振动给煤机粘煤问题浅析及解决方法

牛世君

（国家能源集团准能集团哈尔乌素选煤厂，内蒙古 鄂尔多斯 010300）

现代火电厂煤的输送系统一般是铁路运煤车通过电厂翻车机翻卸后,原煤经给煤机及多条带式输送机至煤场或原煤仓,然后经过除铁、筛选、破碎后进入锅炉煤斗,为锅炉供煤。翻车机翻卸后,原煤进入翻车机下部的煤斗,在煤斗底部装有给煤机,通过给煤机将原煤输送到其后的带式输送机上。

一、振动给煤机的类型

（一）往复式给煤机。1.结构及工作原理。往复式给煤机是由机架、给料槽、传动平台、漏斗、闸门、托辊等组成。工作时驱动装置驱动曲柄连轩机构运动，从而带动给料槽在托辊上作直线往复运动，将煤均匀地卸载到其它设备上。2.往复式给煤机的优缺点。优点：给煤机生产能力大，运行可靠，具有一定的耐冲击力。设备结构体积小、重量轻，便于安装。给料粒度范围宽、给料量可调节范围大。缺点：给煤机由于往复运动，给料不连续，生产效率低，能耗大，设备噪音也大。物料在给料槽底板上反复磨损，易损坏，维修工作量大。3.往复式给煤机的应用场合。往复式给煤机的应用场合主要为粒度范围较大的原煤储煤场、原煤仓、末煤仓、块煤仓、矸石仓等。

（二）振动给煤机。1.结构及工作原理。振动给煤机主要由电动机、激振器、给料槽、减振装置等组成。工作过程是利用电动机带动激振器驱动给料槽作周期直线往复振动，给料槽中的煤连续按照抛物线的轨迹运动，以达到给煤的目的。2.振动给煤机的优缺点。优点：给煤机在生产流程中，可把块状、颗粒状煤从煤仓中均匀、定时、连续地给到各受料装置中去。振动给煤机具有体积小，重量轻，结构简单，安装方便，无转动部件不需润滑，维修方便，运行费用低，给料量精度高等特点。给料槽中的煤按抛物线的轨迹向前进行跳跃运动，因此给料槽的磨损较小，消耗电能少。缺点：给煤机振动给料的特点，设备噪音大，给料受物料粒度及比重影响较大，给料量不稳定，也不方便调节给料量。为了承受较大的仓压，导料槽的长度长，设备高度高，工程投资加大，同时对设计空间有限制的情况下无法使用该设备。

（三）甲带给煤机。1.结构及工作原理。甲带给煤机由驱动装置、驱动滚筒、改向滚筒、缓冲托辊、支架、张紧装置等组成。工作时煤仓内的煤经连接段进入导料槽落在甲带上，驱动装置带动驱动滚筒旋转，带动胶带和甲带运动，甲带上的煤随之运动，实现煤的连续排出。2.甲带给煤机的优缺点。优点：给煤机结构紧凑，调速范围大，而且可实现无级调速。甲带式给煤机还具有给料均匀，输送能力大，运行平稳，输送功率小等特点。缺点：由于甲带式给煤机靠甲带与胶带摩擦力驱动，容易打滑和跑偏。此外，甲带是由甲带块和尼龙轴组装而成，受到较大冲击时尼龙轴容易损坏。而损坏后的尼龙轴很难取出，维修成本大大提高，因此限制了甲带给煤机的使用。甲带给煤机由于甲带间有缝隙，存在漏煤情况。

3.甲带给煤机的应用场合。甲带给煤机的应用场合主要为粒度较大的原煤仓、

末煤仓、装车仓等。给料范围大（0～500mm），此设备广泛用于原煤端的给煤。

二、振动给煤机结构改造及控制改造研究

（一）给煤机结构改造。1.给煤机吊挂钢丝绳和给煤机出煤口改造给煤机溜槽采用全吊设计，在给料过程中由于激振器的动作，钢丝绳负荷不断变化，造成应力集中，致使吊挂螺丝在正常的运行过程中磨损严重，使用寿命有限。通过现场调研和相关分析发现，利用橡胶套的耐震、耐磨性，以及良好的弹性，可以有效降低金属接触部位的冲击力及其造成的机械磨损，这样可以延长螺丝的使用寿命。同时，将前吊式改为后座式，可以进一步减少钢丝绳更换的频率，工作人员只需定期检查橡胶套和钢丝绳的磨损情况，及时更换就能很好地保证设备的正常运行。另外，给料机出煤口距离皮带有5cm的距离，装车给料过程中极易引起漏煤、溢煤，给精煤皮带的安全运行带来不良影响，因此从给料机出煤口到距精煤输送皮带2cm加装一块厚度1cm的舌板，引导煤流方向，可以杜绝溢煤、漏煤情况的出现。2.给煤机上下扶梯及平台改造。给煤机平台为垂直设计，且每台给煤机之间相互独立，没有直接通道，岗位工上下给煤机启停需要上下攀爬，很不方便，且存在一定的安全隐患，为此将上下扶梯改为倾斜扶梯，并加装护栏，这样工作人员上下更加方便安全。

（二）给煤机控制改造研究。1.给煤机与精煤输送皮带控制技术革新。给煤机电控系统采用继电器—接触器，集中—就地控制方式。在集中控制状态下，按照PLC进行逻辑运算，顺煤流启动，逆煤流停止。但是，给煤机与精煤输送皮带之间没有有效的电气连锁，一旦输送皮带停机，而给煤机仍然给料的话，很容易导致压皮带、溢煤、重负荷启车等现象。因此，从软件和硬件两个方面对其进行改造。首先，软件方面，对给煤机控制程序进行修改，将其与精煤输送皮带进行电气连锁；其次，硬件方面，将给煤机的控制电源与精煤输送皮带接触器的常开触点连接，组成硬闭锁。这样，从两个方面入手，组成双保险，有效杜绝输送皮带停机而给煤机持续给料的问题。2.给煤机溜槽液压闸板控制方式改进。给煤机采用盘式可控制动装置，溜槽闸板依靠人工旋转通过齿轮传动打开闸板，易磨损生锈，维护困难，容易发生机械故障，造成给料机闸板的开闭故障，给料不匀或不足等，严重时造成精煤皮带重负荷启车，影响装车设备的运行安全和正常的装车外运。

三、给煤机存在的主要问题

（一）设计问题。为了减少粉尘污染和防止卸煤时原煤直接冲击给煤机,造成胶带跑偏和损坏,要求在运行时煤斗中要有封底煤以减少落煤时强烈冲击损坏胶带,但在运行中,保证煤斗中留有封底煤是比较困难的。因为带式给煤机的驱动电机为定速电机,在运行中不能调整生产能力,因此,实际上在卸煤快结束时,由于电机速度没有改变,煤斗里所有煤都落到了胶带上,很难留有存底煤。

（二）操作人员工作量大。带式给煤机由于水喷淋、煤流冲击及导煤槽胶皮磨损等原因,造成胶带经常跑偏、打滑,而且调整起来比较困难,增大了操作人员的工作量,也是设备损坏、影响卸煤的重大隐患。

（三）环境污染严重。由于挡煤胶带磨损,调整困难,因此无法实现全密封,造成给煤机在运行中煤粉尘飞扬,漏粉严重,运行环境恶劣。不仅严重危害操作人员的身体健康、污染墙面和地面,由于粉尘积聚,极易引起火灾和爆炸,存在重大安全隐患。

案例分析

（一）概况。哈尔滨气化厂热电厂装有3套12 MW发电机组，其中3台锅炉为无锡锅炉厂生产的UG—130／3.82—M4型自然循环、固态排渣煤粉锅炉，锅炉配两套290／470型钢球磨煤机、中间储仓式制粉系统，振动给煤机型号为ZG—200型。在雨季及冬季运行中，发现振动给煤机经常发生粘煤现象，造成给煤量减少，制粉系统出力降低，运行时间延长，制粉电耗增加。若调整不利，易造成球磨机出口温度升高，曾使制粉系统发生爆破，危险极大。为恢复制粉系统出力，需停运振动给煤机，铲除粘煤，导致制粉系统波动、燃烧不稳。为保证制粉系统出力和安全、经济运行，需从根本上杜绝振动给煤机发生粘煤现象。伴随振动给煤机粘煤，球磨机入口处也因煤湿易发生积煤、积粉自燃。

（二）粘煤原因分析。振动给煤机原理是靠振动器给燃煤一个弹跳力，当力的垂直分量足以克服煤粒的重力和粘力时，煤粒会被抛起。由于给煤槽的倾斜角，煤呈抛物线形跳跃前进。若煤粒较小，则表面积增加，同时表面上的粘性物质也增加，煤中水分会聚集在粘性物质和煤粒表面上，加之微小颗粒的煤粉，产生了粘性。此种现象，在煤粒较干时并不明显：当含水量达到10%左右时，随水分增加粘性迅速增长。伴随给煤机的振动，煤粘附在给煤槽上，不仅产生严重的不均匀性塌落，而且越粘越厚，最后不能正常给煤，以至中断。在冬季，室外煤中雪水冻结煤粒成块，室内融化时粘性更大，极易粘附在给煤槽上。

（三）解决方法。借用制粉系统热风干燥理论，在给煤槽底部加装一个热风槽，槽呈渐缩形，以提高热风流速、降低热风出口压力。引少量球磨机入口热风至热风槽内，烘热给煤槽底部，提高煤及底板的温度，干燥与底板接触燃煤的表面水分，从根本上降低了粘性，保证给煤顺畅。在球磨机入口负压下，此热风随煤进入落煤管，继续加热燃煤，有效防止了球磨机因煤湿积煤、积粉自燃，提高了制粉系统的安全性。振动给煤机热风运行有关数据为：热风入口风压2 000 Pa；热风入口风温220℃；热风出口风温90℃：给煤槽底板中部温度75℃。由于在给煤槽上加装热风槽，整个系统折算质量被更改，系统振动特性发生变化，应调整板弹簧片数，以恢复其固有频率。具体方法是：松动振动器两端的压紧螺栓，若电流减小、振幅增大，则应减小板弹簧的片数；反之，若电流增大、振幅减小，则应增加板弹簧的片数。若增加质量较小，也可不做调整，注意选用同样型号的板弹簧。调整时，必须保证振动力通过给煤槽重心。

当燃煤含水量大于10%以致发生粘煤时，通以热风可使振动给煤机恢复正常工作，保证给煤通畅，有效防止了球磨机入口积煤、积粉着火和制粉系统爆破，同时减少了制粉系统运行时间。据不完全统计，6台球磨机每年可节约用电62．5万KW.h；并且在一定程度上减轻了波浪瓦和钢球的磨损，减少了钢球消耗量及球磨机大修费用。可见热通风方法可以保证制粉系统经济、安全地运行。在火力发电厂，热风来源十分方便可靠，用热通风方法解决振动给煤机粘煤行之有效，并且使整个制粉系统经济安全，所以此方法值得推广应用。