揭秘鍋爐煤倉清堵改造屢屢失敗的真正原因

一、背景說明

福建某化工公司熱電廠有4臺130噸高溫高壓循環流化床鍋爐，煤倉結構上部為混凝土結構，下部為鋼制落煤管與給煤機相連。運行兩年以來，煤倉堵煤情況非常嚴重。經常會出現因為煤倉堵煤影響主氣壓力、主汽溫度的現象。嚴重時影響鍋爐帶負荷能力，甚至導致壓火停爐。

1、混凝土部分為方錐型，煤倉圖紙如下圖，四面煤貼壁現象很嚴重，運行2個月以后，四個面貼壁煤厚的地方，可達600-800mm,只保留中間一個孔洞下煤。

2、給煤機與混凝土之間連接的落煤管高度約為2000mm，規格上口800*800，下口500*500，中間有膨脹節結構和閘板門。如下圖所示：

3、平時發生堵煤時采取的臨時措施只能是敲打下部落煤管，嚴重時用氣割割開落煤管，用鐵棒捅煤。效果有限。因為上部為混凝土結構，不能通過敲打震動方式協助下煤，只能從煤倉頂部從上往下用竹竿捅煤，但是因為距離太長，人力有限，所以效果也不好。

二、防堵技改措施的選擇

經過市場調研，當下可供使用的防堵措施主要有四種，煤倉耐磨微晶襯板、震動器、空氣炮和煤倉清堵機。我們分別對這些措施進行調研和考察。

1、煤倉襯板是通過減小煤與倉壁的摩擦系數，減小摩擦阻力，以利于正常下煤的。已經廣泛應用于各類大型廠礦的煤倉的。但是單一的防堵措施能否滿足我廠的堵煤現狀，也是個未知數，另外就是考慮有些廠襯板的脫落更造成了嚴重的堵煤，所以我們就考慮用其他的方式或者綜合措施來解決煤倉堵煤問題。

2、倉壁震動器是早些年最常用的一種通過震動來疏通料倉堵塞的方式，經驗證明，在物料比較干的情況，有一定效果。但是一旦煤比較濕或者粘性大，就會產生越震越實的情況，作用適得其反。當前我廠的情況就是原煤水分太高，所以這種方式不適用。

3、空氣炮是利用氣壓平衡的原理,先將壓縮空氣貯存于鋼制炮體中，當炮體內氣壓達到0.4—0.8Mpa時，切斷壓縮氣流，打開排氣口,使壓縮空氣突然釋放勢能，產生強烈沖擊波，沖擊物料堵塞區，克服物料的靜摩擦，使堵塞消除。這種情況適用料倉于空間較大，物料水分較低的情況。我廠煤倉堵煤部位都是在煤倉收口部位，空間較小，這樣如果水分較高，也同樣會出現越打越實的現象。

同時震動器和空氣炮還有一個共同的弊病。就是會因為長時間強烈震動，使煤倉內襯脫落，造成更壞的影響。所以經過上面的分析以上兩種措施均不適用我廠的情況。

4、煤倉清堵機是近年開發并被廣泛應用的一種清堵設備，經過幾次產品的升級換代，現在已經日臻成熟并為廣大用戶所接受。

煤倉清堵機由斷煤信號檢測、控制系統（PLC）、液壓系統（油站）、疏通裝置組成。疏通裝置安裝在煤倉內壁上，通過油管路與油站連接，油站的啟停由控制箱來控制，當安裝在給煤機上的斷煤信號檢測到發生斷煤時，控制系統通過PLC發出斷煤報警信號同時啟動油站，使清堵機上下往復運動清掃煤倉壁，破壞煤倉堵塞的基礎，達到疏通煤倉的目的。系統的控制，可以通過斷煤信號自動控制，也可以就地手動運行和停止，還可以設置時間，按時間周期定期啟動。同時預留接口，可接入DCS，實現遠程的操作。

市場上也有一些對煤倉清堵機的不同的聲音，說不好用或者不管用的。經過我們調研后發現對煤倉清堵機失敗的原因分為兩類：1）早期產品不成熟，因為設備質量問題，油站、油缸漏油；煤倉內疏通裝置安裝不牢固脫落等等。2）鍋爐煤倉設備在設計時就設計了煤倉清堵機，基建期就安裝好。而生產實際中堵煤的原因多樣，造成堵煤部位與安裝部位不一致。疏通裝置不能解決實際問題。造成一種清堵機不好用的誤解。

經過對當前市場上面的煤倉防堵疏通技改措施進行深入的調研后，我們決定采用煤倉清堵機來解決我們當前的煤倉堵煤問題。

三、解決煤倉堵煤的關鍵點分析

因為現場運行反應堵煤有兩個關鍵位置，即上部混凝土煤倉的貼壁棚煤和下部連接給煤機的落煤管堵煤，運行人員強烈要求，在上部混凝土煤倉和下部落煤連接管都安裝煤倉清堵耙。以徹底解決上部和下部的棚煤堵煤問題。

我們通過分析認為：上部貼壁嚴重的原因，有以下幾點：

1、煤種水分較高，煤粘性大，容易產生貼壁。

2、混凝土煤倉斜面角度60°，而流化床鍋爐煤顆粒0-10mm,這樣的工況下流動性差，易產生貼壁。

3、下部連接落煤管不暢通，導致貼壁的加劇，隨著時間的延長，貼壁越來越嚴重，最終出現了只有中間部位下煤的情況。（我們稱之為鼠洞下煤）

在這樣的情況下，運行人員和運行主管因為平時堵煤帶來的壓力很大，強烈要求上部下部都要安裝清堵耙。

我們經過認真的分析認定，原因3才是最關鍵的因素。如果消除掉了原因3，前面的原因1和2應該都會影響很小。最終的結論是說服運行人員，消除他們的顧慮，主要解決下部連接管部位的堵煤，讓上部混凝土堵煤隨之消除。

四、改造方案及改造效果

1、下部連接落煤管的改造方案：落煤管結構方面存在的問題是，太細太長，而且給煤機入口和煤倉下口不能正對，而需要扭轉一定的角度，導致落煤管結構復雜，內壁不平整，煤流動時改變方向，增大摩擦力，導致堵煤。

改造前照片：

改造方案為：拆除下部落煤管，重新制作不銹鋼錐形煤斗，上口大于混凝土煤倉，與混凝土煤倉承插式連接，下口只保留一個插板閥，取消所有不利于流動的結構，保證內平面的平滑。

在此基礎上，每個錐面上安裝一套煤倉清堵耙，這樣每個椎體共計安裝四套清堵耙，公用一套液壓泵站和一套PLC控制系統來控制?？刂葡到y有四種控制方式，保證系統的實用性和靈活性，即 1）手動控制；2）自動控制，與給煤機斷煤信號連鎖，發生斷煤時，系統自動運行，恢復煤流后自動停止；3）定時清堵：按設定時間進行預防性清堵；4）遠程操作：系統預留DCS接口，值班員可以根據運行參數判斷堵煤后，從DCS端直接啟動清堵耙即時清堵。

改造方案如下圖所示：

2、改造效果：

    通過煤倉連接管的改造和煤倉清堵機的應用徹底解決了煤倉堵煤問題。而且和我們預先分析的一樣，下部連接管以后下煤通暢，隨之上部混凝土的堵煤情況也得到了解決，貼壁現象大大緩解。改造后的現場照片如下：

五、小結

通過對系統的全面分析，進行標本兼治的改造，我們得到了以下效果：

1、煤倉清堵機通過保證鍋爐的連續供煤，保證了發電廠主設備的安全運行，避免了負荷的波動，頻繁調整主設備，乃至造成非計劃停機停爐現象對全廠設備的長周期安全運行具有重要意義。

2、降低發電供熱運行成本。根據近年的統計分析，如果不能解決煤倉堵煤問題，有可能因此而導致每年降負荷、壓火問題3-4次，嚴重情況下導致停爐1-2次。避免造成因堵煤導致的直接、間接損失30萬元/年。

3、通過煤倉改造的技術措施，可以考慮更寬范圍的煤種調整，比如適當摻燒部分煤泥、矸石等劣質煤，使降低運行成本成為可能。