锅炉原煤仓堵煤的原因分析及预防措施5Word文件下载.docx
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(3)开式闸板门下部的方圆接落煤管设计角度太小,减缓煤流的形成,流速降低,容易发生堵煤情况。
见下图二
图二
4、锅炉燃用煤种的变化也会导致煤仓粘煤,如,原煤中掺杂煤泥较大时,由于煤泥粘性大、附着力强,摩擦系数相应增大,原煤在原煤斗内的流动性大大减弱。
5、原煤含水分过大,会使煤内的矿物质形成水胶体,增加煤的粘性,使煤形成凝固体,造成蓬煤。
原煤含水不但是自然条件形成,也有燃料做卫生时水冲洗设备和地面时撒入皮带上的煤造成,使煤受潮。
6、根据原煤斗结构和现场情况,原有的九个空气炮在下锥体上,最低处的空气炮离给煤机落煤管和煤闸门的落差距离高达三米,由于原煤经常在给煤机落煤管及煤闸门处堵塞,当上面的空气炮动作时它振打的范围在上部,不但不能使下面堵煤的部位疏通,往往会在空气炮动作下,上部被空气炮疏通的煤层将下部堵塞的煤层越压越实,堵塞反而越恶劣。
5、如料位计不准,或者损坏,煤位无法准确判断,当原煤斗内壁粘有煤,煤仓储煤容积减小时,煤仓煤位与实际煤位不符,有可能造成煤量太大,而降低煤层的流动性。
6、原煤异物或者输煤系统零部件掉落进入煤仓也会加大堵煤的机率。
7、从原煤仓检修情况看,原衬板损坏部位大部分在下锥斗处,此处衬板均为基建时安装。
一是安装不够牢固,安装的螺栓数量不够;
二是板与板之间间隙过大;
三是板的本身较薄,耐磨能力较差。
预防措施
1、由于现场设备的条件限制,煤仓的结构设计不合理,建议可以加装空气炮来缓解。
在给煤机入口煤闸门上部加装一空气炮。
2、加强空气炮系统的设备维护保养:
(1)加强对原有空气炮的二位三通电磁阀的检查维修,确保阀始终处于良好的备用状态,防止空气内漏的发生。
(2)空气炮气源各个接头部位及管路不得漏气,使用的压缩空气必须经过过滤、清洁、干燥、保持压力稳定。
(3)定期打开空气炮的排水塞,将空气炮里面的余水及时排出。
(4)定期试验空气炮,发现缺陷,及时消除。
3、积极开拓煤源市场,想办法进好煤、进干煤,最大限度地降低蓬煤次数。
加强配煤和煤场管理,合理掺配煤,尽量做到湿煤少掺或不掺,保证上煤的合理方式,尽量控制湿煤直接进入原煤仓。
在煤场或上煤过程中,尽量少喷水。
湿煤要与干煤掺合混上,减少因煤湿或下雨而造成蓬煤、堵煤的次数。
上煤时应尽量取上层原煤,较湿的煤应翻上煤堆,经晾干以后再上到原煤斗中,防止煤斗内原煤过湿。
4、输煤系统出现的撒煤,冲洗皮带地面后的湿煤,要有专人负责,禁止直接将湿煤上入皮带,进入原煤仓,需经过处理晾晒后才可以进入煤仓。
5、发现有轻度棚煤情况,利用低负荷时间,烧空原煤斗及时清理原煤斗,防止下煤路径截面减小,致使原煤斗有效容积减少,对损坏的衬板及时修复。
6、及时检查、校验料位计,发现问题及时消除。
7、对于开式闸板门下部的方圆接落煤管设计角度太小问题进行改造,将方圆接的角度适当加大。
改造前后结构见图三和图四。
图三(改造前的实际图)
图四(改造后的实际图)
8、对于损坏的衬板的处理建议,一是利用煤仓检修机会,将损坏部位进行拆除。
二是利用每次的检修机会综合分析原衬板的损坏强度及使用寿命还能承受多久,必要时进行全部拆除,在锥斗部位改为流动性能较好的不锈钢板。
锅炉原煤仓堵煤问题的设计改进
摘要;
设计院针对贾汪电厂CFB锅炉煤仓堵煤问题,经过调研、分析及试验,先后三次对煤仓设计进行改进,取得了显著效果,获江苏省QC小组一等奖,彻底解决了循环流化床锅炉煤仓堵煤的问题。
关键词:
循环流化床锅炉、煤仓、堵煤、贾汪电厂。
1工程概况
贾汪电厂是一座具有八十余年历史的老厂,为部属企业。
为充分利用电厂现有土地和人力资源、发挥地区能源优势,优化资源配置、变输煤为输电,在拆除老厂的基础上,根据贾汪电厂的现有条件,特别是地质条件,工程共规划建设4台135MW大型循环流化床机组。
共分二期建设,一、二期工程建设规模均为2×
135MWCFB机组。
一、二期工程的设计和建设基本上是连续的,一期工程于2002年12月18日开工,二台机组分别于2004年3月和6月投入商业运行;
二期工程二台机组也在同年11月和12月投入商业运行。
循环流化床燃烧技术是目前世界上公认的最有前途的洁净煤燃烧技术之一,国家计委、国家科学技术委员会,已将其列入《中国21世纪议程优先项目计划》。
当时我国300MW循环流化床技术引进正在谈判之中,国内哈尔滨、上海、东方三大锅炉厂已引进或正在引进400t/h等级的高温、超高压带一次中间再热的循环流化床锅炉制造技术,国内大部分项目尚处于订货阶段,仅河南新乡电厂正在安装,尚无投产机组。
本工程选用哈尔滨锅炉厂生产的440t/h高温、超高压带一次中间再热的循环流化床锅炉,采用后墙给煤、前墙排渣的布置方式。
2问题的由来
贾汪电厂第一台440t/h高温、超高压带一次中间再热的循环流化床锅炉,于2004年3月投入商业运行。
投产后发现原煤仓经常发生堵煤现象,特别是阴雨天煤的表面水分高的时候就更加严重,堵煤的重点部位为给煤机的入口和煤斗下部0-3m范围内。
频繁的堵煤严重影响了循环流化床锅炉的安全运行,经济损失也十分可观。
为此,我院和贾汪电厂领导及有关技术人员一起到最近投产的同类型电厂调研考察,考察中发现大型循环流化床锅炉原煤仓堵煤现象是普遍存在的,是一个带有共性的问题,原设计采用的防堵设施(煤斗内加装松煤器、空气炮等)均无明显作用。
为彻底解决CFB锅炉原煤仓堵煤问题,我院组织有关设计人员进行联合攻关,如能彻底解决此问题,不仅可保证CFB电厂的安全经济运行,而且将对今后大型循环流化床的发展和推广起到积极作用。
3改进前的原煤仓设计简介
哈尔滨锅炉厂生产的440t/h高温、超高压带一次中间再热的循环流化床锅炉,采用后墙给煤,共4个给煤口。
在B-C框架16.00m层炉前方向布置二台压力式给煤机,二条密封的给煤皮带分别从锅炉二侧通至炉后,煤仓层标高为33.00m。
因每台炉只有二只原煤仓,根据火力发电厂设计技术规程中的有关技术规定,原煤仓的有效贮煤量应大于锅炉额定蒸发量时8小时的耗煤量,如考虑输煤系统二班制运行,其耗煤量应大于10小时。
当时原煤仓容量是按二班制运行设计的,故煤仓层设计标高为33米。
煤仓为锥体矩形截面,煤仓内壁衬不锈钢,煤仓东西向、南北向与水平夹角分别为71度、63度,下部接小煤斗,煤仓上口为9900×
6900,煤仓出口为630×
630的矩形截面,高度11.65米,煤仓角上设置疏松机。
原煤仓设计图详见图3-1。
图3-1
4煤抗剪强度试验报告简介
电厂发生严重堵煤现象后,我院十分重视,为对改进措施提供可靠的科学依据,决定对贾汪的燃煤(破碎后进入原煤仓的煤)进行煤抗剪强度试验。
因目前国家尚无煤抗剪强度试验标准,煤炭系统也从未作过,美国AST规范也无借鉴可言,经反复研究由我院勘测部土工实验室参照电力系统编制的《粉煤灰试验规程》(DLGJ126-96)给定的方法进行试验。
为排除贾汪煤的特殊性,采用了其它煤种进行了对比试验。
通过两个阶段数百个试验数据的分析,得出来较为清晰的结论,为分析原煤仓堵煤的原因及提出具体的改进措施提供了理论依据。
虽然是参照了一些现行的、相近的试验标准、规程及规范,具体数据可能有一定的误差,但其结论的性质和方向是正确的,是与实际情况相符的。
通过试验得出以下明确结论:
贾汪电厂燃用的徐州煤并不特殊,抗剪强度指标和煤种没有直接内在的联系,不同产地煤的粘聚力C、内摩擦角Ф都是在同一数量级范围内波动。
即相同条件下其它煤种也会堵煤。
煤抗剪强度指标和含水率、粒径存在内在如下相关关系:
粘聚力C与含水率成正比关系、与粒径成反比关系,内摩擦角Ф一般与含水率成反比关系、与粒径成正比关系。
煤的抗剪强度主要取决于粘聚力C的大小,内摩擦角Ф对其影响不大,因此,建议降低煤含水率,同时适当提高给煤粒度,以达到设备厂家提供的最佳平均粒径d50=1.2mm为宜(贾汪电厂煤的取样平均粒径d50=0.6mm)。
循环流化床用煤的粒径级配可看成是一种特殊土,本次试验煤的粘聚力C一般在2-8kPa之间,内摩擦角Ф在25-35◦之间,其抗剪强度性质类似于工程中常见的砂性土。
表4.1-2贾汪电厂电煤含水率试验结果
各种工况
天然状态
含水率增加3%
含水率减少3%
含水率减少1%
试验数据
(实测值,%)
8.1
10.9
5.7
7.2
5.9
7.6
8.2
10.8
5.8
8.3
10.7
5.5
7.0
8.4
11.5
5.2
11.0
10.6
6.0
7.4
10.4
7.9
8.6
7.3
11.9
5.4
算术平均值(%)
7.5
变异系数
0.053
0.012
0.048
0.011
表4.1-4贾汪电厂电煤不同工况条件下的抗剪强度指标汇总
各种
工况
含水率W减少0.9%
含水率W增加2.5%
未过筛
过2mm筛
C
Ф
Ф
C
试验
数据
5.82
29.5
7.48
26.6
2.74
28.5
6.23
27.1
9.22
26.5
7.98
3.20
26.8
1.85
28.9
2.62
28.1
5.56
28.6
7.60
29.0
5.36
28.2
3.60
30.5
6.73
27.0
4.61
27.5
5.98
27.9
5.73
8.97
5.28
10.2
24.9
6.61
6.11
12.9
7.73
26.4
12.1
22.8
7.40
29.2
4.20
28.4
6.15
9.47
28.7
算术
平均值
6.00
27.7
7.07
4.16
6.01
8.98
28.0
7.50
27.4
变异
系数
.699
.037
.286
.017
.201
.007
.119
.008
.255
.020
.211
.014
标准值
3.62
5.92
3.68
5.51
27.6
7.68
5设计改进措施及取得的效果
5.1对原煤仓堵煤问题的分析
根据电厂出现的堵煤现象及煤的抗剪强度试验报告的结论,对原煤仓堵煤现象进行了认真地分析。
5.1.1对燃煤粒径偏小问题的分析
目前电厂煤的平均粒径d50=0.6mm,而制造厂要求的最佳平均粒径d50=1.2mm,即煤的平均粒径偏小(过细)。
设计时原煤采用一级破碎(设计规程建议采用二级破碎),且在碎煤机入口设置了煤筛,已经采取了防过破碎措施。
经分析平均粒径偏小的原因主要是电厂来煤粒度过细,此现象从设计角度无法改变。
5.1.2对煤的表面水分问题的分析
样煤的表面水分为8%,此含水量在江苏地区属于正常含水量,在设计时贮煤场已全部设置干煤棚,防止了煤在电厂贮存期间雨水的进入,但对采煤和运输过程中水分的进入也无法控制。
5.1.3解决问题的方向
通过对影响原煤仓堵煤的主要因素-燃煤粒径和表面水分的分析,从工艺系统设计的角度进一步采取措施非常困难。
认为改进的重点应放在对原煤仓的改进上,如减少煤斗壁的阻力、增加煤的流动性、加大出煤口的尺寸等。
实践证明此方向是正确的,取得了理想的效果,此专题研究的QC小组获江苏省QC小组成果一等奖。
5.2历次改进措施及取得的效果
对贾汪电厂的原煤仓本着从简到繁的顺序一共进行了三次改进,取得的效果一次比一次好,现介绍如下:
5.2.1第一次改进的措施及取得的效果
(1)改进措施
设计院于2004年5月对1#炉的原煤仓进行改进,当时因1#炉已投产,2#炉原煤仓已安装完毕,如进行大的改进不仅会影响锅炉的运行,而且现场施工条件也不允许。
当时共提出了三项改进措施,因其外形不变,改进后的外形仍可参见图3-1。
●加大给煤机入料口的尺寸
经分析原煤仓下口尺寸过小(630×
630mm)是堵煤的主要原因,要想加大下口尺寸就必须加大给煤机入料口尺寸,因受给煤机皮带宽度的限制,其横向尺寸不能加大,建议将纵向尺寸放大到1500mm。
此改进方案因制造厂不同意未能实施。
●增加一层高分子板作内衬、取消松煤机。
高密度的高分子板的摩擦系数很小(钢与钢之间的摩擦系数为0.3,高分子板之间的摩擦系数为0.1),加装后可减少煤与煤斗侧壁的摩擦力,有利于改善堵煤现象。
松煤机根本不起作用,建议取消。
●在原煤仓适当位置加装平衡风
因CFB锅炉的给煤机为压力式,为防止炉膛热烟气倒灌,给煤机采用一次风进行密封,压力为2000mm水柱,在煤斗内会形成上托力,也是形成堵煤的重要因素。
故要求在煤斗下方1/3处设一次风环型母管,从四壁向煤斗送入一次风,以平衡给煤机的上托力。
(2)第一次改进后的效果
第一次改进后取得了一定效果,堵煤次数明显减少,但未能彻底解决原煤仓的堵煤问题,只是起到了缓解作用。
因所设的平衡风很难充满煤斗,未能起到平衡作用,此项改进基本上是失败的。
5.2.2第二次改进的措施及取得的效果
(1)第二次改进的措施
第二次改进是在2#炉上进行的,当时2#炉也即将投产。
在第一次改进经验的基础上,通过调研和分析,除煤斗内衬改为高分子板之外,拟在原煤仓的上部1/3处向下改装一段双曲线煤斗,下部通过法兰直接与给煤机入口相连。
为不改变框架各层的受力情况,将双曲线煤斗吊在原来的煤斗上。
改进后的原煤仓示意图见图5-1。
图5-1
(2)第二次改进后的效果
与1#炉相比堵煤现象具有明显地改善,特别是对水份比较大的煤效果更加显著,堵煤只是偶尔现象,可以维持煤斗较长时间不堵煤。
2#炉曾连续安全运行136天,获得国家循环流化床协会的表彰(三等奖)。
5.2.3第三次改进的措施及取得的效果
(1)第三次改进的措施
第三次改进是在3#、4#炉上进行的,当时锅炉正在安装,煤仓层皮带尚未安装,框架侧墙也未砌筑,具有良好的改造工作条件。
同时还说服了给煤机制造厂同意将给煤机入料口加大。
故对原煤仓进行了彻底改进。
具体改进措施如下:
●将原煤仓内衬由不锈钢全部改为高密度的高分子板。
●将原煤仓入口改为一个方圆节,中间为等截面变化率的双曲线煤斗,下部为上口敞开的角度相当大的矩形小煤斗。
●将给煤机的入料口即矩形小煤斗的出料口的尺寸放大,由原来的630×
630mm放大为630×
1600mm,同时将给煤机的马达容量由7.5kw增加到9kw。
改进后的原煤仓示意图见图5-2。
图5-2
(2)第三次改进后的效果
第三次改进后取得了十分显著的效果,几乎不堵煤,可以说是彻底解决了循环流化床原煤仓堵煤问题,电厂十分满意。
美中不足的是原煤仓容积仍偏大,第三次改进后的煤仓有效容积贮煤量仍能维持锅炉额定负荷近8小时的煤量。
运行时发现煤斗四壁有滞煤现象,即煤的流动速度仍不够,应适当缩小煤仓的有效容积(缩小横截面)。
6结论及建议
6.1结论
通过对大型循环流化床原煤仓的多次改进及所取得的效果,可以明确得出以下结论:
煤仓的内衬应采用高密度的高分子板,以减少摩擦系数。
煤斗线型应采用等截面变化率的双曲线煤斗。
应尽量放大给煤机入料口的尺寸。
6.2几点建议
(1)建议设计过程中适当缩小原煤仓的有效容积,根据国外资料统计以不超过锅炉额定负荷6小时的燃煤量为宜,以适当增加煤的流动速度。
(2)建议在大型循环流化床锅炉的煤仓设计时不要装设松煤机及振动器等装置,其不仅没有效果而且会适得其反。
在给煤机上部的设置敞开的小煤斗,直接通煤效果最好。
(3)建议设计规程中对循环流化床锅炉的电厂干煤棚面积适当扩大,以5-10天为宜。
(4)根据我国的国情,电厂用煤颗粒普遍偏细,循环流化床锅炉的燃料破碎系统以设置一级破碎系统为宜。
(5)根据电厂的实际运行情况,采用前墙给煤对锅炉的燃烧并无太大影响(如东锅、上锅均设计有前墙给煤锅炉),前墙给煤不仅工艺布置设计方便,而且可使炉膛给煤分布均匀、同时也可降低框架煤仓层的高度。
锅炉原煤斗技术改造后评价报告
一、项目概述:
1、立项背景
某电厂一期工程2×
600MW机组锅炉为哈尔滨锅炉厂设计制造的超超临界变压运行直流锅炉,锅炉为单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。
每台炉设计和校核煤种燃煤量为230.2t/h,228.1t/h。
每台炉配置6台上海重型机械厂生产的HP1003型中速磨煤机,燃用设计煤种时,5台磨运行,1台磨备用;
燃用校核煤种时,6台磨需全部投入运行。
原煤通过输煤皮带送到原煤斗,落到原煤斗下称重皮带式给煤机,给煤机根据输入的给煤量指令调节给煤机驱动电机转速来改变进入磨煤机的煤量。
某电厂的原煤斗下料段采用锥形结构,仓壁静止不动,为了防止原煤与仓壁结拱,在锥形部分内壁镶了3mm厚的1Cr18Ni9Ti不锈钢皮。
但是目前实际燃用煤种不仅与设计煤种有很大的差异,在部分煤炭紧张时段煤质恶化,水分超标、热值降低、掺有煤泥的情况下断煤频繁,有时需要投油助燃。
而且目前鉴于经营压力大,公司决定尝试掺烧泥煤,以降低燃料成本,初步试验按照30%比例掺烧煤泥,实验结果发现频繁发生下煤堵塞,发电机组被迫紧急降出力甩负荷,导致锅炉燃烧不稳大量投油,如果处理不及时,有可能造成锅炉灭火、机组非计划停运。
2、项目建设目的、内容
改造的目的:
在掺烧煤泥及高水分煤种的情况下有效解决原煤仓堵煤情况,提高机组运行的安全性,减少稳燃用油量,降低燃料成本,减少公司经营压力。
主要改造内容:
在1E、2E原煤仓上成功安装旋转清堵机改造的基础上,在1B、1C、1D、2B、2C、2D共计6台原煤仓上进行安装旋转清堵机技术改造。
3、投资估算
项目
名称
单位
数量
单价(万元)
总价(万元)
设备费
旋转清堵机ZSFD-4
台
6
22
132
材料费
氧气、乙炔、电焊条等
2.5
15
施工费
脚手架
0.5
3
工日
240
250
其它费
电源改造费
1
合计
162
4、项目历程
鉴于目前的经营压力,公司决定掺烧煤泥以降低燃料成本,为此我们经过调研和比较,决定在原煤仓上安装旋转清堵机。
2011年元旦前后分别在1E、2E原煤斗上进行了试验,实际运行半年验证效果明显,于是,在2011年7月1日至8月8日期间,分别在1B、1C、1D、2B、2C、2D原煤仓上安装了旋转清堵机。
二、项目的实施评价
1、前期工作评价
改造前我们对原煤仓堵煤的原因进行了深入细致的分析,对目前行业内采用的防堵措施进行了收集汇总,并结合我厂自身的摸索和尝试经验,针对每一种防堵措施分析了各自的优缺点。
在比较的基础上得出安装旋转清堵机的方案。
由于我们改造的前期工作做得比较充分和细致,为后面改造项目的顺利完成打下了坚实的基础。
2、建设实施评价
我们在项目初期就确定了项目负责人,对工程进度、质量、资金全面负责。
工程自2011年7月1日开工,8月8日完工,历时39天,全部改造项目均按质按量完成。
由于施工前我们制订了详细的施工方案,并对施工人员进行安全、技术双交底,施工过程中对改造项目逐条进行验收,对外送加工的零部件安排人员跟踪到位,所以整个改造过程始终处于可控、有序状态。
三、改造效果评价
1.从投运以来的情况看,在烧劣质煤的情况下,与没有改造的系统进行对比,回转壁式煤仓防堵装置能有效地减少堵煤次数,即使发生堵煤时,也能有效地疏通堵煤,大大降低了疏通堵煤的劳动强度,减少了捅出的原煤对环境和设备的污染,极大的提高了劣质煤、煤泥使用时给煤系统、制粉系统运行的稳定性,明显减少稳燃投油量。
安装清堵机之后,在迎峰度夏期间,即使在雨季的情况下,两台锅炉的堵煤次数明显减少,稳燃用油明显下降。
安装清堵机之前,2010年两台机组全年稳燃用油418.3吨
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