火电厂原煤斗蓬煤处理方法探讨.doc

火电厂原煤斗蓬煤处理方法探讨摘 要 火电厂原煤斗内的原煤粒度较细，当煤中含水量增加时，煤颗粒之间、煤与煤斗壁之间摩擦力增大，由于上部煤的重量形成压力，使含水分较多的煤挤压成团产生蓬煤。蓬煤影响磨煤机的出力和机组的安全稳定运行。目前有几种处理蓬煤的方法，但效果均不理想。采用内部疏松装置，通过内部扰动使煤松动，可有效解决蓬煤问题，并且对原煤斗改动量少，能自动工作，适合火电厂原煤斗的技术改造。关键词 火电厂 原煤斗 蓬煤 内部疏松装置原煤斗蓬煤是燃煤电厂经常遇到的问题，虽然有各种处理方法，但效果均不够理想。煤斗蓬煤有很大危害，轻者引起磨煤机出力下降，重者引起煤斗自燃，甚至爆炸。所以，如何处理原煤斗蓬煤是一个需要认真思考的问题。1 散体物料在料斗内运动机理分析11 2个概念1111 内摩擦系数fn：内摩擦力是指散体物料因其外形和表面粗糙度不同而形成的摩擦阻力，人定义为内摩擦角的正切值。内摩擦角可以认为是物料自然堆积角(或称安息角)，物料自然堆积角可以通过实验确定。人有静态、动态之分。人与物料的粒度、含水量、粘性有关。人大的物料流动性差。112 外摩擦系数人2AL摩擦力是指料仓内壁对物料产生的摩擦阻力，人定义为外摩擦角的正切值，可以通过实验确定。人亦分为静态、动态2种。人与料仓内壁材料有关。试验证明，物料无论压实、因结或湿润，对人的影响都不大，但料仓内壁过于粗糙(如钢板生锈)，会使人骤然增加。12 散体物料在料仓内的流动方式1121 大体可以分为全流、芯流、搭拱3种方式，如图l所示。全流方式是最佳的物料流动方式。图1中(a)为全流方式，物料排出是按先进先出顺序，内、外摩擦力对物料的流动影响极小。(b)为芯流方式，只有出口以上部分的物料能排出，周边的物料受内、外摩擦力的影响而呈环状搭拱，这是一种常见现象。(c)、(d)为搭拱方式，物料排放到一定程度后，由于物料重力作用克服物料内摩擦阻力而“塌陷”，再次排出物料。“死区”物料由于内、外摩擦阻力影响而呆滞，形成(c)所示洞拱或(d)所示盲拱。122 物料内、外摩擦力使全流受阻，内、外摩擦力越大，搭拱的趋势就越大。大多数物料都不同程度地存在内、外摩擦力，因此大多数物料都不同程度地存在着搭拱的趋势。123 造成搭拱的内在原因有内摩擦力、内聚力和外摩擦力，外部因素有物料的颗粒度、形状、湿度、粘结性、化学稳定性和料斗的几何形状等。2 蓬煤原因分析电厂用煤多为烟煤和无烟煤，从文献1中的实验数据看，在同样条件下，无烟煤比烟煤的静内、外摩擦系数都小，即烟煤比无烟煤更易蓬煤。原煤总体粒度较小时，静内、外摩擦系数均有所增大，也就表明原煤中小颗粒所占比例越大越易蓬煤。原煤水分大，尤其雨季原煤潮湿时，容易蓬煤。就笔者经验而言，当采煤颗粒很细小，大多为煤面时，只要水分稍大，原煤斗必定蓬煤，即形成图1(b)所示的芯流状态。此状态下外摩擦力没有变化，只是由于水分增加，总体颗粒度变小导致内摩擦力增加过大造成的。这就需要采取削弱内摩擦力、减少外摩擦力的方法解决蓬煤问题。3 几种方法比较31 处理原煤斗蓬煤的一些方法311 原煤斗设计及现状根据有关设计规程，“原煤仓下宜装设圆形双曲线金属小煤斗”2(即原煤斗)，大部分电厂采用了此方法，但也有一些电厂采用了截面为方形的原煤斗。在雨季原煤潮湿的情况下，蓬煤现象频繁发生。不得已，只得人工用大锤敲砸的方法解决。人工敲打对短时蓬煤有效果，但蓬煤时间较长时，则无济于事，必须进入原煤斗内部进行彻底清理。312 采用空气炮有一些电厂采用空气炮，即在容易蓬煤的位置装设压缩空气喷吹装置，利用储存压缩空气能量的突然释放，消除蓬煤。313 内壁采用超高分子板做内衬80年代末期190年代初期应用超高分子板作为原煤斗内衬，该材料具有摩擦系数小的优点，短期使用效果尚好。314 采用内部疏松装置1998年10月，在石景山热电厂1号炉2号原煤斗采用了一种内部疏松装置，结构如图2所示。在皮带落煤口两侧各布置1台，每套疏松机械由若干与原煤斗内壁截面相适应的弧形刮板、液压系统、自动工作系统组成。其工作原理为：当原煤斗蓬煤时，疏松装置感受到断煤信号，电机(15kW)带动液压系统开始工作，疏松机械沿内壁上下运动，将蓬煤“犁”通。截止1999年8月底，该装置工作良好，已动作286次(装有计数器)。在该炉其他4个原煤斗出现多次蓬煤时，2号原煤斗未发生蓬煤现象。315 采用振动给料斗1现在国内外应用振动给料斗较多，其基本结构见图3，于1963年首先使用在铸造行业，并逐步推广到其他行业，适用物料范围很广。其工作原理为：与给料斗刚性联接的话化锥通过作用于给料斗的振动电机产生适度振动，产生水平分力和垂直分力，并传递给物料，向四周和向上扩散，由于活化锥伸入到料仓易于搭拱处，这样就将该处物料活化，降低物料内摩擦系数，同时由于给料斗的同步振动，也降低了物料的外摩擦系数，从而解决搭拱，使物料接近全流状态。32 处理磕煤几种方法的比较321 空气炮是通过局部外力激振、活化原煤，削弱内摩擦力的。采用空气炮需要配置压力容器、提供压缩空气，布置、系统都很复杂，即使对单个原煤斗也要采用多套装置；同时存在外力不均匀，局部作用的缺点。事实证明，该装置对松散蓬煤有效果，对结实蓬煤，则往往把蓬煤吹成“鼠洞”而不能破拱，不能有效解决蓬煤。空气炮较适用于于粉物料。322 超高分子板是通过降低外摩擦力来处理蓬煤的。但由于超高分子板受到冲刷磨损，表面粗糙度增加，摩擦系数增大，就起到了反作用，增加了蓬煤的几率。采用超高分子板必须定期更换，工作量非常大。323 疏松装置从原理上看，是通过进行内部扰动，“协助”原煤克服外摩擦力，同时起到诱导活化原煤的作用，削弱内摩擦力，不发生蓬煤。采用疏松装置改动工作量较小，且能够自动工作。324 振动给料斗是通过外力诱导的均匀振动，活化物料，同时解决内、外摩擦力，是以解决内摩擦力为主，兼顾减少外摩擦力，因此原煤斗形状可以不受限制。采用振动给料斗可以增加原煤斗容积，或在相同容积时降低造价，可自动