湖州协鑫循环流化床锅炉落煤管堵煤的原因分析及改进措施

循环流化床锅炉落煤管堵煤的原因分析及改进措施 汤海清 湖州协鑫环保热电有限公司  【摘 要】：湖州协鑫两台循环流化床锅炉炉前给煤系统经常出现堵煤现象（在2011年2月份未改进之前），严重时六根落煤管五根全部堵塞或下煤不畅，造成锅炉燃烧不稳、进行压火停炉或投油枪进行稳燃。通过对锅炉现场落煤管设计勘查、安装等问以及结合实际运行经验，对落煤管进行改进，从而解决湖州协鑫投产以来落煤管堵煤的问题。 【关键词】：  堵煤分析    经济效益的影响    改进措施    0、 湖州协鑫环保热电有限公司锅炉概况 湖州协鑫环保热电有限公司两台锅炉由无锡华光锅炉股份有限公司制造为75t/h次高温、次高压循环流化床锅炉。其主要技术参数：蒸发量75t/h、过热蒸汽压力5.3MPa、过热蒸汽温度485℃，给水温度150℃、一、二次热风温度150℃、排烟温度140℃、炉膛出口温度930℃。 一、落煤管堵煤产生的原因分析 1、煤种的影响： 入炉煤比较潮湿，远远超过了设计值水份8%左右；近年来，由于受市场煤价的影响，公司为了降低生产成本，提高效益。大量购进煤泥以及劣质煤种进行掺烧。由于来煤水份太大，煤含水分与粘着性有很大的关系。水份在8%以下基本上属于干煤。而水份超过10%以上，黏着性有较大的增长。实践证明燃煤水份在8 %～15 %之间时,黏着性最大,使煤的流动性恶化，堵煤发生频次最高。 2、膨胀节存在的缺陷影响： 湖州协鑫环保热电循环流化床锅炉每台锅炉设计安装三台给煤机，相应配套三根落煤管，每根落煤管上设计有两只金属波纹膨胀节。由于膨胀节内衬不锈钢套管，连续运行7年之后发生磨损变薄、破损，形成一个个台阶，不光滑，使的燃煤粘连在膨胀节上，落煤空间变得狭小，直至将落煤管落煤不畅或堵塞。 3、送煤风在落煤管上设计布置不合理： 湖州协鑫环保热电有限公司两台循环流化床锅炉型号为UG-75T/H-M19由无锡华光锅炉股份有限公司设计制造，承担现场施工设计单位为浙江城建煤气热电设计院。通过对锅炉厂设计图纸和现场勘查，发现无锡锅炉厂在设计落煤管给料系统考虑的配套螺旋给煤机，布置设计在9米层，送煤风设计在7米层，风门挡板均在7米层进行调节；而施工设计单位浙江城建煤气热电设计院，设计的称重胶带给煤机布置在13.5层，相应落煤管送煤风均按无锡锅炉厂布置方式进行设计，未作任何改动，造成落煤管的斜管段太长，加上送煤风的配置不合理，从而导致落煤管的频繁堵煤或下煤不畅等。 4、给煤机落煤管与锅炉本体偏离设计中心500mm，多增加了一道弯头： 通过对锅炉落煤管多次现场勘察，发现每根落煤管都随着锅炉前墙右侧偏移，以中间的一台给煤机落煤管为基准点，与前墙右侧方向形成30°的夹角，其它两台给煤机落煤管都相应倾斜形成着形成夹角。由于进入炉膛落煤口是固定不变的，使得给煤机下料口与落煤管之间相应发生倾斜，增加弯头，由于燃煤下料点发生拐弯，经常在弯头处积煤，特别是燃煤潮湿时，更加容易积煤，从而导致落煤管的频繁堵煤或下煤不畅等。 二、预防落煤管堵煤预案及对公司效益的影响 1、2005年~2010年落煤管堵煤预案 为了防止遇到不同煤种的燃煤，特别是来煤比较潮湿、水份大、粘性大容易发生堵煤的燃煤，影响机组安全、稳定运行。为此，从2005年5月份开始生产技术部就制定了堵煤处理预防措施：技术要求：①对于高水分、粘性较大的煤种，生产技术部要考虑合适的配煤，发电部运行值值长及锅炉人员要对燃煤情况及时地了解。②锅炉值班人员要加强落煤管、给煤机检查工作，做到勤听勤敲；③锅炉专业要对锅炉运行人员进行有针对性的，使锅炉值班人员对落煤管堵塞后的现象熟悉，能够及时正确判断，避免落煤管整根堵死。④运行人员每小时巡检时加强对落煤管的检查。⑤运行人员要做好落煤管堵塞的事故预想，一旦发生落煤管堵塞现象，及时停运相应给煤机 ，组织人力敲打、捅煤，敲打堵塞落煤管时，要做好爆燃的事故预想。在2010年3月10日以公司级成立了《锅炉专业落煤管突发两台锅炉落煤管堵塞应急预案》。应急处理措施：①程序执行过程中，如锅炉落煤管全部发生堵塞，应立即投入油枪助燃。②疏通落煤管过程中，当班值长应监督捅煤人员佩戴好防护用具；③遇到雨雪天气，当班值长应该安排相关人员做好给水平台及捅煤平台的防滑措施；④如在疏通落煤管过程中，出现人员受伤情况，应急小组组长应该立即对伤员进行救治，如无法救治，应立即送往当地医院等等。 2、2008年~2010年落煤管技改过程 从2008年7月份开始~2010年7月份期间，厂部、生产管理部先后对落煤管进行了多次技术改造：①在每个落煤管上增加3~6个桶煤孔方便桶煤。②为了考虑桶煤人员安全与方便，现场专门安装制作了桶煤平台。③2010年4月技改了#2炉#1给煤机落煤管（试验品），效果不理想，堵煤更加严重（运行四个月之后拆除，恢复原设计）。如下图改造前后所示： 13.5米层 此图为落煤管改造之前 此图为落煤管改造之后 3、落煤管堵煤对公司经济效益的影响： 3.1人工费 为了应对来煤煤种比较潮湿或阴雨天上煤潮湿、掺烧煤泥以及燃煤粘性比较大的煤种，减轻锅炉运行人员桶煤的劳动强度，生产管理部专门桶煤增加临时工俗称“捣煤工”，每班两名临工，三班制共计6名，以2008~2010年为例，共计发生桶煤费15.6万元，平均每年约5.2万元。 3.2对机组负荷影响的经济效益 在2009年~2010年期间，公司为了降低生产成本，大量购进劣质煤、湿煤泥以及干煤泥进行大量配烧，落煤管堵塞更加频繁；由于堵煤的影响锅炉负荷很难稳定在额定蒸发量75吨∕小时，两炉平均蒸发量在55~65吨∕小时，平均每月影响上网电量约20万KWh，按照上网电价0.546元∕KWh，影响10.92万元∕月，按全年保守5个月计算10.92*5=54.6万元；另外由于落煤管堵煤造成燃烧不稳投油稳燃或压火停炉启动，按2009年稳燃，压火启动为例消耗9吨柴油，按照6500元∕吨，计算6500*9=5.85万元，全年影响效益保守54.6（电量损失）+5.85（柴油损失）+5.2（捣煤费）=65.65万元。 三、2011年落煤管改进措施 1、落煤管改进措施过程： 在总结多次落煤管技改失败之后，在2010年8月5~10日#2炉中修期间，对#2炉#3落煤管实施新的改进方案（试改进一根）：由于现场已经设计的送煤风布置偏低，前面已经进行介绍，改起来费用较高，施工难度大、工期长等问题。所以，保留原送煤风不变，在#2炉#3给煤机落煤管标高12米层，弯头处膨胀节底部增加一路送煤风，从一次风空预器出口锅炉右侧热风道开孔引入并安装调节蝶阀。标高7.8米处。可以缓解此处落煤管堵煤。（送煤风由一次风热风引入，温度在150度左右，风压在8~9.5KPa之间）。同时更换新膨胀节，重新设计送煤风套管（如下图虚线部分，并在下面介绍）。改进措施思路：①新送煤风套管安装之后增加了落煤管管内煤量流速，在通过具有一定流速的送煤风来疏松和携带入炉煤，减少发生堵煤的可能；②一次热风可以加热落煤管（保持管壁一定温度）以及加热随落煤管进入炉膛内燃煤；③防止炉膛内烟气反串烧坏皮带给煤机；④保持给煤机出口落煤斗入口形成一定负压；⑤可以缓解堵煤，降低人工清理的劳动强度。 2、送煤风套管的设计 在整个落煤管改进的过程中，起着最关键的部件是送煤风套管（如下图），它是一个由内外两层不同管径的不锈钢管组成的偏心园风管，内管走燃煤，外管与一次热风连接进行喷射热风。工作原理就是利用射吸作用，具有一定流速的一次热风首先进入套管的上部圆形空间，然后顺着偏心园内外管之间非常狭小空间，进一步提高了风速，顺着煤流方向进行射吸，使弯头处燃煤不再粘连，下煤通畅。 落煤管 从2010年8月10日改进之后，#2炉#3给煤机落煤管运行状况非常良好，落煤管从不堵煤；技改费用不到1500元。于是在2011年2月春节期间#1炉大修以及#2炉小修期间相继将#1炉三台给煤机落煤管以及#2炉剩下的#1、2给煤机落煤管进行了同样的改造并更换损坏了膨胀节，整个改造费用约2万元；从2011年2月至2012年2月，经过一年多的实践，#1、2炉六台给煤机落煤管从未发生堵塞现象，经历了煤泥、粘性比较大的燃煤以及潮湿煤种的考验。解决了湖州协鑫投产以来从落煤管的设计、安装以及送煤风布置不合理引起的堵塞现象。减轻了锅炉运行人员捣煤的痛苦，砍掉了桶煤人工费，提高了机组组连续稳定负荷，提高经济性，为公司大量掺烧劣质煤、煤泥以及其它粘性重的燃煤，降低了生产成本，并为公司创造了最大经济效益。 四、结束语 (1) 通过对湖州协鑫环保热电有限公司两台循环流化床锅炉给煤系统的改进和完善,实践证明,所采取的改进措施是有效的，解决了由于设计、安装以及送煤风布置不合理引起落煤管频繁堵煤现象，保证了机组稳定、安全、经济运行。 (2) 循环流化床锅炉给煤系统稳定运行涉及运行、检修、维护、管理等各方面,合理严格的#管理#也是锅炉安全运行的必要保障。 参考文献： 1. 路春美、程世庆、王永征.循环流化床锅炉设备与运行. 中国电力出版社，2003. 2. 岑可法、倪明江等.循环流化床锅炉理论设计与运行. 中国电力出版社，1998. 3. 党黎军.循环流化床锅炉的启动调试与安全运行. 中国电力出版社，2002. 4. 吕俊复.循环流化床锅炉运行与检修. 中国电力出版社，2003. 5.无锡华光锅炉股份有限公司设计图纸以及使用说明书. 6.浙江城建煤气热电设计院锅炉施工制作安装图纸.