圆形落煤管的改造

【摘 要】随着循环流化床锅炉的广泛投运，其存在的弊端也随之凸显出来，因落煤管堵塞造成锅炉负荷波动甚至灭火停炉问题严重威胁着锅炉及后系统的安全稳定运行。国宏公司通过不断吸取教训、总结经验、不懈研究、大胆创新，将原设计的圆形落煤管进行改造，有效缓解了落煤管堵塞，使锅炉的安全稳定运行周期不断延长。

【关键词】循环流化床锅炉；堵煤；落煤管；圆形；改造

兖矿国宏化工有限责任公司是以高硫煤为原料年产50万吨甲醇的大型高科技煤化工企业，配备的3台循环流化床锅炉为后系统提供各级蒸汽，是全厂的动力核心。根据化工企业各环节连续性强的特点，各级蒸汽的稳定供应是确保整个化工装置稳定运行的前提。而循环流化床锅炉由于其给煤系统的局限性，受自身设计和入炉煤质的影响，落煤管频繁出现堵煤现象，造成锅炉供汽量不足，导致后系统波动甚至改变运行模式，堵煤严重时还可使锅炉面临停炉的危险，制约着我公司甲醇装置的长周期稳定运行。

1 运行概况

国宏公司热电车间配置的3台循环流化床锅炉，2台160t/h锅炉是无锡锅炉厂生产，配备3台刮板式方形落煤管；1台260t/h锅炉为济南锅炉厂生产，配备4台称重皮带式圆形落煤管。根据正常生产负荷的要求，热电车间3台锅炉运行方式为两开一备，采用1台260t/h锅炉和1台160t/h锅炉并列运行，并连带发电汽轮机运行，后续系统蒸汽用量约为260t/h，发电汽轮机蒸汽用量约为60t/h，该工况下，锅炉蒸汽负荷较高，约320t/h。

结合公司现状，在首先满足后系统蒸汽用量的前提下开好发电汽轮机，一定程度上可以降低电耗，从而降低公司生产成本，所以260t/h锅炉的稳定运行，对于降低生产成本起着重大作用。自2010年3月，260t/h锅炉调试完毕正式投用，截止至2012年5月底，虽已累计运行时间约17600小时，但260t/h锅炉频繁出现堵煤情况，平均每班堵煤4次左右，最严重时锅炉4台给煤机同时堵3台，造成主蒸汽参数波动大，导致发电机负荷波动大甚至停车，据不完全统计发电机因锅炉堵煤每月至少停车两次，同时因蒸汽压力波动造成后系统汽轮机振动大、电泵和汽泵切换频繁和低压蒸汽停运等一系列问题，严重影响着后系统的安全稳定运行，经过和160t/h锅炉给煤系统对比分析，得出260t/h锅炉频繁堵煤主要由落煤管设计所致。

2 采取的措施

为尽量避免堵煤现象的出现或尽快处理堵煤现象，我们主要采取了以下措施：

1）在圆形落煤管的下料口增设直径1寸的送煤风管，以公用管网为0.45MPa的压缩空气为气源；

2）在给煤平台4根落煤管观火孔处增设投煤人员，每处两人，主要对挂壁的煤进行清理，防止煤粒积聚，避免落煤管堵塞；

3）在落煤直管上开两孔，防止出现堵煤至直管时不便于疏通；

4）投煤人员发现落煤管中积聚的煤粒过多而无法及时清理时及时通知控制室停止给煤机的运行，待现场人员将煤粒清净后再投用；

5）根据燃料煤湿度和粘度通知上煤时掺部分晾晒的干煤；

6）增设煤泥管线，尽量降低给煤机给煤量，减少落煤管挂壁量；

7）加强燃料煤进厂管理，严格控制燃料煤质量，确保入炉燃料煤的粒度、水分、灰分和发热量达标；

8）一旦出现落煤管频繁堵塞，立即通知热电车间值班人员现场指导，并召开分析会对造成此问题的原因进行分析，同时制定相应的应急措施。

3 易堵煤的原因分析

通过对圆形落煤管的结构以及煤粒在落煤管中运动轨迹的分析，发现易堵煤的原因主要有以下两点：

1）斜管倾斜角度小，煤粒所受摩擦力大，下滑速度慢，在落煤管中的停留时间长。

2）受圆形落煤管自身特点的影响，在重力的作用下，煤粒的运动方向不同于方形落煤管的平行于落煤管向下，而是趋于管下壁斜向下的，煤粒会不断向管下壁汇集，造成煤粒易于在管下壁处积聚，如不及时清理便会出现落煤管堵塞现象。

4 落煤管的改造方案

为从根本上解决锅炉堵煤问题，保证发电汽轮机和后续系统生产稳定，计划对3#锅炉落煤管进行改造，具体方案如下：

1）将给煤系统中给煤机落煤口插板阀下竖管及其斜管全部改造，竖管采用一体式，即膨胀节上方至给煤机落煤口插板阀部位采用整体方形变径结构；

2）斜管倾角加大，由目前43°加大到55°；

3）落煤管全部采用方型，材质为不锈钢，落煤管斜管截面为350×350mm，不锈钢厚度分别为：底板12mm、2个侧板及顶板8mm，同时内部做抛光处理；

4）给煤机播煤风、送煤风、密封风等管道相应做调整；

5）为防止因水分过大造成堵煤，落煤管装设有捅煤口，立管捅煤口设置在膨胀节上方 200mm处，尺寸为200×200mm，为法兰密封结构。

5 改造后运行效果

落煤管改造完后，避免了因落煤管堵塞造成锅炉停炉及后系统大幅度波动事故，保证了锅炉长周期稳定运行，取得成效如下：

1）锅炉落煤管的堵煤次数明显减少，同时堵多个落煤管的现象基本不见，投煤人员大为减少，目前仅有两名临时工在现场疏通就可以保证给煤系统正常运行，原来需要临时工8人，每人次每天人工费用约180元/人/天，每天节省的人工费用为6×180=1080元；

2）优化了给煤系统运行，给煤稳定相对降低了锅炉煤耗；

3）给煤稳定，为锅炉长周期稳定运行打好基础，降低了企业生产成本，提高了企业安全生产能力；

4）减少了司炉岗位职工的劳动强度和工作量，降低了工作安全风险；

5）避免了锅炉平台因堵煤造成煤灰飞溅等环境污染，减少清洁文明工作量。

6 结论

圆形落煤管改为方形投用后取得了预期的效果，是一次很成功的改造，锅炉负荷明显趋于稳定，蒸汽压力波动出现频次大幅度减少，确保甲醇后系统稳定运行的同时保证了发电机的长周期高负荷运行，减少了消耗，降低了成本，为全厂经济安全稳定长周期运行打下良好的基础。

【参考文献】

[1]济南锅炉集团有限公司设计图纸以及使用说明书[S].

[2]岑可法，倪明江，等.循环流化床锅炉理论设计与运行[M].中国电力出版社，1998.

[3]路春美，程世庆，王永征.循环流化床锅炉设备与运行[M].中国电力出版社，2003.

[责任编辑：杨扬]

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