循环流化床锅炉碎煤机布料系统改造研究

马云飞 ，冷 杰，苏永明，左 坤，丛日成

(1.辽宁南票煤电有限公司煤矸石热电分公司，辽宁 葫芦岛 125027；2.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006；3.陆军装甲兵学院士官学校，吉林 长春 130000)

辽宁南票煤电有限公司煤矸石热电分公司(以下简称南票电厂)位于辽宁省葫芦岛市西北部南票矿区内。现有4台机组，总装机容量为500 MW。1期为2台100 MW高压机组，配套2台410 t/h循环流化床锅炉[1-3]，1号、2号机组于2004年投产。2期为2台150 MW级超高压机组，配套2台480 t/h循环流化床锅炉，3号、4号机组于2010年投产。南票电厂是典型的煤矸石综合利用企业，燃用煤矸石约230万t/a。燃煤主要以辽宁南票矿区的劣质煤为主，煤中含有大量煤泥和煤矸石，收到基低位发热量小于12 560 kJ/kg，煤质较差。现有输煤系统是在一期输煤系统的基础上改造而成，在筛煤和碎煤环节的工艺衔接上存在先天设计不合理的问题，影响了碎煤机的破碎效率和煤的粒度合格率，循环流化床锅炉要求燃煤粒径为0～10 mm，因此燃煤的合格率对锅炉燃烧影响较大，直接影响锅炉的经济指标，而燃煤粒度合格率对循环流化床锅炉燃烧有重要影响。为了提高燃煤粒度合格率，在碎煤机入口加装了布煤器，通过1年多运行实践，该系统提高了燃煤粒度合格率，延长了碎煤机锤头的寿命，从而降低了锅炉设备检修量及锅炉受热面磨损和煤耗，提高了锅炉经济性。

循环流化床锅炉要求燃煤粒径为0～10 mm，提高燃煤粒度合格率对锅炉经济性至关重要[4-5]。现有的公用输煤系统是在1期输煤系统的基础上改造而成的，受空间的限制存在工艺设计环节接口不合理的地方，特别是筛煤和碎煤设备工艺布置，由于筛煤机宽度受土建立柱的影响，其出口宽度小于碎煤机入口宽度，加之煤质差，造成了煤层在碎煤机入口分布不均，煤不能被有效破碎，不仅降低了破碎效率和影响锤头使用寿命，更重要的是影响入炉煤合格率、设备检修量和锅炉受热面的磨损等。因此，输煤系统中筛煤机到碎煤机是输煤系统的瓶颈环节，为寻找解决问题有效途径，本文对输煤破碎系统进行了深入研究，找出破碎过程中存在的问题，并对碎煤机进行布煤器改造。

1 碎煤机布煤器设置及原理

1.1 输煤系统组成

1、2期公用输煤系统由13段皮带、2台筛碎煤机、1台斗轮机及附属设备组成，除7号、8号皮带和斗轮机外，其余设备都是1用1备，双路设置。筛煤机和碎煤机设置在碎煤机室，筛煤机选用高幅筛，碎煤机选用可逆锤击式破碎机，筛碎煤设备布置在3号皮带后和4号皮带前。3号皮带通过落煤筒将煤送入筛煤机后，粒径为0～10 mm的合格煤直接透过高幅筛的筛面落在4号皮带上，不合格的煤会进入碎煤机内，经过破碎合格后落在4号皮带上，最后进入锅炉原煤仓。

1.2 布煤器组成

布煤器主要由壳体、布煤装置和加热装置组成。壳体是布煤器的外壳部分，内部加装耐磨衬板，起到落煤作用，内部装有布煤装置。布煤装置是布煤器的核心部分，其结构是沿中线切开的半个圆锥体，由铸钢材料铸造而成，并且在外壳体内部前后两侧交叉布置，一侧5个，另一侧6个。加热装置是通过热风夹层加热方式加热布煤器内部。由于煤中水分比较大，煤比较湿粘，根据布煤器的实际运行工况，要使圆锥体内达到布煤分煤效果，壳体内不能有煤粘结，否则会造成布料器失去布煤功能，还可能造成布煤器内堵塞。经过分析，采用维护成本低、故障率低的热风夹层加热方式，可达到布煤器内部不粘煤的效果。

1.3 布煤器原理

布煤器是将燃煤均布于碎煤机入口横断面上的装置。布煤器安装在碎煤机软连接的上部，是在原落煤筒的基础上改造而成，去掉一段落煤筒后安装此布煤器，布煤装置是半圆锥体，布煤器内部加装耐磨衬板。煤在下落过程中与上层圆锥体碰撞分流，落到下层后再次被半圆锥体碰撞和分流，最后煤层被分布均匀后落入碎煤机内，煤被锤头更加充分和有效打击破碎，防止煤分配不均匀，提高了煤的破碎效率和煤粒度的合格率。由于落煤高度、尺寸及煤的小时流量没有发生变化，不会对碎煤机的额定出力产生影响。布煤器采用不带电机的无动力型式，不消耗电力，结构简单并且维护量小。

2 碎煤机布煤器改造

2.1 布煤器安装

布煤器安装在碎煤机软连接的上部，在筛煤机出口落煤筒用法兰连接，两侧用吊杆吊耳悬挂和拉紧，防止在上煤时产生晃动。

2.2 布煤器防磨

布煤器内部安装有防磨衬板，防止由于煤的冲刷而造成壳体磨损，布煤器内的半圆锥体由铸钢铸造而成，可增加其使用寿命。

2.3 布煤器检修

由于布煤器安装在碎煤机上部，空间位置高，必须考虑其检修方便性，因此在布煤器的外壳上加装人孔门以方便检查。布煤器内起分煤作用的半圆锥体安装在能拆卸的方门上，便于更换。

2.4 布煤器防堵塞

煤质差加之煤的粘度和水分较大，可能存在布煤器内部堵塞问题。由于筛煤机出口与碎煤机入口有2 m的高度差，同时对布煤器采用夹层热风加热方式，半圆锥体及壳体内部的粘煤会因煤下落的重力而被冲刷掉，实现布煤器圆锥体和筒体内部的粘煤自清理，无需人工清理内部积煤。

3 经济效益分析

改造工程使用的钢板、衬板、铸造锥体等材料费、制作费和安装费总计19万元。改造后，每年可节省锤头4套，每套锤头11.4万元，合计45.6万元。由于提高了煤粒度合格率，明显减轻对锅炉受热面的磨损，特别是密相区以上受热面管子的磨损，提高了锅炉运行安全性。同时，提高煤粒度合格率，有利于锅炉燃烧及降低锅炉飞灰和大渣含碳量。

4 结束语

碎煤机布料系统改造后，改善了碎煤机入口煤分布不均的缺陷，并且能实现无动力布煤，通过1年多的运行实践，提高了燃煤粒度合格率，延长了碎煤机锤头寿命，降低了锅炉设备检修量，减轻了锅炉受热面磨损，提高了锅炉安全性和经济性。