用了防堵手段，相邻两壁的交线与水平面的最小夹角为70.4°，满足规范要求的70°要求［2］，而且下部圆台体采用了非对称偏心结构，使得原煤斗对原煤作用力偏离汇聚中心，对原煤流动产生积极作用［3］。另外，通过扩大煤斗出口直径、相邻壁交角内侧或容易堵煤的过渡段采用圆弧过渡以及下部圆锥段内衬耐磨不锈钢板等措施，避免内部挂煤，使得煤流更加顺畅。同时，为了防止堵煤，还考虑了空气炮或疏松机等防堵设施。

导致原煤斗堵煤的主要原因本质上可以归为煤质原因、设计原因和运行原因［4］，但防堵设施选择不当也是一个不可忽视的因素，目前市场上的防堵设施种类众多，各有其优缺点，使用效果也褒贬不一，如何有针对性地合理选择防堵设施至关重要。

本工程设计期间，将原煤斗防堵设施选择作为一项重点内容进行了深入讨论，并对防堵设施进行了比较。空气炮、输松机、空气锤，设备价格相对比较低，结构相对简单，对于流动性好的沙粒煤效果较好，输松机由于其占用煤斗内部空间，对煤流形成阻力，结构上存在一定负面效应，不运行时反而成为结堵原因；中心给料机、旋转煤斗，设备价格比较高，结构相对复杂，对下部原煤斗外型设计有一定要求，中心给料机需要经常运行，电耗较高，其内部锥体也占用煤斗内部空间；随动活化料斗，特性处于上述两类防堵设施之间，同时兼顾了多种防堵设施的优点，可根据情况运行部分设备或不运行，电耗比中心给料机和旋转煤斗低。最终，确定随动活化料斗作为防堵设施首选，并经过对其实际运行情况进行了充分调研后，确定本工程防堵设施选用随动活化料斗。

3 随动活化料斗的工作原理

随动活化料斗基本组成结构包括：悬吊部分、破拱部分、激振部分、密封部分、锤击部分、直通式煤闸板、控制部分等，见图2。

图2 随动活化料斗

随动活化料斗外形结构采用自塌陷多种结构的变形设计，物料流动性好时，利用其内部结构特点，物料自重下落，不消耗任何能源；当物料流动性较差，无法自重下落时，通过亚共振双质体振动，振动电机（振动源）带动激振架，由激振架再推动激振弹簧带动随动活化料斗本体一起振动，扰动物料，使内部物料处于活化状态；当物料流动性极差，活化料斗下部安装的锤击装置工作，通过锤击振荡产生的冲击能量与随动活化料斗本体的振动交叉集合产生扰动能量，并结合流线型无阻挡结构，使物料松动，确保粘性煤通畅下落。

随动活化料斗既可就地手动控制，也可远方自动控制，设有堵煤信号装置，堵塞断流后，5s内发断煤警报信号，按上述原理，振动电机首先自动启动，疏通畅通后自动停机。

4 原煤斗的调整和活化料斗的安装

随动活化料斗安装需对原煤斗进行局部调整，不能影响原煤斗的容积及结构强度，料斗与原煤斗之间采用柔性连接。本工程将原煤斗22.08 m以下部分切除，原煤斗出口直径变为2.186 m，出口上方煤斗外壁需预留悬吊支架，并校核验算其受力，满足下方悬吊活化料斗自重以及料斗工作时振动力，调整后原煤斗外形如图3。

图3 调整后原煤斗外形

随动活化料斗安装时，先将吊耳组件焊接在原煤仓加劲板上对应位置，再吊装料斗本体到相应位置，连接吊耳，取掉吊装，调平后再连接软连接，加煤后，料斗需要再次检查，若有倾斜，需要再次调整直至调平为止。活化料斗现场安装后煤斗见图4。

图4 活化料斗安装后原煤斗

5 结语

原煤斗堵煤问题是困扰火电机组运行的主要问题之一，也是直接影响锅炉燃烧稳定安全经济运行的重要因素［5］。本工程在原煤斗外形结构设计采取了必要的优化防堵措施，结合随动活化料斗这一新型煤斗防堵设施的应用，至今未发生过堵煤情况。运行实践证明，随动活化料斗的选择是合理的，其应用有效解决了煤斗堵煤问题，提高了电厂运行的可靠性和经济性。

［1］中国电力企业联合会.大中型火车发电厂设计规范：GB 50660—2011［S］.北京：中国计划出版社.

［2］电力行业电力规划设计标准化技术委员会.火力发电厂制粉系统设计计算技术规定：DL/T 5145—2012［S］.北京：中国电力出版社.

［3］祁金胜，黄汝玲，高永芬.介绍一种新型的煤斗设计［J］.电站系统工程，2010，26（1）：31-32.

［4］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）：65-66，161.

［5］刘建国，冯培良，陈辉，等.正压制粉系统煤仓下煤不畅的治理［J］.中国电力，2010，43（5）：51-54.

Application of New Anti-blocking Facility for Thermal Power Units

LI Guanpeng，LIU Yida，ZHANG Lechuan
（Shandong Electric Power Engineering Consulting Institute Co.，Ltd.，jinan 250013，China）

Coal blockage in the coal bunker is one of the main problems in the operation of thermal power units.In order to prevent and solve the coal blockage in coal bunker，combined with the optimization measures in the design of raw coal bunker and the application of the new anti-blocking facility，namely，the servo activation hopper，in the project of 1 000 MW unit，the structure and working principle of servo activation hopper are discussed.At the same time，the adjustment and installation of the raw coal bunker and activation hopper are described.The operation practice shows that the selection of servo activation hopper is reasonable，the servo activation hopper can effectively solve the problem of coal blockage and improve the reliability and economy of power plant operation.

coal bunker；coal blockage；optimization；servo activation hopper

TM621.7

B

1007－9904（2017）05－0069－03

2016-12-11

李官鹏（1979），男，高级工程师，主要从事电力设计工作。